Tải bản đầy đủ (.pdf) (14 trang)

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG ĐH BÁCH KHOA TPHCM

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (895.88 KB, 14 trang )

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
HĨA ĐẠI CƯƠNG
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Đỗ Thị Minh Hiếu
NHĨM THÍ NGHIỆM: VP01 _ LỚP: P09 _ HK211
SINH VIÊN THỰC HIỆN: Trần Ngọc Thùy Trinh _ MSSV: 2115076

TP. HỒ CHÍ MINH – 2022


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
MỤC LỤC
BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG .................................................................................................... 3
I. Thực hành: ....................................................................................................................... 3
1. Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế: ................................................................. 3
2. Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl và NaOH: ........................ 3
3. Xác định nhiệt hòa tan CuSO4 khan – kiểm tra định luật Hess: ........................... 4
4. Xác định nhiệt hòa tan NH4Cl ................................................................................... 4
II. Kết quả thí nghiệm: ....................................................................................................... 4
1. Thí nghiệm 1: Tìm moco .............................................................................................. 4
2. Thí nghiệm 2: Hiệu ứng nhiệt phản ứng trung hòa HCl & NaOH .............................. 4
3. Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hịa tan CuSO4 ............................................................. 5
4. Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hịa tan NH4Cl ............................................................. 5
III. Câu hỏi: ......................................................................................................................... 6
BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG ................................................................................... 7
I. Thực hành: ....................................................................................................................... 7
1. Xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3 ....................................................................... 7
2. Xác định bậc phản ứng theo H2SO4: ....................................................................... 8


II. Kết quả thí nghiệm: ....................................................................................................... 8
1. Bậc phản ứng theo Na2S2O3 ....................................................................................... 8
2. Bậc phản ứng theo H2SO4 .......................................................................................... 9
III. Câu hỏi: ......................................................................................................................... 9
BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH .......................................................................................... 10
I. Thực hành: ..................................................................................................................... 10
1. Thí nghiệm 1: ............................................................................................................ 10
2. Thí nghiệm 2: ............................................................................................................ 10
3. Thí nghiệm 3: ............................................................................................................ 11
4. Thí nghiệm 4: ............................................................................................................ 11
II. Kết quả thí nghiệm: ..................................................................................................... 11
1. Thí nghiệm 1: Xác định đường cong chuẩn độ HCl bằng NaOH. ............................ 11
2. Thí nghiệm 2: Chuẩn độ HCl với Phenolphtalein ..................................................... 11
3. Thí nghiệm 3: Chuẩn độ HCl với Metyl da cam ....................................................... 12
4. Thí nghiệm 4: ............................................................................................................ 12

III. Câu hỏi: ............................................................................................................ 13

2


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG
I. Thực hành:
1. Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế:
- Công thức cần dùng: Q = (moco + mc).Δt

(2.1)


- Trong đó: moco: nhiệt dung của nhiệt lượng kế (cal/độ)
mc: nhiệt dung của dung dịch trong nhiệt lượng kế (cal/độ)
- Chú ý:

m: cân/đo thể tích
c: tra sổ tay
moco: xác định bằng thực nghiệm

- Cách xác định moco:

t1
50ml nước ở
nhiệt độ phòng
cho vào becher

t2
50ml nước ở
60oC cho vào
NLK 2

t3
dùng phễu đổ t1
vào t2, để 2 phút

Khi đó: Nhiệt do nước nóng và becher tỏa ra = nhiệt nước lạnh hấp thu
(mo co  mc)(t2 - t3 )  mc(t3 - t1 )
 t3 - t1  -  t2 - t3  
mo co  mc 
(t2 - t3 )


(2.2)

Trong đó: m: khối lượng 50 ml nước.
2. Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl và NaOH:

t1
Dùng buret
lấy 25 ml dd
NaOH vào
becher 100ml

t2
Dùng buret
lấy 25 ml dd
HCl 1M vào
NLK

t3
Dùng phễu
đổ nhanh t1
vào t2, khuấy
đều

Tìm Q theo
cơng thức
(2.1) ΔH

Cmuối 0,5M = 1 cal/g.độ, D = 1,02 g/ml


3


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
3. Xác định nhiệt hòa tan CuSO4 khan – kiểm tra định luật Hess:

t1
Cho 50 ml
nước vào
NLK

Cân 4 g
CuSO4 khan

t2
Cho nhanh
4g CuSO4
vào NLK,
khuấy đều

Tìm Q theo
cơng thức
(2.1) ΔHht

4. Xác định nhiệt hòa tan NH4Cl
Tương tự mục 3 nhưng thay CuSO4 bằng NH4Cl.
II. Kết quả thí nghiệm:
1. Thí nghiệm 1: Tìm moco
Lần 1


