Thí Nghiệm hóa lý đh bách khoa

hcmut

thí nghiệm hóa lý

HC14HD

BÀI SOẠN THÍ NGHIỆM HOÁ LÝ
BÀI 1: NHIỆT PHẢN ỨNG
1.

2.

Nguyên tắc hoạt động của nhiệt lượng kế?
Nhiệt lượng kế là thiết bị có cấu tạo sao cho có thể tiến hành các quá trình
nhiệt động và đo hiệu ứng nhiệt của các quá trình này thông qua việc đo
sự chênh lệch nhiệt độ ∆T trước và sau phản ứng. NLK đc cách điện rất
tốt
Thiết lập công thức tính nhiệt trung hòa, nhiệt phân ly

Q1 = W.∆T1 =∆Hhòa tan .nKCl → W

(∆H nhiệt hòa tan J/mol)

Q2 = Qpha loãng = W∆T2
Q3= Qtrung hòa + Qpha loãng = W∆T3 →

Qtrung hòa = - Qpha loãng + W∆T3

Q4 = Qtrung hòa + Qpha loãng+ Qphân ly = W∆T4
→ Qphân ly = W∆T4 – ( Qtrung hòa + Qpha loãng)
3.

4.

Tại sao khi xác định nhiệt phân ly phải biết nhiệt pha loãng nhiệt
trung hòa?
Nhiệt phân ly được xác định khi cho 1 acid yếu tác dụng với 1 base
mạnh. Trong quá trình này đồng thời cũng xuất hiện quá trình trung hòa
và quá trình pha loãng Qtổng = Qtrung hòa + Qpha loãng + Q phân ly.
Các giá trị Qtrung hòa Qphân ly được tính theo acid hay kiềm?

Nhiệt trung hòa được tính theo chất có số mol ít hơn trong phản ứng.
(NaOH)= 6M*10ml= 0.06 mol
(HCl) = 0.1M*500ml= 0.05mol
→tính theo acid
5.

Trình bày cách xác định độ chênh lệch nhiệt độ ∆T từ các giá trị đo
trên nhiệt kế beckman
Xem sách bài nhiệt phản ứng

6.

Cách xác định hằng số w của nhiệt lượng kế trong công thức Q=w.∆t.

1


hcmut

thí nghiệm hóa lý

-

-

7.

8.

1.

HC14HD

Cách 1: dùng nhiệt hòa tan của một muối đã biết. Hòa tan g gam muối
khan trong G gam nước cất → ∆T. Tra sổ tay hóa lý hoặc tính w theo
phương trình:
Cách 2: dùng dòng điện
Q=U.I.t=W∆T (J)

Tại sao xác định nhiệt trung hòa phải biết nhiệt pha loãng?
Trong thí nghiệm trung hòa có bao gồm cả quá trình pha loãng kiềm
10 ml NaOH 6M + 500 ml HCl 1M→ 510 ml dd
H+ + OH- → H2O + Qtrunghòa
Vì sao trong bài có thể bỏ qua nhiệt pha loãng của acid?
Ban đầu C HCl=0,1 M → n=0,1.0,5=0,05 mol
Pha loãng n=0.5 mol Vdd=510ml → C’HCl= 0,098
Acid bị pha loãng không đáng kể nên nhiệt pha loãng cùng ko đáng kể

BÀI 2: CÂN BẰNG LỎNG LỎNG
Nguyên tắc bài thí nghiệm với hệ 2 chất lỏng hòa tan hạn chế vào

nhau:

Theo phương pháp đa nhiệt: khảo sát nhiều hỗn hợp với thành phần khác
nhau. Gia nhiệt từ từ và ghi lại nhiệt độ chuyển pha từ đục thành trong. Để
nguội từ từ để ghi nhiệt độ chuyển pha trong thành đục.
2.

3.

Tại sao khi làm thí nghiệm không để nhiệt độ môi trường quá cao so
với nhiệt độ chuyển pha?
Phenol là chất dễ cháy do đó tránh nhiệt độ quá cao để đảm bảo an toàn
Flash point: 79 °C (174 °F; 352 K)
Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ tan lẫn vào thành phần có
dạng như thế nào? Giải thích các miền của đồ thị đó?

Đồ thị có dạng hình chuông
Vùng nằm ngoài đường cong là vùng đồng thể, vùng trong đường cong là vùng
dị thể.

4.

Cho biết ý nghĩa của nhiệt độ tới hạn (critical point)?

Định nghĩa: Điểm tới hạn là điểm cực trị trên đường cân bằng lỏng lỏng. Là
điểm mà tại đó nồng độ phần mol của 2 pha bằng nhau.
2


hcmut

thí nghiệm hóa lý

HC14HD

Ý nghĩa: nếu nhiệt độ từ điểm tới hạn trở lên thì hệ 2 chất lỏng sẽ tan vô hạn
vào nhau.
5.

