BÁO cáo THÍ NGHIỆM hóa đại CƯƠNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.28 MB, 26 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC – BỘ MƠN KT HĨA VƠ CƠ
____________________
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
HĨA ĐẠI CƯƠNG
LỚP L52 - NHÓM 10 - HK 221
Sinh viên thực hiện:
Giảng viên hướng dẫn:
Nguyễn Trường Thịnh - 2110564
Hồ Thị Thu
- 2114927
Vũ Ngọc Thuận
- 2112394
VÕ NGUYỄN LAM UYÊN
Thành phố Hồ Chí Minh – 2022
MỤC LỤC
Bài 1: KỸ THUẬT PHỊNG THÍ NGHIỆM ................................................................. 1
I. Giới thiệu dụng cụ ........................................................................................................1
II. Thực hành ................................................................................................................... 1
Bài 2: NHIỆT PHẢN ỨNG ..............................................................................................3
I. Mục đích thí nghiệm .....................................................................................................3
II. Tiến hành thí nghiệm .................................................................................................. 3
III. Trả lời câu hỏi ........................................................................................................... 8
Bài 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG ...........................................................................10
I. Mục đích thí nghiệm ...................................................................................................10
II. Tiến hành thí nghiệm ................................................................................................ 10
III. Trả lời câu hỏi ......................................................................................................... 12
Bài 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH ....................................................................................15
I. Mục đích thí nghiệm ...................................................................................................15
II. Tiến hành thí nghiệm ................................................................................................ 15
III. Trả lời câu hỏi ......................................................................................................... 19
Bài 1: KỸ THUẬT PHỊNG THÍ NGHIỆM
I. Giới thiệu dụng cụ
1. Các dụng cụ thủy tinh
- Dụng cụ để chứa hóa chất: cốc thủy tinh(becher), bình tam giác(erlen), bình cầu.
- Dụng cụ để lấy hóa chất:
+ Loại có thể tích chính xác: ống hút (pipet), bình định mức.
+ Loại có chia độ: ống nhỏ giọt (buret), ống hút (pipet có khắc vạch), ống đong
các loại cốc thủy tinh, bình tam giác.
- Dụng cụ để lấy hóa chất: Bình định mức, phễu chiết, ống sinh hàn, phễu lọc
Buchner, phễu lọc thường.
2. Một số loại máy thông dụng
- Cân: dùng để xác định khối lượng
- Máy đo pH: là máy đo được sử dụng để xác định chỉ số hydro của các dung dịch
- Máy đo độ dẫn điện: là máy dùng để xác định hàm lượng các muối hòa tan trong
dung dịch thông qua việc xác định độ dẫn điện của chúng
- Lị nung: dùng khi tiến hành các thí nghiệm với chất rắn ở nhiệt độ cao
- Tủ sấy: dùng làm khô các vật liệu, sản phẩm, các dụng cụ và hóa chất bằng nhiệt
II. Thực hành
1. Thí nghiệm 1: Sử dụng pipet
Dùng pipet 10ml lấy 10ml nước từ becher cho vào erlen (hút nước bằng quả bóng cao
su vài lần. Lặp lại phần hực hành trên
2. Thí nghiệm 2: Sử dụng buret
- Dùng becher 50ml cho nước vào buret
- Chờ đến khi khơng cịn bọt khí sót lại trong buret, tay trái mở nhanh khóa buret sao
cho dung dịch lấp đầy phần cuối của buret
1
- Chỉnh buret đến mức 0
- Dùng tay trái điều chỉnh khóa buret cho 10ml nước từ buret vào becher.
3. Thí nghiệm 3: Chuẩn độ oxy hóa- khử
- Cân 0,9 g axit oxalic, hòa tan bằng nước cất thành 100ml dung dịch axit oxalic.
- Dùng pipet lấy 10ml dung dịch axit oxalic trên cho vào erlen. Thêm 2ml dung dịch
H2SO4 1N
- Dùng buret chứa dung dịch KMnO4 0,1N
- Nhỏ từ từ dung dịch KMnO4 vào erlen trên, lắc đều đến khi dung dịch trong erlen có
màu tím nhạt. Đọc thể tích KMnO4 đã dùng. Tính nồng độ axit oxalic.
