Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (954.61 KB, 28 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<b>Bài 1</b>
<b>XÁC ĐỊNH THẾ BIẾN THIÊN ĐẲNG ÁP, ENTANPI, ENTROPI CỦA PHẢN ỨNG</b>
<b>HÒA TAN BORAC TRONG NƯỚC</b>
<b>I. Mục đích:</b>
Nhằm để xác định độ tan S của muối ít tan là borac ở các nhiệt độ khác nhau, từ đó
xác định tích số tan phụ thuộc nhiệt độ, sau đó bằng phương pháp đồ thị tính H0, G0,
S0.
<b>II. Cơ sở lý thuyết:</b>
Ở điều kiện xác định về nhiệt độ và áp suất, một dung mơi có khả năng hòa tan một
lượng xác định chất tan. Dung dịch được gọi là bão hòa khi mà chất tan nằm cân bằng với
dung dịch. Nồng độ của chất tan trong dung dịch bão hòa được gọi là độ tan. Độ tan của một
chất phụ thuộc vào nhiệt độ, bản chất của dung môi và chất tan.
Muối natri borac Na2B4O7.10H2O hịa tan trong nước là một base trung bình:
B4O72- + 7 H2O 4H3BO3 + 2 OH
-Bằng phương pháp chuẩn độ một thể tích đã biết của dung dịch borac với dung dịch
acid HCl chuẩn, chúng ta tính được nồng độ của B4O72- . Phản ứng xảy ra theo phương trình:
H+<sub> + OH</sub>- <sub>H</sub>
2O
B4O72-+ 2H+ +5H2O 4H3BO3
Đối với dung dịch bão hịa borac có cân bằng:
Na2B4O7 (r) 2Na+ + B4O7
2-Gọi S là nồng độ của ion tetraborac tìm được trong quá trình chuẩn độ với acid cũng chính là
độ tan của borac thì [Na+<sub>] = 2S. Khi đó K</sub>
sp= (2S)2 . S = 4S3 .
<b>III. Kết quả thí nghiệm:</b>
Theo định luật đương lượng: CBVB = CAVA. Suy ra CB
<i>B</i>
<i>A</i>
<i>A</i>
<i>V</i>
<i>V</i>
<i>C</i>
<i>VA</i> <i>đ</i><sub>lg/</sub><i>l</i>
Khi đó: [B4O72- ] = S = <i>mol</i> <i>l</i>
<i>V</i>
<i>C<sub>B</sub></i> <i><sub>A</sub></i>
/
8
.
25
,
0
2 với VA là thể tích dung dịch HCl đọc được từ
burret.
Bảng số liệu như sau:
<b>t0<sub>C</sub></b> <b><sub>t</sub>0<sub>K</sub></b> <b><sub>1/T</sub></b> <b><sub>V</sub></b>
<b>HCl</b>
<b>[B4O72-] =</b>
<b>S (mol/l)</b>
<b>[Na+<sub>] =</sub></b>
<b>2S (mol/l)</b>
<b>Ksp =</b>
<b>4S3</b> <b>lnKsp</b>
55 328 3,049.10-3 <sub>23,4</sub> <sub>0,731</sub> <sub>1,462</sub> <sub>4,274</sub> <sub>1,452</sub>
50 323 3,096.10-3 <sub>21,3</sub> <sub>0,665</sub> <sub>1,330</sub> <sub>3,537</sub> <sub>1,263</sub>
45 318 3,145.10-3 <sub>19</sub> <sub>0.593</sub> <sub>1,186</sub> <sub>2,813</sub> <sub>1,034</sub>
40 313 3,195.10-3 <sub>15,3</sub> <sub>0,478</sub> <sub>0,956</sub> <sub>1,827</sub> <sub>0,602</sub>
35 308 3,247.10-3 <sub>12,2</sub> <sub>0,381</sub> <sub>0,762</sub> <sub>1,161</sub> <sub>0,149</sub>
30 303 3,300.10-3 <sub>8,7</sub> <sub>0,271</sub> <sub>0,542</sub> <sub>0,587</sub> <sub>-0,530</sub>
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lnKsp theo 1/T
Từ đồ thị suy ra tgα = -7817,6.
Mà tgα =
<i>R</i>
0
nên ∆H0 = - ( tgα x R) = - [(-7817,6) x1,987] = 15533,5712
S 0=
452
,
1
.
55
0
<i>T</i>
<i>K</i>
<i>RT</i> <i><sub>sp</sub></i>
<b>Bài 2</b>
<b>XÁC ĐỊNH PHÂN TỬ LƯỢNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỆM LẠNH</b>
<b>I. Mục đích:</b>
Xác định khối lượng phân tử của chất hữu cơ dựa vào phương pháp nghiệm lạnh.