Lần 2

t1

31oC

31oC

t2

67oC

67oC

t3

49.5oC

50oC

moco (cal/độ)

2,857

5,882

Lần 3

mo colan1  mc


 t3  t1    t2  t3   50.1.  49,5  31   67  49,5  2,857 (cal/độ)
t2  t3
 67  49,5

mo colan 2  mc

 t3  t1    t2  t3   50.1.  50  31   67  50   5,882 (cal/độ)
t2  t3
 67  50

 mo co 

2,857  5,882
 4,3695 (cal/độ)
2

2. Thí nghiệm 2: Hiệu ứng nhiệt phản ứng trung hịa HCl & NaOH
Lần 1

Lần 2

t1

32oC

33oC

t2


32.5oC

33oC

t3

37oC

38oC

Lần 3

4


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Q (cal)

258,255

271,848

̅ (cal)
𝐐

265,052

t t 
32  32,5 



Qlan1   mo co  mHCl cHCl  mNaCl cNaCl  .  t3  1 2    4,3695  25  25  .  37 
  258, 255
2 
2



t t 
33  33 


Qlan 2   mo co  mHCl cHCl  mNaCl cNaCl  .  t3  1 2    4,3695  25  25  .  38 
  271,848
2 
2 



Q

258, 255  271,848
 265, 052 (cal)
2

H  

Q
265.052


 10602.08 (cal/mol)
n
0.025

3. Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hịa tan CuSO4
Lần 1
m (g)

3.98

t1

31oC

t2

35oC

Q (cal)

233,398

𝚫H (cal/mol)

-9335,92

𝚫H trung bình (cal/mol)

-9335,92


Lần 2

Lần 3

Q  (mo co  mH2O cH2O  mCuSO4 cCuSO4 ).(t2  t1 )  (4,3695  50  3,98).(35  31)  233,398 (cal)

H  

Q
233,398

 9335,92 (cal/mol)  Q trình tỏa nhiệt.
n
0, 025

4. Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan NH4Cl
Lần 1

Lần 2

m (g)

3.96

3.98

t1

31oC


31oC

5


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
t2

29,5oC

29oC

Q (cal)

-87,494

-116,699

𝚫H (cal/mol)

1170,232

1560,849

𝚫H trung bình (cal/mol)

1365,5405


Qlan1  (moco  mH2O cH2O  mNH4Cl cNH4Cl ).(t2  t1 )  (4,3695  50  3,96).(29,5  31)  87, 494
H  

Qlan1
87, 494

 1170, 232
4
n
53,5

Qlan 2  (mo co  mH2O cH2O  mNH4Cl cNH4Cl ).(t2  t1 )  (4,3695  50  3,98).(29  31)  116,699
H  

Q

Qlan 2
116, 699

 1560,849
4
n
53,5

87.494  116.699
 102.097 (cal)
2

H  


Q
102.097

 1365.547 (cal/mol)  Quá trình thu nhiệt.
4
n
53.5

III. Câu hỏi:
1. 𝚫H trung bình của phản ứng HCl + NaOH  NaCl + H2O sẽ được tính theo số
mol HCl hay NaOH khi cho 25 ml dung dịch HCl 2M tác dụng với 25ml dung
dịch NaOH 1M? Tại sao?
nNaOH = 0,025 mol

nHCl = 2.0,025 = 0,05 mol

NaOH + HCl  NaCl + H2O
0,025

0,025

NaOH phản ứng hết  tính theo NaOH.
2. Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi hay
khơng?
Khơng thay đổi vì HCl và HNO3 đều là axit mạnh, phân li hoàn toàn và đây là phản
ứng trung hòa.

6



ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
3. Tính ΔH3 bằng lí thuyết theo định luật Hess. So sánh với kết quả thí nghiệm.
Hãy xem 6 nguyên nhân có thể gây ra sai số trong thí nghiệm này:
- Mất nhiệt do nhiệt lượng kế.
- Do nhiệt kế.
- Do dụng cụ đong thể tích hóa chất.
- Do sunfat đồng bị hút ẩm.
- Do lấy nhiệt dung riêng dung dịch sunfat đồng bằng 1 cal/mol.độ.
Theo em, sai số nào là quan trọng nhất? Còn nguyên nhân nào khác không?
- Theo em mất nhiệt lượng do nhiệt lượng kế là quan trọng nhất, do q trình thao
tác khơng chính xác, nhanh chóng dẫn đến thất thốt nhiệt ra bên ngoài.
- Sunfat đồng khan bị hút ẩm, lấy và cân không nhanh và cẩn thận dễ làm cho
CuSO4 hút ẩm nhanh ảnh hưởng đến hiệu ứng nhiệt CuSO4.5H2O.