2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ →2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O
4. Thí nghiệm 4: Pha loãng
Dùng pipet bầu lấy 10ml dung dịch HCl 1M cho vào bình định mức. Thêm nước vào
đến gần vạch trên cổ bình định mức bằng ống đong. Dùng bình tia cho từng giọt nước
đến vạch. Đậy nút bình định mức, lắc đều. Ta thu được 100ml dung dịch HCl 0,1M.
5. Thí nghiệm 5: Kiểm tra nồng độ pha loãng
- Tráng buret và cho dung dịch NaOH 0,1M vào buret, chuẩn đến vạch 0.
- Dùng pipet cho vào erlen đã tráng 10ml dung dịch HCl 0,1M, thêm 1 giọt chỉ thị
phenolphtalein. Cho từ từ dung dịch NaOH trong buret vào erlen, vừa cho vừa lắc đều
đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt thì dừng. Đọc thể tích dung dịch
NaOH 0,1 M đã dùng.
- Tính lại nồng độ dung dịch axit vừa pha loãng.
2
Bài 2: NHIỆT PHẢN ỨNG
I. Mục đích thí nghiệm
Đo hiệu ứng nhiệt của các phản ứng khác nhau và kiểm tra lại định luật Hess.
II. Tiến hành thí nghiệm
1. Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế
- Mơ tả thí nghiệm:
+ Lấy 50 ml nước nhiệt độ phòng cho vào becher, đo nhiệt độ t1.
+ Lấy 50 ml nước 60oC cho vào nhiệt lương kế, đo nhiệt độ t2.
+ Dùng phễu đổ nhanh 50ml nước nhiệt độ phòng vào 50ml nước trong nhiệt kế,
đo nhiệt độ t3.
- Cơng thức tính m0c0:
�0 �0 = ��
Trong đó:
(�3 − �1 ) − (�2 − �3 )
(�2 − �3 )
m - khối lượng 50ml nước (m = 50g)
c - nhiệt dung riêng của nước (c = 1 cal/g.độ)
- Kết quả thu được:
Nhiệt độ ℃
Lần 1
Lần 2
Lần 3
�1
29
29.5
29
�2
65
64,5
63
�3
47,5
47,5
46,5
2,857
2,941
3,03
�0 �0 (cal/độ)
(�3 − �1 ) − (�2 − �3 )
(47,5 − 29) − (65 − 47,5)
= 50.1.
(�2 − �3 )
(65 − 47,5)
= 2,857 (cal/độ)
Lần 1: �0 �0 = ��
(�3 − �1 ) − (�2 − �3 )
(47,5 − 29,5) − (64,5 − 47,5)
= 50.1.
(�2 − �3 )
(64,5 − 47,5)
= 2,941 (cal/độ)
Lần 2: �0 �0 = ��
3
Lần 3: �0 �0 = ��
(�3 − �1 ) − (�2 − �3 )
(46,5 − 29) − (63 − 46,5)
= 50.1.
(�2 − �3 )
(63 − 46,5)
= 3,03 (cal/độ)
⟹ �0 �0 �� =
2,857 + 2,941 + 3,03
= 2,95 (cal/độ)
3
2. Thí nghiệm 2: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hịa
- Mơ tả thí nghiệm:
+ Lấy 25ml dung dịch NaOH 1M cho vào beacher ở nhiệt độ phòng, đo nhiệt độ t1
+ Lấy 25ml dung dịch HCl 1M cho vào nhiệt lượng kế. Đo nhiệt độ t2
+ Dùng phễu đổ nhanh becher chứa dung dịch NaOH vào HCl trong nhiệt lượng kế.
Khuấy đều dung dịch trong nhiệt lượng kế. Đo nhiệt độ t3 .
+ Xác định Q phản ứng, rồi từ đó xác định ∆H.
- Cơng thức tính Q:
Trong đó:
� = (�0 �0 + ��)∆� = (�0 �0 + ��). (�3 −
m - khối lượng muối tạo thành (g).
�1 + �2
)
2
c - nhiệt dung riêng của dung dịch muối 0,5M (c = 1 cal/g.dộ).
∆� - do t1 ≠ t2 , ∆t tính bằng hiệu số giữa t3 và
t1 t 2
2
�0 �0 - được tính từ thí nghiệm 1.
