Giáo trình hóa học đại cương 3 thực hành trong phòng thí nghiệm phần 2

Bài l i
X Á C ĐỊNH Á P SUẤT HƠI B Ã O
V À NHIỆT B A Y HƠI C Ủ A

HÒA

NƯỚC

LÚ THUYẾT
K h i c h ấ t l ỏ n g bay h ơ i , c á c p h â n t ử của c h ú n g t ừ t r ạ n g t h á i l i ê n k ế t
c h ặ t c h ẽ v ớ i n h a u ở p h a l ỏ n g được c h u y ể n s a n g t r ạ n g t h á i l i ê n k ế t r ấ t
lỏng lẻo ở pha hơi. N h ư v ậ y n ă n g lượng c ụ n đ ể t á c h c á c p h â n t ử t ừ chất
l ỏ n g r a k h ỏ i n h a u có g i á t r ị đ ú n g b ằ n g c ô n g s i n h r a đ ể c h ố n g l ạ i lực
h ú t g i ữ a c á c p h â n t ử . N ă n g l ư ợ n g c ủ a q u á t r ì n h b a y h ơ i ở đ i ề u k i ệ n áp
s u ấ t k h ô n g đ ổ i c h í n h l à b i ế n t h i ê n e n t a n p i c ủ a q u á t r ì n h đ ó v à được
g ọ i l à n h i ệ t b a y h ơ i c ủ a c h ấ t l ỏ n g . Nhiệt
hồn

tồn

Ì moi chất

lượng

lỏng được gọi là nhiệt

cần thiết

để làm

bay hơi moi phân

bay

hơi

tả.

N ế u đ ể c h ấ t lỏng v à o b ì n h k í n , c ù n g v ớ i q u á t r ì n h bay h ơ i của chất
l ỏ n g c ị n có q u á t r ì n h n g ư n g t ụ c á c p h â n t ử h ơ i t h à n h l ỏ n g v à k h i tốc
độ của hai q u á t r ì n h đó b ằ n g n h a u , m ộ t c â n b ằ n g đ ộ n g được t h i ế t lập.
H ơ i ở t r ạ n g t h á i c â n b ằ n g đ ó có á p s u ấ t x á c đ ị n h đ ư ợ c g ọ i l à á p s u ấ t
h ơ i b ã o hoa. T ạ i m ỗ i n h i ệ t đ ộ , m ỗ i c h ấ t l ỏ n g có m ộ t á p s u ấ t h ơ i b ã o hoa
n h ấ t đ ị n h . Q u á t r ì n h b a y h ơ i l à q u á t r ì n h t h u n h i ệ t n ê n á p s u ấ t hơi
b ã o hoa t ă n g k h i n h i ệ t đ ộ t ă n g .
V ề n g u y ê n t ắ c , có t h ể x á c đ ị n h t r ự c t i ế p n h i ệ t b a y h ơ i c ủ a c h ấ t l ỏ n g
b ằ n g c á c h đo n h i ệ t lượng c ụ n t h i ế t đ ể l à m bay h ỡ i m ộ t lượng x á c định
chất lỏng đó ở á p suất k h ơ n g đ ổ i . Tuy n h i ê n việc thực h i ệ n p h é p đo n à y
t r o n g t h ự c n g h i ệ m r ấ t k h ó k h ă n v ì có sự hao p h í n h i ệ t r a m ô i t r ư ờ n g
n g o à i . Do đ ó l ư ợ n g n h i ệ t đ o được t h ư ờ n g l ớ n h ờ n g i á t r ị t h ự c .
T r o n g t h ự c n g h i ệ m , việc đo á p s u ấ t hơi của c h ấ t l ỏ n g ở m ộ t n h i ệ t
đ ộ n à o đ ó k h á d ễ d à n g . T ừ k ế t q u ả đ o được, t í n h n h i ệ t b a y h ơ i t h e o
p h ư ơ n g t r ì n h Claozius - Claperon (Clausius - Clapeyron)

104




Ở đây:

p : á p s u ấ t h ơ i của c h ấ t l ỏ n g t ạ i n h i ệ t đ ộ T
A H : n h i ệ t bay h ờ i m o i p h â n t ử
b h

R: h ằ n g s ố k h í có g i á t r ị b ằ n g 8 , 3 1 4 J . m o i . K
- 1

- 1

C: h ằ n g s ố đ ố i v ớ i m ỗ i c h ấ t l ỏ n g .
B ằ n g t h ự c n g h i ệ m , t i ế n h à n h đ o á p s u ấ t h ơ i b ã o hoa c ủ a c h ấ t l ỏ n g
ở c á c n h i ệ t đ ộ k h á c n h a u r ồ i v ẽ đ ồ t h ị sự p h ụ t h u ộ c c ủ a l g P t h e o — . Đ ồ
t h ị n à y l à m ộ t đ ư ờ n g t h ẳ n g có d ạ n g
y = ax + b
Với độ dốc tga = —

AHbh

2,303R

T ừ g i á t r ị a x á c đ ị n h b ằ n g t h ự c n g h i ệ m , t í n h n h i ệ t bay h ơ i m o i
p h â n t ử theo c ô n g t h ứ c
AH = -2,303R.tga
bh

2 . THỰC HÀNH
2.1. N g u y ê n

tắc

B à i t h ự c h à n h n à y x á c đ ị n h á p s u ấ t h ơ i b ã o hoa v à n h i ệ t b a y h ơ i
của nước. M u ố n t í n h đ ư ợ c á p s u ấ t h ơ i c ủ a n ư ớ c , p h ả i đ o được t h ể t í c h
của h ơ i b ã o hoa n ằ m c â n b ằ n g v ớ i n ư ớ c ở t r ạ n g t h á i l ỏ n g ở m ộ t s ố n h i ệ t
độ. H ơ i n à y được g i ữ t r o n g ố n g đ o c h i a đ ộ 1 0 m l ú p n g ư ợ c , t ấ t cả được
n h ú n g c h ì m t r o n g cốc t h ú y t i n h Ì l í t đ ự n g đ ụ y n ư ớ c .
Ở n h i ệ t đ ộ t h ấ p , l ư ợ n g h ơ i n ư ớ c b ã o hoa n h ỏ k h ô n g đ á n g k ể . Vì t h ê
có t h ể d ù n g p h ư ơ n g t r ì n h k h í lí t ư ở n g đ ể t ì m s ố m o i k h ơ n g k h í :
kk-Vkk nhiệt độ thấp

P
n=

ô

k k

R.T ở n h i ệ t độ t h ấ p

Khi đun nóng, nhiệt độ của cốc nước tăng, thể tích khơng khí trong
ố n g đ o sẽ t ă n g do d ã n n ở . T u y n h i ê n s ố m o i k h ô n g k h í l à c ố đ ị n h . Do đ ó

105




có t h ể sử d ụ n g p h ư ơ n g t r ì n h k h í lí t ư ở n g đ ể t í n h á p s u ấ t r i ê n g p h ụ n
của k h ơ n g k h í ở t ừ n g n h i ệ t đ ộ
p„ ' v M
(3)

^ ~ V,.,.
kk,T
Áp s u ấ t hơi của nưóc là h i ệ u số giữa á p s u ấ t k h í q u y ể n v à á p suất
v

r i ê n g p h ụ n của k h ô n g k h í ở t ừ n g n h i ệ t độ.
2.2. Hoa chất và dụng cụ
Hoa
Dụng

chất:

N ư ố c cất, nước đ á .

cụ: ố n g đ o c h i a đ ộ l O m l ( 1 / l O m l ) , b ế p đ i ệ n , l ư ớ i a m i ă n g , k ẹ p

sắt, g i á sắt, n h i ệ t k ế , á p k ế .
2.3. Cách tiến hành
L ắ p d ụ n g cụ n h ư h ì n h 11.1.