Tại sao trong quá trình đun nóng khi hỗn hợp sắp trong phải cho
nhiệt độ tăng rất chậm và khuấy mạnh hơn?

Khi hỗn hợp sắp trong là lúc hỗn hợp sắp chuyển từ dị thể sang đồng thể, sự
thay đổi này rất nhanh, nên phải tăng nhiệt độ từ từ, để quan sát được điểm
chuyển pha. Cần khuấy mạnh để nhiệt độ đều trong hệ làm toàn bộ đều
chuyển từ dị thể sang đồng thể tránh hiện tượng chuyển pha cục bộ
6.

7.

8.

1.

Trong 2 pp đa nhiệt và đẳng nhiệt , phương pháp nào đơn giản hơn:
Pp đa nhiệt vì:
Duy trì nhiệt độ ổn định rất phức tạp
Khó định lượng chính xác thành phần hệ. (muốn định lượng chính xác
phải dùng burret trong khi vừa phải khuấy vừa phải giữ nhiệt)
Phương pháp đa nhiệt chỉ cần vừa khuấy vừa thay đổi nhiệt độ nên đơn

giản hơn
Giữ nguyên thành phần phenol và nước trong ống nghiệm, đun
không khuấy thì vẫn xảy ra hiện tượng đục thành trong nhưng hiện tượng
xảy ra cục bộ do truyền nhiệt không đều, khó ghi nhận nhiệt độ chuyển
pha.
Ở một nhiệt độ nhất định, với 1 lượng nước không đổi, khi thêm từ từ
phenol vào nước ( có khuấy trộn) thì lúc đầu phenol tan hết tạo ra dung
dịch trong, cho tới khi bão hòa thì bắt đầu đục rồi tới khi cho thật nhiều
phenol thì trong trở lại.

BÀI 3: CÂN BẰNG LỎNG HƠI
Thế nào là dung dịch lí tưởng?

Là dd đc tạo thành từ các chất có tính chất gần giống nhau, là dd mà hệ số hoạt
độ của các cấu tử bằng 1. Trong đó tương tác giữa các phần tử cùng loại và khác
3


hcmut

thí nghiệm hóa lý

HC14HD

loại là như nhau, ví dụ: benzen- toluene, ethanol-methanol, diethyl etherdimethyl ether, ...
2.

Từ chiết suất các dung dịch đo được làm thế nào để xác định nồng độ
các dung dịch?

Phương pháp lập đường chuẩn:

3.

Trước hết pha các dd có thành phần chính xác, đo đo chiết suấ của chung
dd để lập thành đường n=f(x) sau đó dùng đường chuẩn này để xác định
thành phần của các dd khi biết chiết suất của nó. ( số liệu lập đường
chuẩn đã được phòng thí nghiệm cung cấp, sv chỉ cần vẽ đường chuẩn)
Nêu định luật Raoult và Konovalop 1?
 Định luật Raoult: áp suất hơi bão hòa của mỗi cấu tử tỉ lệ thuận với
phần phân tử của nó trong dung dịch
Pi=Pi*.xi , ΣP=


Định luật konovalop 1: cơ sở lý thuyết của quá trình chưng cất

Xét hệ gồm đ lý tưởng của 2 cấu tử A và B cân bằng với pha hơi của chúng
theo định luật Dalton thì thành phần pha hơi tỷ lệ với số mol và áp suất của cấu
tử trong pha hơi

4.

Hệ số tách α=
Tại sao chỉ lấy từ 3-5 giọt hơi ngưng tụ để đo chiết suất?

Lấy ít không đủ đo
Lấy nhiều sẽ làm thay đổi đáng kể thành phần của pha lỏng còn lại trong
bình chưng cất làm thay đổi nhiệt độ sôi. Do đó phải đo nhiệt độ 2 lần trước
và sau khi lấy giọt hơi. Nếu chênh lệch trên 1oC phải làm lại.

5.

Thành phần pha hơi nằm cân bằng với pha lỏng đc xác định bằng
cách nào?
 Đối với dung dịch lí tưởng ( hỗn hợp đồng đẳng), có thể tính theo
định luật Raoult hay định luật Konovalop 1
 Đối với hệ thực do có sự sai lệch âm hoặc dương so định lật raoult
các định luật trên ko còn đúng, xác định bằng thực nghiệm. Làm thí
nghiệm như trong bài
4


hcmut

6.