- Cơng thức tính ∆�:
Trong đó:
∆� =
−�
�
n - số mol chất phản ứng.
Q - nhiệt phản ứng.
- Kết quả thu được:
+ Do thể tích của HCl và NaOH bằng 25ml và cùng nồng độ mol 1M , số mol hai
chắt bằng nhau và bằng: n = V.�� = 0,025.1 = 0,025 (mol).
+ Phương trình phản ứng:
4
Ban đầu:
Phản ứng:
Sau phản ứng:
��� + ���� → ���� + �2 �
0,025
0,025
0
0
0,025 0,025
0,025
0,025
0
0,025
0,025
0
+ Suy ra: ����� = 0,025 ���
+ Xem thể tích dung dịch khơng thay đổi: ������� = ������� + ������ = 50 ��
+ Khối lượng dung dịch NaCl: ������� =������� (0,5�) . ������� = 50.1,02 = 51�
29,5 + 29,5
) = 351,325 (���)
2
29,5 + 30
) = 364,838 (���)
Lần 2: � = (�0 �0 + ��)∆� = (2,95 + 51.1). (36,5 −
2
30 + 30
Lần 3: � = (�0 �0 + ��)∆� = (2,95 + 51.1). (36,5 −
) = 351,325 (���)
2
Lần 1: � = (�0 �0 + ��)∆� = (2,95 + 51.1). (36 −
Nhiệt độ ℃
Lần 1
Lần 2
Lần 3
�1
29,5
29,5
30
29,5
30
30
�3
36
36,5
36,5
Q (cal)
351,325
364,838
351,325
�2
355,829
������ �ì�ℎ (cal)
-14233,16
∆� (cal/mol)
351,325 + 364,838 + 351,325
= 355,829 (cal)
3
−� −355,829
⟹ ∆� =
=− 14233,16 (cal. mol)
=
�
3
⟹ ��� =
- Kết luận: ��� + ���� → ���� + �2 �, ∆� =− 14233,16 (cal) < 0
Phản ứng trung hòa NaOH và HCl là phản ứng tỏa nhiệt
3. Thí nghiệm 3: Nhiệt hịa tan của CuSO4
- Mơ tả thí nghiệm:
+ Cho 50ml nước vào nhiệt lượng kế, thu được nhiệt độ t1
5
+ Cân 4g CuSO4 khan sau đó cho 4g CuSO4 vừa cân được cho vào nhiệt lượng kế
ta đo được nhiệt độ t2 .
- Cơng thức tính Q:
Trong đó:
� = (�0 �0 + ��)∆�
m - khối lượng dung dịch CuSO4.
c - nhiệt dung riêng của dung dịch CuSO4 (lấy gần bằng 1 cal/g.dộ).
- Cơng thức tính ∆�:
Trong đó:
n - số mol CuSO4.
∆� =
Q - nhiệt phản ứng.
−�
�
- Kết quả thu được:
+ Số mol CuSO4:
�����4 �ℎ��
4
=
= 0,025 (���)
�����4
160
+ Khối lượng dung dịch CuSO4: �������4 = ��2� + �����4 �ℎ�� = 50 + 4 = 54 �
�����4 =
Lần 1: � = (�0 �0 + ��)∆� = (2,95 + 54.1). (33 − 29,5) = 199,325 (���)
∆� =
−� −199,325
=− 7973(���/���)
=
�
0,025
∆� =
−� −199,325
=− 7973(���/���)
=
�
0,025
∆� =
−� −199,325
=− 6834(���/���)
=
�
0,025
Lần 2: � = (�0 �0 + ��)∆� = (2,95 + 54.1). (32,5 − 29) = 199,325 (���)
Lần 3: � = (�0 �0 + ��)∆� = (2,95 + 54.1). (32,5 − 29,5) = 170,85 (���)
Nhiệt độ ℃
Lần 1
Lần 2
29,5
29
33
32,5
Q(cal)
199,325
199,325
170,85
∆�(cal/mol)
-7973
-7973
-6834
t1
t2
∆��� (cal/mol)
-7593,33
6
Nhiệt độ ℃
29,5
32,5
⟹ ∆��� =
−7973 − 7973 − 6834
=− 7592,33 (cal/mol) < 0
3
- Kết luận: Phản ứng hịa tan CuSO4 khan có ∆� < 0 là phản ứng tỏa nhiệt
4. Thí nghiệm 4: Nhiệt hịa tan của NH4Cl
- Mơ tả thí nghiệm: Làm tương tự như thí nghiệm 3 ta thay CuS�4 khan thành NH4 Cl.