Hình 11.1. Dụng cụ để xác định áp suất hơi bão hoa và nhiệt hoa hơi của nước
1. Giá sắt; 2. Kẹp sắt; 3. Nhiệt kế; 4. ống đo chia độ 10ml (1/10ml);
5. Cốc 1 lít; 6. Lưới amiăng; 7. Bếp điện

106




L ấ y 6 0 0 m l n ư ớ c c ấ t v à o cốc t h ú y t i n h l i v à k h o ả n g l O m l n ư ớ c c ấ t

vào ống đo chia độ lOml. D ù n g ngón tay cái bịt chặt m i ệ n g ống đo r ồ i
c h u y ể n v à o cốc t h ú y t i n h , sẽ có k h o ả n g 4 - 5 m l k h ô n g k h í được g i ữ l ạ i
t r o n g ố n g đ o . T h ê m n ư ố c c ấ t v à o cốc t h ú y t i n h đ ể cho ố n g n g ậ p c h ì m
h o à n t o à n . Đ u n n ư ố c t r o n g cốc l ê n 7 5 ° c . L ư ợ n g k h ơ n g k h í t r o n g ố n g đ o
sẽ d ã n nở, đ ẩ y c ộ t n ư ớ c x u ố n g n h ư n g c h ú ý k h ô n g đ ể đ ẩ y h ế t c ộ t nước.
K h i n h i ệ t đ ộ g ụ n t ớ i 7 5 ° c t h ì n g ừ n g đ u n , ghi t h ể t í c h c ủ a c ộ t k h í v à n h i ệ t
độ của nước. C ứ c á c h 3 ° c g h i t h ể t í c h c ủ a cột k h í v à n h i ệ t đ ộ c ủ a n ư ớ c
m ộ t l ụ n cho đ ế n k h i n h i ệ t đ ộ của nước h ạ x u ố n g 5 0 ° c . S a u đ ó t h ê m
nước đ á v à o cốc đ ể h ạ n h i ệ t đ ộ c ủ a nước t r o n g cốc x u ố n g 5 ° c , g h i t h ể
t í c h của c ộ t k h í ở n h i ệ t đ ộ n à y , g h i á p s u ấ t k h í q u y ể n t r ê n á p k ế .
2.4. T í n h k ế t q u ả
- C á c s ố l i ệ u t h ự c n g h i ệ m t h u được:
t°c

t°c

v (ml)
tt

75

69

72

66

Vttdnl)

t°c

v (ml)
tt

60

5

63

- Sử d ụ n g c á c s ố l i ệ u ở n h i ệ t đ ộ 5 ° c đ ể t ì m s ố m o i k h ô n g k h í theo
p h ư ớ n g t r ì n h (2).
- T í n h á p s u ấ t r i ê n g p h ụ n của k h ô n g k h í ở t ừ n g n h i ệ t độ ứ n g với
t h ể t í c h đ ã g h i đ ư ợ c t h e o p h ư ơ n g t r ì n h (3).
- T í n h á p s u ấ t h ơ i b ã o hoa của n ư ớ c ở t ừ n g n h i ệ t đ ộ t r ê n .
Ghi bảng:
t°c

T(K)

1/T(K-')

Vttíml)

PttímmHg)

P

H

Q bão hoa

lgP

(mmHg)

D ù n g các k ế t q u ả t r o n g b ả n g để vẽ đồ t h ị lgP = f ( l / T ) . Sử d ụ n g đồ
thị, tìm A H

b h

của nưóc.
107




3. C Â U H Ỏ I V À B À I T Ậ P
1.

Á p s u ấ t h ơ i b ã o hoa

của

nước ở 3 0 ° c l à 3 1 , 8 2 m m H g , 5 5 ° c là

1 1 8 m m H g , ở 7 0 ° c l à 2 3 3 , 7 m m H g . Sử d ụ n g p h ư ơ n g t r ì n h Claozius
- Claperon t ì m giá trị A H

b h

của nước t h e o 2 c á c h :

- D ự a v à o s ố l i ệ u t r o n g b à i đ ã cho.
- P h ư ơ n g p h á p đồ thị.
So s á n h k ế t q u ả 2 p h ư ơ n g p h á p v à g i ả i t h í c h .
2. N g o à i đ ơ n v ị t í n h á p s u ấ t k h í q u y ể n , á p s u ấ t r i ê n g p h ụ n c ủ a k h ô n g
k h í , á p s u ấ t h ơ i n ư ớ c b ã o hoa là m m H g đ ã n ê u . có t h ể t í n h theo đơn
vị k h á c được k h ô n g (Ví dụ: a t m , P a , B a r , . . . ) ? N h ư v ậ y có ả n h hưởng
gì đ ế n k ế t q u ả t í n h A H bay h ơ i của n ư ớ c k h ô n g ? V ì sao?
3.

T r o n g q u á t r ì n h t h í n g h i ệ m , t ạ i sao p h ả i l à m l ạ n h n ư ớ c t r o n g cốc
tới nhiệt độ 5°c?

4.

T ạ i sao g i á t r ị A H bay h ơ i t í n h được t h e o h ư ớ n g d ẫ n t r o n g t h í
n g h i ệ m sẽ c h í n h x á c h ơ n so v ớ i g i á t r ị A H b a y h ơ i t í n h t h e o t ừ n g áp
suất riêng phụn?

5. C á c h t i ế n h à n h t r o n g t h í n g h i ệ m k h ô n g y ê u c ụ u p h ả i q u a n t â m đ ế n
A h (Ah l à h i ệ u s ố g i ữ a mực n ư ớ c b ê n t r o n g v à b ê n n g o à i của ống
c h i a đ ộ ) , ở đ â y A h t h a y đ ổ i theo k í c h t h ư ớ c c ủ a k h ô n g k h í ở m ỗ i
n h i ệ t độ. G i ả i thích?

108

Bài

12

Đ Ộ TAN CỦA CÁC

CHẤT

1. L Í T H U Y Ế T
Theo quy l u ậ t c h u n g , ở n h i ệ t đ ộ v à á p s u ấ t cô đ ị n h , q u á t r ì n h hoa
t a n sẽ t ự d i ễ n r a k h i
AG

= AH

h t

N h ư t h ế cả h a i y ế u t ố A H
hoa t a n của c h ấ t . K h i A G

h t

h t

- TAS

h t

và TAS

h t

h t

< 0

(1)

đều ảnh hưởng đến khả năng

c ò n < 0, q u á t r ì n h hoa t a n c ò n d i ễ n r a , d u n g

dịch c h ư a b ã o h ò a . K h i A G

= 0, h ệ ở t r ạ n g t h á i c â n b ằ n g t h ự c , d u n g

h t

dịch là b ã o hoa.
Entanpi

hoa tan ( A H ) l à t ổ n g c á c h i ệ u ứ n g n h i ệ t c ủ a c á c q u á t r ì n h
h t

t ạ o r a sự hoa t a n , bao g ồ m :
- E n t a n p i s o l v a t hoa ( A H ) : N ế u d u n g m ô i l à n ư ớ c , g ọ i l à e n t a n p i
S

h i đ r a t hoa A H . T h ô n g t h ư ờ n g A H ( A H ) < 0.

h

S

h

- E n t a n p i c h u y ể n pha (AH ): Q u á t r ì n h c h u y ể n m ộ t c h ấ t t ừ t r ạ n g
cp

t h á i t ậ p hợp n à o đ ó s a n g t r ạ n g t h á i t a n v à có h i ệ u ứ n g n h i ệ t k è m theo.
Thường A H
Entropi

c p

> 0.
hoa

tan

( A S ) c ũ n g g ồ m 2 hợp p h ụ n có ả n h h ư ở n g
ht

ngược

nhau đ ế n đ ạ i lượng TAS:
- E n t r o p i c h u y ể n p h a (AS ): Có t h ể có g i á t r ị d ư ơ n g h a y â m
cp

tuy

theo c h ấ t t a n ở t r ạ n g t h á i r ắ n , l ỏ n g , k h í .
- E n t r o p i s o l v a t hoa (AS ): Sự s o l v a t hoa c á c p h â n t ử t a n l à m cho
S

t í n h t r ậ t t ự của d u n g dịch t ă n g lên c h ú t ít. B i ế n t h i ê n e n t r o p i solvat
hoa t h ư ờ n g n h ỏ , l u ô n có g i á t r ị â m .
109




N h ư v ậ y (1) t r ở t h à n h
AG

h t

= (AH

c p

+ A H ) - T(AS
S

CP

+ AS )

(2)

S

Có n h i ề u y ế u t ố ả n h h ư ở n g đ ế n đ ộ t a n c ủ a c á c c h ấ t . Đ ó l à b ả n chất
của c h ấ t t a n v à d u n g m ô i , n h i ệ t đ ộ , á p s u ấ t . . . T h ô n g t h u ồ n g c h ấ t gồm
c á c p h â n t ử có cực h o ặ c l i ê n k ế t i o n t h ì d ễ t a n t r o n g c á c d u n g m ơ i có
cực (nước, r ư ợ u , a m o n i a c l ỏ n g . . . ) , c ò n n h ữ n g c h ấ t k h ơ n g có cực d ễ tan
t r o n g d u n g m ô i k h ô n g cực (benzen, CS ....)2

1.1. Độ tan của chất khí trong chất lỏng
Sự t a n của c h ấ t k h í t r o n g c h ấ t lỏng t h ư ờ n g là q u á t r ì n h p h á t nhiệt
( A H < 0) do sự s o l v a t hoa c á c p h â n t ử k h í v à s ự g i ả m e n t r o p i AS < 0.
V ậ y k h i n h i ệ t độ t ă n g , độ tan g i ả m .
H o a t a n c h ấ t k h í t r o n g c h ấ t l ỏ n g , t h ể t í c h c h ấ t k h í g i ả m (AV < 0)
n ê n k h i t ă n g á p s u ấ t t h ì độ t a n của k h í t ă n g l ê n .
Đ ố i v ớ i d u n g d ị c h l o ã n g c ủ a c á c k h í k h ơ n g t ư ớ n g t á c v ó i d u n g môi,
ảnh

hưởng

của

áp

suất

đến

độ tan

tuân

theo

định

luật

Hênh

(W.Henry):
Ở nhiệt
dung

độ cố định,

độ tan của chất

khí tỉ lệ với áp suất

của nó trên

dịch.
N ế u hoa t a n m ộ t h ỗ n hợp k h í , đ ộ t a n c ủ a m ỗ i k h í t ỉ l ệ v ớ i á p suất

r i ê n g p h ụ n của nó.
Đ ộ t a n c ủ a c h ấ t k h í t h ư ờ n g được b i ể u d i ễ n b ằ n g t h ể t í c h của k h í
t a n t r o n g m ộ t đ ơ n v ị t h ể t í c h d u n g m ô i , t ạ i n h i ệ t đ ộ v à á p s u ấ t xác
đ ị n h ( t h ư ớ n g ở 2 9 8 K v à 1,013.10 Pa).
5