1.

thí nghiệm hóa lý

HC14HD

Khi chưng dung dịch có điểm đẳng phí ( sai lệch âm) thì sản phẩm đỉnh
có thành phần của điểm đẳng phí, vì hỗn hợp đẳng phí có nhiệt độ sôi cao
hơn cả nhiệt độ sôi của cấu tử dễ bay hơi tinh khiết.
BÀI 4: ĐỘ DẪN DUNG DỊCH
Các giá trị độ dẫn được xác định bằng cách:

Đối với dung dich điện ly mạnh λ=λ∞-a√C bằng số liệu thực nghiệm vẽ đồ thị
ta có được λ∞, áp dụng với các dung dịch điện ly mạnh của bài thí nghiệm như

HCl, NaCl, CH3COONa để tìm các giá trị λo
2.
3.

Hệ số phân ly của chất điện ly yếu quan hệ với độ dẫn bằng công thức
α=λ/λ∞
Làm thế nào để xác định hệ số cân bằng kc của chất điện ly yếu từ
việc đo độ dẫn?
CH3COOH

CH3COO- +

→

Co(1-α)

αCo

H+
αCo

Kc = =
Hệ số α phụ thuộc vào độ dẫn như câu 2: α=λ/λ∞
4.




Nêu các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẫn dung dịch.
Nồng độ dung dịch

Nhiệt độ
Bản chất của chất tan (α, λ)

5.

Trình bày và cho biết điều kiện áp dụng hệ thức Onsager- Kohlrauch

Độ dẫn đương lượng của dung dịch chất điện ly phụ thuộc vào nồng độ khi
nồng độ tăng lên độ dẫn λ giảm xuống .Giản đồ λ=f(√C) đối với chất điện ly
mạnh λ giảm theo quy luật đương thẳng và giảm rất nhanh khi √C tăng điều này
phù hợp theo phương trình thực nghiệm Onsager- Kohlrauch:
λ=λ∞-a√C
Với λ là độ dẫn đương lượng λ∞ là độ dẫn đương lượng giới hạn khi dung dịch
vô cùng loãng
5


hcmut

thí nghiệm hóa lý

HC14HD

Điều kiện để áp dụng hệ thức khá chính xác trong việc xác định λ∞ của chất
điện ly mạnh ( dd loãng)
6.

7.

Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ tỉ lệ thuận với độ dẫn dung dịch.

Vì khi nhiệt độ tăng các ion trong dung dịch sẽ chuyển động dưới tác
động của nhiệt độ.
Nguyên tắc hoạt động của cầu Wheatstone. Bài này sẽ không sử dụng
cầu Wheatstone để đo độ dẫn mà sử dụng thiết bị đo độ dẫn. Do cầu
Wheatstone chỉ có tính tham khảo.

Điện trở R3=R4,
R2 là biến trở có thể đọc được giá trị
R1 là dung dịch cần đo
Đặt 2 đầu A-B dòng điện xoay chiều
Điều chỉnh biến trở R2 cho tới khi Volt kế V có giá trị 0 V thì điện trở của dung
dịch bằng điện trở biến trở ( R1=R2)
8.

1.

Khi đo độ dẫn phải sử dụng dòng xoay chiều tần số cao vì cần tránh xảy
ra hiện tượng điện phân làm thay đổi nồng độ dung dịch và ảnh hưởng tới
kết quả đo độ dẫn.
BÀI 5: SỐ VẬN TẢI ION
Trình bày sự di chuyển và thay đổi đương lượng các ion ở khu vực
anod trong bình Hittorf?

2 H2O → 4 H+ + O2 + 4e
1 lượng H+ chuyển dịch chuyển qua khu catod
1 lượng SO42- dịch chuyển vào
6


hcmut

2.

thí nghiệm hóa lý

HC14HD

Nguyên nhân làm biến đổi nồng độ các ion trong các khu vực của
bình Hittorf :

Do ion SO42- chuyển từ bên catod qua anod, lượng H+ sinh ra ở anod do phải
ứng nhiều hơn lượng H+ chuyển đi, lượng H+ mất đi ở catod nhiều hơn lượng H+
chuyển tới.
3.

Trình bày định luật và biểu thức của định luật Faraday thứ 1

Khối lượng vật chất được giải phóng ra ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ
thuận với điện lượng chạy qua bình đó. m= k* q
4.

Tại sao nhiệt độ của dung dịch trong bình Hittorf tăng lên trong quá
trình điện phân. Nhiệt độ ảnh hưởng đến số tải vận ion như thế nào?

Công của dòng điện không chỉ có tác dụng làm chuyển điện tích trên các
nguyên tử dẫn tới quá trình điện phân mà còn gây nêu dòng chuyển dịch có
hướng của các ion trong dung dịch, dong chuyển dịch các ion va chạm với các
nguyên tử làm tăng động năng của các nguyên tử → tăng nhiệt độ.
Nhiệt độ ảnh hưởng tới độ dẫn của từng ion λ ( xem chi tiết ở bài Độ dẫn) mà
số tải thì tỉ lệ với độ dẫn của ion

5.

