THỰC HÀNH HÓA LÝ: XÁC ĐỊNH BẬC CỦA PHẢN ỨNG VÀ XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ TỐC ĐỘ CỦA PHẢN ỨNG BẬC 2 VÀ XÚC TÁC ĐỒNG THỂ PHẢN ỨNG PHÂN HUỶ H2O2

Bài 5: XÁC ĐỊNH BẬC CỦA PHẢN ỨNG
Điểm

Lời phê của giáo viên

1.Tường trình thí nghiệm
Mục đích thí nghiệm : Xác định bậc tổng cộng của phản ứng
Fe3++ I- Fe2+ +1/2 I2 bằng phương pháp vi phân
1.1 Số liệu và giản đồ thực nghiệm
Thí nghiệm 1: Xác định bậc riêng n1 của Fe3+
Gọi Cx là nồng độ Fe2+ sinh ra tại mỗi thời điểm t xác định thông qua nồng độ Iod
sinh ra.Lượng Iod này được chuẩn độ bằng Na 2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột như trên ta
có :
Cx =

C Na2 S 2O3 .V Na2 S 2O3
Vhh

Từ các giá trị Cx trên xây dựng được đồ thị 1/Cx = f (1/t) bằng phương trình
thực nghiệm
1/Cx = α + β.1/t

(1)

Từ phương trình (1) suy ra β là tg góc nghiêng của đồ thị hợp với phương
0
ngang (góc nhỏ hơn 180o). Sau đó tính 1/β.Vẽ đồ thị lg(1/β) và lg C Fe theo phương
3+

trình :
lg(-dc/dt)t=0 = lg(1/β)=A1 + n1 lg(C0Fe3+)

(2)

Đồ thị (2) là 1 đường thẳng và ta sẽ tính được n 1 bằng tg góc nghiêng của đồ thị
hợp với phương ngang (góc nhỏ hơn 180o).


Erlen 1
Số lần

Thời

1/T

V _Na2SO3

chuẩn độ
1
2
3
4
5
6
7
8

gian T
16
14
12

10
8
6
4
2

(s-1)
0.00104167
0.00119048
0.00138889
0.00166667
0.00208333
0.00277778
0.00416667
0.00833333

(ml)
3.9
2.4
1.8
1.2
0.9
0.6
0.2
0.1

C _ Fe2+ (N)

1/C _ Fe2+

0.000375361
0.000234375
0.000176817
0.000118577
8.91972.10-5
5.96421.10-5
1.99601.10-5
9.99001.10-6

(1/N)
2664.102564
4266.666667
5655.555556
8433.333333
11211.11111
16766.66667
50100
100100

Đồ thị 1/C_1/T

Erlen 2
Số lần

Thời

1/T

V _ Na2SO3

C _ Fe2+

1/C _ Fe2+

chuẩn độ
1
2
3
4
5
6
7
8

gian T
16
14
12
10
8
6
4
2

(pm-1)
0.00104167
0.00119048
0.00138889
0.00166667
0.00208333

0.00277778
0.00416667
0.00833333

(ml)
4.4
2.8
2.2
1.7
1.4
0.8
0.3
0.2

(N)
0.000421
0.000272
0.000215
0.000167
0.000138
7.94.10-5
2.99.10-5
2.10-5

(1/N)
2372.727
3671.429
4645.455
5982.353
7242.857

12600
33433.33
50100

Đồ thị 1/C_1/T


Erlen 3
Số lần

Thời

1/T

V _Na2SO3

C _ Fe2+

1/C _ Fe2+

chuẩn độ
1
2
3
4
5
6
7
8

gian T
16
14
12
10
8
6
4
2

(pm-1)
0.00104167
0.00119048
0.00138889
0.00166667
0.00208333
0.00277778
0.00416667
0.00833333