- Cơng thức tính Q:
Trong đó:
� = (�0 �0 + ��)∆�
m - khối lượng dung dịch NH4Cl.
c - nhiệt dung riêng của dung dịch NH4Cl (lấy gần bằng 1 cal/g.dộ).
- Cơng thức tính ∆�:
Trong đó:
n - số mol NH4Cl.
∆� =
Q - nhiệt phản ứng.
−�
�
- Kết quả thu được:
+ Số mol CuSO4:
���4�� =
���4��
4
=
≈ 0,075 (���)
���4�� 53,5
+ Khối lượng dung dịch NH4Cl: �����4 �� = ��2 � + ���4 �� = 50 + 4 = 54 �
Lần 1: � = (�0 �0 + ��)∆� = (2,95 + 54.1). (25 − 29) =− 227,8 (���)
∆� =
−� 227,8
=
= 3037,33(���/���)
�
0,075
∆� =
−� 258,275
=
= 3417(���/���)
�
0,075
∆� =
−� 199,325
=
= 2657,67(���/���)
�
0,075
Lần 2: � = (�0 �0 + ��)∆� = (2,95 + 54.1). (24 − 28,5) =− 258,275 (���)
Lần 3: � = (�0 �0 + ��)∆� = (2,95 + 54.1). (32,5 − 29,5) =− 199,325 (���)
7
Nhiệt độ ℃
Lần 1
Lần 2
29
28,5
25
24
Q(cal)
-227,8
-256,275
-199,325
∆�(cal/mol)
3037,33
3417
2657,67
t1
t2
29
25,5
3037,33
∆��� (cal/mol)
⟹ ∆��� =
Nhiệt độ ℃
3037,33 + 3417 + 2657,67
= 3037,33 (cal/mol) > 0
3
- Kết luận: Phản ứng hịa tan NH4 Cl có ∆� < 0 là phản ứng thu nhiệt.
III. Trả lời câu hỏi
1. ∆��� của phản ứng HCl+NaOH→NaCl+�� � sẽ được tính theo số mol HCl hay
NaOH khi cho 25ml dung dịch HCl 2M tác dụng với 25ml dung dịch NaOH 1M?
Tại sao ?
-
Số mol của NaOH : ����� = 0,025mol
Số mol của HCl:
Ban đầu:
Phản ứng:
Sau phản ứng:
-
���� = 0,05mol
��� + ���� → ���� + �2 �
0,05
0,025
0
0
0,025 0,025
0,025
0,025
0,025 0
0,025
0,025
Ta thấy NaOH phản ứng hết và HCl cịn dư, nên ∆Hth của phản ứng tính theo
NaOH. Vì lượng dư HCl dư khơng tham gia phản ứng nên không sinh ra nhiệt
2. Nếu thay HCl 1M bằng HN �� 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi hay
khơng?
-
Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 vẫn khơng thay đổi vì
HNO3 cũng là một axit mạnh phân li hồn tồn
-
��� → �+ + ��− ; ���3 → �+ + ��3 −
Đồng thời thí nghiệm 2 cũng là một phản ứng trung hòa
�+ + ��− → �2 �
8
-
Sau khi thay vào cơng thức � = ��∆� có m,c đều thay đổi, nhưng khi đại
lượng ∆� sẽ biến đổi theo sao cho Q không đổi, suy ra ∆� cũng khơng đổi
3. Tính ∆�� bằng lý 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 độ do nhiệt lượng kế
-
-
Do nhiệt kế
Do dụng cụ đong thể tích hóa chất
Do cân
Do sunphat đồng bị hút ẩm
-
Do lấy nhiệt dung riêng sunphat đồng bằng 1 cal/mol.độ
-
Theo định luật Hess: ∆�3 = ∆�1 + ∆�2 =− 18,7 + 2,8 = − 15,9 (����/���) .
