Phúc trình hóa lý 2. Đại học Cần Thơ

NHÓM:
1.TRẤN THANH QUI
Mssv:b1303967
2.ĐINH THỊ DIỄM SƯƠNG
Mssv:b1303972
3.NGUYỄN THỊ SÁNG
Mssv:b1303970

PHÚC TRÌNH THỰC TẬP HÓA
LÝ II

Bài 1 : XÁC ĐỊNH BIẾN THIÊN NĂNG LƯỢNG TỰ
0
0
0
DO, ENTALPI, ENTROPI ( ∆G , ∆H , ∆S ) CỦA QUÁ

TRÌNH HÒA TAN BORAX TRONG NƯỚC
I. MỤC ĐÍCH :
Trong bài thực tập này sẽ xác định độ tan S của muối ít tan là borax ở
các nhiệt độ khác nhau, từ đó xác định tích số hòa tan K sp phụ thuộc theo
nhiệt độ. Sau đó, bằng phương pháp đồ thị, sẽ xác định ∆ H0, ∆ G0, ∆ S0 của
sự hòa tan này.
II. TÓM TẮT CƠ SỞ LÝ THUYẾT :
Ở một nhiệt độ xác định, muối Borax hòa tan vào nước có cân bằng
hòa tan sau :
Na2B4O7
S( mol/l)

↔

2Na+

+

2S( mol/l)

B4O72S( mol/l)

Muối Natri Borat hòa tan vào nước là một bazơ trung bình :
B4O72- +
Độ tan :

S

H2 O ↔

H3BO3 +

2OH2S


Bằng phương pháp chuẩn độ một thể tích đã biết của dung dịch Borax
với dung dịch HCl chuẩn, chúng ta tính được nồng độ của anion B4O72− :
H+

+

OH-

→

H2O

B4O72− + 5H 2O + 2 H + → 4 H 3 BO3
Khi dd Borax đạt trạng thái bảo hòa thì:
Na2B4O7
S( mol/l)

↔

2Na+

+

2S( mol/l)

B4O72S( mol/l)

Nếu S là độ tan của Borax thì nồng độ của ion B4O72− tìm được trong
+
quá trình chuẩn độ với HCl cũng chính là S và  Na  = 2S
2

Khi đó ta có: K SP =  Na +  .  B4O72−  = 4S 3 (1)
Giữa các đại lượng biến thiên năng lượng tự do( thế đẳng áp ) chuẩn
thức ∆G0, biến thiên entalpi chuẩn thức ∆H0, biến thiên entropi chuẩn thức
∆S0 , và tích số hòa tan Ksp của quá trình hòa tan có mối quan hệ về mặt nhiệt
động học. Do đó khi xác định được một trong các đại lượng trên ta có thể
suy ra các đại lượng còn lại.Ta có:
∆G0 = − RTlnKsp

(2)
Mặt khác :
∆G0 = ∆H0 − T∆S0 (3)
Từ (2) và (3) ta có : − RTlnKsp =

∆H0 − T∆S0

lnKsp

0
0 1
−
= ∆H . + ∆S (4)
R T
R


Theo phương trình (4) , chúng ta ve3 đồ thị hàm số lnKsp theo biến số
1/T, được đường thẳng có độ dốc (hệ số gốc ) là :
tgα = − ∆H

0

R

0
và tung độ gốc là : ∆S
R

thay ∆H0 ,∆S0 vào cong thức (3) ta có thể suy ra được ∆G0.

Vậy, qua việc khảo sát quá trình hòa tan của Borax, ta đã xác định
được các đại lượng nhiệt động ∆G0 , ∆H0 , ∆S0 của quá trình.
III. TIẾN TRÌNH THÍ NGHIỆM :
Cân 36 gam Na2B4O7.10H2O vào cốc 250ml (bercher 250 mL), dùng
ống đong 100 mL (eprouvet 100 mL) lấy 70ml nước cất cho vào cốc 250 mL
trên. Đun hỗn hợp này trên bếp điện, thỉnh thoảng khuấy nhẹ. Theo dõi nhiệt
độ của dung dịch bằng nhiệt kế cầm tay. Khi đạt 60 oC trong cốc vẫn còn
lượng muối chưa tan hết, tắt bếp để nguội dung dịch. Nếu tất cả borax đã tan
hết khi đạt tới 600C, cần thêm một ít borax vào dung dịch còn đang đun nóng
để đảm bảo vẫn còn lượng muối chưa tan trong cốc.
Khi dung dịch borax bão hòa để nguội, một ít borax sẽ kết tinh từ
dung dịch. Theo dõi nhiệt độ, khi dung dịch đạt tới 55 oC (chú ý đo nhiệt độ
của dung dịch chứ không phải nhiệt độ borax dưới đáy cốc), thì dùng pipet
đã tráng nước cất nóng, hút cẩn thận 4mL dung dịch vào bình nón (Erlen
meyer) (tránh cho borax rắn vào pipet), tiếp tục hút 5ml nước cất nóng cho
vào bình nón. Điều này giúp ngăn cản sự kết tinh của borax trong pipet mà
sự kết tinh này dẫn đến sai số nhiều. Sau đó thêm 10ml nước cất nóng, 4 giọt
chỉ thị bromocresol green. Dung dịch có màu xanh lơ. Tiến hành chuẩn độ
bằng HCl 0,25 N cho đến khi dung dịch chuyển sang màu vàng thật nhạt
thì dừng nhỏ dung dịch HCl. Đọc thể tích dung dịch HCl đã dùng trên buret.


Làm tương tự như trên ở 50oC, 45oC, 40oC, 35oC, 30oC.
IV.

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM :
Theo định luật đương lượng :

C A .VA = CB .VB

C .V
0.25.VA
⇒ CđB = l A A =
VB
4

2−
Khi đó :  B4O7  = S =

(

)

lg/

CB 0.25.VA
=
( mol / l )
2
8

VA : thể tích dung dịch HCl đọc từ buret (tính bằng ml).

