Tài liệu thực hành môn Hóa Lí Ngành Sư phạm Khoa học tự nhiên

Tài liệu Thực hành hoá lí

Bộ môn Hoá lí – Khoa Hoá học - ĐH Sư phạm TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA HỐ HỌC

BỘ MƠN HỐ LÍ
--

TÀI LIỆU THỰC HÀNH
HĨA LÍ

Biên soạn: Bộ mơn Hố lí

Năm học 2022 – 2023

1


Tài liệu Thực hành hoá lí

Bộ môn Hoá lí – Khoa Hoá học - ĐH Sư phạm TP.HCM

NỘI QUY PHÒNG THÍ NGHIỆM HỐ LÍ
----------------------------------------------------------------------------------------------------1) Chấp hành nội quy phịng thí nghiệm và sự hướng dẫn của giáo viên phụ trách.
2) Đi học đúng giờ (Buổi sáng từ 7:00 – Chiều từ 12:30)
3) Quy định về trang phục: Mang kính thí nghiệm (goggles), mặc áo thí nghiệm (lab coat),
mang giày bít chân (closed-toe shoes), tóc gọn gàng (tied back hair).
4) Sinh viên, học viên, giáo viên, …chỉ được phép làm thí nghiệm khi có mặt ít nhất 2 người tại
PTN.

5) Khơng hút thuốc.
6) Khơng ăn uống trong phịng thí nghiệm.
7) Nghiêm túc, trật tự.
8) Không được tự ý sử dụng các dụng cụ, hố chất, các thiết bị máy móc trong PTN. Nếu SV
làm hư hỏng, vỡ bể (bất kì dụng cụ, thiết bị nào) thì phải tự bồi thường cho PTN (bằng cách trả
lại nguyên vẹn đúng loại dụng cụ đã làm hư hỏng cho PTN).
9) Thực hành theo nhóm theo phân cơng của GV. Mỗi nhóm làm mợt bài tường trình, nợp lại cho
GV vào ngay buổi học liền sau (nộp trễ sẽ chỉ được tính 50% số điểm).
10) Sinh viên phải tham gia đầy đủ các buổi thực hành, nếu vắng bất cứ buổi thực hành nào đều
không được dự thi cuối kì. (Mỗi SV được thực hành bù một lần duy nhất cho cả 2 trường hợp
sau)
• Trường hợp sinh viên vắng có lí do chính đáng, phải xin phép giáo viên phụ trách để được đi
thực hành bù. Điểm số cho lần thực hành này vẫn được tính tối đa 100%.
• Trường hợp sinh viên bị cho ra về vì khơng chuẩn bị bài, hoặc vì các lí do vi phạm nội quy
khác, sinh viên vẫn được đi thực hành bù (sinh viên phải liên hệ GV để được đi bù; nếu không,
xem như sinh viên khơng có nhu cầu này). Điểm của lần thực hành bù này chỉ được tối đa 50%
của bài thực hành đó.
2


Tài liệu Thực hành hoá lí
Bộ môn Hoá lí – Khoa Hoá học - ĐH Sư phạm TP.HCM
* Cả 2 trường hợp thực hành bù, SV đều phải làm bài tường trình theo cá nhân.
11) Mỗi sinh đều phải chuẩn bị bài thật kĩ theo đúng bài thí nghiệm được giao. Nếu không chuẩn bị
kĩ, sẽ không được thực hành. Cần chú ý các câu hỏi: Mục đích bài thí nghiệm, cơ sở lí thuyết?
Cách tiến hành, ý nghĩa các thao tác? Các câu hỏi sau mỗi bài.
12) Quy định về trực nhật – vệ sinh PTN
• Sau mỗi buổi thí nghiệm, các nhóm TỰ LAU CHÙI – DỌN DẸP khu vực mình thực hành.
• Lớp PHÂN CƠNG 01 NHĨM ở lại LÀM NHIỆM VỤ TRỰC.
Nhóm nào khơng trực nhật đầy đủ sẽ bị trừ 1 điểm/1 lần vi phạm trên tổng điểm học phần.