1.2. Độ tan của chất lỏng trong chất lỏng
K h i hoa t a n c h ấ t l ỏ n g t r o n g c h ấ t l ỏ n g có t h ể g ặ p c á c t r ư ờ n g hợp
sau:
- T a n h o à n t o à n v à o n h a u theo t ỉ l ệ b ấ t kì, ví d ụ r ư ợ u v à nước...
- T a n h ạ n c h ế v à o n h a u , v í d ụ n ư ớ c v à ete...
- K h ô n g t a n v à o n h a u , v í d ụ n ư ớ c v à benzen...

no




T h ư ờ n g h a y g ặ p t r ư ờ n g hợp t a n h ạ n c h ế n h ư l ắ c ete v ớ i n ư ớ c sẽ t ạ o
t h à n h h a i l ớ p : l ố p t r ê n l à d u n g dịch b ã o hoa c ủ a n ư ớ c t r o n g ete, lớp
d ư ớ i l à d u n g d ị c h b ã o hoa của ete t r o n g n ư ớ c . N ó i c h u n g sự hoa

tan

h ạ n c h ế c ủ a h a i c h ấ t l ỏ n g k è m theo h i ệ u ứ n g t h u n h i ệ t . N ê u k h i n h i ệ t
độ t ă n g t h ì đ ộ t a n t ư ơ n g h ỗ ở cả h a i c h ấ t đ ể u t ă n g l ê n v à t h à n h

phụn

của h a i p h a sẽ t i ế n l ạ i g ụ n n h a u . Đ ế n l ú c đ ạ t được n h i ệ t đ ộ n à o đ ó , g ọ i
là n h i ệ t đ ộ t ớ i h ạ n c ủ a sự hoa t a n , t h à n h p h ụ n h a i p h a t r ở n ê n đ ồ n g
n h ấ t . V í d ụ hoa a n i l i n v à o n ư ớ c đ ế n 1 6 8 ° c , t h à n h p h ụ n h a i lớp đ ề u là
48,6% a n i l i n v à 51,4% nước, 1 6 8 ° c l à n h i ệ t đ ộ t ó i h ạ n c ủ a h ệ n ư ớ c

-

a n i l i n . T h ấ p h ơ n n h i ệ t đ ộ n à y , h a i c h ấ t l ỏ n g hoa t a n h ạ n c h ế ; t r ê n
n h i ệ t đ ộ n à y , h a i c h ấ t l ỏ n g hoa t a n v ô h ạ n v à o n h a u .
Sự t h a y đ ổ i t h ể t í c h k h ơ n g đ á n g k ể k h i hoa t a n h a i c h ấ t l ỏ n g v à o
nhau n ê n độ tan k h ô n g p h ụ thuộc á p suất.
K h i cho v à o h ệ g ồ m h a i c h ấ t l ỏ n g , k h ô n g t r ộ n l ẫ n , m ộ t c h ấ t t h ứ ba
có k h ả n ă n g t a n t r o n g cả h a i c h ấ t l ỏ n g , c h ấ t n à y sẽ t ự p h â n b ố g i ữ a h a i
c h ấ t l ỏ n g t h e o n h ữ n g l ư ợ n g t ỉ l ệ v ớ i đ ộ t a n của n ó .
Ở nhiệt
không

độ cố định,

hoa tan vào nhau

tỉ số nồng

độ của chất

luôn là hằng

tan

trong

hai

dung

môi

sô.

Đ â y l à n ộ i d u n g c ủ a đ ị n h l u ậ t p h â n bố:

c

2

C j , C : n ồ n g đ ộ của c h ấ t t a n
2

K: h ệ s ố p h â n bố.
Phương

pháp

b ố g ọ i là phương

tách
pháp

chất

ra khỏi

chiết,

dung

dịch

dựa t r ê n đ ị n h l u ậ t p h â n

được sử d ụ n g r ộ n g r ã i t r o n g p h ò n g t h í

n g h i ệ m v à t r o n g c ô n g n g h i ệ p hoa học.
1.3. Độ tan của chất rắn trong chất lỏng
C h i ề u h ư ớ n g t h a y đ ổ i đ ộ t a n t h e o n h i ệ t đ ộ được q u y ế t đ ị n h b ở i h i ệ u
ứ n g n h i ệ t c ủ a q u á t r ì n h hoa t a n . N ế u q u á t r ì n h p h á t n h i ệ t t h ì đ ộ t a n
giảm k h i t ă n g n h i ệ t độ. N ế u q u á t r ì n h t h u n h i ệ t t h ì độ tan t ă n g k h i
t ă n g n h i ệ t độ. Sự p h ụ thuộc độ t a n của

chất r ắ n trong chất

lỏng

t h ư ờ n g b i ể u d i ễ n b ằ n g đ ồ t h ị d ư ớ i d ạ n g đ ư ờ n g cong đ ộ t a n .
IU




Độtan.g/IOOg^O

Đ ộ t a n c ủ a c h ấ t r ắ n t r o n g nước
k h ô n g p h ụ t h u ộ c v à o á p s u ấ t vì tịhể
t í c h của h ệ b i ế n đ ổ i k h ô n g đ á n g k ể .
N ế u độ t a n của c h ấ t r ắ n giảm
k h i n h i ệ t đ ộ g i ả m t h ì c h ấ t r ắ n sẽ
k ế t t i n h k h i h ạ n h i ệ t đ ộ của dung

dịch b ã o hoa, c ò n n ế u đ ộ t a n
khi nhiệt

0

20 40 60 80 100 t°(c)
Nhiệt độ
Hình 12.1. Sự phụ thuộc độ tan trong nước
g
(
) của một số muối theo nhiệt độ
lOOgnưóc

độ g i ả m

tăng

thì ngược lại.

T i n h t h ể h ì n h t h à n h sẽ l ớ n k h i h ạ
n h i ệ t đ ộ c h ậ m v à n h ỏ n ế u n h i ệ t độ
hạ nhanh và khuấy

m ạ n h . Trong

t h ự c n g h i ệ m , d ự a v à o đ ồ t h ị có t h ể
xác định

độ tan

ở nhiệt

độ khác

nhau, để t í n h t o á n l à m sạch chất
r ắ n trong quá trình k ế t tinh l ạ i .
2. T H Ự C H À N H
2.1. H o a c h ấ t v à d ụ n g cụ
Hoa
-

chất:

Các chất r ắ n kali đicromat,

natri

thiosunfat, natri

hiđroxit,

amoni n i t r a t , k a l i n i t r a t , phenol.
- R ư ợ u e t y l i c , ete, a x i t s u n í u r i c đ ặ c .
Dụng

cụ : Cốc ( 5 0 0 m l , lOOml), c h é n sứ, b ì n h c ụ u có n h á n h , p h ễ u

n h ỏ g i ọ t , b ì n h t h u k h í k h ơ có c ắ m ố n g v u ố t n h ọ n d ù n g l à m v ò i p h u n ,
n h i ệ t k ế , que k h u ấ y , ố n g n g h i ệ m , k ẹ p sắt, g i á s ắ t , đ è n c ồ n .
2.2. Cách tiến hành

Thí

nghiệm

1. XÁC ĐỊNH ĐỘ TAN CỦA CHẤT RẮN KALI
TRONG

ĐICROMAT

NƯỚC

T h í n g h i ệ m n à y do t ừ n g n h ó m s i n h v i ê n t h ự c h i ệ n , m ỗ i n g ư ờ i x á c
đ ị n h đ ộ t a n ở m ộ t n h i ệ t đ ộ . D ự a t r ê n k ế t q u ả c ủ a cả n h ó m . x â y d ự n g đồ
t h ị sự p h ụ t h u ộ c c ủ a đ ộ t a n v à o n h i ệ t đ ộ ( 2 0 ° c , 3 0 ° c , 4 0 ° c . 5 0 ° c . 6 0 ° C ) .

