PHÚC TRÌNH THỰC tập hóa lý

XÁC ĐỊNH ∆HO, ∆SO VÀ ∆GO CỦA QUÁ TRÌNH HÒA TAN
BORAX TRONG NƯỚC

BÀI 1:
1.1

PHẦN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI
1.1.1 Viết công thức cấu tạo của Borax, Na2B4O7.8H2O

Hình 1-1. Công thức hóa học của Borax

1.1.2 Dựa vào phần thực nghiệm, chứng minh công thức sau:
Theo định luật đương lượng:
C A . VA = C B . VB
CB = =
Khi đó: [B4O72-] = S = = (mol/lít)
Với VA : thể tích dung dịch HCl đọc từ buret
Mợt sinh viên thực hiện thí nghiệm sau: Chuẩn đợ 8.5ml dd borax bão
hịa ở nhiệt độ T xác định với dung chuẩn HCl 0.5M. Khi kết thúc chuẩn đợ thể
tích dd HCl đọc trên buret là 12ml. Tính giá trị Ksp của borax ở nhiệt độ T.


Giải:
Ta có:

2Na+ +

Na2B4O7
S

2S

B4O72S

Theo định luật đương lượng
CA.VA =CB.VB
 CB  = (đlg/l)
Khi đó: [Na2B4O5(OH)4] = S = = (mol/l)
Ksp= 4S3 0.176

1.2

PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

VA: thể tích dung dịch HCl đọc từ buret.
Bảng 1-1. Bảng số liệu chuẩn độ Borax
t (oC)

55

50

45

40

35

30

T (K)

328

323

318

313

308

303

1/T (K-1)

0.00305

0.0031

0.00314

0.00319

0.00325

0.0033

VHCl (ml)

15.5

14.5

14

12

10

8.8

S=[B4O5(OH)42-]*

9.69.10-4

9.06.10-4

8.75.10-4

7.5.10-4

6.25.10-4

5.5.10-4

2S=[Na+] (mol/l)

1.94.10-3

1.81.10-3

1.75.10-3

1.5.10-3

1.25.10-3

1.1.10-3

3.64×

2.97×

2.68×

1.69×

9.77×

6.66×

-19.43

-19.63

-19.74

-20.2

-20.75

-21.13

Ksp= 4S3

lnKsp

 S= [B4O5(OH)42-]=


Từ phương trình tính tốn ta vẽ được đờ thị sự phụ thuộc lnKsp theo
1/T

Object 3

Hình 1-2. Đồ thị sự phụ thuộc lnKsp theo 1/T

Từ phương trình y = -7014.4x + 2.1024 suy ra tg = -7014.4
Mà

6.2.1024
Ở nhiệt độ chuẩn 25 oC
= = 53.254 (kJ)

Trang 3


BÀI 2:

XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ CỦA MỘT CHẤT

BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỆM LẠNH
PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

2.1.1 Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt độ đông đặc của dung môi nước
Bảng 2-2. Bảng số liệu nhiệt độ của nước theo thời gian
t (s)

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

T (oC)

0.5

0.2

-0.3

-1.1

-1.6

-1.9

-2.0

-0.6

-0.2

-0.1

-0.1

Vẽ đồ thị hàm số y = f(x), với trục y biểu thị nhiệt độ và trục x biểu thị thời
gian tương ứng

Object 5

Hình 2-3. Đồ thị biểu diễn nhiệt độ theo thời gian của nước

 Nhiệt độ đông đặc của nước suy ra từ đồ thị: -0.1 oC
 Nhiệt độ tại đó xuất hiện những tinh thể đầu tiên: -0.1 oC

Trang 4


2.1.2 Thí nghiệm 2: Xác định nhiệt độ đông đặc của dung dịch sucrose
Bảng 2-3. Bảng số liệu nhiệt độ của dung dịch sucrose theo thời gian
t (s)

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

T (oC)