13) Giáo viên phụ trách có nhiệm vụ đảm bảo an toàn cho sinh viên tại PTN trong thời gian thực hành.
14) LƯU Ý KHI LẤY HỐ CHẤT
✓ Tiết kiệm
✓ Nếu lấy bằng ống đong: có thể rót trực tiếp hố chất từ bình lớn ra ống đong (NẾU ĐƯỢC)
✓ Nếu lấy bằng pipet: phải rót hố chất ra cốc nhỏ với mợt lượng vừa phải, rời dùng pipet hút từ
cốc nhỏ này
KHƠNG ĐƯỢC LẤY Q DƯ
VÌ LƯỢNG HÓA CHẤT DƯ KHÔNG ĐƯỢC ĐỔ LẠI VÀO BÌNH LỚN BAN
ĐẦU

3


Tài liệu Thực hành hoá lí

Bộ môn Hoá lí – Khoa Hoá học - ĐH Sư phạm TP.HCM

BÀI 1. NGUYÊN CỨU CÂN BẰNG HÓA HỌC TRONG DUNG DỊCH BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC
QUANG
I. MỤC ĐÍCH
− Sử dụng được máy đo quang phổ, máy đo pH.
− Xác định hằng số cân bằng, độ điện li của dung dịch chỉ thị (phenolphthalein) bằng phương pháp trắc
quang.
− Phân tích kết quả thực nghiệm và đề xuất quy trình cải tiến thí nghiệm.
− Rèn luyện kĩ năng quan sát, đo đạc chính xác và thực hành thí nghiệm nghiêm túc.
II. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
Chất chỉ thị (thường là các acid hoặc base hữu cơ) là những chất có khả năng thay đổi màu sắc tùy tḥc vào
pH của mơi trường, do có sự tách ion H+ hoặc OH− khỏi phân tử làm thay đổi cấu trúc electron của phân tử và do
đó thay đổi phổ hấp thụ ánh sáng khả kiến của ion được tạo thành. Ví dụ, đối với chất chỉ thị acid, quá trình phân
li diễn ra như sau:

H+ + Ind-

H - Ind

Trong môi trường acid, cân bằng trên chuyển dịch sang trái, chỉ thị sẽ có màu sắc của phân tử chưa phân li.
Trong môi trường base, cân bằng dịch chuyển sang phải và màu sắc của chỉ thị là màu của anion được tạo thành.
Như vậy, màu của chỉ thị phụ thuộc vào pH của môi trường theo biểu thức sau:
pH = pK − log

1−α
α

(1.1)

Với K: hằng số điện li của chỉ thị và α là độ điện li
Khi chỉ thị phân li được một nửa, pH = pK. Giá trị pH này được gọi là điểm chuyển đổi của chỉ thị. Có thể
quan sát thấy sự thay đổi màu sắc chỉ thị khi tỉ lệ nồng độ của các dạng chỉ thị nằm trong khoảng 0,1 đến 10. Như
vậy, biên độ thay đổi màu của chỉ thị nằm trong khoảng pH = pK ± 1.
Hằng số điện li của chỉ thị được tính toán dựa vào phương trình (1.1), trong đó đợ phân li α được xác định từ
thực nghiệm bằng phương pháp trắc quang.
Theo định luật Bouguer – Lambert – Beer: Chiếu bức xạ đơn sắc có bước sóng λI có cường đợ I0 qua dung
dịch khảo sát có nồng độ C. Bề dày dung dịch là L. Tại bề mặt cuvette đo, một phần bức xạ bị phản xạ có cường
đợ IR, mợt phần bức xạ bị hấp thụ có cường đợ IA. Bức xạ ra khỏi dung dịch có cường đợ I. Ta có: I0 = IR + IA +
I.

