Hóa học thực nghiệm: Phần 2

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




V ớ i p h ả n ứ n g (1), tốc đ ộ được b i ể u d i ễ n b ằ n g b i ể u t h ứ c
v=k.c;.c£
H ệ s ố t ỉ l ệ k l à h ằ n g s ố tốc đ ộ của p h ả n ứ n g hoa học, c ũ n g được g ọ i
là "tốc đ ộ r i ê n g " vì t h ự c t ế k = V k h i n ồ n g đ ộ c ủ a m ỗ i c h ấ t b a n đ ụ u
b ằ n g đ ơ n v ị . H ằ n g s ố tốc đ ộ p h ụ t h u ộ c v à o b ả n c h ấ t của c h ấ t p h ả n ứ n g ,
nhiệt độ.
T r o n g h ệ d ị t h ể , tốc đ ộ p h ả n ứ n g c ò n p h ụ t h u ộ c v à o d i ệ n t í c h t i ế p
xúc g i ữ a c á c pha.
1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ
N h i ệ t đ ộ ả n h h ư ở n g m ạ n h đ ế n tốc đ ộ p h ả n ứ n g . S ự t ă n g n h i ệ t đ ộ
r ấ t n h ỏ có t h ể l à m t ă n g tốc đ ộ p h ả n ứ n g r ấ t l ớ n .
S ố l ụ n b i ế n đ ổ i tốc đ ộ p h ả n ứ n g (hay h ằ n g s ố tốc đ ộ ) k h i n h i ệ t đ ộ
thay đ ổ i 1 0 ° c g ọ i l à h ệ s ố n h i ệ t đ ộ của tốc đ ộ p h ả n ứ n g . K í h i ệ u l à y

k, k
t

t + 1 0

l à h ằ n g s ố tốc đ ộ ở c á c n h i ệ t đ ộ t v à t + 10°, suv r a

kt+n.10 y - k
=

n

t

nghĩa l à k h i n h i ệ t đ ộ t ă n g theo c ấ p s ố cộng t h ì h ằ n g s ố tốc đ ộ t ă n g theo
cấp sô n h â n .
V ớ i p h ả n ứ n g đ ồ n g t h ể , đ a s ố t r ư ờ n g hợp, h ệ s ố n h i ệ t đ ộ c ủ a tốc đ ộ
p h ả n ứ n g có g i á t r ị t r o n g g i ớ i h ạ n t ừ 2 - 4, đ ó l à q u y t ắ c V a n H ấ p
(Van't H o f f ) . Q u y t ắ c n à y c h ỉ g ụ n đ ú n g t r o n g k h o ả n g n h i ệ t đ ộ k h ơ n g
cao, í t có g i á t r ị k h o a học.
Sau n à y , A r e n i u t ( A r r h e n i u s ) d ự a t r ê n k ế t q u ả t h ự c n g h i ệ m đ ã m ơ
t ả c h í n h x á c ả n h h ư ở n g c ủ a n h i ệ t đ ộ đ ế n tốc đ ộ p h ả n ứ n g b ằ n g p h ư ơ n g
trình :
k=Ae" '
E

/ R T

(2)

A: h ằ n g s ố đ ư ợ c g ọ i l à t h ừ a s ố t r ư ớ c l ũ y t h ừ a , có t r ị s ố r i ê n g cho
mỗi loại p h ả n ứ n g v à k h ô n g p h ụ thuộc vào n h i ệ t độ
e: cơ s ố c ủ a l o g a r i t t ự n h i ê n

129

T: n h i ệ t đ ộ t u y ệ t đ ố i
E*: n ă n g l ư ợ n g h o ạ t hoa
R: h ằ n g s ố k h í lí t ư ở n g .
T ừ p h ư ơ n g t r ì n h (2), T n ằ m ở s ố m ũ n ê n k h i t ă n g T t h ì k t ă n g r ấ t
nhanh.
1.3. Ảnh hưởng của chất xúc tác
C h ấ t x ú c t á c l à c h ấ t l à m t ă n g h a y g i ả m tốc đ ộ p h ả n ứ n g hoa học;
sau p h ả n ứ n g b ả n c h ấ t hoa học c ũ n g n h ư l ư ợ n g c ủ a n ó k h ô n g t h a y đ ổ i .
C h ấ t x ú c t á c l à m t ă n g tốc đ ộ p h ả n ứ n g đ ư ợ c g ọ i l à x ú c t á c dương,
l à m g i ả m tốc đ ộ p h ả n ứ n g được g ọ i l à c h ấ t x ú c t á c â m .
Những đác tỉnh của chất xúc tác
- Tính

chọn

lọc: m ỗ i c h ấ t x ú c t á c c h ỉ có t h ể l à m t h a y đ ổ i ( t ă n g hay

g i ả m ) tốc đ ộ c ủ a m ộ t h a y m ộ t s ố p h ả n ứ n g .
Ví dụ:

CH -CH OH

M

CH -CH OH

C u

3

3

những

'°[
)
400" c

2

2

300" c

CH =CH
2

)