112




C â n s ẵ n m ộ t b á t sứ s ạ c h v à k h ơ , Ì - 3g k a l i đ i c r o m a t đ ã n g h i ề n
n h ỏ cho v à o cốc n h ỏ c h ứ a l O m l n ư ớ c c ấ t . D ù n g d â y k i m l o ạ i có v ị n g
t r ò n đ ể g i ữ cốc con, r ồ i t h ả v à o cốc to c h ứ a n ư ớ c ( h ì n h 12.2).
Đ u n cốc to đ ế n n h i ệ t đ ộ c ụ n x á c đ ị n h . Đ i ề u c h ỉ n h d ụ n đ ể n h i ệ t đ ộ
của n ư ớ c ổ n đ ị n h . K h i m u ố i đ ã t a n h ế t , cho t h ê m t ừ n g l ư ợ n g n h ỏ m u ố i
đ ế n k h i m u ố i t r o n g d u n g dịch k h ô n g t a n n ữ a . P h ả i l u ô n t h e o d õ i n h i ệ t
độ v à k h u ấ y d u n g dịch. K ê t ừ k h i n h i ệ t đ ộ đ ã ổ n đ ị n h (20 - 25 p h ú t ) , l ấ y
n h i ệ t k ế v à que k h u ấ y r a k h ỏ i cốc.
Đ ể l ắ n g d u n g dịch, g ạ n n h a n h d u n g
dịch v à o b á t sứ đ ã c h u ẩ n b ị . C â n b á t

sứ c ù n g v ớ i d u n g d ị c h , cô đ ặ c d u n g
dịch t r ê n đ è n c ồ n , k h i g ụ n c ạ n

để

n h ỏ l ử a cho m u ố i k h ỏ i b ắ n r a n g o à i .
Đ ặ t b á t sứ t r o n g t ủ s ấ y ở n h i ệ t đ ộ
1 1 5 ° c k h o ả n g 25 - 30 p h ú t , r ồ i l à m
n g u ộ i t r o n g b ì n h h ú t ẩ m , sau đ ó đ e m
cân; sau đ ó l ạ i sấy, l à m n g u ộ i v à c â n .
T i ế p t ụ c n h ư v ậ y cho đ ế n k h i k h ố i
lượng của c h é n sứ k h ô n g đ ổ i .
K ế t q u ả t h u được g h i v à o b ả n g sau:
tít)

m,

m

Hình 12.2. Dụng cụ xác định độ tan

2

m

4

t(°C) : N h i ệ t đ ộ c ủ a d u n g dịch b ã o hoa
n i ] : K h ố i l ư ợ n g b á t sứ
m

2

: K h ố i l ư ợ n g b á t sứ v ớ i d u n g dịch m u ố i

m : K h ố i l ư ợ n g b á t sứ v à m u ố i k h ô
3

m : K h ố i l ư ợ n g d u n g dịch
4

m : K h ố i lượng muối khô
5

m : K h ố i lượng nước
6

113




D ự a v à o k ế t q u ả t h u được, t í n h đ ộ t a n c ủ a m u ố i n g h i ê n c ứ u ở n h i ệ t
đ ộ đ ã cho. Đ ộ t a n t í n h theo s ố g ă m m u ố i t a n t r o n g 100 g ă m n ư ớ c . Tập
hợp s ố l i ệ u cả n h ó m , v ẽ đ ồ t h ị đ ộ t a n - n h i ệ t đ ộ .
Thí

nghiệm

2.

CHUẨN BỊ DUNG DỊCH Q BÃO

HOA

Cho Ì m i n ư ớ c c ấ t v à o ố n g n g h i ệ m c h ứ a 5 - 6g n a t r i t h i o s u n f a t .
Đ u n c á c h t h ú y d u n g d ị c h cho đ ế n k h i m u ố i t a n h ế t . T ắ t đ è n , đậy
ố n g n g h i ệ m b ằ n g n ú t b ô n g , g i ữ n g u y ê n vị t r í v à l à m l ạ n h d u n g dịch từ
t ừ đ ế n n h i ệ t đ ộ p h ò n g ( t r o n g d u n g d ị c h p h ả i k h ô n g có t i n h t h ể tạo
t h à n h ) . K h i d u n g d ị c h đ ã n g u ộ i , cho v à o ố n g n g h i ệ m m ộ t t i n h t h ể nhỏ
n a t r i thiosunfat l à m m ụ m t i n h t h ể . Quan s á t h i ệ n t ư ợ n g va g i ả i thích.
Thí
a.

nghiệm
Cho

3. sự HOA TAN GIỮA CÁC CHẤT LỎNG VỚI NHAU

vào ống

glixerin), k h u ấ y

nghiệm

đ ề u . Sau

2 m l nước

cất,

2ml

rượu

etylic

đó t h ê m 2 m l r ư ợ u etylic, l ạ i k h u ấ y

(hoặc
đều.

N h ậ n x é t q u á t r ì n h hoa t a n c ủ a r ư ợ u e t y l i c ( h a y g l i x e r i n ) t r o n g nước.
b. Cho vào phễu chiết — thể tích nước, thêm một lượng ete dày
3
khoảng l e m . Đ ậ y p h ễ u v à lắc đ ề u . Đ ể p h ễ u đ ứ n g y ê n , q u a n s á t hiện
t ư ợ n g . So s á n h k ế t q u ả v ố i t h í n g h i ệ m t r ê n .
Đ ể k i ể m t r a ete có t a n t r o n g n ư ớ c k h ô n g , có t h ể l à m n h ư sau : mở
n ú t , r ồ i m ở k h o a p h ễ u đ ể t á c h m ộ t í t d u n g d ị c h ở l ớ p d ư ớ i v à o ống
n g h i ệ m . K ẹ p ố n g v à o g i á v à đ u n n h ẹ t r ê n đ è n c ồ n . Đ ư a que d i ê m đ a n g
cháy l ạ i gụn miệng ống nghiệm. Quan s á t h i ệ n tượng và giải thích.
T á c h cho c h ả y h ế t l ố p d ư ớ i , l ấ y m ộ t í t d u n g d ị c h l ớ p t r ê n v à o ống
n g h i ệ m k h ô đ ự n g s ẵ n m ộ t í t đ ồ n g s u n f a t k h a n . N h ậ n x é t h i ệ n tượng,
g i ả i t h í c h . Sau k h i t h í n g h i ệ m c ụ n t h u h ồ i ete v à o b ì n h c h ứ a .
c. Cho v à o ố n g n g h i ệ m m ộ t í t t i n h t h ể p h e n o l ( d à y k h o ả n g l e m ,
k h ô n g sờ t a y v à o p h e n o l , d ễ b ị bỏng). Đ ổ v à o ố n g n g h i ệ m m ộ t l ư ợ n g nước
c ấ t k h o ả n g — t h ể t í c h c ủ a ố n g . Q u a n s á t s ự h ì n h t h à n h 2 l ớ p : d u n g dịch
3
b ã o hoa c ủ a nước t r o n g p h e n o l l à lớp d ư ớ i , lớp t r ê n l à d u n g d ị c h b ã o hoa
của p h e n o l t r o n g n ư ớ c . Cho ố n g n g h i ệ m v à o cốc có c h ứ a n ư ớ c đ ã đ u n sôi.

T h ậ n trọng k h u ấ y n h ẹ chất lỏng trong ống n g h i ệ m b ằ n g m ộ t n h i ệ t kế,

114




đồng t h ò i theo dõi, x á c đ ị n h n h i ệ t đ ộ k h i h ệ t r ở t h à n h đ ồ n g n h ấ t . L ấ y
ống n g h i ệ m r a k h ỏ i cốc nước n ó n g v à l à m l ạ n h c ẩ n t h ậ n , x á c đ ị n h n h i ệ t
độ k h i d u n g d ị c h v ẩ n đ ụ c v à l ạ i chia t h à n h 2 lớp.
Chú

ý:

Phenol là chất r ắ n , t i n h t h ể k h ô n g m à u ; đ ể l â u

ngoài

k h ơ n g k h í b ị o x i hoa m ộ t p h ụ n n ê n có m à u h ồ n g v à b ị c h ả y r ữ a do h ấ p
thụ hơi nước.
Thí

nghiệm

4.

sự TAN CỦA CHẤT KHÍ TRONG NƯỚC ( h ì n h 12.3)

Cho v à o b ì n h W u r t (1) lOg t i n h t h ể n a t r i clorua, v à o p h ễ u n h ỏ g i ọ t (2)
khoảng 2 0 m l a x i t s u n í u r i c đặc 98%. C h u ẩ n bị s ẵ n m ộ t c h ậ u t h ú y t i n h

2
d ư n g — nước, t h ê m v à i giot n a t r i h i đ r o x i t v à v à i giot p h e n o l p h t a l e i n .
3
M ở k h o a cho t ừ n g g i ọ t a x i t c h ả y x u ố n g b ì n h p h ả n ứ n g , đ u n n h ẹ
b ằ n g đ è n c ồ n . D ù n g l ọ k h ô t h u đ ụ y k h í h i đ r o c l o r u a , đ ậ y b ằ n g n ú t có
cắm ố n g t h ú y t i n h v u ố t n h ọ n . Sau k h i t h u xong, k h o a p h ễ u , t ắ t đ è n ;
n h ú n g ố n g d ẫ n v à o cốc đ ự n g d u n g dịch n a t r i h i đ r o x i t .