I

Gọi: A = log I = K ∙ C ∙ L
0

4


Bộ môn Hoá lí – Khoa Hoá học - ĐH Sư phạm TP.HCM

Tài liệu Thực hành hoá lí

Trong đó, A là mật độ quang của dung dịch (độ hấp thụ), K là hệ số hấp thụ mol, C là nồng độ mol dung
dịch.
Độ phân li được xác định theo công thức:
A

=A

(1.2)

0

Với A0 là độ hấp thụ cực đại khi phân tử chất chỉ thị phân li hoàn toàn (α =1).
Để xác định A0, dựng đồ thị biểu diễn sự thay đổi mật độ quang của dung dịch phenolphthalein theo pH.
III. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ
− 6 cốc 100 mL.
− 6 cốc 50 mL.
− Ống đong 50 mL.
− Pipette 2 mL có chia vạch.
− Dung dịch sodium hydrogencarbonate (NaHCO3) 0,1 N; sodium carbonate (Na2CO3) 0,1 N;
phenolphthalein.
− Máy đo quang phổ.
IV. HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH
− Pha các dung dịch đệm có pH trong khoảng 8 – 11 theo Bảng 1.1 rồi xác định pH dung dịch bằng pH

meter.
− Lấy 25,00 mL các dung dịch đệm cho vào từng cốc riêng. Cho vào các cốc này 0,10 mL dung dịch
phenolphthalein nồng độ 0,001 M, lắc đều và để cho hỗn hợp đạt đến trạng thái cân bằng.
Bảng 1.1. Chuẩn bị mẫu dung dịch đo pH
STT

Dung dịch NaHCO3
0,1 N (mL)

Dung dịch Na2CO3
0,1 N (mL)

1

50

0

2

40

10

3

30

20

4

20

30

5

10

40

6

0

50

− Đo đợ hấp phụ của các dung dịch đệm có chứa phenolphthalein trên máy đo quang phổ với bước sóng hấp
thụ 553 nm, bắt đầu từ dung dịch nhạt màu nhất, mỗi thí nghiệm đo ít nhất 3 lần, kết quả được trình bày ở Bảng
1.2.
− Từ các số liệu thu được, xác định A0, tính độ phân li theo công thức (1.2), và hằng số cân bằng K theo
phương trình (1.1). So sánh với số liệu của K tra cứu được trong các sổ tay hoá lí

5


Tài liệu Thực hành hoá lí

Bộ môn Hoá lí – Khoa Hoá học - ĐH Sư phạm TP.HCM

− Xây dựng đồ thị α theo pH, xác định điểm chuyển đổi của chỉ thị (ứng với α = 0,5) và khoảng chuyển đổi
của chỉ thị.
Bảng 1.2. Số liệu thực nghiệm đo mật độ quang dung dịch phenolphthalein
STT

pH dung dịch

Mật độ quang A
1
2
3

̅
𝑨

α

K

1
2
3
4
5
6
V. CÂU HỎI:
1. Những chất như thế nào có thể được sử dụng làm chỉ thị pH?
2. Vì sao màu sắc của chỉ thị phụ thuộc vào pH dung dịch?
3. Điểm chuyển đổi của chỉ thị là gì?

4. Đợ phân li của chỉ thị? Hằng số phân li?
5. Vai trò của dung dịch đệm?
6. Trình bày cấu trúc của phenolphthalein, dựa vào đó giải thích sự thay đổi màu sắc của chỉ thị này theo pH

6


Bộ môn Hoá lí – Khoa Hoá học - ĐH Sư phạm TP.HCM

Tài liệu Thực hành hoá lí

Bài 2. KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG KHỬ HYDROGEN PEROXIDE BỞI IODIDE
TRONG MƠI TRƯỜNG ACID
I. MỤC ĐÍCH
− Sử dụng được phương pháp chuẩn độ và phương pháp giả bậc phản ứng để khảo sát động học phản ứng.
− Khảo sát sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng theo thời gian. Xác định hằng số tốc độ phản ứng giả bậc 1,
từ đó suy ra hằng số tốc đợ của phản ứng bậc 2.
− Phân tích số liệu thực nghiệm, đề xuất cải tiến quy trình thí nghiệm.
− Rèn luyện kĩ năng quan sát, thực hành an toàn, nghiêm túc.
II. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
Xét phản ứng khử hydrogen peroxide (H2O2) bởi iodide trong môi trường acid:
H2O2 + 2 HI → 2 H2O + I2
Phản ứng trên xảy ra theo 2 giai đoạn:
k1
→ HIO + H2O
H2O2 + HI ⎯⎯