CH3CHO+

C h ấ t x ú c t á c c h ỉ có k h ả n ă n g l à m tăng
phản

ứng

có thể xảy

ra được,

+

2

tốc độ phản

H 0
2

H

2

ứng

của

nghĩa là AG < 0 n h ư n g vì n ă n g

l ư ợ n g h o ạ t hoa q u á l ớ n v à e n t r o p i q u á n h ỏ m à x ả y r a v ớ i tốc đ ộ n h ỏ .
- Với phản
hai phản

ứng thuận

ứng thuận

nghịch,

và nghịch

chất

xúc

ở mức độ như

tác làm
nhau.

tăng

tóc độ của cả

N ó i c á c h k h á c , chất

xúc t á c k h ô n g l à m c â n b ằ n g c h u y ể n dịch m à l à m c â n b ằ n g nhanh
chóng đạt tới.
- Hoạt

tính

của n h i ề u c h ấ t x ú c t á c r ắ n t ă n g m ạ n h k h i c h ú n g chứa

t h ê m m ộ t l ư ợ n g n h ỏ c á c c h ấ t t ă n g h o ạ t ; n g ư ợ c l ạ i h o ạ t t í n h có t h ể bị
g i ả m hoặc m ấ t h ẳ n b ở i c h ấ t độc x ú c t á c .
- Chỉ cụn lượng nhỏ chất xúc tác cũng đ ủ tạo ra tác d ụ n g xúc tác
đáng kể.

Có 2 l o ạ i x ú c t á c : x ú c t á c đ ồ n g t h ể v à x ú c t á c dị t h ể .

130




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:

- D u n g dịch n a t r i t h i o s u n í a t 0,2M; axit s u n í u r i c 0,2M

và 20%; k a l i p e m a n g a n a t 0 , 0 5 N , ; a x i t oxalic 0 , 1 N ; k a l i đ i c r o m a t

0,2%;

h i đ r o p e o x i t 2%; k a l i c r o m a t 0 , 1 M ; m a n g a n s u n f a t 0 , 1 M .
- C h ấ t r ắ n : iot, bột n h ô m , k ẽ m h ạ t và k ẽ m bột.
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 su v à ố n g

dẫn

khí, ống đo lOml, pipet l O m l , buret 25ml, n h i ệ t k ế , b ì n h đ i ề u nhiệt,

đồng h ồ b ấ m g i â y , b ì n h W u r t z , p h ễ u n h ỏ g i ọ t , c h ậ u t h ú y t i n h , c ố i c h à y .
giá sắt, k ẹ p sắt.
2.2. Cách tiến hành
Thí

1. ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ CHẤT PHẢN ỨNG ĐẾN

nghiêm

TỐC Độ PHẢN ÚNG TRONG HỆ ĐÓNG

THỂ

Thực h i ệ n p h ả n ứ n g giữa n a t r i thiosunfat với axit s u n í u r i c , k h i giữ
n g u y ê n n h i ệ t độ v à n ồ n g độ axit s u n í u r i c , chỉ thay đ ổ i nồng độ n a t r i
thiosuníat
Na s 0
2

2

3

+ H S0 -> Na S0
2

4

2

4

+

H 0
2

+ S0 T + s i
2

D ù n g p i p e t cho v à o 3 ố n g n g h i ệ m , m ỗ i ố n g 3 m l a x i t s u n í u r i c 0 , 2 M .
L ấ y 3 ố n g n g h i ệ m k h ô k h á c đ á n h s ố t h ứ t ự Ì , 2, 3. D ù n g p i p e t cho
v à o Ống t h ứ n h ấ t l m l n a t r i t h i o s u n f a t 0 , 2 M v à 2 m l n ư ớ c c ấ t . Ô n g t h ứ
hai cho 2 m l n a t r i t h i o s u n f a t v à l m l nước c ấ t . Ô n g t h ứ 3 cho 3 m l n a t r i
t h i o s u n f a t 0,2 M . L ắ c đ ề u c á c ố n g n g h i ệ m .
Đ ổ n h a n h d u n g dịch axit suníiiric t ừ m ộ t t r o n g 3 ống n g h i ệ m
chuẩn bị ở t r ê n v à o ống n g h i ệ m

Ì , lắc đ ề u . D ù n g đ ồ n g h ồ b ấ m

đã
giây

theo dõi t h ờ i g i a n t ừ l ú c đ ổ h a i d u n g dịch v à o n h a u cho đ ế n k h i x u ấ t
hiện k ế t tủa đục

sữa.