Thời gian điện phân ảnh hưởng đến các giá trị nào trong bài thí
nghiệm?

Thời gian điện phân ảnh hưởng đến điện lượng đi qua bình điện phân Hittorf
và được xác định bằng việc đo khối lượng đồng thay đổi trên điện cực của
Coulomb kế
6.

Viết các phản ứng xảy ra trên điện cực trong bình điện phân
Coulomb kế đồng.

Trên catod: Cu2+ +2e → Cu
Trên anod: Cu – 2e → Cu2+
7.

Bản chất của quá trình điện phân dung dịch H2SO4 là quá trình gì?
Vai trò của acid H2SO4 trong quá trình này là gì?
7


hcmut

thí nghiệm hóa lý

HC14HD

Bản chất của quá trình điện phân dd H2SO4 là điện phân nước.

Vai trò của H2SO4 tạo môi trường H3O+
8.

Viết các phản ứng xảy ra trên điện cực trong bình Hittorf.

Khu catod:

2H+ + 2e → H2 ↑

Khu anod:

2H2O → 4H+ + O2 ↑ + 4e

9.

Trình bày phương pháp tính số tải từ khối lượng đồng bám vào catod
của Coulomb kế (m), nồng độ acid trong bình ở anod và catod trước
và sau điện phân

Mối liên hệ giữa khối lượng đồng bám vào catod của Coulomb kế với điện
lượng q:

Với F là điện tích của 1 mol eletron ( hay 1 đương lượng điện tử)
F= 96500 Coulomb/mol.
Nồng độ ban đầu của catod và anod là Co.
Nồng độ sau điện phân của catod và anod lần lượt là Cc và Ca.
Thể tích dung dịch ở mỗi khu là V.
Số tải H+ là:

10.

Định nghĩa số tải

Số tải của 1 ion là tỉ số giữa điện lượng mà ion đó vận chuyển với tổng điện
lượng do tất cả các ion trong dung dịch cùng vận chuyển.

1.


BÀI 6: BẬC PHẢN ỨNG
Thế nào là bậc nồng độ, bậc thời gian?
Bậc nồng độ là bậc phản ứng được xác định bằng cách xác định vận tốc
tại t=0 với 1 loạt phản ứng có nồng độ ban đầu Co khác nhau ( loại trừ
được sản phẩm phụ và chất trung gian trên vận tốc phản ứng )

8


hcmut


2.



3.




thí nghiệm hóa lý

HC14HD

Bậc thời gian là bậc phản ứng được xác định bằng cách xác định vận tốc
phản ứng được xác định từ những thời điểm khác nhau của 1 phản ứng
Định nghĩa bậc phản ứng. Nêu các cách xác định.
Bậc phản ứng là đại lượng đặc trưng mức độ phụ thuộc của tốc độ phản
ứng vào nồng độ của các chất tham gia phản ứng
Các phương pháp xác định:
 Phương pháp tích phân (phương pháp thế)
 Phương pháp vi phân
 Phương pháp thời gian chuyển hóa 1/q của phần chất phản ứng.
Na2S2O3 cho vào để làm gì? Viết phương trình phản ứng. Công dụng
của hồ tinh bột?
Na2S2O3 cho vào để cố định 1 lượng chất phản ứng không đổi trong loạt
thí nghiệm đối với các nồng độ Co khác nhau tức là ∆CA bằng nhau trong
loạt thí nghiệm. Phản ứng đang khảo sát sinh ra I2, I2 sinh ra sẽ phản ứng
ngay với Na2S2O3 do đó sẽ không làm đổi màu hồ tinh bột. Do Na2S2O3
được lấy bằng pippet 1 lượng xác định do đó lượng phản ứng ∆CA trong
loạt thí nghiệm là như nhau.
Phương trình:
2 Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2 NaI


4.



5.





