giáo trình thí nghiệmhóađại cương bài 1 kỹ thuật phòngthí nghiệm

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.24 MB, 17 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

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

GIÁO TRÌNH THÍ NGHIỆM HĨA ĐẠI CƯƠNG

GVHD: VÕ NGUYỄN LAM UYÊNLỚP: L12

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

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

GIÁO TRÌNH THÍ NGHIỆM HĨA ĐẠI CƯƠNG

GVHD: VÕ NGUYỄN LAM UYÊNLỚP: L12

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

Mục Lục

Mục Lục...1

LỜI NÓI ĐẦU...2

BÀI 1: KỸ THUẬT PHỊNG THÍ NGHIỆM...3

I. Giới thiệu dụng cụ... 3

II. Thực hành...3

1. Thí nghiệm 1: Cách sử dụng pipet...3

2. Thí nghiệm 2: Cách sử dụng buret...3

3. Thí nghiệm 3: Chuẩn độ ơxy hóa khử... 3

4. Thí nghiệm 4: Pha lỗng ...4

5. Thí nghiệm 5: Kiểm tra nồng độ pha lỗng ...4

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG...5

I. Mục đích thí nghiệm...5

II. Thực hành...5

1. Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế ... 5

2. Thí nghiệm 2: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hịa... 5

3. Thí nghiệm 3: Nhiệt hịa tan của CuSO4...6

4. Thí nghiệm 4: Nhiệt hòa tan của NH4Cl...7

III. Trả lời câu hỏi...7

1. Xây dựng đường cong chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh...12

2. Thí nghiệm 2: chuẩn độ axit mạnh – bazơ mạnh với thuốc thử phenol phtalein ...13

3. Thí nghiệm 3: chuẩn độ axit mạnh – bazơ mạnh với thuốc thử metyl da cam...13

4. Thí nghiệm 4: chuẩn độ axit – bazơ CH3COOH với thuốc thử phenol phtalein và metyl da cam...14

III. Trả lời câu hỏi...14

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

LỜI NÓI ĐẦU

Đầu tiên, chúng em xin cảm ơn trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM đã tạo điều kiệncho chúng em làm việc nhóm với nhau, có thể nói làm việc nhóm là một trong nhữngyếu tố quan trọng sẽ hỗ trợ chúng em trên con đường sự nghiệp sắp tới. Chúng emcũng xin cảm ơn trường đã đưa bộ mơn TN Hóa đại cương vào chương trình giảng dạy,cung cấp cho chúng em nhiều kiến thức mới.

Và đặt biệt, chúng em xin chân thành cảm ơn cô Võ Nguyễn Lam Uyên là giảng viêngiảng dạy chính mơn TN Hóa đại cương cho chúng em. Cảm ơn cô đã truyền đạtnhững kiến thức quý báo, những kinh nghiệm giảng dạy của cô cho chúng em. Trongq trình học mơn TN Hóa đại cương này, chúng em cảm thấy mình được trao dồithêm nhiều kiến thức hay và bổ ích, giúp chúng em có thể hồn thành bài báo cáo này.Bộ mơn TN Hóa đại cương là một bộ mơn vơ cùng hữu ích, mơn học này đã dạy chochúng em biết cách làm việc nhóm, biết cách viết báo cáo đúng cách. Tuy nhiên, vớikiến thức còn hạn chế cũng như còn bỡ ngỡ nên mặc dù đã cố gắng hết sức cho bàibáo cáo lần này nhưng vẫn không thể tránh khỏi những thiếu sót và những phần chưachính xác. Chúng em mong cơ có thể xem xét và góp ý cho bài báo cáo của chúng emtrở nên hoàn thiện hơn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

BÀI 1: KỸ THUẬT PHỊNG THÍ NGHIỆM

- Phễu chiết: Là loại dụng cụ dùng để tách rời các chất không tan vào nhau ở dạnglỏng hoặc lấy chất lỏng khỏi chất rắn có kích thước lớn. Cách sử dụng như sau:sau khi cho hỗn hợp vào phễu chiết, lắc đều, để yên.

- Ống sinh hàn: Là loại dụng cụ dùng để ngưng tụ các chất lỏng dễ bay hơi trongcác quá trình phản ứng chưng cất có cấu tạo gồm phần ống để chất dễ bay hơi điqua. Phần ngoại ống dùng để chứa tác nhân làm lành

-Phễu lọc Bunchner: Là loại dụng cụ dùng để lọc nhanh các hệ lỏng rắn

- phễu lọc thường: Có tác dụng tách rời hệ rắn lỏng khi sử dụng phải đi kèm vớivật liệu lọc như giấy lọc, màng xốp thủy tinh

- Dùng becher 50ml cho nước vào buret.