(a)

k2

HIO + HI ⎯⎯
→ I2 + H2O

(b)

Giai đoạn (a) xảy ra chậm, giai đoạn (b) xảy ra nhanh và đến cùng k2 >> k1. Vì vậy tốc đợ phản ứng được
xác định bởi giai đoạn (a).
Phương trình đợng học của phản ứng: v = k1CH2O2 CHI
Đây là phản ứng bậc 2 và k1 là hằng số tốc độ phản ứng bậc 2.
Nếu thực hiện phản ứng với điều kiện nồng độ dung dịch HI không đổi, phản ứng sẽ trở thành phản ứng giả
bậc 1.

v = k'1CH2O2
trong đó k'1 = k1CHI là hằng số tốc độ của phản ứng giả bậc 1.
Áp dụng phương trình đợng học của phản ứng bậc 1:

k'1 =

2,303
a
lg
t
a-x

❖ a là nồng độ ban đầu của H2O2.
❖ x là lượng H2O2 đã tham gia phản ứng.
❖ (a – x) là nờng đợ H2O2 cịn lại ở thời điểm t.
Hàm lượng H2O2 tham gia phản ứng bằng với lượng của sản phẩm I2 được tạo thành, thông qua định luật
đương lượng:

1 C Na 2S2O3 VNa 2S2O3
C I2 = 
(N)
2 V + VNa 2S2O3

7


Tài liệu Thực hành hoá lí

Bộ môn Hoá lí – Khoa Hoá học - ĐH Sư phạm TP.HCM

Do thể tích của dung dịch chất chuẩn nhỏ hơn nhiều so với thể tích dung dịch phản ứng VNa 2S2O3

V , nồng

độ của I2 có thể xác định thơng qua thể tích của dung dịch Na2S2O3.
Gọi:
− V là số mL dung dịch Na2S2O3 cần để chuẩn lượng I2 được giải phóng do toàn bộ H2O2 đã phản ứng
với HI.
− Vt là số mL dung dịch Na2S2O3 cần để chuẩn lượng I2 được giải phóng sau thời gian t.
Ta có: k'1 =

V
2,303
lg
t
V − Vt

lg ( V − Vt ) = −

(2.1)

k'1
 t + lg V
2,303

Để xác định k'1 , ta vẽ đường biểu diễn lg( V − Vt ) theo t. Từ hệ số góc ta suy ra k'1 ; biết k'1 tính được k1.
III. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ
− Burette 25 mL.
− Ống đong 50 mL, 1000 mL.
− Pipette 10 mL, 25 mL.
− Phễu nhỏ, máy khuấy từ, ống bóp cao su, lọ đựng hồ tinh bột.
− Cốc 100 mL, 500 mL, 1000 mL.
− Bình tam giác 250 mL có nút nhám.
− Đờng hồ bấm giờ.
− Dung dịch potassium iodide (KI) 0,5 N, dung dịch sulfuric acid (H2SO4) 1 N, H2SO4 8 N, H2O2 3%, dung
dịch sodium thiosulfate (Na2S2O3) 0,5 N.
IV. HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH
− Hút chính xác 10,00 mL dung dịch KI 0,5 N cho vào ống đong thể tích 1000 mL.
− Đong 50,0 mL dung dịch H2SO4 1 N cho vào hệ phản ứng trên và một ít dung dịch hồ tinh bột. Nếu dung
dịch xuất hiện màu xanh, phải thêm từ từ từng giọt dung dịch Na2S2O3 cho đến lúc mất màu (về nguyên tắc khi
chưa cho H2O2 vào thì dung dịch không xuất hiện màu xanh).
− Thêm nước cất vào hệ để được dung dịch có thể tích 450,0 mL. Đổ dung dịch từ ống đong sang cốc 1000 mL
rồi đặt lên máy khuấy từ, khuấy trộn dung dịch với tốc đợ khơng đổi (Hình 2.1).
− Trên burette đã chứa sẵn dung dịch Na2S2O3 0,5 N.