Ỵ

Hình 12.3. Dụng cụ điều chế hiđro clorua

'HI

Hình 12.4. Nghiên cứu sự hoa tan của

1. Bình cụu có nhánh; 2. Phễu giọt

hiđro clorua trong nước

Ú p n g ư ợ c l ọ đ ự n g k h í v à o c h ậ u n ư ớ c đ ã c h u ẩ n bị t r ê n . N h ậ n x é t
h i ệ n t ư ợ n g v à g i ả i t h í c h ( h ì n h 12.4).
Thí

nghiệm

5. HIỆU ÚhiG NHIỆT HỒ TAN

a. L ấ y 2 ố n g n g h i ệ m , đ ự n g s ẵ n m ộ t í t n ư ớ c c ấ t , đ o n h i ệ t đ ộ b a n
đ ụ u . Cho v à o ố n g t h ứ n h ấ t 2 - 3g a m o n i n i t r a t , ố n g t h ứ h a i v à i h ạ t

115




n a t r i h i đ r o x i t , k h u ấ y đ ề u v à đ o n h i ệ t đ ộ m ỗ i ố n g . N h ậ n x é t h i ệ u ứng
n h i ệ t của h a i q u á t r ì n h hoa t a n t r ê n .
b . L ấ y b ì n h n ó n có t h ể t í c h 5 0 m l . Cho v à o 20 - 3 0 m l n ư ớ c c ấ t , sau
đ ó cho t ừ n g l ư ợ n g n h ỏ k a l i n i t r a t v à o k h u ấ y đ ề u cho đ ế n k h i t h u được
d u n g dịch b ã o hoa. T i ế p t ụ c cho v à o d u n g d ị c h b ã o hoa m ộ t í t m u ố i nữa
v à đ u n n ó n g . N h ậ n x é t h i ệ n t ư ợ n g v à k ế t l u ậ n v ề h i ệ u ứ n g n h i ệ t của
p h ả n ứng.
L ấ y m ộ t p h ụ n d u n g dịch v à o ố n g n g h i ệ m r ồ i l à m l ạ n h n h a n h dưới
vòi nước; p h ụ n d u n g d ị c h c ò n l ạ i , l à m l ạ n h t ừ t ừ . N h ậ n x é t h ì n h dạng
v à độ l ớ n c ủ a t i n h t h ể t r o n g 2 t r ư ờ n g hợp t r ê n . M u ố n t h u đ ư ợ c t i n h thể
to l à m t h ế n à o ?
3. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1.

Vì sao k h ô n g t h ể coi sự hoa t a n l à m ộ t q u á t r ì n h v ậ t lí t h u ụ n khiết?
T h ế n à o l à sự s o l v a t hoa, h i đ r a t hoa?

2.

H i ệ u ứ n g n h i ệ t c ủ a q u á t r ì n h hoa t a n m u ố i n g ậ m n ư ớ c k ế t t i n h và
m u ố i k h a n có k h á c n h a u k h ô n g ? T ạ i sao?

3.

Đ ể k ế t t i n h l ạ i Ì k g đ ồ n g s u n f a t c ụ n bao n h i ê u g ă m n ư ớ c ? T h u được
bao n h i ê u g ă m đ ồ n g s u n f a t n ế u hoa t a n m u ố i ở 1 0 0 ° c v à l à m l ạ n h
ở 1 5 ° c ? (Cho b i ế t đ ồ t h ị hoa t a n c ủ a đ ồ n g s u n f a t )
Đô tan g/100g

10
0

10

20 30 40 50 60 70 80 90

100 nhiệt độ

Hình 12.5. Sự phụ thuộc độ tan trong nước (g/100g nước)
của muối đổng suntat theo nhiệt độ
116




4. T r o n g 3 m u ố i : c a n x i s u n f a t , s t r o n t i s u n f a t , b a r i s u n f a t , đ ộ t a n g i ả m
dụn từ CaS0

4

đến BaS0 .
4

G i ả i t h í c h h i ệ n t ư ợ n g đó dựa v à o các d ữ k i ệ n n h i ệ t đ ộ n g sau :

AHggg.ơ.mor

1

CaS0 (r)
4

+

aq

SrS0 (r)

+ aq

BaS0 (r)

+ aq

4

4

Ca (dd) + S 0 - ( d d )
2+

2

4

^

Sr (dd)
2+

+ S0 -(dd)

- 2 1 32

2

4

Ba (dd) + S0 -(dd)
2+

2

4

0

4

8

28 42

5. Vì sao phải dùng lọ khơ thu khí hiđro clorua và thu xong phải
n h ú n g ố n g d ẫ n v à o cốc đ ự n g d u n g d ị c h n a t r i h i đ r o x i t ?

117




Bài

13

XÁC ĐỊNH BIẾN THIÊN T H Ế Đ A N G Á P ,
ĐẲNG NHIỆT, ENTANPI,

ENTROPI

HOA TAN BORAC

TRONG

CỦA PHẢN

ỨNG

NƯỚC

1. L Í T H U Y Ế T
C h i ề u h ư ớ n g d i ễ n b i ế n t ự n h i ê n c ủ a p h ả n ứ n g h o a h ọ c đ ư ợ c quyết
định đồng thòi bởi 2 y ế u tố:
1. K h u y n h h ư ớ n g c ủ a h ệ c h u y ể n s a n g t r ạ n g t h á i có n ă n g lượng
thấp, đặc t r ư n g đ ị n h lượng bởi b i ế n t h i ê n e n t a n p i của h ệ A H .

2. K h u y n h h ư ớ n g c ủ a h ệ c h u y ể n s a n g t r ạ n g t h á i có đ ộ h ỗ n loạn
cao, đ ặ c t r ư n g b ở i b i ế n t h i ê n e n t r o p i AS.
H a i y ế u t ố n à y c ù n g t á c đ ộ n g l ê n h ệ n h ư n g t h e o 2 c h i ề u ngược
nhau.
V ề m ặ t hoa học, e n t a n p i g i ả m k h i c á c n g u y ê n t ử k ế t h ợ p v ớ i nhau
để tạo t h à n h p h â n t ử v ớ i các liên k ế t b ề n v ữ n g . N h ư n g t r o n g trướng
hợp đ ó , b i ế n t h i ê n e n t r o p i

AS < 0 v ì đ ộ h ỗ n l o ạ n c ủ a h ệ l ạ i g i ả m đi.

N g ư ợ c l ạ i k h i AS > 0, n g h ĩ a l à y ế u t ố e n t r o p i t h u ậ n l ợ i cho sự d i ễ n b i ế n
của c á c q u á t r ì n h , t h ì h ệ l ạ i h ấ p t h u n ă n g l ư ợ n g đ ể p h á v ỡ c á c l i ê n k ế t
của c á c p h â n t ử , do đ ó e n t a n p i c ủ a h ệ l ạ i t ă n g . N ó i c á c h k h á c , trong
m ỗ i q u á t r ì n h l u ơ n có sự c ạ n h t r a n h g i ữ a h a i y ế u t ố : y ế u t ố e n t a n p i
(giảm n ă n g lượng) v à y ế u t ố e n t r o p i ( t ă n g độ h ỗ n loạn).
V ậ y c ụ n p h ả i t ì m h à m có t h ể p h ả n á n h đ ồ n g t h ò i ả n h h ư ở n g của cả
h a i y ế u t ố ; d ấ u v à t r ị s ố của đ ộ b i ế n t h i ê n của h à m n à y có t h ể d ù n g l à m
t i ê u c h u ẩ n quy đ ị n h c h i ề u h ư ớ n g v à mức đ ộ d i ễ n b i ế n c ủ a p h ả n ứ n g .
T r o n g n h i ệ t đ ộ n g học, k h i p h ả n ứ n g d i ễ n r a t r o n g đ i ề u k i ệ n đ ẳ n g
n h i ệ t , đ ẳ n g á p (T, p = c o n s t ) , h à m G g ọ i l à t h ế đ ắ n g n h i ệ t , đ ẳ n g á p (gọi

118




t ắ t l à t h ế đ ẳ n g á p h a y t h ế G i p x ơ (Gibbs)). K h ô n g t h ể x á c đ ị n h được g i á
t r ị t u y ệ t đ ố i c ủ a n ă n g l ư ợ n g G i p x ơ n h ư n g có t h ể x á c đ ị n h được b i ế n
t h i ê n c ủ a n ó t r o n g m ỗ i p h ả n ứ n g , g ọ i l à AG
AG = A H - TAS

Đ ố i với n h ữ n g h ệ ở n h i ệ t độ v à á p suất k h ô n g đ ổ i , q u á t r ì n h chỉ có t h ể
d i ễ n ra theo c h i ề u l à m g i ả m n ă n g lượng Gipxơ của h ệ t ư ơ n g ứ n g với AG < 0.
Đ i ề u k i ệ n c â n b ằ n g k h i A G = 0. Q u á t r ì n h l à k h ô n g t h ể t h ự c h i ệ n
được b ấ t k ì đ i ề u k i ệ n n à o k h i AG > 0.
G i ữ a c á c đ ạ i l ư ợ n g b i ế n t h i ê n t h ế đ ẳ n g á p , đ ẳ n g n h i ệ t c h u ẩ n AG°,
b i ế n t h i ê n e n t a n p i c h u ẩ n AH°, b i ế n t h i ê n e n t r o p i c h u ẩ n AS° v à h ằ n g s ố
c â n b ằ n g K của p h ả n ứ n g hoa học có h a i m ố i q u a n h ệ v ề m ặ t n h i ệ t đ ộ n g
AG° = - 2 , 3 0 3 R T l g K