(ml)
6.4
4.1
2.7
2.1
1.6
1.4
0.9
0.3

(N)
0.0006015
0.00039385
0.0002629
0.00020568
0.00015748
0.00013807
8.9197.10-5
2.991.10-5

(1/N)
1662.5
2539.02439
3803.703704
4861.904762
6350
7242.857143
11211.11111
33433.33333

Đồ thị 1/C_1/T


Erlen 4
Số lần

Thời

chuẩn độ
gian T

1
16
2
14
3
12
4
10
5
8
6
6
7
4
8
2
Đồ thị 1/C_1/T

1/T

V Na2SO3

C _ Fe2+

1/C _ Fe2+

(pm-1)
0.00104167
0.00119048
0.00138889

0.00166667
0.00208333
0.00277778
0.00416667
0.00833333

(ml)
9.1
6
4.8
2.9
2.2
1.6
1.1
0.5

(N)
0.0008341
0.00056604
0.00045802
0.00028183
0.00021526
0.00015748
0.0001088
4.9751.10-5

(1/N)
1198.901099
1766.666667
2183.333333

3548.275862
4645.454545
6350
9190.909091
20100

Từ 4 đồ thị trên ta có được những giá trị của β như sau:
β
107
7.106
4.106
3.106

lg(1/β)
-7
-6.845
-6.602
-6.477

 Tính lại nồng độ của Fe3+:
Bình 1 : CFe3+ = ( 1/60. 10 )/100 = 1/600  lg(CFe3+) = -2,778
Bình 2: CFe3+ = 1/300

 lg(CFe3+) = -2.477

Bình 3 : CFe3+ = 1/200

 lg(CFe3+) = -2.3

Bình 4 : CFe3+ = 1/15

 lg(CFe3+) = -2.176


Vẽ đồ thị lg(1/β) và lg C

0
Fe3+

 Từ đồ thị trên ta xác định được bậc của riêng n1 của Fe3+ là 0.8806≈ 1
Thí nghiệm 2: Xác định bậc riêng n2 của ITương tự như thí nghiệm1 với C0Fe3+ khơng đổi, C0I- biến thiên ta xác định được
bậc riêng n2 của IErlen 1
Số lần

Thời

1/T

chuẩn độ
1
2
3
4
5
6
7
8

gian T
16

14
12
10
8
6
4
2

(pm-1)
0.00104167
0.00119048
0.00138889
0.00166667
0.00208333
0.00277778
0.00416667
0.00833333

Đồ thị 1/C_1/T

V _ Na2SO3 C _ Fe2+ (N)
(ml)
5
3.6
2.4
1.9
1.3
0.8
0.4
0.1

0.00047619
0.00034749
0.000234375
0.000186457
0.000128332
7.93651.10-5
3.98406.10-5
9.99001.10-6

1/C _ Fe2+
(1/N)
2100
2877.778
4266.667
5363.158
7792.308
12600
25100
100100


Erlen 2
Số lần

Thời

1/T

V _ Na2SO3

C _ Fe2+

1/C _ Fe2+

chuẩn độ
1
2
3
4
5
6
7
8

gian T
16
14
12
10
8
6
4
2

(pm-1)
0.00104167
0.00119048
0.00138889
0.00166667

0.00208333
0.00277778
0.00416667
0.00833333

(ml)
8.7
6.9
5.7
5
3.1
2.4
1.4
0.8

(N)
0.0008
0.000645
0.000539
0.000476
0.000301
0.000234
0.000138
7.94.10-5

(1/N)
1249.425
1549.275
1854.386
2100

3325.806
4266.667
7242.857
12600

Đồ thị 1/C_1/T

Erlen 3


Số lần

Thời

chuẩn độ
gian T
1
16
2
14
3
12
4
10
5
8
6
6
7
4

8
2
Đồ thị 1/C_1/T

1/T

V _ Na2SO3

C _ Fe2+

1/C _ Fe2+

(pm-1)
0.00104167
0.00119048
0.00138889
0.00166667
0.00208333
0.00277778
0.00416667
0.00833333

(ml)
12.7
10.4
8.9
7.2
6
4.8
2.9

1.1

(N)
0.001127
0.000942
0.000817
0.000672
0.000566
0.000458
0.000282
0.000109

(1/N)
887.4016
1061.538
1223.596
1488.889
1766.667
2183.333
3548.276
9190.909

1/T

V _ Na2SO3

C _ Fe2+

1/C _ Fe2+

(pm-1)
0.00104167
0.00119048
0.00138889
0.00166667
0.00208333
0.00277778
0.00416667
0.00833333