8

Tài liệu Thực hành hoá lí

Bộ môn Hoá lí – Khoa Hoá học - ĐH Sư phạm TP.HCM

Hình 2.1. Dụng cụ thí nghiệm chuẩn độ khảo sát phản ứng khử H2O2
1. Xác định Vt
Khi nhiệt độ ổn định, mở burette cho vào cốc phản ứng đúng 1 mL dung dịch Na2S2O3 0,5 N. Dùng pipette
lấy 25,00 mL dung dịch H2O2 3% cho vào cốc phản ứng. Khi thấy lượng dung dịch trong pipette chảy được mợt
nửa thì bấm đờng hờ ghi thời gian và xem thời điểm đó là thời điểm ban đầu của phản ứng. Phản ứng khử H2O2
bởi HI sinh ra I2 có thể nhận biết bằng chỉ thị hờ tinh bợt. Do đó, có thể chuẩn đợ sản phẩm I2 sinh ra với chất
chuẩn là dung dịch Na2S2O3 trực tiếp từ hệ phản ứng. Quan sát sự thay đổi màu sắc của dung dịch, khi thấy dung
dịch bắt đầu xuất hiện màu xanh thì ghi ngay thời điểm t. Ta được thời gian phản ứng t1 ứng với thể tích V1, chính
là thời gian sinh ra một lượng I2 tương ứng với 1 mL dung dịch Na2S2O3 đã cho vào hệ phản ứng trước đó. Sau
đó nhanh chóng cho tiếp 1 mL dung dịch Na2S2O3 khác vào cốc (V2) rồi ghi lại thời gian t2 xuất hiện màu xanh
của chỉ thị hồ tinh bột. Thực hiện tương tự cho đến khi tổng thể tích dung dịch Na2S2O3 cho vào hệ phản ứng là
20,0 mL.
2. Xác định V
Cho vào bình tam giác 250 mL có nút nhám đúng 25,00 mL dung dịch KI 0,5 N và 25,00 mL dung dịch
H2SO4 8 N và một ít dung dịch hồ tinh bột. Cũng như trên, nếu dung dịch xuất hiện màu xanh thì thêm từng giọt
dung dịch Na2S2O3 cho đến khi mất màu dung dịch.
Dùng pipette lấy 10,00 mL dung dịch H2O2 3% cho vào bình. Sau khoảng 20 phút, đem chuẩn đợ toàn bợ
lượng I2 được giải phóng ra bằng dung dịch Na2S2O3 0,5 N. Giả sử dùng hết V mL dung dịch Na2S2O3 0,5 N thì:

5

V = V
2
Do thí nghiệm xác đinh V∞ cần thời gian để phản ứng xảy ra hoàn toàn nên có thể tiến hành trước thí
nghiệm 1 ở trên.
Kết quả thí nghiệm trình bày theo Bảng 2.1.

9


Tài liệu Thực hành hoá lí

Bộ môn Hoá lí – Khoa Hoá học - ĐH Sư phạm TP.HCM

Bảng 2.1. Số liệu thực nghiệm phản ứng khử H2O2 bởi HI
Vt (Na2S2O3),
mL

V∞ =

mL

t (phút)

[KI] =

;T=

( V − Vt ), mL

lg( V − Vt )

k’1

1
2

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Cách 1: Tính k'1 theo công thức (2.1) rồi suy ra giá trị trung bình, xác định nờng đợ dung dịch KI trong thí
nghiệm, từ đó tính được k1.
Cách 2: Vẽ đường biểu diễn lg( V − Vt ) theo t. Từ hệ số góc ta suy ra k'1 ; biết k'1 tính được k1.
So sánh k1 thu được từ hai phương pháp xử lí số liệu trên.
Các hoá chất sau thí nghiệm được xử lí thải theo quy định.
V. CÂU HỎI
1. Vì sao giai đoạn (a) quyết định tốc đợ của phản ứng tổng? Giải thích? Có phải giai đoạn chậm luôn quyết
định vận tốc của một phản ứng hóa học khơng?
2. Giải thích vì sao phản ứng được xem là giả bậc 1? Phân biệt k1 và k2?
3. Trình bày ứng dụng của phương pháp chuẩn đợ để khảo sát đợng học phản ứng.
4. Giải thích vì sao trong bài thí nghiệm này nồng độ HI được xem như không đổi?
5. Tại sao khi chưa cho dung dịch H2O2 vào mà dung dịch có màu xanh thì phải cho dung dịch Na2S2O3 vào
để mất màu. Nếu cho quá lượng Na2S2O3 cần thiết thì ảnh hưởng gì?
6. Tại sao khi vừa xuất hiện màu xanh của chỉ thị hờ tinh bợt thì phải lập tức ghi ngay thời gian t và cho ngay
dung dịch Na2S2O3 vào?