<b>II. Cơ sở lý thuyết:</b>
Để xác định khối lượng phân tử ta dựa vào biểu thức sau:
<i>dd</i>
<i>dd</i>
<i>T</i>
<i>K</i>
<i>G</i>
<i>g</i>
<i>M</i>
1000
( 1 ) với Kdd 1000
0
2
0 <i>M</i>
<i>H</i>
<i>RT</i>
<i>dd</i>
Kdd gọi là hằng số nghiệm lạnh chỉ phụ thuộc vào bản chất của dung môi, với dung mơi là
nước thì Kdd = 1,86. Kdd là hệ số tỷ lệ giữa độ giảm nhiệt độ kết tinh và nồng độ dung dịch.
Đi từ (1 ) ta đi đến phương trình sau: Tdd = Kdd.m (2 ).
Với m =1000<i><sub>G</sub>g</i><sub>.</sub><i><sub>M</sub></i> là nồng độ molan, tính theo số mol chất tan trong 1000g dung mơi. Với
dung dịch lỗng của chất điện ly thì phương trình ( 2 ) có dạng:
Tdd = iKdd.m
Với I là hệ số đẳng trương Vant – hoff
<b>III. Kết quả thí nghiệm:</b>
1. Nước cất: tđđ = -0,5 0C
t(s) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
t0<sub>C</sub> <sub>0,5</sub> <sub>-0,4</sub> <sub>-1,2</sub> <sub>-0,5</sub> <sub>-0,5</sub> <sub>-0,5</sub> <sub>-0,5</sub> <sub>-0,5</sub> <sub>-0,5</sub> <sub>-0,5</sub>
2. Dung dịch đường C12H22O11: tđ đ = -0,70C
t(s) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
t0<sub>C</sub> <sub>0,5</sub> <sub>0,4</sub> <sub>-0,3</sub> <sub>-1,5</sub> <sub>-2,9</sub> <sub>-3,2</sub> <sub>-0,7</sub> <sub>-0,7</sub> <sub>-0,7</sub> <sub>-0,7</sub>
Đồ thị
t(s) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
t0<sub>C</sub> <sub>0,5</sub> <sub>0,2</sub> <sub>-0,3</sub> <sub>-2,5</sub> <sub>-2,9</sub> <sub>-0,9</sub> <sub>-0,9</sub> <sub>-0,9</sub> <sub>-0,9</sub> <sub>-0,9</sub>
Đồ thị
4. Xác định công thức phân tử:
a. Đường:
<i>T</i>
<i>K</i>
<i>G</i>
<i>g</i>
<i>M</i>
<i>dd</i>
<i>đđ</i> <sub>372</sub>
7
,
0
5
,
0
86
,
1
50
2
1000
1000
b. Chất X:
<i>T</i>
<i>K</i>
<i>G</i>
<i>g</i>
<i>M</i>
<i>dd</i>
<i>đđ</i> <sub>186</sub>
9
,
0
5
,
0
86
,
1
50
2
1000
1000
<b>Bài 3</b>
<b>XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG</b>
Nhằm để xác định bậc riêng và bậc chung của phản ứng:
Fe3+<sub> + I</sub>- <sub>Fe</sub>2+<sub> + 1/2 I</sub>
2
<b>II. Cơ sở lý thuyết:</b>
Giả sử vận tốc đầu của phản ứng được xác định bằng phương trình vi phân:
3 <sub>0</sub>
0
0
<i>n</i>
<i>Fe</i>
<i>t</i>
3 <sub>0</sub>
0
0
<i>t</i>
Chuỗi thí nghiệm thứ nhất của phương trình (2) với nồng độ Fe3+ <sub> thay đổi trong khi </sub>
nồng độ I-<sub> cố định.</sub>
3
0
1
Vẽ đồ thị
3
0
0
lg
lg <i>Fe</i>
<i>t</i>
<i>C</i>
<i>dt</i>
<i>dC</i>
với góc nghiêng α.
Tương tự ta có tgα = n2 . Suy ra n = n1 + n2 với n là bậc tổng quát.
Vận tốc ban đầu:
<i>t</i>
<i>Cx</i>
1
1
Ta có cơng thức:
<b>III. Kết quả thí nghiệm:</b>
<b>1. Chuỗi 1: Nồng độ Fe3+<sub> thay đổi, nồng độ I</sub>-<sub> không đổi:</sub></b>
Áp dụng công thức
<b>Lần</b> <b>1</b> <b>2</b> <b>3</b> <b>4</b> <b>5</b> <b>6</b> <b>7</b> <b>8</b>
V 2 4 6 8 10 12 14 16
Ta được kết quả sau:
Bình 1
<b>Lần</b> <b>1</b> <b>2</b> <b>3</b> <b>4</b> <b>5</b> <b>6</b> <b>7</b>
<b>t</b> 43 104 178 275 307 423 538 598
<b>1/t</b> 0.023256 0.009615 0.005618 0.003636 0.003257 0.002364 0.001859 0.001672
<b>Cx</b> 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001 0.0012 0.0014 0.0016
<b>1/Cx</b> 5000 2500 1666.667 1250 1000 833.3333 714.2857 625
<b>Đồ thị</b>
y = 200951x + 410.62
R2 = 0.9943
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 0.01 0.02 0.03
<b>1/t</b>
<b>1</b>
<b>/C</b>
<b>x</b>
Từ đồ thị ta suy ra hệ số góc = 2009521 do đó 1/ = 1/200951.