0.5

0.3

0.1

-0.8

-1.3

-1.7

-0.5

-0.2

-0.3

-0.3

-0.3

Vẽ đồ thị hàm số y = f(x), với trục y biểu thị nhiệt độ và trục x biểu thị thời
gian tương ứng

Object 7

Hình 2-4. Đồ thị biểu diễn nhiệt độ theo thời gian của sucrose

 Nhiệt độ đông đặc của dung dịch sucrose suy ra từ đồ thị: -0.3 oC
 Nhiệt độ tại đó xuất hiện những tinh thể đầu tiên: -0.3 oC
2.1.3 Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt độ đông đặc của dung dịch (nước +
chất X)
Bảng 2-4. Bảng số liệu nhiệt độ của dung dịch (nước + chất X) theo thời gian
t (s)

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

T (oC)

0.5

0.3

-0.1

-0.8

-1.8

-2.3

-0.7

-0.4

-0.5

-0.5

-0.5

Trang 5


Vẽ đồ thị hàm số y = f(x), với trục y biểu thị nhiệt độ và trục x biểu thị thời

gian tương ứng

Object 9

Hình 2-5. Đồ thị biểu diễn nhiệt độ theo thời gian của chất x

 Nhiệt độ đông đặc của dung dịch (nước + chất X) suy ra từ đồ thị:-0.5
o
C
 Nhiệt độ tại đó xuất hiện những tinh thể đầu tiên: -0.5 oC
2.1.4 Kết quả Xác định khối lượng phân tử sucrose
Khối lượng (g) của nước, mnước = 50 (g)
Khối lượng của sucrose, msucrose = 2 (g)
Nhiệt độ đông đặc của nước là -0.1 (oC)
Nhiệt độ đông đặc của dung dịch sucrose là -0.3 (oC)
 Độ hạ nhiệt độ đông đặc, ∆t= 0.2 (oC)





 Nồng độ molan của dung dịch m suy ra từ ∆T= K f*m => m=
0.108
 Kf (hằng số nghiệm đông của nước) = 1.86 oC/m
 Khối lượng phân tử của sucrose là:
M = 1000= 1000. = 370g/mol
2.1.5 Kết quả xác định khối lượng phân tử của chất X







Khối lượng (g) của nước , mnước= 50 (g)
Khối lượng của chất X, mX= 2 (g)
Nhiệt độ đông đặc của nước là -0.1 (oC)
Nhiệt độ đông đặc của dung dịch là -0.5 (oC)
Trang 6


 Độ hạ nhiệt độ đông đặc, ∆t= 0.4 (oC)
 Nồng độ molan của dung dịch m suy ra từ ∆T= Kf*m => m=
0.215
 Kf (hằng số nghiệm đông của nước) = 1.86 oC/m
 Khối lượng phân tử của chất X là:
M= 1000 =1000. = 186g/mol
 Nhận xét:
 Qua thí nghiệm cho thấy có sự hạ nhiệt độ đông đặc (băng điểm) khi có
chất hịa tan vào dung mơi nước.
 Và mục đích của việc cho thêm nứơc đá vào là đề giảm bớt hiệu ứng
chậm đông.
 Kết quả tính tốn xác định khới lượng phân tử của sucrose chưa chính
xác ( lý thuyết Msucrose= 342, thí nghiệm Msucrose=370). Do sai sớ trong
q trình làm thí nghiệm.

Trang 7


BÀI 3:

CÂN BẰNG HÓA HỌC

PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM:
3.1.1 Nhiệt độ phòng ở 30oC:

Thời gian phản ứng,
phút

Bình 2

Bình 4

Bình 6

25

11.9

12.8

12.3

55

12.2

12.5

12.6

95

12.5

13.2

12.1

135

12.4

13.1

12.2

Bảng 3-5. Bảng kết quả ở nhiệt độ phịng 30o C
Bình 2
Chất

Bình 4

Bình 6

Nờng đợ

Nờng đợ cân

Nờng đợ

Nờng độ cân

Nồng độ

Nồng độ cân

đầu

bằng

đầu

bằng

đầu

bằng

I2

0

0.0062

0

0.00655

0

0.0061

Fe2+

0

0.0124

0

0.0131

0

0.0122

Fe3+

0.015

0.0026

0.0165

0.0034

0.0135

0.0013

I-

0.015

0.0026

0.0135

0.0004

0.0165

0.0043

Kc
Kc trung
bình

54.24

243.09

124.94

140.76

Trang 8


3.1.2 Nhiệt độ ở 400C:

Thời gian phản ứng,
phút

Bình 2

Bình 4

Bình 6

25

12.8

13.3

12.7

55

13.1

13.9

12.8

95

13.2

13.4

12.9

135

13.2

13.4

12.9

Bảng 3-6. Bảng kết quả ở nhiệt độ 40o C
Bình 2
Chất

Bình 4

Nồng độ

Nồng độ cân

đầu

bằng

I2

0

0.0066

0

0.0067

0

0.00645

Fe2+

0

0.0132

0

0.0134

0

0.0129

Fe3+

0.015

0.0018

0.0165

0.0031

0.0135

0.0006

I-

0.015

0.0018

0.0135

0.0001

0.0165

0.0036

Kc
Kc trung

197.19

Nồng độ đầu

Nồng độ cân

Bình 6
Nồng độ đầu

Nồng độ cân

bằng

1251.88

bằng

828.2

759.09

bình

Trang 9


Sử dụng phương trình đẳng áp Vant-Hoff:
ln =

Trang 10


BÀI 4:

XÚC TÁC ĐỒNG THỂ - PHẢN ỨNG PHÂN HỦY H2O2

PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

4.1.1 Hằng số tớc đợ phản ứng ở nhiệt đợ phòng 30oC
Vì phản ứng phân hủy H2O2 là phản ứng bậc một
ln (a-x) = -kt + lna

với a: nồng độ H2O2 ban đầu.
a-x: nờng độ H2O2 cịn lại.
Bảng 4-7. Thể tích sử dụng

t (phút)

ln(

5

9.5

2.25

10

8.8

2.17

15

8.2

2.1

20

7.5

2.01

25

7

1.95

30

6.5

1.87

Trang 11


Object 11

Hình 4-6. Đồ thị theo thời gian ở nhiệt độ phịng

Hệ sớ góc của đờ thị là -0.0151, suy ra k = 0.0151.
Vậy hằng số tốc độ phản ứng k = 0.0151.
4.1.2 Hằng số tốc độ phản ứng ở 40oC

Ta có phản ứng phân hủy H2O2 là phản ứng bậc 1
Nên ln (a-x) = -kt + lna →
Với a: nồng độ H2O2 ban đầu tỉ lệ với V0
a-x: nồng độ H2O2 cịn lại tỉ lệ với Vt
Bảng 4-8. Thể tích sử dụng

t (phút)

ln(

5

5.3

1.67

10

4.9

1.59

15

4

1.37

20

3.5

1.25

25

2.6

0.96

30

2.4

0.88

Trang 12


Object 13

Hình 4-7. Đồ thị ln(KMnO4) theo thời gian ở 400C

Hệ số góc của đồ thị là -0.0341, suy ra k = 0.0341.
Vậy hằng số tốc độ phản ứng k = 0.0341.
4.1.3 Năng lượng hoạt hóa của phản ứng

4.1.4 Chu kỳ bán hủy
* Ở 300C:

*Ở 400C:

Trang 13


BÀI 5:

XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG - PHƯƠNG PHÁP TỐC ĐỘ
ĐẦU

5.1.

PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

5.1.1 XÁC ĐỊNH BẬC RIÊNG THEO Fe
 Bình 1: = (10.M / 60)/ 100 = M / 600
Bảng 5-9. Kết quả chuẩn độ thí nghiệm 1 – bình 1

t giây

V Na2S2O3

Cx

1/t

1/Cx

17

1.2

0.0001

0.0588

8333.33

37

1.9

0.0002

0.0270

5263.16

81

3.3

0.0003

0.0123

3030.30

123

4.7

0.0005

0.0081

2127.66

164

5.2

0.0005

0.0061

1923.08

198

6.2

0.0006

0.0051

1612.90

241

7.2

0.0007

0.0041

1388.89

290

8.5

0.0009

0.0034

1176.47

Trang 14


Object 15

Hình 5-8. Thí nghiệm 1 – bình 1

Hệ sớ góc tgα= 128948
Suy ra tốc độ đầu: (
 Bình 2: = (20.M / 60)/ 100 = M / 300
Bảng 5-10. Kết quả chuẩn độ thí nghiệm 1 – bình 2

t giây

V Na2S2O3

Cx

1/t

1/Cx

21

1.6

0.0002

0.0476

6250.00

41

3.1

0.0003

0.0244

3225.81

64

4.4

0.0004

0.0156

2272.73

95

5.2

0.0005

0.0105

1923.08

133

6.6

0.0007

0.0075

1515.15

164

7.5

0.0008

0.0061

1333.33

204

8.3

0.0008

0.0049

1204.82

243

9.6

0.0010

0.0041

1041.67

Trang 15


Object 17

Hình 5-9. Thí nghiệm 1 – bình 2

Hệ sớ góc tgα= 116744
Suy ra tốc độ đầu: (

 Bình 3: = (30.M / 60)/ 100 = M / 200
Trang 16


Bảng 5-11. Kết quả chuẩn độ thí nghiệm 1 – bình 3

t giây

V Na2S2O3

Cx

1/t

1/Cx

28

2.1

0.0002

0.0357

4761.90

43

3.7

0.0004

0.0233

2702.70

70

5.2

0.0005

0.0143

1923.08

105

6.6

0.0007

0.0095

1515.15

134

8.1

0.0008

0.0075

1234.57

173

9.4

0.0009

0.0058

1063.83

195

11

0.0011

0.0051

909.09

232

12.7

0.0013

0.0043

787.40

Object 20

Hình 5-10. Thí nghiệm 1 – bình 3

Trang 17


Hệ số góc tgα= 119145
Suy ra tốc độ đầu: (
 Bình 4: = (40.M / 60)/ 100 = 2M / 300
Bảng 5-12. Kết quả chuẩn độ thí nghiệm 1 – bình 4

t giây

V Na2S2O3

Cx

1/t

1/Cx

45

6.3

0.0006

0.0222

1587.30

111

10.5

0.0011

0.0090

952.38

159

14.7

0.0015

0.0063

680.27

185

17.5

0.0018

0.0054

571.43

214

19.6

0.0020

0.0047

510.20

268

21.5

0.0022

0.0037

465.12

316

23.7

0.0024

0.0032

421.94

363

25.5

0.0026

0.0028

392.16

Object 23

Hình 5-11. Thí nghiệm 1 – bình 4

Trang 18


Hệ số góc tgα= 61991
Suy ra tốc độ đầu: (
5.1.2 XÁC ĐỊNH BẬC RIÊNG THEO I Bình 1: = (10.M / 40)/ 100 = M / 400
Bảng 5-13. Kết quả chuẩn độ thí nghiệm 2 – bình 1

Lần

Thời gian

V
Na2S2O3

1

20

0.8

0.00008

0.05

12500

2

72

1.6

0.00016

0.013889

6250

3

129

3

0.0003

0.007752

3333.333

4

205

3.9

0.00039

0.004878

2564.103

5

247

5

0.0005

0.004049

2000

6

288

6.3

0.00063

0.003472

1587.302

7

345

6.7

0.00067

0.002899

1492.537

8

367

7.4

0.00074

0.002725

1351.351

Cx

1/t

1/Cx

Trang 19

Object 25

Hình 5-12. Thí nghiệm 2 – bình 1

Hệ sớ góc tgα= 233158
Suy ra tốc độ đầu: (
 Bình 2: = (20.M / 40)/ 100 = M / 200
Bảng 5-14. Kết quả chuẩn độ thí nghiệm 2 – bình 2