Theo em sai số nào là quan trọng nhất, giải thích? Cịn ngun nhân nào khác
khơng?
Theo thực nghiệm thực tế: ∆�3 =− 7,59333 (����/���). Lượng nhiệt tỏa ra trong
thực tế nhỏ hơn so vưới lý thuyết tính theo định luật Hess.
-
Trong 6 nguyên nhân trên, nguyên nhân quan trọng nhất là do Đồng Sunphat
( CuSO4 ) bị hút ẩm. Vì ở điều kiện thường, trong khơng khí sẽ có lẫn hơi nước,
CuSO4 khan khi tiếp xúc với khơng khí sẽ hút ẩm ngay lập tức và tỏa ra một nhiệt
lượng đáng kể, khiến ta giá trị t2 chúng ta đo ở mỗi lần thí nghiệm bị sai lệch.
-
Cịn 2 ngun nhân khác làm cho kết quả có sai số đáng kể:
+ Cân điện tử cân hóa chất chính xác, tuy nhiên lượng chất chúng ta lấy là khác
nhau cũng gây ra sự biến đổi nhiệt đáng kể.
+ Lượng CuSO4 trong phản ứng có thể khơng tan hết làm mất đi một lượng nhiệt
đáng kể phải được sinh ra trong quá trình hòa tan.
9
Bài 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG
I. Mục đích thí nghiệm
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đến vận tốc phản ứng.
- Xác định bậc của phản ứng phân hủy.
II. Tiến hành thí nghiệm
1. Xác định bậc phản ứng của Na2S2O3
- Mơ tả thí nghiệm:
+ Chuẩn bị 3 ống nghiệm chứa �2 ��4 và 3 bình tam giác chứa Na2S2O3 và �2 �
theo bảng:
Thí nghiệm
Ống nghiệm
1
V(ml) �� ��� 0,4M
2
3
Erlen
V (ml) Na2S2O3 0,1M
8
4
8
8
8
16
+ Dùng pipet vạch lấy axit cho vào ống nghiệm.
V(ml) �2 �
28
24
16
+ Dùng buret cho nước vào 3 erlen trước. Tiếp tục dùng buret đã tráng để cho
Na2S2O3 0,1M vào 3 erlen.
+ Lần lượt cho phản ứng từng cặp ống nghiệm và erlen như sau:
Đổ nhanh axit trong ống nghiệm vào erlen
Bấm đồng hồ ( khi 2 dung dịch tiếp xúc nhau)
Lắc nhẹ sau đó để yên quan sát, khi thấy dung dịch chuyển sang đục thì
dừng bấm đồng hồ và đọc ∆t.
- Kết quả thu được:
+ Thể tích hỗn hợp các chất: �0 = 8 + 4 + 28 = 8 + 8 + 24 = 8 + 16 + 16 = 40��
+ Nồng độ ban đầu của �2 ��4 :
[�2 ��4 ] =
0,4 . 0,008
= 0,08 (�)
0,04
10
+ Nồng độ ban đầu của ��2 �2 �3 :
[��2 �2 �3 ] =
Thí nghiệm
Nồng độ ban đầu (M)
0,1 . �
(�)
0,04
Δt1(s)
Δt2(s)
ΔtTB(s)
0,08
120
122
123
0,08
49
51
50
3
0,04
0,08
28
30
+ Từ ∆��� của thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2 xác định �1 (tính mẫu) :
29
Na2S2O3
H2SO4
1
0,01
2
0,02
�1 =
∆�1��
123
���
∆�2��
50 = 1,299
=
���2
���2
���
+ Từ ∆��� của thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3 xác định �2 :
�2 =
∆�2��
50
���
∆�3��
29 = 0,786
=
���2
���2
���
+ Bậc phản ứng theo Na2S2O3
�1 + �2 1,299 + 0,786
=
= 1,0425
2
2
- Kết quả thu được: Bậc phản ứng theo Na2S2O3 là 1,0425 ≈ 1. Tốc độ của phản ứng
tỉ lệ thuận với nồng độ Na2S2O3.