(1)

K : đối với hệ khí
p

K : đ ố i với d u n g dịch lỏng
c

A G ° = A H ° - TAS°

(2)

- 2,303RTlgK = A H ° - TAS°

(3)

. „
lgK =

(4)

T ừ (1) v à (2) có:

AH°
AS°
—
+
——
2,303RT
2,303R

N ế u coi d u n g d ị c h l à lí t ư ở n g , AH° v à AS° l à h ằ n g s ố k h ô n g p h ụ
t h u ộ c v à o n h i ệ t đ ộ , có t h ể t í n h được c á c t h ô n g s ố n h i ệ t đ ộ n g AH°, AS°,
AG° t ừ v i ệ c x á c đ ị n h h ằ n g s ố c â n b ằ n g K ở m ộ t s ố n h i ệ t đ ộ .
Theo p h ư ơ n g t r ì n h (4) sự p h ụ t h u ộ c đ ồ t h ị g i ữ a l g K v à 1/T l à t u y ế n
t í n h v ớ i h ệ s ố góc
tga =

AH°
2,303R

v à đ ư ờ n g t h ă n g đ ó c ắ t t r ụ c t u n g t ạ i đ i ế m có g i á t r ị b ằ n g

AS°
2,303R

M ố i q u a n h ệ n à y cho p h é p x á c đ ị n h được AH°, AS° v à AG° c ủ a m ộ t
p h ả n ứ n g hoa học.

119

2. T H Ự C H À N H
2.1. N g u y ê n

tắc

T ì m h i ể u ả n h h ư ở n g của n h i ệ t độ đ ế n độ t a n của m u ố i t a n được trong
nước. T ừ c á c s ố l i ệ u v ề độ tan, t í n h được h ằ n g s ố c â n b ằ n g K c ủ a phản
ứ n g hoa tan, sau đó b ằ n g p h ư ơ n g p h á p đồ t h ị t í n h được AH°, AS° v à AG°.
Trong t h í n g h i ệ m n à y d ù n g m u ố i N a B 0 . 1 0 H O (borac).
2

4

7

2

C ấ u t ạ o m u ố i borac g ồ m c á c p o l i a n i o n B 0

h o ặ c BO4 l i ê n k é t với

3

n h a u qua n g u y ê n t ử o x i t ạ o t h à n h c ấ u t r ú c v ò n g a n i o n t e t r a b o r a t .
Hình

13.1 m i n h hoa

c ấ u t r ú c v ớ i g i ả t h i ế t b o r a c có c ơ n g thức

Na [B 0 (OH) ].8H 0
2

4

5

4

2

Q: hiđro
O : oxi
O:bo

Hình 13.1. Cấu tạo của anion tetraborat
D u n g d ị c h borac l à m ộ t b a z ơ t r u n g b ì n h
B 0 (OH)f
4

+

5

5H 0
2

-»

4H3BO3

+

20H-

B ằ n g p h ư ơ n g p h á p c h u ẩ n đ ộ m ộ t t h ể t í c h đ ã b i ế t c ủ a d u n g dịch
borac v ớ i d u n g d ị c h a x i t c h u ẩ n , t í n h được n ồ n g đ ộ c ủ a a n i o n t e t r a b o r a t .
P h ả n ứ n g x ả y ra theo p h ư ơ n g t r ì n h
B 0 (OH) 2

4

5

4

+ 3H 0
2

+

2H

+

->

4H3BO3

G i ữ a c h ấ t r ắ n borac v à d u n g d ị c h borac b ã o hoa có c â n b ằ n g sau:
Na [B 0 (OH) ].8H 0
2

4

5

4

2

;

(r)

ì 2Na

+

+

B 0 (OH)^4

(dd)

5

+

8H 0
2

(dd)

Áp dụng định l u ậ t tác dụng k h ố i lượng
K=

[NaT[B 0 (OH)n
4

5

120




G ọ i X là n ồ n g độ của anion tetraborac t ì m được t r o n g q u á

trình

c h u ẩ n đ ộ v ớ i a x i t t h ì [Na*] = 2x
K = (2x) .x = 4 x
2

3

2.2. Hoa chất và dụng cụ
Hoa

chất:

D u n g d ị c h c h u ẩ n HC1 0 , 5 M (pha t ừ í ì x a n a n ) ;
N a B O . 1 0 H O ( r ắ n ) ; chỉ t h ị b r o m c r e z o l x a n h .
2

Dụng

4

7

2

cụ: Cốc (lOOml), b ì n h n ó n (lOOml), b u r e t ( 2 5 m l ) , p i p e t ( 5 m l ,

l O m l ) , n h i ệ t k ế , b ế p đ i ệ n , g i á sắt, k ẹ p sắt.
2.3. Cách tiến hành
C h u ẩ n b ị 6 b ì n h n ó n (lOOml), có d á n c á c n h ã n :
4 5 ° C ; 4 0 ° C ; 35°C; 30°C; 2 5 ° C ;

20°c

Cho v à o m ỗ i b ì n h 5 m l n ư ớ c c ấ t .
C â n k h o ả n g 35 - 37 g ă m N a B O . 1 0 H O cho v à o cốc ( l O O m l ) , d ù n g
2

4

7

2

ống đ o n g t h ê m 6 0 m l n ư ớ c c ấ t . Đ u n n ó n g h ỗ n h ợ p t r ê n b ế p đ i ệ n , t h ỉ n h
t h o ả n g k h u ấ y n h ẹ . T h e o d õ i n h i ệ t đ ộ của d u n g d ị c h . K h i đ ạ t t ớ i 6 0 ° c
m à t r o n g cốc v ẫ n c ò n l ư ợ n g m u ố i c h ư a t a n h ế t , t ắ t b ế p đ ể n g u ộ i d u n g
dịch. N ế u t ấ t cả b o r a c đ ã t a n h ế t ( k h i đ ạ t t ớ i 60°C) c ụ n t h ê m m ộ t í t
borac v à o d u n g d ị c h c ò n đ a n g đ u n n ó n g đ ể đ ả m b ả o v ẫ n c ò n

lượng

m u ố i c h ư a t a n t r o n g cốc.
K h i đ ể n g u ộ i d u n g d ị c h borac b ã o hoa, m ộ t í t borac sẽ k ế t t i n h t ừ
d u n g dịch. T h e o d õ i n h i ệ t đ ộ , k h i d u n g d ị c h đ ạ t t ớ i t ừ n g n h i ệ t đ ộ g h i
t r ê n b ì n h n ó n ( đ ã c h u ẩ n bị), ( c h ú ý đ o n h i ệ t đ ộ c ủ a d u n g d ị c h c h ứ
k h ô n g p h ả i n h i ệ t đ ộ c ủ a c h ấ t r ắ n borac d ư ớ i cốc). D ù n g p i p e t đ ã t r á n g
nước c ấ t n ó n g , h ú t c ẩ n t h ậ n 5 m l d u n g d ị c h cho v à o b ì n h n ó n

(tránh

borac r ắ n v à o p i p e t ) .
Sau m ỗ i l ụ n h ú t d u n g d ị c h x o n g t i ế p t ụ c h ú t 5 m l n ư ớ c c ấ t n ó n g cho
v à o b ì n h n ó n . V i ệ c l à m n à y g â y r a sai s ố p i p e t n h ỏ n h ư n g n ó n g ă n c ả n
sự k ế t t i n h c ủ a borac t r o n g p i p e t m à sự k ế t t i n h n à y d ẫ n đ ế n sai

số

n g h i ê m t r ọ n g h ơ n n h i ề u . Sau k h i l ấ y đ ủ c á c m ẫ u d u n g d ị c h v à o 6 b ì n h
n ó n , t h ê m 15ml nước cất và 3-4 giọt bromcrezol x a n h v à o m ỗ i b ì n h
t r ê n , d u n g d ị c h có m à u x a n h .
121




Đ ổ d u n g d ị c h a x i t HC1 c h u ẩ n 0 , 5 M v à o b u r e t s ạ c h đ ế n v ạ c h sốo.
T i ế n h à n h c h u ẩ n đ ộ t ừ n g b ì n h n ó n t r ê n v ớ i d u n g d ị c h H C 1 0 , 5 M . Điểm
k ế t t h ú c c ủ a p h é p c h u ẩ n đ ộ có sự t h a y đ ổ i m à u sắc t ừ x a n h lơ sang
v à n g nhạt. C h ú ý chuẩn độ chậm để t r á n h dư axit.
Chú ý: L ư ợ n g d u n g d ị c h v à k ế t t ủ a borac c ò n l ạ i s a u k h i t i ế n h à n h
t h í n g h i ệ m được t h u h ồ i b ằ n g c á c h l à m l ạ n h t r o n g n ư ớ c đ á . L ọ c lấy
t i n h t h ể borac, cho v à o m ặ t k í n h đ ồ n g h ồ , l à m k h ô n g o à i k h ô n g k h í để
d ù n g cho c á c t h í n g h i ệ m
2.4. T í n h k ế t

sau.