10

Bộ môn Hoá lí – Khoa Hoá học - ĐH Sư phạm TP.HCM

Tài liệu Thực hành hoá lí

BÀI 3. THIẾT LẬP PIN GALVANI VÀ XÁC ĐỊNH SỨC
ĐIỆN ĐỘNG CỦA PIN

I. MỤC ĐÍCH
Thành lập mợt số pin galvani và xác định giá trị sức điện đợng pin.
II. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
Pin galvani là pin điện hóa, được cấu tạo từ hai điện cực ghép lại với nhau, trong đó phản ứng xảy
ra trong pin là tự phát và có sự sản sinh ra dòng điện.
+ Tại anode (-) diễn ra quá trình oxi hóa,
+ Tại cathode (+) diễn ra quá trình khử,
Hai điện cực có thể dùng chung dung dịch chất điện li hoặc nối với nhau bằng màng ngăn xốp hoặc
cầu muối.
Sức điện động của pin được đo bằng một nguồn thế ngược dấu, sao cho phản ứng xảy ra trong pin
là thuận nghịch và khơng có dịng điện:
𝐸 = 𝜑𝑐 − 𝜑𝑎
III. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ
-

4 cốc 100 mL

-

Pipet 1 mL có chia vạch

-

1 bình định mức 100 mL

-

Kim loại Cu, Zn, Fe, Ni

-

Giấy nhám, giấy lọc, dây dẫn điện, máy đo điện thế (multimeter)

-

Dung dịch CuSO4 0,1 M, ZnSO4 0,1 M, KCl khan
IV. HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH

1) Thiết lập pin galvani đơn giản và xác định sức điện động của pin
-

Rót khoảng 50 mL dung dịch CuSO4 0,1 M và ZnSO4 0,1 M cho vào 2 cốc.

-

Các kim loại Cu và Zn được làm sạch lớp oxide bên ngoài bằng giấy nhám, chà lại bằng giấy lọc
rồi rửa sạch bằng nước cất, thấm khô.
11


-

Tài liệu Thực hành hoá lí
Bộ môn Hoá lí – Khoa Hoá học - ĐH Sư phạm TP.HCM
Pha một ít dung dịch KCl bão hòa, nhúng ướt tấm giấy lọc để sử dụng như cầu muối nối hai cốc
dung dịch.

-

Nối cathode với cực dương, anode với cực âm của máy đo điện thế (multimeter) bằng dây dẫn,
sau đó nhúng kim loại vào các dung dịch chứa ion tương ứng, đọc giá trị trên máy đo điện thế.

2) Xác định chiều hướng xảy ra của phản ứng pin (nếu có Fe, Ni)
- Lặp lại thí nghiệm 1, thay điện cực Zn bằng Ni với các dung dịch muối tương ứng. Viết phản ứng
pin và đo sức điện động của pin.
3) Xây dựng phương trình Nernst
-

Pha 100 mL dung dịch CuSO4 với các nồng độ 1,0.10-2, 1,0.10-3, 1,0.10-4 M từ dung dịch 1,0 M
ban đầu.

-

Lặp lại các bước như thí nghiệm 1. Lưu ý sử dụng giấy lọc mới làm cầu muối cho từng lần đo
khác nhau.
Dung dịch

1,0.10-4 M

Cu2+

1,0.10-3

1,0.10-2 M

0,1 M

M

E, V
-

Dựng đồ thị phụ thuộc giữa E và lgaCu2+, xác định nồng độ x của dung dịch Cu2+.