0

TC TK
55
50
45
40

35
30

0

328
323
318
313
308
303

1/T
3,049.10-3
3,096.10-3
3,145.10-3
3,195.10-3
3,247.10-3
3,300.10-3

VHCl

[B4O72-] =

[Na+] = 2S

(ml)
30.4
30.1
29.9

27.6
20.3
14.6

S (mol/l)
0.95
0.940625
0.934375
0.8625
0.634375
0.45625

(mol/l)
1.9
1.88125
1.86875
1.725
1.26875
0.9125

Ksp

lnKsp

3.4295 1.2324
3.3289 1.20264
3.2630 1.18264
2.5665 0.94254
1.0212 0.021
0.3799 -0.9678

Từ đồ thị suy ra phương trình đường thẳng :
LnKsp = -0.422

1
+ 2.080
T

0
Suy ra: tgα = − ∆H = -0.422
R

∆H0 = 0.713 *R = 0.713*8,314 = 3.5085 ( J / mol*K )
Và :

∆S 0
= 2.080 => ∆S0 = R* 2.080 = 8.3144.2.080= 17.293 (J / mol.K)
R

⇒ ∆G0 = ∆H0 − T∆S0 = 3.5085 − 298* 17.293 = -5149.8 ( J /mol)
Kết quả :
∆H0 = 3.5085 ( J / mol )
∆S0 = 17.293 (J / mol.K)
∆G0 = -5149.8 ( J /mol)

BÀI 2 : XÁC ĐỊNH PHÂN TỬ LƯỢNG BẰNG
PHƯƠNG PHÁP NGHIỆM LẠNH
I. MỤC ĐÍCH :
Xác định khối lượng phân tử của chất hữu cơ dựa vào định luật

Raoult, bằng phương pháp nghiệm lạnh.
II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT :
Để xác định khối lượng phân tử ta dựa vào biểu thức sau :

mct
.1000
M ct
∆tđ = K đ .Cm = K đ
⇒
mdm

M ct =

K đ .mct .1000
∆tđ .mdm

Mct : là khối lượng phân tử chất tan (không điện ly, không bay hơi).
mct : khối lượng chất tan, tính bằng gam.


∆tđ = tđ0 , dm − tđ0 , dd = nhiệt độ đông đặc của dung môi trừ nhiệt độ đông đặc
của dung dịch, còn gọi là độ hạ nhiệt độ đông đặc của dung dịch so với
dung môi.
mdm : khối lượng dung môi, được tính bằng gam.
Kđ : gọi là hằng số nghiệm lạnh của dung môi, chỉ phụ thuộc vào bản chất
của dung môi. Với dung môi là nước (H2O) thì Kđ = 1,86.

RTđ2, dm M dm
.
Kđ : của dung môi được tính bằng công thức : K đ =

∆H đ , dm 1000
Tđ, dm : nhiệt độ đông đặc của dung môi (0K) (cũng là nhiệt độ nóng chảy của
dung môi).

∆H đ , dm : nhiệt nóng chảy mol của dung môi, là lượng nhiệt cần cung cấp để
1 mol dung môi chuyển từ dạng rắn sang dạng lỏng ở nhiệt độ nóng chảy
của nó, đây cũng là nhiệt lượng phóng thích khi 1 mol dung môi chuyển từ
dạng lỏng sang dạng rắn ở nhiệt độ đông đặc của nó.
Nếu chất tan là chất điện ly thì ta thê hệ số điều chỉnh Van’t Hoff i
vào công thức ∆tđ = i.K đ .Cm
III.

TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM :
Hỗn hợp sinh hàn được tạo ra bằng cách đập vụn nước đá trộn với

muối hột và nước. lấy 4 phần nước đá với 1 phần muối hột theo thể tích, cho
vào khoảng ¾ bình nhiệt kế.
Trước hết xác định điểm đông đặc của dung môi nguyên chất. Dung
môi dùng trong thí nghiệm này là nước cất với thể tích 50ml.
Nhiệt kế đặt vào ống nghiệm qua nút cao su, không được chạm đáy và
thành ống nghiệm.


Khi nhiệt độ tới gần 0,5oC, bắt đầu ghi nhiệt độ sau 30 giây mỗi lần.
Nếu thấy nhiệt độ xuống thấp dưới nhiệt độ kết tinh của nước, mà chưa thấy
nước đông đặc, nghĩa là gặp hiện tượng chậm đông, phải thêm vào ống
nghiệm 1 ít tinh thể nước đá nhỏ. Trong suốt quá trình này và sau khi nước
bắt đầu kết tinh vẫn tiếp tục ghi nhiệt độ 30 giây mỗi lần, kéo dài 5 phút kể
từ khi nước bắt đầu kết tinh. Xác định nhiệt độ đông đặc của nước.
Sau đó mang ống nghiệm ra ngoài và làm ấm dung môi bằng cách

khuấy.
Cân 2 gam chất phải xác định khối lượng phân tử, trường hợp này ta
lấy đường saccarose (C12H22O11) và trút cẩn thận vào ống nghiệm để không
dính vào thành ống, khuấy đều cho hòa tan.
Đặt ống nghiệm trở lại trong hệ thống sinh hàn. Tiếp tục khuấy đều,
khi nhiệt độ tới gần 0,50C, ghi nhiệt độ sau 30 giây mỗi lần.
Nếu nhiệt độ thấp dưới 00C mà dung dịch chưa đóng băng, thêm vào
dung dịch 1 tinh thể nước đá nhỏ. Nhiệt độ sẽ lên cao trở lại, tiếp tục ghi
nhiệt độ theo thời gian 30 giây mỗi lần. Vẽ đường biểu diễn nhiệt độ theo
thời gian, từ đó xác định nhiệt độ bắt đầu đông đặc của dung dịch saccarose.
Rửa ống nghiệm, tráng nước cất rồi cho vào đó 50 mL nước cất, và 2
gam chất X. Tiến hành thí nghiệm như trên. Từ đó xác định nhiệt độ bắt đầu
đông đặc của dung dịch và thế vào công thức ở phần lý thuyết để xác định
khối lượng phân tử của chất X.
IV. TÍNH TOÁN KẾT QUẢ:
1. Nước tinh khiết :