T i ế n h à n h t h í n g h i ệ m với ống n g h i ệ m 2 và 3 t ư ơ n g t ự n h ư

ống

n g h i ệ m 1. Tốc đ ộ p h ả n ứ n g có t h ể t í n h theo c ô n g t h ứ c V = 1/At (Át là
thời gian thực h i ệ n p h ả n ứng).
C h ú ý q u a n s á t k ế t t ủ a đ ụ c sữa n h ư n h a u t r o n g c á c l ụ n t h í n g h i ệ m .
ghi k ế t q u ả vào b ả n g . N h ậ n xét và giải thích.
131




Thể tích (mi)
STT

H S0
2

Na^o,

4

H 0
2

Tỉ lệ nồng độ

AI (s)

Na^O,

Tổng

1
V

V,:V :V,
2

~At

ì
2
3
Thí

nghiệm

2. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ÚNG

T h ự c h i ệ n p h ả n ứ n g g i ữ a k a l i p e m a g a n a t v à a x i t o x a l i c tror^Ị môi
trường axit ở các n h i ệ t độ k h á c nhau
5H C 0
2

2

+ 2KMn0

4

4

+ 3 H S 0 - > 10CO
2

4

2

+ 2MnS0

4

+ KaSO, + 8 H 0
2

D u n g d ị c h k a l i p e m a g a n a t l ú c đ ụ u có m à u t í m , k h i p h ả n ứ n g k ế t
t h ú c d u n g dịch t r o n g suốt, k h ô n g m à u .
D ù n g p i p e t l ấ y v à o ố n g n g h i ệ m k h ô 2 m l d u n g dịch k a l i pemanganat
0,05N v à v à o ố n g n g h i ệ m k h ô k h á c 2 m l d u n g dịch a x i t oxalic 0,1N, 2ml
d u n g dịch H S 0 0 , 1 M . Đ ổ 2 d u n g dịch v à o n h a u .
2

4

D ù n g đ ồ n g h ồ b ấ m g i â y g h i t h ò i g i a n t ừ l ú c t r ộ n đ ế n k h i d u n g dịch
m ấ t m à u h o à n t o à n , ghi n h i ệ t độ p h ò n g .
T i ế n h à n h t h í n g h i ệ m t ư ơ n g tự n h ư t r ê n ở các n h i ệ t độ k h á c nhau:
- N h i ệ t độ p h ò n g + 10°c
- N h i ệ t độ p h ò n g + 2 0 ° c

- N h i ệ t độ p h ò n g + 3 0 ° c
C á c t h í n g h i ệ m t i ế n h à n h t r o n g b ì n h đ i ề u n h i ệ t . T r ư ớ c k h i t r ộ n hai
d u n g dịch p h ả i n g â m các ống n g h i ệ m đ ự n g các c h ấ t p h ả n ứ n g trong
b ì n h đ i ề u n h i ệ t k h o ả n g 10 p h ú t đ ể cho n h i ệ t đ ộ c ủ a c h ú n g b ằ n g n h i ệ t
đ ộ c ủ a b ì n h . Sau k h i t r ộ n 2 d u n g d ị c h k h ô n g n h ấ c ố n g n g h i ệ m r a k h ỏ i
bình điêu nhiệt.
Ghi k ế t quả vào bảng, n h ậ n xét và giải thích.

132




SÍT

Nhiêt đơ phán ứng
("C)

Tốc độ phán ứng
1

Thời gian Át (s)

Hệ số nhiêt độ y

~ Át

V ẽ đ ồ t h ị sự p h ụ t h u ộ c n h i ệ t đ ộ của tốc đ ộ p h ả n ứ n g v à o n h i ệ t đ ộ .
N h ậ n x é t đ ồ t h ị t h u được.
Thí

nghiệm

3. ẢNH HƯỞNG CỦA CHÁT xúc

TÁC ĐƠNG

THỂ ĐẾN

TỐC Độ PHẢN ÚNG
a. L ấ y v à o 2 ố n g n g h i ệ m m ỗ i ố n g 2 m l d u n g d ị c h a x i t oxalic 0 , 1 N ,
2ml axit s u n í u r i c 0 , 1 M . T h ê m v à o ống n g h i ệ m Ì v à i g i ọ t M n S 0
Sau

đ ó cho

v à o cả

hai

ống nghiệm,

m ỗ i ống

0,1M.

4

l m l d u n g dịch

kali

pemanganat 0.05N. Theo dõi t h ò i gian t ừ lúc t r ộ n 2 d u n g dịch đ ế n k h i
d u n g dịch m ấ t m à u h o à n t o à n .
Ghi k ế t quả vào bảng, n h ậ n xét và giải thích.
STT

V

KMn

( )
m l

0j

V

H S0 ( )
m l

:

4

V

H C 0, ( )
m l

;

;

Dung dịch
MnS0

1

Át (s)

~ Át

4

1

1

2

2

vài giọt

2

1

2

2

không

b . Sự p h â n h u y h i đ r o p e o x i t v ớ i x ú c t á c : d u n g d ị c h K C r 0 .
2