- Chờ cho đến khi khơng cịn bọt khí sót lại ào trong buret.

- Dùng tay trái mở nhanh sao cho dung dịch lắp đầy phần cuối của buret.- Chỉnh buret về mức 0.

- Dùng tay trái điều chỉnh khóa buret cho 10ml nước từ buret vào becher.

3. Thí nghiệm 3: Chuẩn độ ơxy hóa khử

- Cân 0,6 g axit oxalic, hòa tan bằng nước cất thành 100 ml dung dịch axit oxalic. Đổdung dịch mới pha vào becher. Rửa sạch fion sau khi pha chế xong.

- Dùng pipet 10 ml lấy 10 ml dung dịch axit oxalic trên cho vào erlen. Thêm 2ml dungdịch H2SO4 1N

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

- Dùng buret chứa dung dịch KMNO4 0,1N.

- Nhỏ từ từ dung dịch KMNO4 vào erlen trên, lắc đều cho đến khi dung dịch đổi màutím nhạc

4. Thí nghiệm 4: Pha lỗng

Dùng pipet bầu lấy 10ml dung dịch HCl 1M cho vào bình định mức 100ml. Kế đóthêm nước vào đến gần vạch trên cổ bình định mức bằng ống đong. Cuối cùng dùngbình xịt nước cho từng giọt nước cho đến khi đến vạch. Đậy nút bình định mức, lắcđều. Ta thu được dung dịch HCl 0,1M

5. Thí nghiệm 5: Kiểm tra nồng độ pha lỗng

- Lấy buret tráng sạch bằng nước cất sau đó tráng bằng dung dịch NaOH 0,1M

- Dùng pipet 10 ml sau khi đã bóp với HCL vừa pha cho vào erlen đã tráng bằng nướccất 10ml dung dịch HCl vừa pha xong thêm một giọt chỉ thị phenolphtalein. Cho từ từdung dịch NaOH trên buret vào erlen vừa cho vừa lắc đều cho đến khi dung dịchchuyển sang màu hồng nhạt thì dừng lại. Dùng bịch tia nước tráng thành erlen bằngnước cất, lắc đều. Nếu mà hồng nhạt không biết mất trong khoảng 30 giây kết thúcchuẩn độ. Đọc thể tích dung dịch NaOH 0,1M đã dùng ở trên.

- Tính nồng độ dung dịch axit vừa pha loãng- Lặp lại hai lần lấy kết quả trung bình.

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

-Lấy 50 ml nước ở nhiệt độ phòng cho vào becher bên ngoài đo nhiệt độ t1.

- Lấy 50 ml nước khoảng 60°C cho vào nhiệt lượng kế, để yên 2 phút rồi đo nhiệt độ t2.- Dùng phễu đổ nhanh 50 ml ở nhiệt độ phòng vào nhiệt lượng kế chứa 50 ml nướcnóng. Sau khoảng 2 phút đo giá trị nhiệt độ t3.

1.2. Cơng thức tính �0�0�0�0 = ��(�3−�1)−(�2−�3)

�2−�3 ( 1< �0�0<10)Trong đó: m – khối lượng 50 ml nước

c – nhiệt dung riêng của nước ( 1 cal/g.độ )1.3 Kết quả tính �0�0

2.2. Cơng thức tính Q,H

� = ( �0�0 + ��)∆� (∆� = �3 − (�1+�22 ) )∆H= � −�

�ℎả� ứ��

Trong đó: �0�0 đã tìm được ở thí nghiệm 1

Nhiệt dung riêng của dd NaCl 0,5M là 1 cal/g.độKhối lượng riêng của dd NaCl là 1,02 g/ml.2.3. Tính Q,H

Phương trình: NaOH + HCl → NaCl + H2

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

-Thể tích của HCl và NaOH bằng 25 ml, nồng độ mol là 1M suy ra số mol của 2 chấtlà:

n = CM×V = 0,025 × 1 = 0,025 (mol)Suy ra: nphản ứng= nNaOH=nHCl= 0,025 (mol)

Phản ứng có ∆H < 0 nên đây là phản ứng tỏa nhiệt.

3. Thí nghiệm 3: Nhiệt hịa tan của CuSO4

Trong đó : m - khối lượng dung dịch CuSO4

c- nhiệt dung riêng của dung dịch CuSO4( lấy gần bằng 1 cal/g.độ)∆H = −��

3.3. Tính Q,H.

+ Số mol CuSO4là : nCuSO4= 1604 = 0,025 (mol)

+ Nhiệt dung riêng của CuSO4và H2O là c = 1 (cal/g.độ)+ mH2O= 50g, mCuSO4= 4g

Kết quả thu được:

Lần 1 Lần 2 Lần 3mCuSO4(g) 4 4 4

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

Q1=(m0c0+ mH2O.cH20+mCuSO4.cCuSO4) × (t2-t1)= (6+ 50×1+4×1) ×(39-34) = 300 (cal)

Tương tự ta có : Q2=330 (cal) ; Q3=300 (cal); QTB=�1+�2 +�33 = 310 (cal).∆H = −�� = 0,025−310 = -12400 (cal/mol).