Ta có bảng sau số liệu sau :
T(s) 0
t0C 0.5

30
0.3

60
0.1

90
0.0

120
-0.1

150
-0.2

Từ bảng số liệu, ta vẽ được giản đồ sau :

180
-0.1

210
-0..2

240
-0.2

270
-0.1

300
-0.2

330
-0.2

360
-0.3

Vậy nhiệt độ đông đặc của nước là: -0.2oC
2. Đường saccharose(C12H22O11)
Ta có bảng số liệu :
t(s)
0
30
60
0
T
0.5 -0.4 -0.5
330 360 390 420
-7.7 -0.4 -0.4 -0.4
Ta vẽ được giản đồ :

90
0.9
450
-0.4

120
-0.6

150
-2

180
-3

210
-4

Vậy nhiệt độ đông đặc của đường (C12H22O11 )là: -0.40C
2. Chất X :

Ta có số liệu sau :

240
-4.7

270
-5.3

300
-5.7


t(s)
T0

0
0.5

30
-0.7

60
-0.5

90
-0.6

120
-0.6

150
-0.6

180
-0.6

210
-0.6

Ta có giản đồ :

Vậy nhiệt độ đông đặc của chất X là: - 0.60C.
• Khối lượng của đường saccarose và chất X
• Khối lượng đường saccarose :
M saccarose =

K đ .mct .1000
1.86 * 2 * 1000
=
= 372 g
∆t đ .mdm
50 * [(−0.2) − ( −0.4)]

• Khối lượng phân tử chất X:
MX =

K đ .mct .1000
1.86 * 2 * 1000
=
= 186 g / mol
∆t đ .mdm
50[(−0.2) − (−0.6)]

240
-0.6

270
-0.7

300
-0.6


BÀI 3: NGHIÊN CỨU CÂN BẰNG HÓA HỌC CỦA
PHẢN ỨNG
2Fe3+ + 2I-

2Fe2+ + I2

I. MỤC ĐÍCH :
Xác định hằng số cân bằng Kc của phản ứng hóa học :

2Fe3+ +

2I-

2 [ I 2 ] pu ⇐ 2 [ I 2 ] pu

2Fe2+ + I2
⇐

2 [ I 2 ] tao ⇐ [ I 2 ] tao

(trong 1 lít dd lúc đạt trạng thái cb)

ở hai nhiệt độ khác nhau và từ đó tính được phản ứng nhiệt trung bình

( ∆H )

của phản ứng này.

II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT :
Biểu thức của hằng số cân bằng theo nồng độ cho phản ứng trên có
dạng:

 Fe 2+  .[ I 2 ]
Kc =
2
2
 Fe3+  .  I − 
2

(1)

− Cho dung dịch FeCl3 tác dụng với dung dịch KI .Tại thời điểm cân
bằng, nồng độ I2 được xác định bắng cách chuẩn độ với dung dịch Na2S2O3 :

2 Na2 S 2O3 + I 2 → Na2 S 4O6 + 2 NaI


− Nồng độ của Fe2+ tãi thời điểm cân bằng thì bằng 2 lần nồng độ I 2, vì
theo phương trình phản ứng ta thấy 2 mol Fe3+ tác dụng với 2 mol I- sẽ tạo
thành 1 mol I2 và 2 mol Fe2+.

 Fe 2+  = 2 [ I 2 ]

(2)

− Cũng theo phương trình phản ứng, độ tăng nồng độ Fe 2+ bằng độ
giảm nồng độ Fe3+. Do đó, nồng độ Fe3+ tại thời điểm cân bằng thì bằng

(

nồng độ CFe3+

)

(

ban đầu CFe3+

)

trừ đi nồng độ [Fe 2+] tại thời điểm cân

bằng.

 Fe3+  = CFe3+ −  Fe 2+ 
Hay :

 Fe3+  = CFe3+ − 2 [ I 2 ]

(3)

− Nồng độ Fe3+ ban đầu ( CFe3+ ) được tính từ nồng độ gốc của FeCl3

( C ) với mức độ pha loãng khi trộn chung các dung dịch phản ứng.
0

FeCl3

0
0
CFe3+ .VFe3+ = C FeCl
.VFeCl
3
3

VFe3+ : Thể tích dd Fe3+ lúc đầu, vừa pha trộn hai dung dịch : FeCl 3, KI coi
như chưa phản ứng = thể tích dd FeCl 3 + thể tích dd KI = a + b (a + b =
100mL).
0
VFeCl
: Thể tích dung dịch FeCl3 đem trộn = a (a = 50mL; 55mL; 45mL)
3

 a 
0
CFe3+ = CFeCl
.
÷
3 
a+b

(4)


0
Với CFeCl3 = 0,03M ; a là thể tích dd FeCl3 ; b là thể tích dung dịch KI (a, b

được tính cùng 1 đơn vị thể tích, coi sự trộn hai dung dịch trên không làm
thay đổi thể tích).

− Nồng độ I- tại thời điểm cân bằng được tính như sau :
 I −  = CI − − 2 [ I 2 ]

(5)

− Tương tự như cách tính trên,
0  b 
CI − = C KI
.
÷
 a+b

Với

(6)

0
0
CKI
= 0,03M
: là nồng độ gốc của KI, CKI

b : thể tích dd KI đem trộn (b = 50mL ; 45mL ; 55mL)
a : thể tích dd FeCl3 đem trộn (a = 50mL ; 55mL ; 45mL)

− Khi định phân biết nồng độ của I2 lúc phản ứng đạt trạng thái cân
bằng ([I2]).
0
Từ (6), biết CKI
, b, a, ta tính được CI − .

Từ (5), biết CI − , [I2] ta tính được [I-].
0
Từ (4), biết CFeCl3 , a, b ta tính được CFe3+ .

Từ (3), biết CFe3+ , [I2], ta tính được [Fe3+].
Từ (2), biết được [I2], ta tính được [Fe2+].

− Thay các nồng độ tương ứng vào (1) sẽ tính được hằng số cân bằng
Kc của phản ứng.