4) Thiết kế pin trái cây Cu-Zn
- Sinh viên tự chuẩn bị trái cây để thực hiện thí nghiệm này
- Mắc nối tiếp các pin Cu-Zn, sử dụng chất điện li là dung dịch có trong trái cây
- Đo sức điện đợng của pin tạo thành và rút ra nhận xét
V. CÂU HỎI
1. Pin galvani là gì?
2. Vai trị của cầu muối trong pin?
3. Nguyên tắc xác định sức điện động của pin?
12


Tài liệu Thực hành hoá lí

Bộ môn Hoá lí – Khoa Hoá học - ĐH Sư phạm TP.HCM

BÀI 4. ĐIỀU CHẾ VÀ NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH KEO TỤ
CỦA HỆ KEO

I. MỤC ĐÍCH
Điều chế hệ keo hydroxide sắt (III), nghiên cứu sự ảnh hưởng của điện tích ion và nồng độ chất
điện li đến quá trình keo tụ.
II. CƠ SỞ LÍ THUYẾT
Các hệ keo có bề mặt riêng rất phát triển, cho nên thường không bền vững về mặt nhiệt động và do
đó khơng bền vững tập hợp. Sự keo tụ là hiện tượng rất quan trọng và đặc trưng cho hệ keo.
Hầu như mọi tác đợng bên ngoài đều có khả năng gây ra sự keo tụ: thay đổi nhiệt độ, điện trường,
bức xạ ánh sáng, tác động cơ học, hóa chất v.v. Dù những tác đợng này khác nhau về bản chất, nhưng
chúng đều có chung đặc tính là phá vỡ hàng rào năng lượng, làm hệ keo chuyển sang trạng thái bền vững
hơn trong quá trình keo tụ.
Sol Fe(OH)3 được điều chế bằng phản ứng thủy phân muối FeCl3
FeCl3 + 3H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3HCl
Sự đun nóng thúc đẩy phản ứng thuận vì trong quá trình đun HCl bay hơi cùng với H2O.
Chất làm bền là FeOCl hình thành trong quá trình thủy phân khơng hoàn toàn FeCl3 theo phản ứng:
FeCl3 + H2O → FeOCl + 2 HCl
FeOCl ⇌ FeO+ + ClFeO+ hấp phụ lên bề mặt nhân keo làm ion quyết định thế hiệu, ion Cl- là ion nghịch.
Trong phần thí nghiệm này, chúng ta sẽ điều chế sol Fe(OH)3 và xác định ngưỡng keo tụ của sol
Fe(OH)3 bằng các ion có điện tích khác nhau.
III. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ
-

5 ống nghiệm

-

2 pipet 10 mL có chia độ

-

3 buret 25 mL

-

3 cốc 100 mL
13


Bộ môn Hoá lí – Khoa Hoá học - ĐH Sư phạm TP.HCM

-

Tài liệu Thực hành hoá lí
Ống đong 100 mL

-

1 bếp điện có khuấy từ

-

Phễu chiết, thanh khuấy từ, ống bóp cao su

-

1 bình nón 250 mL

-

Dung dịch FeCl3 2%, Na2SO4 0,01 M, NaCl 4 M, AgNO3, K3[Fe(CN)6] 0,001 M, nước cất

Hình 4.1. Sơ đờ thí nghiệm điều chế hệ keo
IV. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
Các dụng cụ được rửa nhiều lần bằng nước thường và tráng kĩ bằng nước cất. Sử dụng nước cất để
điều chế dung dịch keo.
1) Chế tạo dung dịch keo Fe(OH)3
Đun sôi 85 mL nước cất trong bình nón 250 mL rời nhỏ từng giọt 15 mL dung dịch FeCl3 2% từ
phễu chiết vào nước đang sôi nhẹ (80 – 90℃). Sau khi nhỏ hết, đun nhẹ vài phút rồi nhấc ra khỏi bếp, ta
được dung dịch keo trong suốt màu đỏ thẩm.
Cho biết công thức cấu tạo của hạt keo.
2) Xác định ngưỡng keo tụ của Fe(OH)3
14