2. Xác định bậc phản ứng của H2SO4
- Mô tả thí nghiệm: Thao tác tương tự phần 1 với thể tích aixt và Na2S2O3 như bảng:
Thí nghiệm
Ống nghiệm
V (ml) Na2S2O3 0,1M
1
V(ml) �� ��� 0,4M
2
3
Erlen
4
8
8
8
16
8
11
V(ml) �2 �
28
24
16
- Kết quả thu được:
+ Thể tích hỗn hợp các chất: �0 = 484 + 28 = 8 + 8 + 24 = 16 + 8 + 16 = 40��
+ Nồng độ ban đầu của ��2 �2 �3 :
[��2 �2 �3 ] =
+ Nồng độ ban đầu của �2 ��4 :
0,1. 0,008
= 0,02 (�)
0,04
[�2 ��4 ] =
Thí nghiệm
0,4 . �
(�)
0,04
Nồng độ ban đầu (M)
Δt1(s)
Δt2(s)
ΔtTB(s)
0,04
67
65
66
0,08
65
63
64
3
0,02
0,16
54
56
+ Từ ∆��� của thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2 xác định �1 (tính mẫu) :
55
Na2S2O3
H2SO4
1
0,02
2
0,02
�1 =
∆�1��
66
���
∆�2��
64 = 0,044
=
���2
���2
���
+ Từ ∆��� của thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3 xác định �2 :
�2 =
∆�2��
64
���
∆�3��
55 = 0,219
=
���2
���2
���
+ Bậc phản ứng theo �2 ��4
�1 + �2 0,044 + 0,219
=
= 0,1315
2
2
- Kết quả thu được: Bậc phản ứng theo �2 ��4 là 0,1315 ≈ 0. Tốc độ của phản ứng bị
ảnh hưởng bởi nồng độ �2 ��4 .
III. Trả lời câu hỏi
12
1. Trong thí nghiệm trên, nồng độ của ������� và của �� ��� đã ảnh hưởng thế
nào lên vận tốc phàn ứng? Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng. Xác định bậc
của phản ứng.
-
Nồng độ của Na2S2O3 tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng. Nồng độ của H2SO4 hầu
như không ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng.
-
Biểu thức tính vận tốc:
-
Bậc của phản ứng: � + � = 1,0425 + 0,1315 = 1,174
� = �. ��2 �2 �3
�
. �2 ��4
�
= �. ��2 �2 �3
1,0425
. �2 ��4
0,1315
2. Cơ chế của phản ứng trên có thể được viết như sau:
����� + ����� �� → ��� ��� + �� ���� �
�� �� �� → ����� + � ↓
�
Dựa vào kết quả của 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 ��� ���� .
+ (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 chậm hơn. Thực tế
thí nghiệm cho thấy, bình bị đục một cách từ từ do kết tủa S chậm nên phản ứng
(2) xảy ra chậm hơn phản ứng (1).
→ Phản ứng (2) quyết định tốc độ phản ứng, là phản ứng xảy ra chậm nhất do đó
bậc của phản ứng (2) là bậc của cả phản ứng.
3. Dựa trên cơ sở của phương pháp TN thì vận tốc xác định được trong các TN
trên được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời?
Vận tốc xác định bằng thương của biến thiên nồng độ với biến thiên thời gian bởi tỷ
số ��/��. Trong thí nghiệm, người ta đo �� từ lúc bắt đầu phản ứng đến khi dung
dịch bắt đầu chuyển sang đục, nghĩa là �� đủ nhỏ (�� ≈ 0), nồng độ các chất chưa
thay đổi đáng kể, nên vận tốc trong các TN 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?
13
Bậc phản ứng không đổi khi thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 vì ở cùng nhiệt
độ xác định, bậc phản ứng chỉ phụ thuộc vào bản chất của hệ (nồng độ, nhiệt độ,
diện tích bề mặt tiếp xúc, áp suất) mà không phụ thuộc vào thứ tự phản ứng.
14
Bài 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH
I. Mục đích thí nghiệm
- Dựa trên việc thiết lập đường con chuẩn độ một axit mạnh bằng một bazơ mạnh lựa
chọn chất chỉ thị màu thích hợp cho phản ứng chuẩn độ axit HCl bằng dung dịch
NaOH chuẩn.
- Áp dụng chuẩn độ xác định nồng độ một axit yếu.