− Làm thí nghiệm tại hai nhiệt độ T1 và T2, ta có hai giá trị hằng số cân
bằng K C , T1 và K C , T2 .

∆H
 ∂ ln K C 
=
÷
2
 ∂T  P RT

− Sử dụng phương trình đẳng áp Van’t Hoff : 
∆H
⇒ d ln K C =
dT
RT 2

⇒

⇒ ln K C ,T2 − ln K C ,T1 = −

ln KC ,T2

∫

d ln K C =

nKC ,T1

∆H

T2

∫ RT 2 dT

T1

∆H  1 1 
 − ÷ (Coi
R  T2 T1 

∆H như không đổi trong

khoảng nhiệt độ khảo sát).
⇒

ln

K C ,T2
K C ,T1

=−

∆H  1 1 
. − ÷
R  T2 T1 

(7)

− Từ (7), biết hằng số KC ở hai nhiệt độ T1, T2, ta xác định nhiệt phản

(

)

ứng trung bình ∆Η của phản ứng trong vùng nhiệt độ khảo sát.
III.

TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

1. Thực hiện phản ứng ở 300C (hay 860F).

Bật máy điều nhiệt và chọn nhiệt độ 300F (hay 860F).
Cho vào 6 bình nón khô : bình (1), (3), (5) loại 100 mL; bình (2), (4),
(6) loại 250mL, có nút đậy các chất như sau (thể tích và nồng độ phải chính
xác) :
Bình
FeCl3 0,03 M (ml)
KI 0,03 M (ml)

(1)
50
0

(2)
0
50

(3)
55
0

(4)
0
45

(5)
45
0

(6)
0
55

Để các bình này vào máy điều nhiệt ở 300C trong 30 phút.
Trong khi đó chuẩn bị 2 bình nón khác, loại 100mL cho chuẩn độ: cho
vào mỗi bình này khoảng 30mL nước cất và ngâm vào hỗn hợp sinh hàn
(nước đá + muối : để trong chậu thủy tinh). Các bình chứa nước ngâm lạnh
này có mục đích tạo môi trường nhiệt độ thấp, làm chậm phản ứng giữa Fe 3+


với I- trong quá trình định phân, xác định nồng độ I 2 bằng dung dịch
Na2S2O3.
Sau đúng 30 phút, đổ bình (1) vào bình (2). Tiếp sau 10 phút, đổ bình
(3) vào bình (4). Tiếp 10 phút nữa, đổ bình (5) vào (6). Ghi nhận thời điểm
đổ chung dung dịch : đó là thời điểm bắt đầu phản ứng. Sau khi đổ chung,
các bình (2), (4), (6) vẫn đậy nút và để trong bể điều nhiệt.
Với mỗi bình, sau 25 phút kể từ thời điểm bắt đầu phản ứng (là thời
điểm đổ chung dung dịch FeCl3 và dung dịch KI), dùng pipet 10mL hút lấy
10mL dung dịch cho vào bình chuẩn độ đã được làm sạch sẵn và ngay lập
tức chuẩn độ I2 sinh ra bằng dung dịch Na2S2O3 0,01N cho đến khi có màu
vàng nhạt thì cho vài giọt hồ tinh bột rồi chuẩn độ tiếp cho đến khi mất màu

xanh. Ghi nhận thể tích dung dịch Na 2S2O3 0,01N trên buret. Nếu sau khi
chuẩn độ xong, sau đó trên 1 đến 2 phút, dung dịch trong bình chuẩn độ có
xuất hiện màu xanh nhạt cũng không có ảnh hưởng gì.
Chú ý : Trước mỗi lần hút dung dịch phản ứng ra chuẩn độ, cần tráng
pipet bằng dung dịch sắp chuẩn độ đó.
Cách 30 phút sau lần chuẩn độ mẫu thứ nhất thì lấy mẫu thứ 2 chuẩn
độ. Sau đó cách 40 phút (từ mẫu thứ 2 đến mẫu thứ 3) và cứ thế tiếp tục cách
40 phút. Khi hai mẫu kế tiếp nhau cho kết quả chuẩn độ bằng nhau (chênh
lệch không quá 0,2mL) thì có thể xem như phản ứng đạt cân bằng.
Khi định phân xong, tại thời điểm cân bằng, lượng I 2 sinh ra không
tăng (lúc bấy giờ, lượng I2 tạo ra bởi phản ứng thuận bằng với lượng I 2 mất
do phản ứng nghịch, phản ứng đạt trạng thái cân bằng) áp dụng công thức :

CI 2 .VI 2 = CNa2S2O3 .VNa2S2O3

⇒ CI 2 .VI 2 ở đây được tính bằng nồng

độ N (đlg/L) ta phải đổi sang nồng độ M (mol/L) CM = C N

ν

với ν = 2 , vì


1 mol I2 có chứa 2 đượng lượng gam I2, 1 phân tử I2 nhận 2 điện tử để tạo 2
ion I- của các bình (2), (4), (6) ở thời điểm cân bằng, từ đó tính được nồng
độ của Fe2+, Fe3+, I- lúc cân bằng và tính được hằng số cân bằng K C của phản
ứng của mỗi bình ở nhiệt độ 30 0C, ta lấy trung bình cộng (chia tổng 3 trị số
KC của ba bình cho 3), thu được K C ,30 .
2. Thực hiện phản ứng ở 400C :

Tiến hành thí nghiệm tương tự như ở 30 0C, nhưng bật máy điều nhiệt
ở 400C (hay 1040F). Từ đó ta tinh được hằng số cân bằng K C của phản ứng
của mỗi bình ở 400C và tính được hằng số cân bằng K C trung bình ở 400C

(K ).
C , 40

Từ trị số KC ở hai nhiệt độ, ta tinh được nhiệt phản ứng trung bình

( ∆Η ) của phản ứng theo (7).
IV.