Tài liệu Thực hành hoá lí
Bộ môn Hoá lí – Khoa Hoá học - ĐH Sư phạm TP.HCM
Hệ keo Fe(OH)3 sau khi được làm ng̣i về nhiệt đợ phịng sẽ tiến hành khảo sát ngưỡng keo tụ
bằng chất điện li.
Lấy 5 mL dung dịch keo cho vào 4 ống nghiệm. Từ buret chứa các dung dịch NaCl 4 M, Na2SO4
0,01 M, K3[Fe(CN)6] 0,001 M, nhỏ từ từ các hóa chất vào mỗi ống nghiệm chứa dung dịch keo, lắc kĩ
ống nghiệm cho đến khi xuất hiện dấu hiệu keo tụ (dung dịch thay đổi màu hoặc có xuất hiện kết tủa).
Ghi lại thể tích dung dịch chất điện li gây keo tụ.
Xác định ngưỡng keo tụ theo công thức sau:
=

CdlVdl
.1000
Vs

Trong đó:  là ngưỡng keo tụ, là số mM chất điện li cần để keo tụ hết 1 lít sol
C – Nồng độ chất điện li, V là thể tích chất điện li gây ra sự keo tụ

Vs là thể tích sol dùng để keo tụ.
Ảnh hưởng của điện tích ion đến khả năng keo tụ tuân theo quy tắc Hardy - Schulze
 =

a
,
z6

Trong đó: z là điện tích ion gây keo tụ, a là hằng số.
Kết quả thí nghiệm trình bày theo Bảng 4.1
Thí nghiệm



Vđl, mL
L1

L2

L3

lg 

lgz

TTB

NaCl 4 M
Na2SO4 0,01 M
K3[Fe(CN)6] 0,001 M

Vẽ đồ thị lg  theo lgz, từ đó xác định hằng số a và kiểm tra ảnh hưởng của điện tích ion đến ngưỡng
keo tụ trong quy tắc Hardy – Schulze.
V. CÂU HỎI
1. Thế nào là hệ keo?
2. Hiện tượng keo tụ là gì? Các yếu tố ảnh hưởng đến tính bền của hệ keo?
3. Ảnh hưởng của điện tích ion đến khả năng gây keo tụ của chất điện li?

15


Bộ môn Hoá lí – Khoa Hoá học - ĐH Sư phạm TP.HCM

Tài liệu Thực hành hoá lí

Mẫu tường trình thí nghiệm
Học phần: ………………………………….

Họ tên sinh viên:1……………………………… MSSV: ………..
2………………………………

MSSV: ………..

…………………..
Ngày thí nghiệm: ……………………………….

Mã lớp: …………

Bài:
1. Mục đích thí nghiệm:
2. Cách tiến hành

Trình bày ngắn gọn ý chính. Tất cả những bài làm có dấu hiệu sao chép sẽ được điểm
0 cho phần này.
3. Kết quả thí nghiệm:
- Liệt kê lại tất cả kết quả thu được từ buổi thí nghiệm và được GV xác nhận vào cuối buổi.
Sinh viên tự ý chỉnh sửa, ghi khống số liệu sẽ được điểm 0 cho tổng điểm học phần.
-Trình bày chi tiết, cụ thể cách tính toán các số liệu để thu được các đại lượng mà bài thí
nghiệm yêu cầu
-Nếu bài thí nghiệm nào có cung cấp sẵn mẫu báo cáo kết quả thí nghiệm thì có thể làm
theo mẫu ấy, và vẫn phải trình bày cụ thể cách tính toán thu được các đại lượng u cầu (sinh viên
có thể trình bày theo cách riêng của mình).
-Đờ thị được vẽ trên giấy vẽ đồ thị, trên Excel, Origin,… hoặc các ứng dụng thích hợp
khác.
-Phân tích kết quả từ đồ thị.
- Tính sai số phép đo, sai số giữa thực nghiệm và lí thuyết (nếu có)
4. Trả lời câu hỏi cuối bài thí nghiệm.
Bài tường trình nợp ngay vào đầu giờ học của giờ học tiếp theo, nộp kèm với bảng kết quả thực
nghiệm đã được GV kí xác nhận
16