2

7

L ắ p d ụ n g cụ n h ư h ì n h 15.1.
Cho n ư ớ c v à o b u r e t đ ế n v ạ c h 0, d ù n g n g ó n t a y b ị t c h ặ t m i ệ n g b u r e t
và ú p n g ư ợ c v à o c h ậ u n ư ớ c . L ắ p b u r e t v à o g i á , g h i t h ê t í c h n ư ớ c t r o n g
b u r e t . N h i ệ t đ ộ c ủ a H . , 0 t r o n g c h ậ u c ố đ ị n h 25 ± l ° c .
L ấ y 3 0 m l d u n g d ị c h k a l i đ i c r o m a t 0,2% cho v à o b ì n h c ụ u 1; 2 0 m l
d u n g d ị c h h i đ r o p e o x i t 2% v à o b ì n h c ụ u 2. c ả h a i b ì n h đ ặ t t r o n g c h ậ u
nước 10 p h ú t . D ù n g p i p e t l ấ y 5 m l d u n g dịch h i đ r o p e o x i t cho v à o b ì n h
c ụ u 1. Q u a n s á t , đ ậ y k í n b ì n h c ụ u b ằ n g n ú t có ố n g d ẫ n k h í v à o m i ệ n g
b u r e t , l ắ c l i ê n t ụ c v à đ ề u b ì n h c ụ u ( v ẫ n đ ặ t t r o n g c h ậ u n ư ớ c ) . C ứ 30
giây ghi t h ể tích oxi t h o á t ra. N h ậ n xét m à u d u n g dịch k h i q u á t r ì n h
k ế t t h ú c . T i ế n h à n h í t n h ấ t 15 p h é p đ o .
133




L ặ p l ạ i t h í n g h i ệ m t r ê n , t h a y d u n g d ị c h k a l i đ i c r o m a t b ằ n g nưốc
cùng thể tích n h ư trên.

V ẽ đ ư ờ n g cong sự p h ụ t h u ộ c cua t h ò i g i a n v à o t h ê t í c h o x i t h o á t ra
t r o n g 2 t h í n g h i ệ m t r ê n . K ế t l u ậ n v a i t r ò của k a l i đ i c r o m a t .
Thí

nghiệm

4.

ẢNH

HƯỞNG

CỦA

ĐẾN TỐC Độ PHẢN

CHẤT

xúc

TÁC

DỊ

THỂ

ÚNG

Cho v à o c ố i sứ k h ô m ộ t í t t i n h t h ể i o t . D ù n g c h à y sứ n g h i ề n nhỏ
sau đ ó t h ê m b ộ t n h ô m . T r ộ n đ ề u b ằ n g đ ũ a t h ú y t i n h . N h ậ n x é t . Cho

v à o m ộ t g i ọ t n ư ớ c . N h ậ n x é t p h ả n ứ n g , v a i t r ò c ủ a n ư ớ c đ ế n tốc độ
phản ứng. V i ế t p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứng.
Thí

nghiệm

5. ẢNH HƯỞNG CỦA DIỆN TÍCH BẼ MẶT ĐÈN TỐC ĐỘ
PHẢN ÚNG TRONG HỆ DỊ THẾ

L ắ p d ụ n g cụ n h ư h ì n h 15.1.

Hình 15.1. Dụng cụ nghiên cứu sự phân huy hiđro peoxit
Cho 20ml axit suníuric vào bình cụu (dùng ống đong), cân o.lg kẽm
h ạ t cho v à o b ì n h c ụ u t r ê n . Đ ậ y k í n b ì n h c ụ u b ằ n g n ú t có ố n g d ã n k h í
/ à o m i ệ n g buret. Ghi t h ể tích k h í h i đ r o t h o á t ra t r o n g k h o ả n g

2-4

134




p h ú t . L ặ p l ạ i t h í n g h i ệ m t r ê n , t h a y k ẽ m h ạ t b ằ n g k ẽ m b ộ t . Cho b i ế t
d i ệ n t í c h t i ế p x ú c ả n h h ư ở n g n h ư t h ế n à o đ ế n tốc đ ộ p h ả n ứng?
Chú ý: T h í n g h i ệ m t i ế n h à n h ở n h i ệ t đ ộ k h ô n g đ ổ i .
3. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1. T í n h h ệ s ố n h i ệ t đ ộ của tốc đ ộ p h ả n ứ n g t r o n g n h ữ n g t r ư ờ n g hợp
sau đ â y :
a) Ở 3 9 3 K p h ả n ứ n g k ế t t h ú c sau 18 p h ú t ; ở 4 5 3 K p h ả n ứ n g k ế t

t h ú c sau

l,5s.

b) K h i h ạ n h i ệ t đ ộ x u ố n g 45°, p h ả n ứ n g c h ậ m đ i 25 l ụ n .
c) Ở 2 8 8 K , h ằ n g s ố tốc đ ộ b ằ n g 2 . K T V