KẾT QUẢ :

1. Bảng số liệu thực nghiệm ở 300C

VNa 2S2O3 0, 01N (ml )

Thời gian phản ứng (phút)
25
55
95

Bình 2
5.7
3
2.9

Bình 4

5.7
3
2.8

Bình 6
5.1
2.8
2.8

2. Bảng số liệu tính toán ở 300C

Từ bảng số liệu thực nghiệm ta tính toán được :

 Đối với bình 2 :
Theo ptpứ : ta có nồng độ đầu của I2 và Fe2+ bằng 0 (lúc chưa có phản ứng
xảy ra).
Áp dụng công thức : CI 2 .VI 2 = C Na2S2O3 .VNa2S2O3


Nồng độ I2 lúc cân bằng là :
[I 2 ] =

C Na2 S 2O3 V Na2 S 2O3
VI 2

=

0.01 * 2.9
= 2.9 * 10 −3 N
10

Nồng độ I2 lúc cân bằng, tính theo mol/L
[I 2 ] =

C N 2.9 * 10 −3
=
= 1.45 * 10 −3 M
υ
2

Nồng độ Fe2+ lúc cân bằng :
[Fe2+]=2[I2]=2.9*10-3M
Nồng độ Fe3+ ban đầu :

 a 
 50 
0
CFe3+ = CFeCl
.
=
0,03.

÷

÷ = 0,015 ( M )
3
a
+
b
50

+
50




Nồng độ Fe3+ lúc cân bằng :
[Fe3+]=CFe3+-[Fe2+]=0.015-2.9*10-3=0.0121M
Tương tự ta tính được nồng độ I- lúc đầu :

 50 
0  b 
CI − = CKI
.
÷ = 0,03. 
÷ = 0,015 ( M )
a+b
 50 + 50 
Nồng độ I- lúc cân bằng :
[I-]=CI--2[I2]=0.015-2.9*10-3=0.0121M
Hằng số cân bằng của bình 2:
KC =

[ Fe 2+ ] 2 [ I 2 ] (2.9 * 10 −3 ) 2 (1.45 * 10 −3 )
=
= 0.5688
[ Fe 3+ ] 2 [ I − ] 2
0.01212 * 0.01212

Làm tương tự cho bình 4 và bình 6 ta có bảng số liệu sau :

Bình 2
Nồng độ
Nồng độ
đầu
0
0
0.015
0.015

I2
Fe2+
Fe3+
IKC

cân bằng
1.45*10-3
2.9*10-3
0.0121
0.0121
0.5688

Bình 4
Nồng
Nồng độ

Bình 6
Nồng độ Nồng độ

độ đầu cân bằng
0
1.4*10-3
0
2.8*10-3
0.0165
0.0137
0.0135
0,0107
0.5108

đầu
cân bằng
0
1.4*10-3
0
2.8*10-3
0.0135
0.0107
0.0165
0.0137
0.5108

K C , 30

0.53

3. Bảng số liệu thực nghiệm ở 400C

VNa 2S2O3 0, 01N ( ml )

Thời gian phản ứng (ph)
25
55
95

Bình 2
6.1
6.1
6.1

Bình 4
7
6.8
6.8

Bình 6
5.8
5.8
5.8

4. Bảng số liệu tính toán ở 400C

Bình 2
Nồng độ Nồng độ
I2
Fe2+
Fe3+
IKC
K C , 40

đầu
0
0
0.015
0.015

cân bằng
0.00305
0.0061
0.0089
0.0089
18.09

Bình 4
Nồng độ Nồng độ
đầu
cân bằng
0
0.0034
0
0.0068
0.0165
0.0097
0.0135
0.0067
37.22
23.22

Bình 6

Nồng độ Nồng độ
đầu
0
0
0.0135
0.0165

cân bằng
0.0029
0.0058
0.0077
0.0107
14.37


Khi biết được KC ở 2 nhiệt độ T1 và T2 , ta tính được nhiệt phản ứng
trung bình ( ∆Η ) của phản ứng trong vùng nhiệt độ khảo sát.

ln

K C ,T2
K C ,T1

=−

K C ,T2
T .T
∆H  1 1 
.  − ÷ ⇒ ∆Η = − ln
.R. 1 2

R  T2 T1 
K C ,T1 T1 − T2

t1 = 300C ⇒ T1 = 273+30=3030K
t2 = 400C ⇒ T2 = 273+40=3130K
R = 8.314
Vậy hiệu ứng nhiệt trung bình của phản ứng :298041.271(J/mol)
−
303 * 313
 23.22 
∆ H = − ln
298041.271( J / mol )
 * 8.314 *
303 − 313
 0.53 

Bài 4
ĐỊNH LUẬT PHÂN BỐ VÀ CĂN BẰNG HÓA HỌC
I.Nguyên tắc:
Một chất tan A hòa tan được trong cả hai dung môi D1 và D2. Hai dung
môi này không hòa tan được vào nhau. Khi cho chất tan A vào hỗn hợp hai dung
môi trên, lắc mạnh để chất tan này hòa tan trong hai dung môi này tạo thành hai
dung dịch. Do hai dung môi này không hòa tan vào nhau nên hai dung dịch này
phân lớp, dung môi nào nặng hơn thì dung dịch tạo bởi dung môi này sẽ nằm ở lớp
dưới, dung dịch kia ở lớp trên. Để yên một thời gian để sự hòa tan chất A vào hai
dung môi trên đạt sự cân bằng (lúc bấy giờ vận tốc A đi từ dung dịch (1) vào dung
dịch (2) bằng vận tốc của A đi từ dung dịch (2) vào dung dịch (1) ). Khi sự cân
bằng đạt được, theo định luật phân bố thì tỉ số nồng độ của A trong dung dịch (1)
với nồng độ của A trong dung dịch (2) là một hằng số ở nhiệt độ xác định.
[ A] dd1 = K

[A ]

pb

dd 2

[A]dd1: nồng độ của chất tan A trong dung dịch (1), nồng độ mol/l hay dlg/l
[A]dd2: nồng độ của chất tan A trong dung dịch (2), nồng độ mol/l hay dlg/l đều được với điều
kiện là phải cùng một loại nồng độ, và khi lập tỉ số thì kết quả sẽ như nhau.
Kpb: hằng số phân bố (distribution coefficient, partition coefficient), phụ thuộc vào bản chất của
chất tan, dung môi, nhiệt độ nhưng không phụ thuộc vào nồng độ.