(ml)
18.1
14.4
12.1
10
7.3
4.2
2.8
1.3

(N)
0.001533
0.001259
0.001079
0.000909
0.00068
0.000403
0.000272
0.000128

(1/N)
652.4862
794.4444
926.4463
1100
1469.863
2480.952
3671.429
7792.308

Erlen 4
Số lần

Thời

chuẩn độ
gian T
1
16
2
14
3
12
4
10
5
8
6
6
7

4
8
2
Đồ thị 1/C_1/T


Từ 4 đồ thị trên ta có được những giá trị của β như sau:
β
107
2.106
106
988301

lg(1/β)
-7
-6.301
-6
-5.995

 Tính lại nồng độ Iod:
Bình 1: C0I- = 1/400  lg(C0I) = -2.6
Bình 2: C0I- = 1/ 200

 lg(C0I) = -2.3

Bình 3 : C0I- = 3/400

 lg(C0I) = -2.125

Bình 4 : C0I- = 1/100

 lg(C0I) = -2


 Từ đồ thị trên ta xác định được bậc của riêng n2 của I- là 1.7648 ≈ 2
2.Kết quả thí nghiệm
Ta xác định được bậc của phản ứng Fe3++ I-  Fe2+ +1/2 I2 bằng phương pháp vi
phân một cách khá chính xác là n = n1+n2 = 1 +2 = 3.
III. Nhận xét:
• Ta cho HNO3 vào dung dịch để tạo môi trường acid tránh Fe3+ bị thủy phân tạo
Fe(OH)3.
• HNO3 có tính oxy hóa mạnh, dùng để bảo vệ Fe 3+ (nếu trong dung dịch có lẫn
các ion khác có tính khử thì các ion này sẽ tác dụng với HNO 3 mà khơng tác
dụng với Fe3+).
• Ta cho thêm KNO3 vào dung dịch để bổ sung lượng NO 3- vì ta khơng thể sử
dụng q nhiều lượng acid HNO3, nó có thể sẽ oxy hóa Fe2+ trở lại thành Fe3+.
Thí nghiệm khơng được làm q 15 phút vì khi đó Fe 3+ và I- đã phản ứng hết với
nhau, lượng I2 sinh ra là lớn nhất và không tạo thêm nữa.


Bài 6: XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ TỐC ĐỘ CỦA PHẢN
ỨNG BẬC 2
Điểm

Lời phê của giáo viên

Tường trình thí nghiệm
Xác định hằng số tốc độ cũa phản ứng thuỷ phân este trong môi trường kiềm.



→ CH 3COONa+C 2 H 5OH
CH 3COOC2 H 5 +NaOH ¬


Gọi a,b là nồng độ ban đầu (tại thời điểm t = 0 ) của CH 3COOC2H5 và NaOH, x là
nồng độ CH3COONa ở thời điểm t.
Đây là phản ứng phân huỷ ester nên là phản ứng bậc 2 vì vậy tốc độ phản ứng là:
d ( a − x)
= k (a − a ).(b − x)
dt
1
a−x
⇒
ln
= kt + C
a −b b− x
−

Tại thời điểm ban đầu t = 0,x = 0, nên C =

1
a
ln
a−b b

1
b( a − x )
ln
= kt
a − b a (b − x )

Gọi V0, Vt, V∞ là thể tích NaOH cịn trong hỗn hợp phản ứng tại các thời điểm t =
0, t, ∞.
Nồng độ NaOH còn lại ở các thời điểm sẽ tỷ lệ với các thể tích đó. Cịn nồng độ
của ester ban đầu và ở các thời điểm t sẽ tỷ lệ tương ứng với (V0-V∞) và (Vt-V∞).
Nghĩa là b = A .V0
A = A . ( V 0 - V∞ )


( b – x ) = A .Vt
( a – x ) = A .( Vt - V∞ )
Với A là hằng số tỷ lệ
Thay vào (1)



k=

 V -V
V 
1
ln  0 ∞ . t ÷
A.V∞ t  V0 Vt -V0 

(2)

Khi sử dụng dd NaOH 0.05N với lượng hỗn hợp phản ứng dùng là 10ml thì số
đương lượng NaOH có trong 10ml hổn hợp phản ứng (hay trong V 0 ml NaOH) là V0 .
0,05 . 10-3
Nồng độ đương lượng NaOH trong mẫu thử (10ml) là:

b = (V0 . 0,05 . 10-3)
mà

103
= 0,005 V0
10

b = A .V0

 A = 0,005
Áp dụng cơng thức (2) ta lần lượt tính được hằng số tốc độ K tương ứng với từng
thời điểm của phản ứng thủy phân este trong môi trường NaOH.
Theo kết quả thí nghiệm ta có:
T (pm)