1

còn ở 325K b ằ n g 0,38s .
_1

2. T ạ i sao t r o n g c á c l ụ n t i ế n h à n h đ o tốc đ ộ p h ả n ứ n g ở t h í n g h i ệ m Ì ,
2, 3 t ổ n g t h ể t í c h c ủ a c á c d u n g dịch p h ả n ứ n g p h ả i c ố đ ị n h ?
3. T ạ i sao n ó i l à coi t ố c đ ộ p h ả n ứ n g b ằ n g n g h ị c h đ ả o c ủ a k h o ả n g t h ờ i
g i a n p h ả n ứ n g ? N ê u h i ể u c h í n h x á c t h ì V = — có đ ú n g l à tốc đ ộ
Át
của p h ả n ứ n g đ a n g k h ả o s á t k h ô n g ? Q u a n n i ệ m n h ư v ậ y có ả n h
hưởng tới k ế t quả thí nghiệm khơng?
4. G i ả i t h í c h n h ư t h ế n à o v ề v a i t r ò c h ấ t x ú c t á c t r o n g p h ả n ứ n g x ú c
tác đồng t h ể và xúc tác dị thê.

135




Bài
XÁC ĐỊNH HẰNG s ố

16

T ố c Đ Ộ VÀ BẬC

RIÊNG

PHẦN ĐÔI V Ớ I HIĐRO PEOXIT TRONG PHẢN

ỨNG

OXI H O A IOĐUA B Ằ N G HIĐRO PEOXIT

1. L Í T H U Y Ế T
Đối với p h ả n ứng tổng quát:
aA

+

bB

->cC + dD

(1)

Sự p h ụ thuộc của tốc độ p h ả n ứ n g v à o n ồ n g đ ộ c á c c h ấ t p h ả n
ứ n g t r o n g t r ư ờ n g hợp đ ơ n g i ả n được b i ể u d i ễ n b ằ n g p h ư ơ n g t r ì n h
đ ộ n g học
V = k.C .Cg
a

A

v: tốc đ ộ t ứ c t h ờ i c ủ a p h ả n ứ n g t ạ i m ộ t t h ò i đ i ể m n à o đ ó ;
C , C : nồng độ chất A và B ở thời đ i ể m đó;
A

B

k: h ằ n g s ố tốc 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 á c c h ấ t
phản ứng và n h i ệ t độ.
Bậc p h ả n ứ n g là t ổ n g các số m ũ của các t h ừ a số n ồ n g độ trong
p h ư ơ n g t r ì n h đ ộ n g học của p h ả n ứ n g . T h e o p h ư ơ n g t r ì n h đ ộ n g học
t r ê n , bậc c ủ a p h ả n ứ n g (1) l à a' + b', c ò n à', b' l à b ậ c r i ê n g p h ụ n đ ố i v ớ i
chất A và chất B tương ứng.
Có m ộ t s ố p h ả n ứ n g đ ơ n g i ả n t h ì g i á t r ị p h â n t ử s ố v à b ậ c p h ả n
ứ n g có t h ê t r ù n g n h a u , c ò n đ a s ố p h ả n ứ n g p h â n t ử s ố v à b ậ c p h ả n ứ n g
có n h ữ n g g i á t r ị k h á c n h a u . B ậ c c ủ a p h ả n ứ n g có t h ể l à p h â n số. có t h ể
b ằ n g 0; t r o n g k h i đ ó p h â n t ử s ố c ủ a p h ả n ứ n g c h ỉ l à n h ữ n g s ố n g u y ê n .

136




P h â n l o ạ i p h ả n ứ n g theo p h â n t ử s ố là dựa t r ê n cơ c h ế c ủ a c h ú n g , c ò n
p h â n l o ạ i t h e o bậc l à d ự a t r ê n đ ặ c đ i ể m đ ộ n g học. H a y n ó i c á c h k h á c :
phân

tả sô của phản

phản

ứng là khái

ứng là khái

niệm

niệm

rút ra từ thực

rút ra từ lí thuyết,

cịn bậc

của

nghiệm.

T h ự c n g h i ệ m c h ỉ x á c đ ị n h được bậc r i ê n g p h ụ n c ủ a t ừ n g c h ấ t . Có
n h i ê u p h ư ơ n g p h á p x á c đ ị n h bậc p h ả n ứ n g , t h ư ờ n g d ù n g là p h ư ơ n g
p h á p cô l ậ p O t v a n ( O s t w a l d ) .
Cỡ sở c ủ a p h ư ơ n g p h á p là ở c h ỗ m ộ t c h ấ t p h ả n ứ n g được l ấ y l à m
đ ố i t ư ợ n g n g h i ê n c ứ u p h ả i sao cho t r o n g q u á t r ì n h p h ả n ứ n g , n ồ n g đ ộ
chất n g h i ê n cứu t h a y đ ổ i , trong k h i nồng độ các c h ấ t p h ả n ứ n g k h á c
b i ế n t h i ê n k h ô n g đ á n g k ể . M u ố n v ậ y c á c c h ấ t p h ả n ứ n g n à y p h ả i được
l ấ y r ấ t d ư so v ớ i so v ớ i c h ấ t k h ả o s á t . Bậc r i ê n g p h ụ n đ ố i v ớ i c h ấ t được
chọn đ ể x é t n h ư v ậ y sẽ được x á c đ ị n h d ự a v à o p h ư ơ n g t r ì n h đ ộ n g học
t h u được b ằ n g p h ư ơ n g p h á p v i p h â n hoặc p h ư ơ n g p h á p t í c h p h â n .