Trong bài thí nghiệm này chúng ta khảo sát sự hòa tan của I 2 vào dung môi
nước, vào dung dịch KI và vào dung môi CCl 4. Xác định hắng số phân bố Kpb của
I2 trong nước và trong CCl4. Xác định hằng số cân bằng Kcb (Kc) của phản ứng cân
bằng:
I2 + I − ↔ I3
[

−

]

−

I3
K cb =
[I 2 ]I

[

]

−

[I3-],[I2],[I-]: nồng độ mol/l của I3-, I2, I- lúc đạt trạng thái cân bằng.
Kcb: hằng số cân bằng Kc của phản ứng, hằng số cân bằng này phụ thuộc vào bản chất của
phản ứng và nhiệt độ. Hằng số cân bằng không phụ thuộc vào nồng độ chất tan.

Hỗn hợp (1): cho nước vào dung dịch I2 trong CCl4. I2 hòa tan trong nước và
trong CCl4. Nước và CCl4 không tan vào nhau. CCl4 nặng hơn nước, lớp dung dịch
I2/CCl4 nằm ở phía dưới. lắc mạnh hỗn hợp này để I2 phân bố vào nước và CCl4.
Để yên để có sự cân bằng I2 trong hai dung môi. Đem định phân I2 trong mỗi lớp
dung dịch bằng dung dịch Na2S2O3. Ta xác định được nồng độ I2 trong nước và
trong CCl4.

I 2 + 2 Na2 S2O3

→ 2 NaI + Na2 S 4O6

Ta xác định điểm dừng của sự định phân (phản ứng vừa đủ) khi dư 1 giọt
dung dịch Na2S2O3 đầu tiên làm cho dung dich I2 trong Erlenmeyer (bình tam giác,
bình nón) (có hồ tinh bột) từ màu xanh dương chuyển thành không màu.
Từ hai nồng độ này ta lập tỉ số [I2]H20 và [I2]CCl4 sẽ xác định được hằng số phân bố Kpb:
Hỗn hợp (1) :

( I 2 ) CCl4

ƒ

( C1 )

( I 2 ) H 2O

( C2 )

C
K cb = 2
C1

C2

: nồng độ I 2 trong nước. Xác định C2 bằng cách định phân I 2 trong lớp dung dịch nước
bằng dung dịch Na2 S 2O3 đã biết nồng độ.

C1 : nồng độ I 2

CCl4 , được xác định bằng cách định phân I 2 bằng dung dịch Na2 S2O3 .
Cho dung dịch KI (cung cấp I − và H 2O ) vào dung dịch I 2 trong CCl4 . I 2
sẽ từ CCl4 phân bố vào nước và phản ứng với KI ( I − ) tạo KI3(I3-).
ƒ
( I 2 ) trong dd KI ( I 2 + KI ƒ KI 3 )
Hỗn hợp (2) : ( I 2 ) CCl4
trong

C’1

C’2

(C’2 = [ I 2 ] còn lại + [ I 2 ] đã phản ứng KI = [ I 2 ] còn lại + [ KI 3 ] )
Sau khi chiết tách hai dung dịch trên riêng. Ta xác định nồng độ của
KI (C’2), cũng như nồng độ I 2 trong lớp dung dịch

I 2 trong dung dịch

CCl4 (C’1) bằng cách định phân

bằng dung dịch Na 2 S 2 O3 đã biết nồng độ giống như xác định C1, C2 của thí nghiệm
trên.


+

I2
1 lít dd :

x mol pứ

I−

I 3−

ƒ

x mol pứ

x mol tạo

 I 
K cb =
[ I 2 ] .  I − 
−
3

3−
−
Ta xác định được hằng số cân bằng Kcb trên nếu biết được  I  , [ I 2 ] ,  I  lúc
cân bằng.

[ I 2 ] = K pb .C1' =

C2
.C1'
C1

C2
−
'
'
'

I 3 =
 x =C2 −[ I 2 ] =C2 −C .C1
1

Biết nồng

 '

C2
−
−
' 

I 
=
I 
0 −x =[ KI ]0 −[ KI 3 ] =[ KI ]0 −C 2 −C C1 ÷


1
'
'
độ lúc đầu của KI
, 1 2 1 2 (do định phân) ta tính được
0

( [ KI ] )

C ,C ,C ,C

 I 3−  , [ I 2 ] ,  I −  , thế vào biểu thức của Kcb trên, như vậy xác định được hằng
số cân bằng của phản ứng khảo sát.

II.THỰC HÀNH :
− Lấy 2 bình lóng (phễu chiết) (1) và (2). Dùng ống đong 10 mL lấy 10 mL
dung dịch I 2 / CCl4 cho vào bình lóng. Cho tiếp vào bình (1) 100 mL nước cất.

− Cho vào bình (2) 50 mL dung dịch KI 0,1N. Đậy chặt nút 2 bình, cầm

nghiêng bình, tay phải giữ nút, tay trái cầm vòi bình, hướng vòi bình lên phía trên,
lắc đều mỗi bình trong khoảng 30 phút. Trong thời gian lắc này, cứ khoảng 5 phút
thì mở vòi (vòi vẫn hướng lên trên) để khí trong bình thoát ra, rồi đóng vòi và tiếp
tục lắc cho đến khi đủ giờ.
− Sau đó đặt 2 bình lóng trên giá đỡ, để yên khoảng 15 - 20 phút.

− Mở nắp bình, chiết lớp dưới của mỗi bình trong 2 bercher riêng.
− Dùng quả bóp cao su và pipet 1 mL hút 1 mL dung dịch I 2 / CCl4 (bình (1))

cho vào erlen, thêm vài giọt hồ tinh bột rồi đem chuẩn độ bằng dung dịch
Na2 S2O3 0,1N. Không được hút bằng miệng, vì CCl4 và I 2 đều độc. Phản ứng
khi giọt dung dịch Na2 S 2O3 cuối cùng làm cho dung dịch trong Erlenmeyer từ
màu xanh thành không màu (lúc bấy giờ trong dung dịch không còn I 2 nữa).
Chuẩn độ 3 lần, lấy thể tích trung bình của 3 lần chuẩn độ này. Từ đây ta xác định
được C1. Tương tự chuẩn độ I 2 / CCl4 (bình (2)), ta tính được C1' .