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG
I. Thực hành:
1. Xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3
TN

Ống nghiệm

Erlen

V(ml) H2SO4 0,4M

V (ml) Na2S2O3 0,1M

V (ml) H2O


1

8

4

28

2

8

8

24

3

8

16

16

- Dùng pipet vạch lấy axit cho vào ống nghiệm.
- Dùng puret cho nước vào 3 erlen.
- Sau đó tráng buret bằng Na2S2O3 0,1M rồi tiếp tục dùng puret cho Na2S2O3 vào 3
erlen.
- Lần lượt cho phản ứng từng cặp ống nghiệm và erlen như sau:


7


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
o Đổ nhanh axit trong ống nghiệm vào erlen.
o Bấm đồng hồ (khi 2 dung dịch tiếp xúc nhau).
o Lắc nhẹ sau đó để yên quan sát, khi vừa thấy dung dịch chuyển sang đục thì
bấm đồng hồ.
- Lặp lại TN lấy giá trị trung bình.
2. Xác định bậc phản ứng theo H2SO4:
Làm tương tự thí nghiệm 1 với lượng axit và Na2S2O3 theo bảng sau:
Ống nghiệm

TN

Erlen

V(ml) H2SO4 0,4M

V (ml) Na2S2O3 0,1M

V (ml) H2O

1

4

8


28

2

8

8

24

3

16

8

16

II. Kết quả thí nghiệm:
1. Bậc phản ứng theo Na2S2O3
Nồng độ ban đầu (M)
t1

TN

t2

ttb

Na2S2O3


H2SO4

1

0,1

0,4

135

120

127,5

2

0,1

0,4

57

58

57,5

3

0,1


0,4

28

28

28

 t 
127,5 
log  tb1  log 

 ttb 2  
 57,5   1,149
Từ Δttb của TN1 và TN2 xác định m1: m1 
log 2
log 2

8


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
 t 
log  tb 2  log  57,5 
 ttb3  
 28   1, 038
Từ Δttb của TN2 và TN3 xác định m2: m2 
log 2

log 2

Bậc phản ứng theo Na2S2O3 =

m1  m2 1,149  1, 038

 1, 0935
2
2

2. Bậc phản ứng theo H2SO4
TN

[Na2S2O3]

[H2SO4]

t1

t2

ttb

1

0,1

0,4

58,6


52

55,3

2

0,1

0,4

54

48

51

3

0,1

0,4

46

44,8

45,4

 t 

log  tb1  log  55,3 
 ttb 2  
 51   0,117
Từ Δttb của TN1 và TN2 xác định m1: m1 
log 2
log 2
 t 
51 
log  tb 2  log 

 ttb3  
 45, 4   0,168
Từ Δttb của TN2 và TN3 xác định m2: m2 
log 2
log 2

Bậc phản ứng theo H2SO4 =

m1  m2 0,117  0,168

 0,1425
2
2

III. Câu hỏi:
1. Trong TN trên, nồng độ của Na2S2O3 và của H2SO4 đã ảnh hưởng thế nào lên
vận tốc phản ứng? Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng. Xác định bậc của
phản ứng.
Nồng độ Na2S2O3 tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng, nồng độ H2SO4 hầu như khơng ảnh
hưởng đến tốc độ phản ứng.

Biểu thức tính vận tốc: V = k.[Na2S2O3]1,0935.[H2SO4]0,1425
Bậc của phản ứng: 1,0935 + 0,1425= 1,236
2. Cơ chế của phản ứng trên có thể được viết như sau:
H2SO4 + Na2S2O3  Na2SO4 + H2S2O3

(1)

9


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
H2S2O3  H2SO3 + S 

(2)

Dựa vào kết quả TN có thể kết luận phản ứng (1) hay (2) là phản ứng quyết định
vận tốc phản ứng tức là phản ứng xảy ra chậm nhất không? Tại sao? Lưu ý
trong các TN trên, lượng axit H2SO4 luôn luôn dư so với Na2S2O3.
(1) là phản ứng trao đổi ion nên tốc độ phản ứng xảy ra rất nhanh.
(2) là phản ứng tự oxi hóa khử nên tốc độ phản ứng xảy ra rất chậm.
 Phản ứng (2) là phản ứng quyết định tốc độ phản ứng.
3. Dựa trên cơ sở của phương pháp thí nghiệm thì vận tốc xác định được trong
các thí nghiệm trên được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời?
Vận tốc được xác định bằng

C
vì ΔC ~ 0 (biến thiên nồng độ của lưu huỳnh không
t


đáng kể trong khoảng thời gian Δt) nên vận tốc trong các thí nghiệm trên được xem là
vận tốc tức thời.
4. Thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng có thay đổi hay
khơng? Tại sao?
Thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng không thay đổi. Ở một nhiệt
độ xác định bậc phản ứng chỉ phụ thuộc vào bản chất của hệ (nồng độ, nhiệt độ, diện
tích bề mặt, áp suất) mà không phụ thuộc vào thứ tự chất phản ứng.