Công dụng của hồ tinh bột xác định thời điểm mà phản ửng với hồ tinh
bột là lúc đạt tốc độ chuyển hóa mong muốn
Tại sao phải ghi nhiệt độ mỗi thí nghiệm? Nhiệt độ ảnh hưởng tới
hằng số tốc độ như thế nào?
Đây là phản ứng toản nhiệt nên nhiệt độ sẽ tăng lên vì bài thí nghiệm
đang khảo sát bậc phản ứng nên phải cố định nhiệt độ để hằng số tốc độ
phản ừng không đổi
Ảnh hưởng của nhiệt độ: nhiệt độ tăng thì hằng số tốc độ pah3n ứng cũng
tăng và được cụ thể hóa thông qua phương trình
Trình bày rõ phương pháp xác định bậc phản ứng bằng phương
pháp tích phân và vi phân
Phương pháp vi phân: phương pháp Van’Hoff cần biết nồng độ c và vận
tốc phản ứng v ứng với mỗi thời điểm t khác nhau. Lấy loggarit phương
trình trên ta được lnv=lnk+n.lnCA bằng số liệu thí nghiệm và phương
pháp bình phương cực tiểu tìm được bậc phản ứng n
Phương pháp tích phân : Gọi số n= 1,2,3...từ các n ứng với các số liệu
thực nghiệm khác nhau nếu k’ là hằng số thì bậc giả sử là đúng. Hoặc
dùng đồ thị để chứng minh nếu đồ thị là đường thẳng thì bậc giả sử là
đúng
9


hcmut

6.

thí nghiệm hóa lý

HC14HD

Bình 1 gồm Na2S2O3, KI, H2O và bình 2 có hồ tinh bột, K2S2O8 và
H2O. Phải đổ bình nào vào bình nào, làm ngược lại được không và tại
sao?

Phải đổ bình 2 vào bình 1 không thể đổ ngược lại vì nếu đổ ngược lại lượng I2
sinh ra do phản ứng gặp lượng hồ tinh bột nhiều trong bình 2 có thể phản ứng
với lượng hồ tinh bột trước khi phản ứng với Na2S2O3 làm dung dịch chuyển
ngay sang màu tím nhạt nhật dẫn đến sai lệch thời gian phản ứng.
7.

Vì sao khi dung dịch chuyển sang màu tím nhạt thì bấm ngưng thì kế
(đồng hồ bấm giờ) ?

Vì khi có màu tím nhạt thì lượng Na2S2O3 vừa phản ứng hết I2 sinh ra dư cho
màu tím nhạt khi đó phải ngưng bấm thì kế để xác định thời gian phản ứng, đó
là thời điểm biến thiên ∆C ở mỗi thí nghiệm là bằng nhau

8.

Trong biểu thức tính v tại thời điểm đầu, tại sao có thể viết:

Vì trong loạt phản ứng này, ∆t và ∆CA tương đối nhỏ nên có thể xem như chúng
bằng dt và dCA.
9.

Ý nghĩa của việc xác định bậc phản ứng?

Xác định bậc phản ứng để xác định mức độ ảnh hưởng của nồng độ tới tốc độ
phản ứng.
BÀI 7: NGHỊCH ĐẢO ĐƯỜNG
1.

Trong công thức hằng số tốc độ phản ứng nghịch đảo đường tại sao
có thể thay nồng độ bằng hệ số quay góc alfa?

Các chất glucose, frustose, saccharose, có tính quang hoạt, làm quay mặt
phẳng phân cực. Độ quay mặt phẳng phân cực lại phụ thuộc vào nồng độ các
chất do đó có thể thay nồng độ bằng độ quay phân cực.
10


hcmut

2.

thí nghiệm hóa lý

HC14HD

Góc đoán sự biến đổi của góc quay alfa?

Góc quay alfa sẽ giảm dần về 0 rồi âm theo thời gian phản ứng
3.

Để đo α∞ phải đem thủy phân hỗn hợp ở 70oC trong trên 45’, đun
trực tiếp trên bếp được không tại sao?

Phải đun hỗn hợp ở 70oC trên 30 phút để tăng tốc độ phản ứng nhanh đạt đến
điểm kết thúc hơn. Sau khi đun lên phải làm nguội về nhiệt độ phòng vì thí
nghiệm đang xét ở điều kiện đẳng nhiệt.
Không thể đun trực tiếp vì khó khống chế nhiệt độ, nhiệt độ cao làm nước bay
hơi , thay đổi nồng độ ảnh hưởng đến góc quay ngoài ra nhiệt độ cao còn làm
đường biến tính và gây nóng cục bộ.

4.

Tại sao gọi là phản ứng nghịch đảo đường? Tại sao phải tiến hành
trong môi trường HCl?

Do góc quay của hỗn hợp thủy phân sẽ giảm dần về 0 rồi trở thành âm nên gọi
là phản ứng nghịch đảo đường. Phải tiến hành tròng môi trường HCl vì H+ là
xúc tác cho quá trình phản ứng.
5.

Bậc phản ứng của phản ứng thủy phân đường là bao nhiêu ? (giải
thích dựa trên lý thuyết)

Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ saccharose, nước và ion H+ dùng làm
chất xúc tác. Nhưng lượng nước thực tế dùng rất lớn nên coi như không đổi, còn
nồng độ H+ là không đổi trong suốt quá trình phản ứng vì vậy tốc độ của phản
ứng chỏ còn phụ thuộc vào nồng độ của saccarozo nên có thể xem phản ứng là
phản ứng bậc 1.
6.