− Sau khi chuẩn độ xong hai lớp dưới, đem rửa sạch các Erlenmeyer.
− Tháo lớp trên trong hai bình lóng vào 2 bercher.


− Dùng quả bóp cao su và pipet hút lấy 10 mL dung dịch I 2 / H 2O (bình (1)),

đem chuẩn độ bằng dung dịch Na2 S 2O3 0,1N. Chuẩn độ 3 lần, lấy kết quả trung
bình. Ta xác định được C2.
− Dùng quả bóp cao su và pipet 10 mL hút lấy 10 mL dung dịch I 2 / ddKI
(bình (2)), đem chuẩn độ dung dịch I 2 bằng dung dịch Na2 S2O3 0,1N. Chuẩn độ
3 lần, lấy kết quả trung bình. Ta xác định được C2' .
Chú ý : -2 pipet 1 mL sau khi làm xong, rửa sạch, tráng cồn (etanol, C2H5OH)
-Tám bình erlen 100 mL và ống đong 10 mL, làm xong, rửa sạch, tráng bằng cồn, treo

lên giá.

III.KẾT QUẢ :
*Bình (1)
Lớp trên
Lớp dưới

Bình (1)

I 2 / H 2O
I 2 / CCl4

Nồng độ C1 : là nồng độ I 2 trong CCl 4 được tính như sau :

CI 2 /CCl4 .VI 2 /CCl4 = C Na2S2O3 .V Na S O

2 2 3

0,01.29,63
= 0,02963N
10
Nồng độ C2 : là nồng độ I 2 trong H 2O được tính như sau :
⇒ C1 = C I 2 / CCl4 =

CI 2 / H 2O .VI 2 / H 2O = C Na2S2O3 .V Na S O

2 2 3

⇒ C 2 = C I 2 / H 2O =

0,01.4,47
= 4,47.10 −3 N
10

Bình (1)
Lớp dưới (1ml)

Thể tích dung dịch Na2S2O3 0,01 N (ml)
Lần 1 Lần 2 Lần 3
Trung bình
29,5
28,6
30,8
29.63
Trung bình
Lớp trên (10ml) Lần 1 Lần 2 Lần 3
4,4
4,5
4,5
4,47
• Hằng số phân bố của I2 trong nước và trong CCl4 :
K pb =

Bình (2):

C2 4,47.10 −3
=
= 0,151
C1
0,02963

Nồng độ
C1 = 0,02963N
C2 =4,47.10-3N


Bình (2)

Lớp trên
Lớp dưới

I 2 / ddKI
I 2 / CCl 4

Nồng độ C1' : là nồng độ I 2 trong CCl 4 được tính như sau :

CI 2 /CCl4 .VI2 /CCl4 = C Na2S2O3 .V Na S O

2 2 3

0,01.7,36
= 7,36.10 −3 N
10
'
Nồng độ C2 : là nồng độ I 2 trong ddKI được tính như sau :
⇒ C '1 = C I 2 / CCl4 =

CI 2 / ddKI .VI 2 / ddKI = CNa2S2O3 .V Na S O

2 2 3

⇒ C '2 = C I 2 / ddKI

Bình (2)
Lớp dưới (1ml)
Lớp trên (10
ml)

0,01.26,5
=
= 0,0265 N
10

Thể tích dung dịch Na2S2O3 0,01 N (ml)
Lần 1
Lần 2
Lần 3 Trung bình
8,7
6,5
6,9
7,36
Lần 1
Lần 2
Lần 3 Trung bình
24,4
28,7
24,6
26,5

• Tính hằng số cân bằng của phản ứng :

I2
K cb =
Với :

+
 I 3− 

I−

ƒ

Nồng độ
C1 =7,36.10-3N
’

C2’ =0,0265N

I 3−

[ I 2 ] .  I − 

[ I 2 ] = K pb .C1' =

C2 '
.C1
C1

4,47.10 −3
⇒ [I 2 ] =

7,36.10 −3 = 1,11.10 −3 N
0,02963

C
 I 3−  = C2' − [ I 2 ] = C2' − 2 .C1'
C
1

=>[I3-]=0,0265-1,11.10-3=0,02539N



C
 I −  = [ KI ] 0 − [ KI 3 ] = [ KI ] 0 −  C2' − 2 C1' ÷
C1 


=>[I-]=0,1-0,02539=0,07461N

Vậy hằng số cân bằng của phản ứng là :


K cb

[ I ] = 0,02539
=
[ I ][ I ] 0,07461.1,1.10
−
3

−

−3

= 309,36

2

Bài 5
XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG
I. MỤC ĐÍCH :
Xác định bậc riêng phần và bậc toàn phần (bậc tổng quát, bậc chung) của
phản ứng :

2 Fe3+

+ 2I −

ƒ

2 Fe 2+

+ I2

II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT :

− Để xác định bậc riêng của Fe3+ và I-, ta sử dụng phương pháp vi phân của

Vant –Hoff.
− Vận tốc đầu của phản ứng được xác định bằng phương trình :

n1
n2
 dC 
−
÷ = k ( C0 ) Fe3+ . ( C0 ) I −
 dt t =0

(1)

Trong đó:

( C0 ) nFe : là nồng độ đầu của Fe
( C0 ) nI : là nồng độ đầu của I
1

3+

2
−

3+

-

n1, n2 là bậc riêng phần của phản ứng theo Fe3+ và ILấy logarit phương trình (1) ta được :
n1
n2
 dC 
log  −
÷ = log k + log ( C0 ) Fe3+ + log ( C0 ) I −

 dt t =0
3+

(2)

− Nếu tiến hành một chuỗi các thí nghiệm với những nồng độ ban đầu của

Fe khác nhau trong khi nồng độ của I- được giữ không đổi, ta có:

 dC 
÷ = n1 log ( C0 ) Fe3+ + A
 dt t =0
 dC 
Vẽ đồ thị của log  −
÷ theo log ( C0 ) Fe3+ ta có đường thẳng với hệ số góc
 dt 
tgα = n1 . Từ đó xác định được n1.
(2) => log  −