Lần

Thời gian

V
Na2S2O3

1

42

1.5

0.00015

0.02381

6666.667

2

87

2.1

0.00021

0.011494

4761.905

3

125

4.5

0.00045

0.008

2222.222

4

190

5

0.0005

0.005263

2000

5

266

7.7

0.00077

0.003759

1298.701

6

308

8.5

0.00085

0.003247

1176.471

7

358

11

0.0011

0.002793

909.0909

8

410

11.5

0.00115

0.002439

869.5652

Cx

1/t

1/Cx

Trang 20


Object 27

Hình 5-13. Thí nghiệm 2 – bình 2

Hệ sớ góc tgα= 282968
Suy ra tốc độ đầu: (
 Bình 3: = (30.M / 40)/ 100 = 3M / 400
Bảng 5-15. Kết quả chuẩn độ thí nghiệm 2 – bình 3
Lần

Thời gian

V Na2S2O3

Cx

1/t

1/Cx

1

50

2.3

0.00023

0.02

4347.826

2

107

6.8

0.00068

0.009346

1470.588

3

147

11.9

0.00119

0.006803

840.3361

4

215

14.9

0.00149

0.004651

671.1409

5

297

17

0.0017

0.003367

588.2353

6

367

22

0.0022

0.002725

454.5455

7

412

25

0.0025

0.002427

400

8

496

27.5

0.00275

0.002016

363.6364

Trang 21

Object 30

Hình 5-14. Thí nghiệm 2 – bình 3

Hệ sớ góc tgα= 219337
Suy ra tốc độ đầu: (
 Bình 4: = (40.M / 40)/ 100 = M / 100
Bảng 5-16. Kết quả chuẩn độ thí nghiệm 2 – bình 4
Lần

Thời gian

V Na2S2O3

Cx

1/t

1/Cx

1

72

6.5

0.00065

0.013889

1538.462

2

138

12.1

0.00121

0.007246

826.4463

3

207

15.6

0.00156

0.004831

641.0256

4

268

21.2

0.00212

0.003731

471.6981

5

355

25

0.0025

0.002817

400

6

442

27.4

0.00274

0.002262

364.9635

7

530

38.6

0.00386

0.001887

259.0674

8

604

35.8

0.00358

0.001656

279.3296

Trang 22

Object 32

Hình 5-15. Thí nghiệm 2 – bình 4

Hệ sớ góc tgα= 103108
Suy ra tốc độ đầu: (
5.2.

TÍNH BẬC PHẢN ỨNG
5.2.1. Bậc phản ứng theo [Fe3+]
Bảng 5-17. Bảng giá trị

Bình

log

log

1

0.001667

128948

7.75506E-06

-5.11041

-2.77815

2

0.003333

116744

8.56575E-06

-5.06723

-2.47712

3

0.005

119145

8.39313E-06

-5.07608

-2.30103

4

0.006667

61991

1.61314E-05

-4.79233

-2.17609

Trang 23


Object 34

Hình 5-16. Đồ thị tính bậc phản ứng

 Bậc phản ứng theo [Fe3+] là n1= 1.2963
5.2.2. Bậc phản ứng theo [I-]
Bảng 5-18. Bảng giá trị
Bình

log

log

1

0.0025

233158

4.28894E-06

-5.36765

-2.60206

2

0.005

282968

3.53397E-06

-5.45174

-2.30103

3

0.0075

219337

4.55919E-06

-5.34111

-2.12494

4

0.01

103108

9.69857E-06

-5.01329

-2

Trang 24


Object 36

 Bậc phản ứng theo [I-] là n2= 0.8828
Vậy bậc toàn phần của phản ứng là n1 + n2 = 1.2963 + 0.8828 = 2.1791

Hình 5-17. Đồ thị tính bậc phản ứng theo I -

Trang 25