Xác định bậc phản ứng dựa trên thực nghiệm

Giả sử phản ứng bật 1, tốc độ của phản ứng có thể xác định theo phương trình

= - kCsaccharose
lấy tích phân thu được hằng số tốc độ phản ứng

→
11


hcmut

thí nghiệm hóa lý

HC14HD

Lập bảng vẽ đồ thị góc quay phân cực theo thời gian, thấy đồ thị có dạng đường
thẳng, suy ra phản ứng bậc 1.
7.

Tại sao glucose, fructose, saccharose, là các chất có tính quang hoạt?

Glucose, fructose, saccharose là các chất hoạt quang ( làm quay mặt phẳng phân
cực của ánh sáng qua kính Nicon) vì chúng đều chứa carbon bất đối xứng dẫn
tới toàn bộ phân tử bất đối xứng
8.

Thiết lập phương trình tính hằng số tốc độ

= - kCsaccharose
lấy tích phân thu được hằng số tốc độ phản ứng

*
Độ quay phân cực ban đầu: αo= a1[sac]=a1Co

(1)

Độ quay phân cực thời điểm cuối: α∞=a2[glu] + a3[fru]=Co(a2+a3)

(2)

Độ quay phân cực tại 1 thời điểm t: αt= a1[sac]+ a2[glu] + a3[fru]
= a1Ct + (a2+a3)(Co-Ct)

(3)

Từ (1) và (2) → αo-α∞=Co[a1- (a2+a3)]
Từ (3) và (2) → αt-α∞=Ct[a1- (a2+a3)]
Thay vào phương trình *

→

1.

BÀI 8: ĐỘ NHỚT DUNG DỊCH CAO PHÂN TỬ
Định nghĩa độ nhớt tương đối, độ nhớt riêng, độ nhớt rút gọn, độ
nhớt đặc trưng.

Độ nhớt tuyệt đối:
Đặc trưng cho ma sát giữa các phần tử lưu chất khi chuyển động.
Độ nhớt cao càng cao ma sát càng lớn do đó thời gian chảy của lưu chất càng

lâu.

12


hcmut

thí nghiệm hóa lý

HC14HD

Bởi vậy ng ta mới nghĩ ra đo độ nhớt bằng cách đo thời gian chảy trong ống
mao quản
Mối liên hệ tỉ lệ thuận giữa độ nhớt và thời gian chảy trong nhớt kế mao
quản như sau:

ŋ=
Độ nhớt tương đối:
Độ nhớt riêng:

ŋtđ ==

ŋr = ŋtđ -1

Để xem ảnh hưởng của nồng độ phải tính thêm độ nhớt rút gọn:

ŋrg = ŋr /C
người ta thấy nồng độ càng cao thì độ nhớt rút gọn càng cao.
Khi nồng độ tiến về 0 thì dung dịch tiến về dung môi nguyên chất vậy thì ŋr
sẽ về đâu?

Câu trả lời là nó tiến về 1 giá trị khác độ nhớt dung môi nguyên chất và tùy
thuộc vào bản chất của chất tan.
Do đó người ta đưa ra độ nhớt đặc trưng

[ŋ] =
Độ nhớt đặc trưng không thể đo trực tiếp mà phải thông qua việc đo độ nhớt của
các dd loãng khác nhau từ đó suy ra độ nhớt đặc trưng bằng đồ thị hoặc phương
pháp bình phương cực tiểu.
2.

Thế nào là dung dịch cao phân tử điện ly? Dung dịch cao su/toluene
là dung dịch điện ly hay không điện ly? Tại sao?

Là những hợp chất cao phân tử khi trương và hòa tan có thể phân ly. Không
phải là dung dịch cao phân tử điện ly, vì cao su không thể phân ly trong dung
dịch toluene.
3.

Nguyên tắc xác định phân tử lượng của các hợp chất cao phân tử

Độ nhớt càng lớn thì phân tử khối trung bình càng lớn và mối liên hệ cụ thể
giữa chúng được thể hiện trong phương trình sau:
13


hcmut

thí nghiệm hóa lý

[ŋ]= k.M

HC14HD

a

a, k là hệ số phụ thuộc vào bản chất dung môi, chất tan và nhiệt độ
4.

Nguyên nhân gây ra độ nhớt của dung dịch cao phân tử.

Dưới tác dụng của lực F, các chất lỏng trong ống chuyển động chảy thành lớp
theo một hướng. Do các lớp khác nhau chảy với vận tốc khác nhau nên xuất
hiện lực nội ma sát giữa các lớp khác nhau. Độ nhớt là hệ số tỉ lệ đặc trưng cho
lực nội ma sát, cản trở sự chuyển động tương đối giữa các lớp chất lỏng
5.