-

− Tương tự, tiến hành một chuỗi các thí nghiệm với những nồng độ ban đầu

I khác nhau, trong khi nồng độ của Fe 3+ được giữ không đổi, chúng ta sẽ xác định
được n2. Từ (2) ta có :


 dC 
'
log  −

÷ = n2 log ( C0 ) I − + A
 dt t =0

− Bậc toàn phần hay bậc tổng quát của phản ứng n = n1 + n2.
 dC 
÷ ,sử dụng:
 dt t =0

− Để xác định vận tốc ở thời điểm đầu  −
1
1
= α + β.
Cx
t

hay

Cx =

1
1
t+
β α

Trong đó: Cx : là nồng độ mol của Fe2+ sinh ra ở mỗi thời điểm t.
t : là thời gian phản ứng.
α , β là những hằng số thực nghiệm.

1
 dC 

÷ =
 dt t =0 β

Lấy đạo hàm của biểu thức trên tại t = 0, ta có: 

(3)

1
1
=
f
− Như vậy, xây dựng đồ thị
 ÷ta được đường thẳng có hệ số góc
Cx
t 

β nên xác định được hằng số thực nghiệm β và từ đây có thể tính được vận tốc
đầu của phản ứng theo (3).

− Nồng độ Cx tại mỗi thời điểm t được xác định theo biểu thức:
N Na2S2O3 .VNa2S2O3 = C x .Vhhpu

N Na2S2O3 : nồng độ dương lượng của Na2S2O3
VNa2S2O3 : toàn bộ thể tích dung dịch Na2S2O3 được cho vào hỗn hợp phản ứng cho
đến thời điểm t.
C x : nguyên là nồng độ đlg/L của I2 sinh ra ở thời điểm t. Do 1 mol I 2 có chứa 2
đương lượng gam (phân tử I 2 nhận được 2 điện tử để tạo 2 ion I - ), nên với nồng độ Cx
(đlg/L) bằng 1/2Cx (mol/L), mà cứ 1 mol I 2 tạo ra thì có 2 mol Fe 2+ tạo ra tương ứng, nên
nồng độ mol/L của ion Fe2+ tại thời điểm t là Cx .
Cx : nồng độ mol của Fe2+ tại thời điểm t.

Vhhpu : thể tích của hỗn hợp phản ứng (qui về thể tích đầu không đổi =100mL).

III. THỰC NGHIỆM :
1. Xác định bậc riêng theo Fe3+:

Dùng pipet cho vào 4 bình tam giác (Erlenmeyer) các hóa chất với lượng chính
xác theo thành phần ở bảng sau :
Dung dịch
Fe(NO3)3 M/60, mL

Bình (1)

Bình (2)

Bình (3)

Bình (4)

10

20

30

40


HNO3 0,1M, mL

10

10

10

10

KNO3 1M, mL

40

30

20

10

H2O, mL

20

20

20

20

Tiến hành thí nghiệm lần lượt với từng bình.
Cho vào bình (1) vài giọt hồ tinh bột và đúng 20ml dung dịch KI M/40. Ghi
nhận thời điểm bắt đầu phản ứng (khi cho KI vào dung dịch Fe( NO3 ) 3 trong môi

trường acid là bắt đầu có phản ứng giữa Fe 3+ và I- nên thời điểm này được tính
bằng 0). Không tắt đồng hồ trong suốt thí nghiệm của từng bình. Từ buret cho vào
Erlenmeyer, đựng hỗn hợp phản ứng trên, một lượng nhất định V 1 (mL) dd
Na2S2O3 0,01N (thường V1 = 1mL hoặc 2 mL, . . .).
Khi dung dịch có màu xanh trở lại, ghi nhận thời điểm t 1 - đó là lúc I2 sinh ra
tác dụng với Na2S2O3 đã cho vào và bắt đẩu phản ứng. Tiếp tục cho thêm Na 2S2O3
- V2 và ghi lại thời điểm t2 xuất hiện màu xanh trở lại (V2 - là tổng lượng Na2S2O3
hiện diện trên hỗn hợp phản ứng cho đến thời điểm t 2 , V2 đọc trực tiếp trên buret.
Tiếp tục tiến hành tương tự với V3 , V4 . . . ta ghi nhận t3 , t4 … )
Cứ tiếp tục theo dõi tiến trình như vậy đến cho đến khi khoảng 8 điểm V i - ti .
Lượng Na2S2O3 nhỏ vào vừa đủ sao cho khoảng cách giữa hai t i liên tiếp vào
khoảng 1 phút, 1 phút rưỡi. Toàn bộ thí nghiệm với bình (1) không quá 10 – 15
phút mà phải đủ ít nhất 8 điểm. Làm lại như vậy với các bình còn lại.
2. Xác định bậc riêng theo I-

Dùng pipet cho vào 4 bình tam giác (Erlenmeyer) các hóa chất với
lượng chính xác theo thành phần ở bảng sau :
Dung dịch
KI M/40, mL
HNO3 0,1M, mL
H2O, mL
KNO3 1M, mL

Bình 1
10
10
27,5
32,5

Bình 2

20
10
20
30

Bình 3
30
10
12,5
27,5

Bình 4
40
10
5
25

Cho vào bình vài giọt tinh bột và đúng 20 mL dung dịch Fe(NO 3)3 M/60, lắc
mạnh, ghi thời điểm bắt đầu phản ứng. Các bước tiếp theo tiến hành tương tự như
phần xác định bậc riêng phần theo Fe 3+. (Nếu thay Fe(NO3)3 M/60 bởi FeCl3 thì
thành phần hỗn hợp thay đổi).

IV.

TÍNH TOÁN KẾT QUẢ :

1. CHUỖI THÍ NGHIỆM 1 (XÁC ĐỊNH BẬC RIÊNG THEO Fe3+) :

o Bình 1 : Nồng độ đầu của Fe3+ :