2. THỰC HÀNH
2.1. N g u y ê n

tắc

T r o n g t h í n g h i ệ m n à y n g h i ê n c ứ u p h ả n ứ n g o x i hoa i o đ u a

bằng

hiđro peoxit
31-

+

H 0
2

C h ú ý ion t r i i o đ u a I

3

2

+

2H

+

->

lã

+

2H 0
2

(2)

là p h â n t ử i o t t ạ o p h ứ c v ớ i i o đ u a . P h ứ c n à y

l à m t ă n g đ ộ t a n c ủ a i o t t r o n g nước.
I~ sinh ra được k h ử b ằ n g t h i o s u n f a t
I - + 2S 0*- -> 31- + S 0^" (3)
3

2

4

Dùng dung dịch r với lượng dư lớn, tương tác với dung dịch hiđro
peoxit t r o n g m ô i t r ư ờ n g a x i t , sau đ ó đ o t h ể t í c h d u n g d ị c h t h i o s u n f a t
c ụ n d ù n g t h e o t h ờ i g i a n , x á c đ ị n h được q u y l u ậ t c ủ a tốc đ ộ p h ả n ứ n g ,
t í n h được h ằ n g s ố tốc đ ộ p h ả n ứ n g (2) v à bậc r i ê n g p h ụ n đ ố i v ố i h i đ r o
peoxit
v=

_dỊH£J ,

=k [HA]

dt
137




2.2. H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ
Hoa

chất:

D u n g dịch n a t r i t h i o s u n f a t 0,1M; axit s u n í u r i c I M ;

dung dịch h i đ r o peoxit 0,1M; k a l i i o đ u a r ắ n .
Dụng

cụ: B ì n h n ó n 2 5 0 m l ; b u r e t 2 5 m l ; p i p e t l O m l ; ố n g đ o n g l O m l ,

2 5 0 m l ; p h ễ u ; c h ậ u t h ú y t i n h (<|) = 2 0 c m ) ; n h i ệ t k ế ; m á y k h u ấ y t ừ v à con
từ; đồng hồ b ấ m giây.
N h ó m 2 sinh viên cùng làm.
2.3. Cách tiến hành
L ắ p d ụ n g cụ n h ư h ì n h 1 6 . 1 .
Đ ổ d u n g d ị c h n a t r i t h i o s u n í a t vào
buret đến vạch

0.

Cho

vào bình

nón

150ml nước c ấ t (đo b ằ n g ố n g đ o n g ) ; 0,5g
k a l i i o đ u a r ắ n ( c â n c h í n h x á c ) v à lOml
d u n g dịch a x i t s u n í u r i c I M (đo b ằ n g ống
đong). Đ ặ t chậu t h ú y

tinh đựng

nước

t r ê n m á y k h u ấ y t ừ . Đ i ề u c h ỉ n h n h i ệ t độ
của nước t r o n g c h ậ u b ằ n g 2 0 ° c . Đ ặ t b ì n h
n ó n v à o c h ậ u nước. Cho con t ừ v à o b ì n h
n ó n . B ậ t m á y k h u ấ y . Sau v à i p h ú t n h i ệ t
đ ộ của d u n g dịch b ằ n g 2 0 ° c . T ừ buret
n h ỏ x u ố n g b ì n h n ó n Ì m i d u n g dịch n a t r i
thiosunfat
khơng

0,1M.

màu.

Sau

Hỗn

hợp

đó t h ê m

phản
lOml

ứng
hiđro

Hình 16.1. Dụng cụ để xác định hằng
số tốc độ phản ứng

peoxit 0 , 1 M ( b ằ n g p i p e t ) v à o b ì n h n ó n .

1. Máy khuấy từ; 2. Con từ; 3. Chậu
đựng nước; 4. Bình nón;
5. Nhiêt kế; 6. Buret

t h ị i đ i ể m b ắ t đ ụ u cho h i đ r o peoxit. K h i

M ộ t sinh viên k h á c b ấ m đồng h ồ đê tính
d u n g dịch có m à u v à n g c h a n h , g h i thòi
g i a n tị. K h ô n g d ừ n g đ ồ n g h ồ . t h ê m t i ế p

l m l d u n g dịch n a t r i t h i o s u n f a t v à o b ì n h n ó n . D u n g dịch m ấ t m à u . K h i
d u n g dịch có m à u v à n g c h a n h trở l ạ i , g h i t h ờ i g i a n t . T i ế p t ụ c n h ỏ d u n g
2

dịch n a t r i t h i o s u n f a t v à o b ì n h n ó n v à theo dõi t h ò i g i a n n h ư t r ê n đ ế n k h i
n à o d u n g dịch p h ả n ứ n g k h ô n g có m à u v à n g c h a n h n ữ a t h ì n g ừ n g l ạ i . T h í
n g h i ệ m coi n h ư k ế t t h ú c .