II. Tiến hành thí nghiệm
1. Thí nghiệm 1: Xây dựng đường cong chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh
- Vẽ đường cong chuẩn độ:
15
- Xác định tiếp tuyến, bước nhảy pH, pH tương đương.
+ pH điểm tương đương: 7,25
+ Bước nhảy pH: từ pH=3,25 đến pH=10,5
+ Chất chỉ thị thích hợp: Phenolphthalein
2. Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit mạnh-bazơ mạnh bằng chỉ thị phenolphtalein
- Mơ tả thí nghiệm:
+ Tráng buret và cho từ từ dung dich NaOH 0,1 N vào buret.
+ Dùng pipet lấy 10ml dung dịch HCl chưa biết nồng độ vào erlen, thêm 10ml nước
cất và 2 giọt phenolphtalein.
+ Mở khóa buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH xuống erlen, lắc nhẹ; dừng khi dung
dịch trong erlen chuyển sang hồng nhạt. Đọc thể tích NaOH đã dùng.
- Màu chỉ thị thay đổi: từ không màu sang hồng nhạt
- Kết quả thu được:
�NaOH × �NaOH 0,1 × 10,5
=
= 0,105 �
�HCl
10
�NaOH × �NaOH 0,1 × 10,4
=
=
= 0,104 �
�HCl
10
�NaOH × �NaOH 0,1 × 10,6
=
=
= 0,106 �
�HCl
10
Lần 1: �HCl =
Lần 2: �HCl
Lần 3: �HCl
Lần
VHCl (ml)
VNaOH (ml)
CNaOH (N)
CHCl (N)
Sai số
1
10
10,5
0,1
0,105
0
2
10
10,4
0,1
0,104
0,001
3
10
10,6
0,1
0,106
0,001
⟹ ���� =
�� =
0,105 + 0,104 + 0,106
= 0,105 (�)
3
0 + 0,001 + 0,001
= 0,00067
3
- Kết luận: Nồng độ dung dịch HCl: CHCl = 0,10500 ± 0,00067 (N)
3. Thí nghiệm 3: Chuẩn độ axit mạnh-bazơ mạnh bằng chỉ thị metyl da cam
16
- Mơ tả thí nghiệm: Làm tương tự Thí nghiệm 2, thay chỉ thị phenolphtalein bằng chỉ
thị metyl da cam.
- Màu chỉ thị thay đổi: từ đỏ sang cam.
- Kết quả thu được:
Lần 1: �HCl =
�NaOH × �NaOH 0,1 × 10,5
=
= 0,105 �
�HCl
10
Lần 3: �HCl =
�NaOH × �NaOH 0,1 × 10,8
=
= 0,108 �
�HCl
10
Lần 2: �HCl =
Lần
VHCl (ml)
1
�NaOH × �NaOH 0,1 × 10,6
=
= 0,106 �
�HCl
10
VNaOH (ml)
CNaOH (N)
CHCl (N)
Sai số
10
10,5
0,1
0,105
0,0013
2
10
10,6
0,1
0,106
0,0003
3
10
10,8
0,1
0,108
0,0017
⟹ ���� =
�� =
0,105 + 0,106 + 0,108
= 0,1063 (�)
3
0,0013 + 0,0003 + 0,0017
= 0,0011
3
- Kết luận: Nồng độ dung dịch HCl: CHCl = 0,1063 ± 0,0011 (N)
4. Thí nghiệm 4: Chuẩn độ axit yếu -bazơ mạnh bằng chỉ thị phenolphtalein +
metyl da cam
- Mơ tả thí nghiệm: Làm tương tự Thí nghiệm 2, thay dung dịch HCI bằng dung dịch
axit acetic. Làm thí nghiệm 2 lần, lần đầu dùng chỉ thị 1à phenolphtalein, lần sau dùng
metyl da cam.