quả

Ghi các số l i ệ u thực n g h i ệ m vào bảng:
[B O (OH) ] X (mol/l)
2

t°(C)

V

HC1

4

0,5M

s

4

[Na ]
2x(mol/l)
+

K = 4x

3

lgK

T

in

V ẽ đ ồ t h ị sự p h ụ t h u ộ c c ủ a l g K theo 1/T. S ử d ụ n g đ ư ờ n g t h ẳ n g để
t í n h AH°, AS° v à c u ố i c ù n g t í n h AG° ở n h i ệ t đ ộ c h u ẩ n 2 5 ° c .
2.5. X á c đ ị n h n h i ệ t h o a t à n ( A H ) c ủ a b o r a c t r o n g
a. Thí nghiệm

định

nước

tính

D ù n g pipet loại lOml, l ấ y 5ml nưốc cất v à o ống n g h i ệ m , d ù n g nhiệt
k ế 0 - 1 0 0 ° c đ o n h i ệ t độ. K h i c â n b ằ n g n h i ệ t được t h i ế t l ậ p , cho v à o ống
n g h i ệ m 2g K N 0 . L ắ c ố n g n g h i ệ m cho m a u t a n r ồ i đ o n h i ệ t đ ộ c u ố i c ù n g .
3

L ặ p l ạ i thí nghiệm trên với NaCl, N a S 0
2

4

k h a n . G i ả i t h í c h k ế t quả

t h u được t r o n g sự hoa t a n c á c m u ố i d ự a v à o l ự c g i ữ a c á c p h â n t ử .
b. Thí nghiệm

định

lượng

Đ ộ t a n s của borac N a B 0
2

4

7

p h ụ thuộc n h i ệ t độ theo c ô n g thức

0 _
AH
l n S = - — — + const
RT
v ớ i A H l à b i ế n t h i ê n e n t a n p i t r o n g sự hoa t a n , R l à h ằ n g s ố k h í lí t ư ở n g
v à T l à n h i ệ t đ ộ t u y ệ t đ ố i . A H đ ư ợ c x á c đ ị n h t ừ đ ộ dốc c ủ a đ ư ờ n g t h ẳ n g
t r o n g sự p h ụ t h u ô c l n S t h e o — .

122




Đ ể t i ế n h à n h t h í n g h i ệ m , đ i ề u c h ế 5 0 m l d u n g d ị c h borac b ã o hoa
b ằ n g c á c h hoa t a n m ộ t l ư ợ n g borac x á c đ ị n h t ạ i n h i ệ t đ ộ t i ế n

hành

phản ứng:
t°c
Na B O .10H O tể]

m

2

4

7

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

2

2,2

2,6

3,5

5

6

8

10

13

16

K h i c â n b ằ n g t a n đ ư ợ c t h i ế t l ậ p ( k h o ả n g 15 p h ú t ) , p h a r ắ n (borac
t i n h t h ể ) p h ả i h ì n h t h à n h . L ấ y l O m l d u n g d ị c h b ã o hoa ( k h ô n g có
t i n h t h ể borac k è m t h e o ) v à o b ì n h t a m g i á c l O O m l đ ồ n g t h ò i đ o n h i ệ t
độ c ủ a d u n g d ị c h c ò n l ạ i . Đ e m c h u ẩ n đ ộ l O m l d u n g d ị c h n à y b ằ n g
dung dịch HC1 0 , 2 5 M

v ớ i c h ỉ t h ị m e t y l da c a m

cho t ố i k h i có s ự

c h u y ể n m à u t ừ v à n g da c a m s a n g đ ỏ . G h i l ạ i t h ể t í c h a x i t H C 1 đ ã t i ê u
tốn trong chuẩn độ.
Chú ý : - K h i đ o đ ộ t a n t ạ i n h i ệ t đ ộ t h ấ p h ơ n n h i ệ t đ ộ p h ò n g , đ ặ t
cốc c h ứ a d u n g d ị c h borac b ã o hoa v à o b ì n h c á c h t h ú y c h ứ a n ư ớ c v à
nưốc đ á . D u y t r ì n h i ệ t độ t ± l ° c .

- T r ư ớ n g h ợ p t i ê n h à n h đ o đ ộ t a n t ạ i n h i ệ t đ ộ cao h ơ n n h i ệ t đ ộ
phòng thì đ u n nhẹ bình cách thuỷ.
- P i p e t d ù n g đ ể l ấ y d u n g d ị c h b ã o hoa c ũ n g p h ả i ở c ù n g n h i ệ t đ ộ
với d u n g d ị c h . N ế u l à m v i ệ c ở n h i ệ t đ ộ 45 - 5 0 ° c t h ì s ấ y n ó n g p i p e t
trong t ủ sấy ở 5 0 ° c .
Xả lí kết quả đo :
- Đ o đ ộ t a n c ủ a borac ở c á c n h i ệ t đ ộ .
- T í n h độ tan s b ằ n g công thức
0,25.V

HC1

10
- Vẽ đồ thị lnS phụ thuộc \z rồi xác định AH hoa tan từ độ dốc đồ
T
t h ị ( A H = - R . t g a , a l à góc hợp b ở i đ ư ờ n g t h ẳ n g v à t r ụ c h o à n h ) .

123




3. C Â U H Ỏ I V À B À I T Ậ P
1. Độ tan của AgCl trong nước là 3,97.1ơ* M ở 0 ° c v à 1,91-lữ* M ở 100°c.
a. T í n h h ằ n g s ố c â n b ằ n g của A g C l ở m ỗ i n h i ệ t đ ộ .
b. T í n h AH°, AS° v à A G ° ở n h i ệ t đ ộ c h u ẩ n 2 5 ° c k h i t ạ o t h à n h d u n g
dịch b ã o hoa A g C l .
2.

G i ả i t h í c h sự b i ế n đ ổ i g i á t r ị e n t r o p i t r o n g c á c d ã y đ ơ n c h ấ t , hợp

c h ấ t sau:
Chất
S2

S2
3.

98

9g

°(k>

O200

J.mor'.K"'

38,47

49,01

Chất

NO ,

N0

J.mor'.K~'

50,34

54,47

(k

57,01

2(k)

82

Cho b i ế t đ ú n g k h ô n g n ế u n ó i r ằ n g " K h i AG° = 0 p h ả n ứ n g đ ạ t tói
t r ạ n g t h á i c â n bằng"?

4. T h i ế t l ậ p p h ư ờ n g t r ì n h Claozius - Claperon
tai.

-AH°
K,

R

. T

t ừ p h ư ơ n g t r ì n h (4)
1J

L

5. G i ả i t h í c h ý n g h ĩ a n g u ồ n gốc c á c sai s ố có t h ể g ặ p sau đ â y :

- D u n g d ị c h b ã o hoa borac k h ô n g p h ả i l à d u n g d ị c h lí t ư ở n g .
- AH°, AS° p h ụ t h u ộ c v à o n h i ệ t đ ộ .
- Rửa pipet b ằ n g nước n ó n g sau m ỗ i l ụ n l ấ y d u n g dịch b ã o hoa borac.
- Sử d ụ n g p h ư ơ n g p h á p n g o ạ i suy đ ồ t h ị đ ể t í n h AS°.

124




Bài

14

CÂN BẰNG HOA HỌC VÀ sự CHUYÊN DỊCH
CÂN

BẰNG

1. LÍ THUYẾT
Đ ố i v ớ i n h i ề u p h ả n ứ n g hoa học, p h ả n ứ n g k h ô n g d i ễ n r a m ộ t c á c h
h o à n t o à n , t ứ c l à t ừ c á c c h ấ t t h a m gia p h ả n ứ n g k h ô n g t h u được 100%
s ả n p h ẩ m . Đ ó l à v ì p h ả n ứ n g đ ã d i ễ n r a theo h a i c h i ề u : c h i ề u t h u ậ n t ừ
t r á i s a n g p h ả i v à c h i ề u n g h ị c h theo h ư ớ n g n g ư ợ c l ạ i . S ự c h u y ể n hoa
k h ô n g h o à n t o à n t ừ c h ấ t đ ụ u t r ở t h à n h s ả n p h ẩ m x ả y r a n g a y cả k h i
để p h ả n ứ n g d i ễ n ra trong m ộ t thời gian dài. P h ả n ứ n g đ ạ t t ố i m ộ t
t r ạ n g t h á i t ạ i đó nồng độ sản p h ẩ m cũng n h ư nồng độ các chất p h ả n
ứ n g k h ô n g t h a y đ ổ i t h e o t h ò i g i a n ; t r ạ n g t h á i đ ó đ ư ợ c g ọ i l à cân

bằng

hoa học. T ạ i t r ạ n g t h á i c â n b ằ n g , t u y n ồ n g đ ộ c á c c h ấ t k h ô n g t h a y đ ổ i ,
song p h ả n ứ n g v ẫ n d i ễ n r a theo h a i c h i ề u n g ư ợ c n h a u v ớ i t ố c đ ộ n g a n g
bằng nhau. Đ ố i với p h ả n ứng tổng q u á t
m A + n B + .... ;