138




Chú ý: - C ụ n q u a n s á t sự x u ấ t h i ệ n sắc m à u v à n g c h a n h n h ư n h a u
t r o n g d u n g d ị c h ở c á c l ụ n t h í n g h i ệ m đ ể g h i t h ờ i g i a n cho c h í n h x á c .
- N ế u p h ò n g t h í n g h i ệ m k h ơ n g có m á y k h u ấ y t ừ v à con t ừ , có t h ể
d ù n g m ô tơ k h u ấ y có g ắ n đ ũ a t h ú y t i n h v ớ i c ô n g t ắ c v à r ơ l e đ ể đ i ề u
c h ỉ n h tốc đ ộ k h u ấ y .
2.4. Tính kết quả
- Các số l i ệ u thực nghiệm ghi vào bảng
V

Na S
:

( )
m l

;0l

N.,.s..o.. (mi)

Thời gian (s)

V

Thời gian (s)

4

1
2
3

- T í n h h ằ n g s ố t ố c đ ộ g i ả bậc n h ấ t đ ố i v ớ i h i đ r o p e o x i t . P h ư ơ n g
t r ì n h đ ộ n g học v i p h â n của p h ả n ứ n g v ớ i h ằ n g s ố tốc đ ộ g i ả bậc n h ấ t
d[H Q ]
2

dt

2

= k'[H 0 ]
2

2

N ồ n g đ ộ i o đ u a k h ô n g đ ổ i v à r ấ t l ớ n so v ớ i h i đ r o p e o x i t n ê n n ó đ ã
bao h à m t r o n g k', do đ ó k h ơ n g có m ặ t t r o n g p h ư ơ n g t r ì n h . Sau k h i l ấ y
t í c h p h â n v ả b i ế n đ ố i , t a có
a
Lna - X

k't

a : n ồ n g đ ộ b a n đ ụ u c ủ a h i đ r o peoxit t r o n g d u n g d ị c h (mol/1)
X : n ồ n g đ ộ h i đ r o p e o x i t đ ã t h a m gia p h ả n ứ n g
a — x: n ồ n g đ ộ c ủ a h i đ r o peoxit ở t h ờ i đ i ể m t.
G ọ i V l à t h ể t í c h t ổ n g cộng của d u n g dịch
V , l à t h ê t í c h c ủ a d u n g dịch h i đ r o p e o x i t v ớ i n ồ n g đ ộ C j (mol/1)
Vọ l à t h ê t í c h c ủ a d u n g d ị c h n a t r i t h i o s u n f a t v ớ i n ồ n g đ ộ Cọ (mol/1).
T í n h đước: a —

c v
1 *Ì
V

139




Theo p h ả n ứ n g (2) v à (3) cứ 2 m o i t h i o s u n f a t t ư ơ n g ứ n g v ớ i Ì moi
hiđro peoxit n ê n
_ Ị C V
X—2 —
V
v

Phương

2

,
Ta

2

n

y

_
A

a

_c v;

c,v,

a - X

V

V

pháp

t

C.VỊ

Ị

V

C V
2

2

Ì C V.
2 '2
2 V

2

V
2C.V,

0

a-x

2C V -C. V
1

1

2

2

1: X á c đ ị n h k ' d ự a v à o s ố l i ệ u t h ự c n g h i ệ m t ạ i t ừ n g

t h ờ i đ i ể m t.
Từ phương trình
In

= k't
a - X

hoặc

a
= k't
2,3031ga - X

Suy ra

. , _ 2,303,
a
k =
lg—a - X

Lập bảng:
t(s)

v (mi)
2

V(ml)

a

X

a-X

a
a-X

lg

a

a -X

2,303
'a
k ' = — — lg ——
t
a-X

P h ả n ứ n g t h ự c h i ệ n ở n h i ệ t đ ộ k h ô n g đ ô i . N ế u c á c g i á t r ị t í n h được
của k ' g ụ n b ằ n g n h a u n g h ĩ a là bậc p h ả n ứ n g r i ê n g đ ô i v ớ i h i đ r o peoxit
t r o n g đ i ề u k i ệ n t i ế n h à n h t h í n g h i ệ m n h ư t r ê n l à bậc Ì v à g i á t r ị t r u n g
b ì n h của c á c g i á t r ị k ' l à h ằ n g s ố tốc đ ộ p h ả n ứ n g .
Phương

pháp

2: X á c đ ị n h k ' d ự a v à o p h ư ơ n g p h á p đ ồ t h ị .