VNaOH đã chuẩn

VNaOH cịn lại

(ml)

trong mẫu thử

0
5
10

5.5
6
6.4

(ml)
4.5
4
3.6

15
20
∞

6.8
7.1
8

3.2
2.9
2

Hằng số tốc độ K

2.1072
2.2314
2.6203
2.9114

Với V0, Vt, V∞ trong cơng thức (2) là thể tích NaOH 0.05N cịn lại trong mẫu thử
(10 ml) tại các thời điểm t = 0, t, ∞ .
Từ đó ta tính được giá trị hằng số tốc độ trung bình của phản ứng



→ CH 3COONa+C2 H 5OH
CH 3COOC2 H 5 +NaOH ¬




k=

2.1072+2.2314+2.6203+2.9114
= 2.4676
4

Lưu ý
Không dùng HCl chuẩn độ trực tiếp NaOH trong hỗn hợp phản ứng mà phải
làm như trong phần hướng dẫn thí nghiệm
Nếu ta chuẩn độ 10ml dd trong hỗn hợp bằng HCl (có vài giọt phenoltalein) 
lúc ban đầu NaOH sẽ dư so với HCl nên dd sẽ có màu hồng, sau 1 khỏang thời gian thì
NaOH bắt đầu ít dần đi vì bị HCl trung hồ, đến 1 lúc nào đó dung dịch sẽ từ từ mất
màu.
 có màu sang khơng màu
Cịn làm theo hướng dẫn thí nghiệm thì ngược lại dd sẽ chuyển dần từ khơng màu
sang có màu (khi bắt đầu dư NaOH).
Vì hiện tượng từ khơng màu sang có màu dễ nhận thấy hơn từ có màu sang khơng
màu
 Tiến hành theo hướng dẫn thì độ chính xác sẽ cao hơn.
Tại sao khơng chuẩn độ trực tiếp CH3COOC2H5 mà lại phải chuẩn độ gián tiếp
qua NaOH?
- Khơng có thuốc thử cho CH3COOC2H5.
- Chuẩn độ NaOH sẽ cho điểm tương đương rõ ràng, bước nhảy lớn.

Bài 7: XÚC TÁC ĐỒNG THỂ PHẢN ỨNG PHÂN
HUỶ H2O2
Điểm

Lời phê của giáo viên

1. Số liệu thực nghiệm:
t (phút)

5

10

15

20

30

V (KMnO4) (ml) 9,2

8,5

7,9

7,5

7

6,6

C (H2O2) (N)

0.0425

0.0395

0.0375

0.035

0.033

•

0

0.046

Cách tính

:

Định luật đương lượng:
Trong đó:

N

2. Xử lý kết quả:

t (phút)
K (ph-1)

5
0,015827

10
0,015234

15
0,01362

20
0,013665

Hằng số tốc độ trung bình:
K=

0,15827 + 0,15234 + 0,01362 + 0,013665 + 0,011071
= 0,013883
5

30
0,011071


Thời gian bán hủy:
T1/ 2 =

ln 2
ln 2
=
= 49,93 ph
K
0,013883

Có thể sử dụng cách vẽ đồ thị để xác định hằng số tốc độ phản ứng K:
Phương trình vận tốc cho phản ứng bậc nhất:
t (ph)

0

5

10

15

20

30

0

0.079137

0,152341

0,2043

0,273293

0,332134

Vẽ đồ thị

theo t:

Từ đồ thị suy ra: K= 0.0112
3. Nhận xét:


a. Tại sao dùng Cu2+ làm chất xúc tác trong phản ứng này?
-Khi dùng xúc tác tránh sử dụng các nguyên tố đa hóa trị như Fe, Mn… Trong khi
đó Cu2+ rất khó bị khử về Cu(I).
-Cu2+ cho tác dụng xúc tác rất mạnh.
b. Vì sao phản ứng được xem là phản ứng bậc 1?
Phản ứng phân hủy H2O2 diễn ra qua 2 giai đoạn:
HOOH → O2 + 2H+ (chậm)
HOOH + 2H+ → 2H2O (nhanh)
Tốc độ của phản ứng được xác định bởi giai đoạn 1 (là giai đoạn chậm) và do đó
phản ứng xãy ra theo bậc 1.