3.4. Kết luận.

Phản ứng có ∆H < 0 nên đây là phản ứng tỏa nhiệt.

4. Thí nghiệm 4: Nhiệt hịa tan của NH4Cl

4.1. Mơ tả thí nghiệm: Làm tương tự như thí nghiệm 3 ta thay CuSO4khan thànhNH4Cl

4.2. Cơng thức tính Q,H.

Q = (m0c0+ mH2OcH2O+ mNH4ClcNH4Cl).(t2– t1)∆H= −��

Trong đó :+ cNH4Cl= 1cal/g.độ+ mH2= 50g, mNH4Cl= 4 g+ nNH4Cl= 0,075 (mol).4.3. Tính Q,H

Lần 1 Lần 2 Lần 3mNH4Cl(g) 4 4 4

Phản ứng có ∆H > 0 nên đây là phản ứng thu nhiệt.

III. Trả lời câu hỏi

1. ∆Hthcủa phản ứng HCl + NaOH → NaCl + H2O sẽ được tính theo số mol HClhay NaOH khi cho 25 ml dung dịch HCl 2M tác dụng với 25 ml dung dịchNaOH 1M? Tại sao?

Ta có: Số mol của NaOH : nNaOH= 0,025 (mol)Số mol của HCl: nHCl= 0,05 (mol)

HCl + NaOH → NaCl + H2O

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

➔ Ta thấy NaOH phản ứng hết và HCl còn dư, nên ∆Hthcủa phản ứng tính theo sốmol của NaOH. Vì lượng dư HCl dư không tham gia phản ứng nên không sinh ra nhiệt.

2. Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi haykhơng?

Bài làm: Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 vẫn khơngthay đổi vì HNO3 cũng là một axit mạnh phân li hoàn toàn.

- Do sunfat đồng bị hút ẩm

- Do lấy nhiệt dung riêng sunfat đồng bằng 1 cal/mol.độ

Theo em sai số nào là quan trọng nhất, giải thích? Cịn ngun nhân nào kháckhơng?

Theo em còn 2 nguyên nhân khác làm cho kết quả sai số:

+ Cân điện tử cân hóa chất chính xác, tuy nhiên lượng chất chúng ta lấy là khác nhaucũng gây ra sự biến đổi nhiệt đáng kể

+ Lượng CuSO4 trong phản ứng có thể khơng tan hết làm mất đi một lượng đáng kểphải được sinh ra trong quá trình hịa tan.

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

I. Mục đích thí nghiệm

- Nghiên cứ ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng

-Xác định bậc của phản ứng phân hủy Na2S2O3trong môi trường axit thực nghiệm

- Lần lượt thí nghiệm như sau.

+ Đổi nhanh axit vào bình cầu, bấm đồng hồ.

+ Lắc nhẹ để yên thấy chuyển sang đục thì bấm đồng hồ.+ Đọc Delta t.

+ Lập lại thí nghiệm để lấy giá trị trung bình

1.2. Kết quả thu đươc

TN Nồng độ ban đầu (M) Delta t1 Delta t2 Delta ttb

tbtbtbtb

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

2.3. Kết luận phản ứng

III. Trả lời câu hỏi

1. Trong thí nghiệm trên, nồng độ củaNa2S2O3và củaH2SO4đã ảnh hưởng thếnào lên vận tốc phản ứng? Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng. Xác định bậccủa phản ứng.

Nồng độ của Na2S2O3tỉ lệ thuận với vận tốc phản ứng.

Nồng độ của H2SO4tăng có xu hướng làm tăng vận tốc phản ứng, nhưng hầu như rấtnhỏ

Dựa vào kết quả TN có thể kết luận phản ứng (1) hay (2) là phản ứng quyết địnhvận tốc phản ứng tức là phản ứng xảy ra chậm nhất không? Tại sao? Lưu ý trongcác TN trên, lượng axit H2SO4luôn luôn dư so với Na2S2O3.

Phản ứng quyết định vận tốc phản ứng, tức là phản ứng xảy ra chậm nhất, là phản ứng(2) vì đây là phản ứng tự oxy hoá khử nên xảy ra rất chậm. Phản ứng (1) là phản ứngtrao đổi ion nên xảy ra rất nhanh so với phản ứng (2).