Lập bảng:

t

Vẽ đồ t h i In
a - X

a
lg—=—
a-x

cl
3
I n — — =2,3031g——
a-x
a -X

= f(t)

140




N ế u đ ồ t h ị t h u được l à m ộ t đ ư ờ n g t h ẳ n g t h ì p h ả n ứ n g n g h i ê n c ứ u l à
bậc 1. H ằ n g s ố tốc đ ộ k ' được x á c đ ị n h b ằ n g h ệ s ố góc của đ ư ờ n g t h ẳ n g
k' = tga

3. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1. a) C h ứ n g m i n h n ế u đ ố i v ớ i p h ả n ứ n g
A + B -> c + D
b i ể u t h ứ c của tốc đ ộ p h ả n ứ n g ( p h ả n ứ n g bậc 1) có d ạ n g
_
V=

d[A]
dt

= k[A]

thì
H ằ n g s ố tốc đ ơ p h ả n ứ n g

k =

t

Ig.

a - X

(a l à n ồ n g đ ộ b a n đ ụ u của c h ấ t A , X l à đ ộ g i ả m n ồ n g đ ộ c ủ a A sau
thòi gian t).
_
,
a_ ,
- ì h ờ i g i a n b á n c h u y ê n hoa: t

1 / 9

=

0,693

k
b) Đ ố i v ớ i p h ả n ứ n g t r ê n , n ồ n g đ ộ c h ấ t A t h e o t h ờ i g i a n n h ư sau:
t

0

5

LO

20

40

(s)

A

2,00

1,34

0,90

0,40

0,08

(mol/1)

- X á c đ ị n h h ằ n g s ố tốc đ ộ của p h ả n ứ n g theo h a i p h ư ơ n g p h á p . So
sánh kết quả.
- Xác đ ị n h bậc p h ả n ứng.
- X á c đ ị n h t h ò i g i a n b á n c h u y ể n hoa.
2. 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 có sau đ â y :
- D u n g dịch n a t r i thiosunfat, h i đ r o peoxit k h ô n g p h ả i là dung dịch lí tương.
- N h i ệ t độ thay đ ổ i .
- C á c g i á t r ị k t í n h được ở t ừ n g t h ò i đ i ể m k h ô n g g i ố n g n h a u .
- P h ả n ứ n g o x i hoa r b ằ n g H 0
2

2

tiến h à n h trong môi trường bazơ.

141




Bài

17

XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG HOẠT HOA C Ủ A PHẢN
ỨNG
ĩ
•
•
OXI H O A - K H Ử GIỮA B R O M U A VÀ B R O M A T
TRONG

MƠI T R Ư Ờ N G

AXIT

1. L Í T H U Y Ế T
P h ả n ứ n g hoa học l à k ế t q u ả của sự va c h ạ m g i ữ a c á c t i ể u p h â n
của c h ấ t p h ả n ứ n g . T ụ n s ố va c h ạ m g i ữ a c á c t i ể u p h â n r ấ t cao, n h ấ t là
k h i t ă n g n h i ệ t đ ộ . T u y n h i ê n va c h ạ m k h ô n g p h ả i l à đ i ề u k i ệ n đ ủ để
p h ả n ứ n g có t h ể x ả y r a . N g ư ờ i t a c h ấ p n h ậ n r ằ n g c h ỉ n h ữ n g va c h ạ m
giữa các t i ể u p h â n h o ạ t hoa m ớ i có h i ệ u q u ả , đ i ề u n à y có n g h ĩ a là c h ú n g
p h ả i có d ư n ă n g lượng lúc va c h ạ m m ố i d ẫ n đ ế n k ế t q u ả p h ả n ứng. Các
p h â n t ử h o ạ t hoa k h á c v ớ i p h â n t ử b ì n h t h ư ờ n g ở chỗ:
- C h u y ể n đ ộ n g t ị n h t i ế n v à c h u y ể n đ ộ n g quay của p h â n t ử m ạ n h hơn.
- Đ ộ d à i của các liên k ế t trong p h â n tử lớn h ơ n .
— Dao đ ộ n g c ủ a c á c n g u y ê n t ử h a y n h ó m n g u y ê n t ử m ạ n h h ơ n .
- C á c e l e c t r o n ở c á c m ứ c n ă n g l ư ợ n g cao h ơ n .
N ă n g l ư ợ n g h o ạ t hoa l à n ă n g l ư ợ n g d ư so v ớ i n ă n g l ư ợ n g t r u n g
b ì n h c ủ a c á c p h â n t ử p h ả n ứ n g (ở m ộ t n h i ệ t đ ộ đ ã cho) đ ủ cho

phản

ứ n g có t h ể x ả y r a được. G i ữ a n ă n g l ư ợ n g h o ạ t hoa v à h ằ n g s ố tốc đ ộ có

mối liên h ệ biêu d i ễ n bởi p h ư ơ n g t r ì n h A r e n i u t
k = A.e *'

(1)

_E

ở đây:

E* l à n ă n g l ư ợ n g h o ạ t hoa

(kJ.mol~ )
l

R là h ằ n g số k h í ( S ^ U Ơ . m o r V K " )
1

T l à n h i ệ t đ ộ t u y ệ t đôi ( K )
A là h ằ n g s ố được g ọ i l à t h ừ a s ố t r ư ớ c l ũ y t h ừ a .

142