Các điều cần chú ý trong và sau khi làm thí nghiệm.

Pha dung dịch với nồng độ chính xác.
Đo dung dịch từ loãng đến đặc dần. đo dung môi trước
Sau mỗi lần thay dung dịch phải tráng nhớt kế vài lần bằng dung dịch sắp đo.
6.

Tính chất đặc trưng nhất của dụng dịch cao phân tử là gì? Ảnh
hưởng của trọng lượng phân tử đến tính chất này như thế nào?

Độ nhớt của dung dịch polymer rất cao. Ảnh hưởng của trọng lượng phân tử:
7.

[�]= k. Ma

Tại sao cao su hòa tan được trong toluene. Trình bày các giai đoạn
của sự hòa tan cao phân tử trong dung môi.

Vì polymer trương và hòa tan trong một số chất lỏng phân tử lượng nhỏ. Do
linh độ của phân tử dung môi lớn hơn rất nhiều so với linh độ của phân tử
polymer nên trong giai đoạn đầu tiên các phân tử dung môi sẽ thấm sau vào
phân tử polymer làm cho khối lượng và thể tích polymer tăng lên nhưng hình
dạng vẫn giữ nguyên tạo thành gel.
Đối với polymer phân cực , sự trương bắt đầu từ quá trình solvat hóa những
nhóm chức phân cực. Khi hình thành lớp solvat hóa, lượng dung môi được hấp
thụ vào polymer khô. Tiếp theo là quá trình trương. Lượng dung môi được hấp
thụ có thể gấp hang chục lần thể tích polymer.

14


hcmut

thí nghiệm hóa lý

HC14HD

Bài 9: HẤP PHỤ TRONG DUNG DỊCH TRÊN BỀ MẶT CHẤT HẤP
PHỤ RẮN.
1. Phạm vi ứng dụng của phương trình đẳng nhiệt Freundlich,
Langmuir và BET.
Freundlich: thích hợp ở khoảng nồng độ (hay áp suất) trung bình, vì ở nồng độ
thấp ↑Γ thường tỷ lệ thuận với C và ở nồng độ cao � thường đạt tới 1 trị số giới
hạn và do đó độc lập với C.
Langmuir: áp dụng cho trường hợp hấp phụ trong pha khí hoặc lỏng. Tuy nhiên

không giải thích một số đường đẳn nhiệt hấp phụ đặc biệt hoặc hấp phụ trong
vùng nồng độ trung bình. Langmuir giải thích những trường hợp biên: C (hoặc
P) rất lớn, C (hoặc P) rất nhỏ.
BET: sự mở rộng và tổng quát lý thuyết của Langmuir về hấp phụ đơn lớp
2.

Các loại chất hấp phụ rắn và tính chất đặc trưng của chúng.

Hấp phụ phân tử: sự hấp phụ của chất khoong điện giải hoặc điện giải yếu trên
ranh giới rắn lỏng mang tính chất phân tử và tuân theo định luật Gibs.
Quy tắc Traube: trong một dãy đồng đẳng các chất hữu cơ thì độ hấp phụ giảm
dần theo chiều tăng của độ dài mạch carbon vì phân tử có kích thước càng lớn
thì càng khó tiếp cận những lỗ xốp nhỏ
Quy tắc Rebinder: chất chỉ hấp phụ lên ranh giới pha khi sự hiện diện của nó
trong lớp bề mặt làm cân bằng nồng độ phân cực của hai pha.
Hấp phụ ion: xảy ra trong dung dịch chất điện ly.
Hấp phụ chọn lọc: có điện tích và bán kính phù hợp. Bán kính càng lớn thì khả
năng bị hấp phụ lên bề mặt càng lớn. Độ hấp phụ phụ thuộc nhiều vào bản chất
ion.
Hấp phụ trao đổi: một số chất hấp phụ có cấu trúc mạng chặt chẽ, khi cân bằng
trong dung dịch những ion bề mặt có linh động cao. Có khả năng hấp phụ một
lượng ion từ trong dung dịch, đẩy một lượng tương đương ion khác có cùng dấu
vào dụng dịch, do đó chúng là chất trao đổi ion.
3.

Nêu 3 ứng dụng thực tế của sự hấp phụ lỏng-rắn và khí-rắn. Cho ví
dụ 3 tên chất hấp phụ rắn đó.

15

hcmut

thí nghiệm hóa lý

HC14HD

Các ion K+, NH4+ là thức ăn của cây được bón vào đất. Khi hạt keo đất hấp phụ
các ion này sẽ co các ion Ca2+, Mg2+ bị đẩy ra một lượng tuong đương, thay đổi
lý hóa tinh cho đất sau một thời gian.
Làm mềm nước bằng phương pháp trao đổi ion. Nhựa Catonoid được dùng ở
dạng hạt có chứa Na+.
Than hoạt tính dùng để xử lí nức thải
4.