3. Dựa trên cơ sở của phương pháp TN thì vận tốc xác định được trong các TNtrên được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời?

Biểu thức tính vận tốc phản ứng trung bình là , mà trong thí nghiệm này tacố định delta C bằng cách ghi nhận thời gian delta t từ lúc bắt đầu phản ứng đến lúc

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Biểu thức tính vận tốc phản ứng nên hệ phụ thuộc vào hằng sốtốc độ phản ứng k , nồng độ, áp suất và diện tích tiếp xúc, trong đó k phụ thuộc vàonhiệt độ, chất xúc tác và bản chất phản ứng. Do đó, thay đổi thứ tự cho H2SO4vàNa2S2O3khơng làm thay đổi hệ, và không làm thay đổi bậc phản ứng.

5. Kết luận

Qua thí nghiệm này, ta đã chứng minh được nồng độ của các chất tham gia có ảnhhưởng đến vận tốc phản ứng (nồng độ của Na2S2O3tỉ lệ thuận với vận tốc phản ứngứng), và bậc phản ứng không thay đổi khi ta thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3.Bằng thực nghiệm, ta xác định được bậc của phản ứng phân huỷ Na2S2O3 trong môitrường axit bằng 1,15~1.

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

I. Mục đích thí nghiệm

- Dựa trên việc thiết lập đường cong chuẩn độ 1 axit mạnh bằng một bazơ dựa trênviệc thiết lập đường cong chuẩn độ 1 axit mạnh bằng một bazơ mạnh lựa chọn chất chỉthị màu thích hợp cho phản ứng chuẩn độ axit HCl bằng dung dịch NaOH chuẩn.- Áp dụng chuẩn đồ chính xác nồng độ một axit yếu

II. Thực hành

1.Xây dựng đường cong chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

2. Thí nghiệm 2: chuẩn độ axit mạnh – bazơ mạnh với thuốc thử phenol phtalein

��� → ����� =���1+ ���23 + ���3 = 0,1022

∆��� = ��− ���� → ∆����� =∆���1+ ∆�3��2+ ∆���3 = 0,0022→ �� = 0,1022 ± 0,0022

3. Thí nghiệm 3: chuẩn độ axit mạnh – bazơ mạnh với thuốc thử metyl da cam

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

∆��� = ���− ����� → ∆����� =∆���1+ ∆�3��2+ ∆���3 = 0,0023→ �� = 0,1023 ± 0,0023

4. Thí nghiệm 4: chuẩn độ axit – bazơ CH3COOH với thuốc thử phenol phtaleinvà metyl da cam

��� → �CH3COOH�� =�CH3COOH1+ �2 CH3COOH2 = 0,010025

∆�CH3COOH = �CH3COOH − �CH3COOH�� → ∆�CH3COOH�� =∆�CH3COOH1 + ∆�CH3COOH22

= 0,000025

→ �CH3COOH = 0,010025 ± 0,000025

III. Trả lời câu hỏi

1.Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH, đường cong chuẩn có thay đổi haykhơng, tại sao?

Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH thì đường cong chuẩn độ khơng thay đổi vìđương lượng phản ứng của các chất khơng thay đổi, chỉ có bước nhảy là thay đổi. Nếudùng nồng độ nhỏ thì bước nhỏ và ngược lại.

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

metyl da cam là 3.1-4.4 mà điểm tương đương của hệ là 7, do đó phenol phtalein sẽgiúp ta xác định màu tốt hơn rõ ràng hơn.

3. Từ kết quả thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic bằngchỉ thị màu nào chính xác hơn, tại sao?

Từ kết quả thí nghiệm4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic bằng phenolphtalein chính xác hơn. Vì trong mơi trường axit phenol phtalein khơng có màu, vàchuyển sang màu hồng trong mơi trường bazơ, nên ta có thể phân biệt được dễdàng và chính xác hơn. Cịn metl da cam chuyển từ màu đỏ trong môi trường axit,sang màu vàng cam trong mơi trường bazo vì thế ta sẽ khó phân biệt được chínhxác. Ngồi ra cịn vì phenol phtalein có bước nhảy pH trong khoảng 8-10, cònmetyl da cam là 3.1-4.4 mà điểm tương đương của hệ >7

4. Trong phép phân tích thể tích, nếu đổi vị trí của NaOH và axit thì kết quảcó thay đổi khơng, tại sao?

Trong phép phân tích thể tích nếu thay đổi vị trí NaOH và axit thì kết quả vẫn khơngthay đổi vì bản chất của phản ứng vẫn là phản ứng trung hòa và chất chỉ thị cũng vẫnsẽ đổi màu tại điểm tương đương

</div>