ì m'C + n ' D +

n ế u p h ả n ứ n g t h u ậ n v à p h ả n ứ n g n g h ị c h đ ề u l à c á c p h ả n ứ n g sơ c ấ p t h ì
theo đ ị n h l u ậ t t á c d ụ n g k h ố i l ư ợ n g , t a có b i ể u t h ứ c tốc đ ộ p h ả n ứ n g
thuận
v

= k [A] [B]"....
m

t h

t h

v à b i ể u t h ứ c tốc đ ộ p h ả n ứ n g n g h ị c h
v
với k , k
t h

n g h

n g h

= k

[C] '[D] '....
m

n g h

n

l à c á c h ằ n g s ố tốc đ ộ c ủ a p h ả n ứ n g t h u ậ n v à p h ả n ứ n g

nghịch; [ A ] , [ B ] , [C], [D] là n h ữ n g nồng độ h i ệ u d ụ n g c á c c h ấ t t í n h
b ằ n g mol/1.
Ở điều k i ệ n cân bằng, v

t h

= v

k, [A]:;[B]
h

n g h

n
c

b

. do đ ó
=k

n g h

[C]

m
c

b

[D]:

h

125




T ừ đ â y sau k h i b i ế n đ ổ i t o á n học t a được
K - K _ icrãĐìí
k h

[A] [B]
m

ng

c

b

n
c

b

K được g ọ i l à h ằ n g s ố c â n b ằ n g v à c h ỉ t h a y đ ổ i k h i n h i ệ t đ ộ t h a y
đôi; K không

thay

đổi với sự thay

đổi nồng

độ.

V ị t r í của c â n b ằ n g hoa học sẽ c h u y ể n d ị c h k h i c h ị u t á c đ ộ n g của
y ế u t ố n ồ n g đ ộ , n h i ệ t đ ộ . C h i ề u c h u y ể n d ị c h sẽ đ ư ợ c t h ể h i ệ n m ộ t c á c h
k h á i q u á t qua n g u y ê n lí L e C h a t e l i e r :
Một sự thay đổi các yếu tố có ảnh hưởng
bằng sẽ chuyển

dịch

theo chiều

chống

tới hệ cân bằng

lại sự thay

đổi

thì vị trí

cân

đó.

2. THỰC HÀNH
2.1. H o a c h ấ t v à d ụ n g cụ
Hoa

chất:

D u n g dịch F e C l

b ã o hoa ( K S C N ) ; a x i t H N 0

3

3

b ã o hoa;

dung dịch k a l i thioxyanat

đ ặ c ; C u k i m l o ạ i ; h ỗ n h ợ p s i n h h à n (nưốc

đá + muối NaCl).
Dụng

cụ:

ố n g n g h i ệ m ; b ì n h c ụ u 5 0 m l có n ú t cao s u v à ố n g d ẫ n

k h í ; ố n g đ o l O m l ; cốc 2 5 m l , 5 0 m l ; p i p e t l O m l ; ố n g n h ỏ g i ọ t ; c h ậ u t h ú y
t i n h ; g i á sắt, k ẹ p sắt.
2.2. Cách tiến hành
Thí

nghiệm

1. ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ TỚI CÂN

BẰNG

R ó t 3 0 m l n ư ớ c c ấ t v à o cốc 5 0 m l ; t h ê m d u n g d ị c h b ã o hoa F e C l
KSCN, mỗi thứ 1 - 2

3

và

giọt. Q u a n s á t m à u đỏ s á n g của h ỗ n hợp ( n ế u cụn

có t h ể p h a l o ã n g h ỗ n hợp b ằ n g n ư ớ c c ấ t ) . V i ế t p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứ n g

t h u ậ n nghịch v à b i ể u thức h ằ n g số c â n b ằ n g . Chia đ ề u h ỗ n hợp lỏng
vào bốn ống n g h i ệ m .
D ù n g ố n g n h ỏ g i ọ t cho 2 g i ọ t d u n g d ị c h F e C l đ ặ c v à o ố n g
3

1. Q u a n s á t v à g i ả i t h í c h sự t h a y đ ổ i c ư ờ n g đ ộ m à u sắc

nghiệm

t r o n g ống

n g h i ệ m . C â n b ằ n g c h u y ể n dịch theo c h i ề u n à o ?
Cho 2 - 3 g i ọ t K S C N v à o ố n g n g h i ệ m 2. Q u a n s á t sự t h a y đ ổ i m à u
sắc v à g i ả i t h í c h .

126




Cho m ộ t í t t i n h t h ể K C 1 v à o ố n g n g h i ệ m 3; l ắ c m ạ n h ố n g n g h i ệ m
cho t a n h é t . So s á n h m à u sắc h ỗ n hợp v ớ i m à u sắc c ủ a ố n g n g h i ệ m 4.
Giải thích.
Thỉ

nghiệm

Thu khí N 0
N0

2

2. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ TỚI CẤN

BẰNG

đ ỏ n â u v à o h a i b ì n h c ụ u đ á y t r ò n ( c h ú ý đ ộ đ ậ m của

2

l à n h ư n h a u ở h a i b ì n h ) được t h ô n g v ớ i n h a u b ằ n g ố n g t h ú y t i n h

( h ì n h 14.1).

Hình 14.1. Thiết bị khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ tới cân bằng N 0
2

4

ì 2N0

2

Nhúng một bình vào cốc chứa nước đá + muối; bình kia nhúng vào
cốc nước n ó n g g i à . Q u a n s á t m à u sắc ở h a i b ì n h . G i ả i t h í c h . T í n h h ằ n g
số c â n b ằ n g c ủ a p h ả n ứ n g
2N0

N 0

2

2

AH° = - 6 1 , 4 4 6 k J

4

b i ế t r ằ n g ở 5 0 ° c h ỗ n h ợ p c â n b ằ n g c h ứ a 60% N 0 .
2

4

3. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1. D ự a v à o p h ư ơ n g t r ì n h đ ẳ n g n h i ệ t V a n ' t H o f f , h ã y g i ả i t h í c h v a i t r ò của
sự t h ê m K S C N , F e C l t ớ i sự t h a y đ ổ i vị t r í c â n b ằ n g của p h ả n ứ n g
3

FeCl
2.

3

+ KSCN ;

i

KC1 + F e ( S C N )

C â n b ằ n g hoa học c ủ a p h ả n ứ n g 2 N 0

2

V

+ 2C1"

2+

- N 0
2

4

sẽ d ị c h c h u y ể n

t h e o c h i ề u n à o k h i t ă n g n h i ệ t độ? B i ế t AH° = - 6 1 , 4 4 k J .
3. T í n h h ằ n g s ố c â n b ằ n g Kp, K

c

đ ố i v ớ i p h ả n ứ n g đ ã cho ở (2) t ạ i 5 0 ° c

b i ế t h ỗ n h ợ p c â n b ằ n g c h ứ a 60% N 0
2

4

về số moi.

127




Bài l ỗ
CÁC YÊU T Ố ẢNH HƯỞNG ĐẾN T ố c Đ Ộ PHẢN

ỨNG

1. L Í T H U Y Ế T
C á c h ệ p h ả n ứ n g hoa học có t h ể l à đ ồ n g t h ể h a y d ị t h ể . H ệ p h ả n
ứ n g được g ọ i l à đ ồ n g t h ể k h i c h ú n g d i ễ n r a t r o n g h ệ m ộ t p h a . N g ư ợ c l ạ i
c á c p h ả n ứ n g d ị t h ể x ả y r a t r o n g m ô i t r ư ờ n g k h ô n g đ ồ n g n h ấ t g i ữ a các
chất ở n h ữ n g pha k h á c n h a u ( r ắ n - lỏng, k h í - lỏng).
Tốc đ ộ c ủ a p h ả n ứ n g t h ư ờ n g đ o b ằ n g b i ế n t h i ê n n ồ n g đ ộ c ủ a m ộ t
t r o n g c á c c h ấ t t h a m gia h a y c h ấ t t ạ o t h à n h sau p h ả n ứ n g t r o n g m ộ t
đơn vị thời gian.
Đối với phản ứng tổng quát:
aA

+

bB

->

cC

+

dD

(1)

Tốc đ ộ t r u n g b ì n h c ủ a p h ả n ứ n g :
, ÁC
v =± —
Át
Tốc độ tức t h ò i của p h ả n ứng:
v = lim± = ±——
Ãĩ-»õ

Át

dt

T ố c đ ộ p h ả n ứ n g p h ụ t h u ộ c v à o b ả n c h ấ t c ủ a c h ấ t p h ả n ứ n g v à các
điều k i ệ n n h ư : nồng độ, n h i ệ t độ, chất xúc tác...
LI. Anh hưởng của nồng độ các chất phảnứng
Đ ị n h l u ậ t t á c d ụ n g k h ố i l ư ợ n g : Ở nhiệt
phản

ứng tỉ lệ với tích nồng độ các chất phản

số mủ bằng hệ số tỉ lượng tương

độ không

đổi,

tốc độ

ứng được lũy thừa

lên

của
vã

ứng.

128