Có cần cân chính xác 1,0000g than hoạt tính hay chỉ cần cân chính
xác 1,xxxxg hay 0,9xxxg. Giải thích?

Không cần cân chính xác 1,0000g than hoạt tính vì cân đã có sai số của phép
đo.

5.

Định nghĩa bề mặt riêng của chất hấp phụ. Làm thế nào để xác định
bề mặt riêng của một chất hấp phụ?

Bề mặt tính đối với 1g vật hấp phụ được gọi là bề mật chất hấp phụ.
Cách xác định bề mặt chất hấp phụ So= � ∞ .N.A0 (m2/g)
N: 6,023. 1023
A0: diện tích chiếm chỗ trung bình của 1 phân tử chất bị hấp phụ.

6.

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp phụ.

Lượng chất bị hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ tùy thuộc vào nhiều yếu tố như:
Bản chất của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ.
Nồng độ của chất bị hấp phụ
Nhiệt độ, vv
7.

Định nghĩa: sự hấp phụ, chất hấp phụ, chất bị hấp phụ.

Sự hấp phụ: hiện tượng thay đổi nồng độ của chất ở trên ranh giới pha so với
trong long của pha.
Chất hấp phụ: chất trên bề mặt của nó có sự hấp phụ xảy ra
Chất bị hấp phụ: chất mà được tụ tập trên bề mặt phân chia pha.
16


hcmut

8.

thí nghiệm hóa lý

HC14HD

Trình bày phương pháp xử lí số liệu thực nghiệm để xác định các
hằng số của phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir.

Độ hấp phụ: �

=

Từ số liệu thực nghiệm dựng đồ thị C/ � theo C, suy ra k, � ∞

BÀI 10: KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG THỦY PHÂN ESTE
Trong khảo sát động học phản ứng thủy phân este có thể thay nồng độ bằng độ
dẫn vì chúng có mối liên hệ như sau:
Phản ứng thủy phân ethyl acetat :
Ban đầu

CH3COOC2H5
C0

NaOH
C0

Phản ứng

Ct

Ct

còn

C0-Ct

C0-Ct

→

CH3COONa
0

C2H5OH
0

Ct

Ct

Độ dẫn ban đầu:
Χ0 = λOH- C0 + λNa+ C0

(1)

Độ dẫn tại thời điểm kết thúc phản ứng:
X∞= XCH3COONa = λCH3COO- C0 + λNa+ C0
= λCH3COO- C0 - λOH-C0

+

λNa+ C0+ λOH-C0 ( thêm vào bớt ra)

17


hcmut

thí nghiệm hóa lý

HC14HD

Χ0
→ C0= (X∞- Χ0)/( λCH3COO-- λOH-)

(2)

Độ dẫn tại thời điểm τ:
Χτ = λNa+C0 + λOH- (C0-Cτ) +λCH3COO- C0 =Χ0 +Cτ( λCH3COO-- λOH-)

(3)

→ Cτ= (Xτ-X0)/ ( λCH3COO-- λOH-) (nồng độ tại thời điểm τ)

(4)

Từ (4) và (2) → C0- C= (X∞- Xτ) / ( λCH3COO-- λOH-)

(3)

(5)

Xác định bậc phản ứng:
(Thực ra là chứng minh bậc phản ứng là bậc 2 vì trong bài đã cho )
Dùng phương pháp tích phân ( sách ‘Hóa lý tập 2 động học và xúc tác’ trang
38)
Từ 2 biến số là thời gian và nồng độ (được xác định từ việc đo độ dẫn và các
biểu thức 1,2,3,4,5 ở trên ) vẽ đồ thị ứng với bậc phản ứng là 2. Đồ thị thẳng suy

ra bậc 2. Xong
Cách lập đồ thị:
Phản ứng bậc 2

Nhân 2 vế cho

18


hcmut

thí nghiệm hóa lý

HC14HD

Thay (4) và (5) vào phương trình trên

Chuyển vế:

Y =

A

+B X

Bình phương cực tiểu hoặc vẽ đồ thị suy ra k=B/C0
Trong 2 nhiệt độ khác nhau có 2 k khác nhau:
Năng lượng hoạt hóa Ea:

T : nhiệt độ (K)

Ea : ( J/mol.K)
R: 8.314 ( J/mol.K)
K: hệ số tốc độ phản ứng trong phương trình động học ( đơn vị tùy thuộc bậc
phản ứng)
Xem như Ea không đổi trong khoảng nhiệt nhỏ

Từ đó tính ra Ea

19