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH
I. Thực hành:
1. Thí nghiệm 1:
- Xây dựng đường cong chuẩn độ
2. Thí nghiệm 2:
- Chuẩn độ axit – bazo với thuốc thử phenol phtalein
- Tráng buret bằng NaOH 0,1N, cho NaOH 0,1N vào buret.
- Dùng pipet 10ml lấy 10ml dd HCl cho vào erlen 150ml, thêm 10ml nước cất + 2
giọt phenol phtalein.
- Tiến hành chuẩn độ

10


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
3. Thí nghiệm 3:
- Tương tự thí nghiệm 2, thay phenol phtalein bằng metyl orange (đỏ  cam)
4. Thí nghiệm 4:
- Tương tự thí nghiệm 2, thay HCl bằng axit axetic
- Làm thí nghiệm 4 lần, 2 lần đầu: phenol phtalein, 2 lần sau: metyl orange.
II. Kết quả thí nghiệm:

Xử lí kết quả thí nghiệm:
1. Thí nghiệm 1: Xác định đường cong chuẩn độ HCl bằng NaOH.

Xác định:
- pH điểm tương đương: 7,26.
- Bước nhảy pH: từ pH 3,36 đến pH 10,56.
- Chất chỉ thị thích hợp: phenolphthalein.
2. Thí nghiệm 2: Chuẩn độ HCl với Phenolphtalein
Lần

VHCl (ml)

VNaOH (ml)

CNaOH (N)

CHCl (N)

Sai số

11


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
1

10

10,5


0,1

0,105

0,005

2

10

10,7

0,1

0,107

0,007

3

10

10,7

0,1

0,107

0,007


3. Thí nghiệm 3: Chuẩn độ HCl với Metyl da cam
Lần

VHCl (ml)

VNaOH (ml)

CNaOH (N)

CHCl (N)

Sai số

1

10

10,5

0,1

0,105

0,005

2

10


10,6

0,1

0,106

0,006

3

10

10,3

0,1

0,103

0,003

4. Thí nghiệm 4:
a. Thí nghiệm 4a: Chuẩn độ CH3COOH với Phenolphtalein
Lần

VCH3COOH
(ml)

VNaOH (ml)

CNaOH (N)


CCH3COOH
(N)

Sai số

1

10

8,5

0,1

0,085

0,015

2

10

9,0

0,1

0,09

0,01


3

10

8,7

0,1

0,087

0,013

b. Thí nghiệm 4b: Chuẩn độ CH3COOH với Metyl da cam
Lần

VCH3COOH
(ml)

VNaOH (ml)

CNaOH (N)

CCH3COOH
(N)

Sai số

1

10


4,1

0,1

0,041

0,059

2

10

4,2

0,1

0,042

0,058

3

10

4,3

0,1

0,042


0,057

12


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
III. Câu hỏi:
1. Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đổi hay
không? Tại sao?
Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH, đường cong chuẩn độ không thay đổi do phương
pháp chuẩn độ HCl bằng NaOH được xác định dựa trên phương trình:
HCl + NaOH  NaCl + H2O
CHCl.VHCl = CNaOH.VNaOH
Với VHCl và CNaOH cố định nên khi CHCl tăng hay giảm thì VNaOH cũng tăng hay giảm
theo. Từ đó ta suy ra, dù mở rộng ra hay thu hẹp lại thì đường cong chuẩn độ không
đổi. Tương tự đối với trường hợp thay đổi nồng độ NaOH.
2. Việc xác định nồng độ axit HCl trong các thí nghiệm 2 và 3 cho kết quả nào
chính xác hơn? Tại sao?
Xác định nồng độ axit HCl trong thí nghiệm 2 cho kết quả chính xác hơn. Vì
phenol phtalein giúp ta xác định màu chính xác hơn, rõ ràng hơn, do chuyển từ
khơng màu sang hồng nhạt, dễ nhận thấy hơn từ màu đỏ sang da cam.
3. Từ kết quả thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit axetic bằng chỉ
thị màu nào chính xác hơn? Tại sao?
Phenol phtalein chính xác hơn metyl orange vì axit axetic là axit yếu nên điểm định
mức lớn hơn 7 nên dùng phenol phtalein thì chính xác hơn metyl orange (bước
nhảy 3,0 – 4,4 cách quá xa).
4. Trong phép phân tích thể tích, nếu đổi vị trí của NaOH và axit thì kết quả có
thay đổi khơng? Tại sao?

Khơng thay đổi vì đây cũng chỉ là phản ứng cân bằng.

13


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÁO CÁO SỐ LIỆU
THÍ NGHIỆM HĨA ĐẠI CƯƠNG

----------------HẾT----------------

14



×