- Màu chỉ thị thay đổi:
+ Đối với chỉ thị phenolphtalein: không màu sang hồng nhạt
+ Đối với chỉ thị metyl da cam: từ đỏ sang cam
- Kết quả thu được:
+ Đối với chỉ thị phenolphtalein:
17
Lần 1: �CH3COOH =
�NaOH × �NaOH 0,1 × 10,4
=
= 0,104 �
�CH3 COOH
10
Lần 3: �CH3COOH =
�NaOH × �NaOH 0,1 × 10,3
=
= 0,103 �
�CH3COOH
10
Lần 1: �CH3COOH =
�NaOH × �NaOH 0,1 × 3,7
=
= 0,037 �
�CH3 COOH
10
Lần 3: �CH3COOH =
�NaOH × �NaOH 0,1 × 4
=
= 0,04 �
�CH3COOH
10
Lần 2: �CH3COOH =
�NaOH × �NaOH 0,1 × 10,2
=
= 0,102 �
�CH3 COOH
10
+ Đối với chỉ thị metyl da cam:
Lần 2: �CH3COOH =
Chất chỉ thị
Phenolphtalein
Metyl da cam
�NaOH × �NaOH 0,1 × 3,8
=
= 0,038 �
�CH3 COOH
10
VCH3COOH
(ml)
VNaOH (ml)
CNaOH (N)
CCH3COOH (N)
1
10
10.4
0,1
0,104
2
10
10.2
0,1
0,102
3
10
10.3
0,1
0,103
1
10
3.7
0,1
0,037
2
10
3,8
0,1
0,038
3
10
4
0,1
0,04
Lần
+ Đối với chỉ thị phenolphtalein:
⟹ �CH3 COOH =
�� =
0,104 + 0,102 + 0,103
= 0,103 (�)
3
0 + 0,001 + 0,001
≈ 0,00067
3
Nồng độ dung dịch CH3 COOH: �CH3COOH = 0,10300 ± 0,00067 (N)
+ Đối với chỉ thị metyl da cam:
18
⟹ �CH3 COOH =
�� =
0,037 + 0,038 + 0,04
= 0,0383 (�)
3
0,0013 + 0,0003 + 0,0017
= 0,0011
3
Nồng độ dung dịch CH3 COOH: �CH3COOH = 0,0383 ± 0,0011 (N)
III. Trả lời câu hỏi
1. Khi thay đổi nồng độ HCI và NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đổi hay
khơng, tại sao?
-
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 suy ra, dù mở rộng hay thu hẹp lại, đường cong chuẩn vẫn không
đổi. Lập luận tương tự nếu thay đổi CNaOH.
2. Việc xác định nồng độ axit HCl trong các thí nghiệm 2 và 3 cho kết quả nào
chính xác hơn, tại sao?
-
Bước nhảy pH của phenolphtalein khoảng từ 8-10 của metyl da cam là 3.1 - 4.4
-
Điểm tương đương của hệ là 7 (do axit mạnh tác dụng với bazơ mạnh)
Thí nghiệm 2 (Phenolphtalein) sẽ cho kết quả chính xác hơn.
-
Bên cạnh đó phenolphalein giúp chúng ta xác định màu tốt hơn, rõ ràng hơn. Do
từ không màu chuyển sang hồng nhạt dễ nhận biết hơn từ màu đỏ sang vàng cam.
3. Từ kết quả thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic bằng chỉ
thị màu nào chính xác hơn, tại sao?
-
Bước nhảy pH của phenolphtalein khoảng từ 8-10 của metyl orange là 3.1 - 4.4
-
Điểm tương đương của hệ là > 7 (do axit yếu tác dụng với bazơ mạnh).
Phenolphtalein giúp ta xác định chính xác hơn.
19
-
Bên cạnh đó, trong mơi trường axit, phenilphtalein khơng có màu và chuyển sang
hồng nhạ trong môi trường bazơ, giúp phân biệt chính xác hơn metyl da cam từ
đỏ trong môi trường axit sang vàng cam trong môi trường bazơ.
4. Trong phép phân tích thể tích nếu đổi vị trí của NaOH và axit thì kết quả có
thay đổi khơng, tại sao?
Trong phép phân tích thể tích nếu đổi vị trí NaOH và axit thì kết quả vẫn khơng thay
đổi vì bản chất phản ứng khơng đổi, vẫn là phản ứng trung hịa và chất chỉ thị ln
đổi màu ở điểm tương đương. Tuy nhiên khi đổi vị trí như vậy thì khó xác định màu
hơn nên sẽ gây ra sai số.
20
21