Vậy
200951
1
lg
lg
<i>dt</i>
<i>dC</i>
=5.303
<b>Bình 2</b>
<b>Lần</b> <b>1</b> <b>2</b> <b>3</b> <b>4</b> <b>5</b> <b>6</b> <b>7</b> <b>8</b>
<b>t</b> 57 119 196 275 342 448 563 639
y = 272238x + 229.16
R2 = 0.9997
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 0.005 0.01 0.015 0.02
<b>1/t</b>
<b>1</b>
<b>/C</b>
<b>x</b>
Từ đồ thị ta suy ra hệ số góc = 272238 do đó 1/ = 1/272238.
Vậy
272238
1
lg
1
lg
lg
<i>dt</i>
<i>dC</i>
=5.435
Bình 3
<b>Lần</b> <b>1</b> <b>2</b> <b>3</b> <b>4</b> <b>5</b> <b>6</b> <b>7</b> <b>8</b>
<b>t</b> 69 139 267 364 439 505 603 714
<b>Cx</b> 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001 0.0012 0.0014 0.0016
Đồ thị
y = 327984x + 243.37
R2<sub> = 0.9951</sub>
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 0.005 0.01 0.015 0.02
<b>1/t</b>
<b>1/</b>
<b>C</b>
Từ đồ thị ta suy ra hệ số góc = 327984 do đó 1/ = 1/327984.
Vậy
<b>Lần</b> <b>1</b> <b>2</b> <b>3</b> <b>4</b> <b>5</b> <b>6</b> <b>7</b> <b>8</b>
<b>t</b> 72 146 273 375 454 536 638 746
<b>Cx</b> 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001 0.0012 0.0014 0.0016
<b>1/t</b> 0.0138890.006849 0.003663 0.002667 0.002203 0.001866 0.001567 0.00134
<b>1/Cx</b> 5000 2500 1666.667 1250 1000 833.3333 714.2857 625
Đồ thị
y = 342757x + 240.06
R2<sub> = 0.9962</sub>
0
1000
2000
3000
4000
5000
0 0.005 0.01 0.015
<b>1/t</b>
<b>1/</b>
<b>C</b>
<b>x</b>
Từ đồ thị ta suy ra hệ số góc = 342757 do đó 1/ = 1/342757.
Vậy
Mặt khác ta tính được nồng độ đầu C0 của Fe3+ trong 4 bình bằng cách áp dụng cơng thức :
CV=C0V0
vớI C = 1/60 M; V0 = thể tích hỗn hợp = 100ml và V là thể tích dd Fe3+ được cho lần lượt
trong các bình như sau:
<b>Bình</b> <b>1</b> <b>2</b> <b>3</b> <b>4</b>
<b>V ml</b> 10 20 30 40
Xây dựng đồ thị
3
0
0
lg
lg <i>Fe</i>
<i>t</i>
<i>C</i>
<i>dt</i>
<i>dC</i>
theo bảng số liệu sau:
lg(C0 ) -2.778 -2.477 -2.301 -2.176
5.303 5.435 5.516 5.535
Đồ thị
y = 0.4008x + 6.4223
R2 = 0.9836
5.25
5.3
5.35
5.4
5.45
5.5
5.55
5.6
-3 -2.8 -2.6 -2.4 -2.2 -2
<b>lgC</b>
<b>lg</b>
<b></b>
<b>(-d</b>
<b>C</b>
<b>/d</b>
<b>t)</b>
Vậy n1 = tg = 0.4008
<b>2. Chuỗi 1: Nồng độ I-<sub> thay đổi, nồng độ I</sub>-<sub> Fe</sub>3+<sub> khơng đổi:</sub></b>
Ta tính được nồng độ đầu C0 của I-- trong 4 bình bằng cách áp dụng công thức :
CV=C0V0
vớI C = 1/40 M; V0 = thể tích hỗn hợp = 100ml và V là thể tích dd I- được cho lần lượt
trong các bình như sau:
<b>Bình</b> <b>1</b> <b>2</b> <b>3</b> <b>4</b>
<b>Vml</b> 10 20 30 40
<b>C0</b> 0.0025 0.005 0.0075 0.01
<b>lgC0</b> -2.602 -2.301 -2.125 -2
Áp dụng công thức
0
<sub></sub>
Với Vhh = 100ml, CN = 0.01, Cx là nồng độ I- tại thời điểm t và
<b>Lần</b> <b>1</b> <b>2</b> <b>3</b> <b>4</b> <b>5</b> <b>6</b> <b>7</b> <b>8</b>
V 1 2 3 4 5 6 7 8
Bình1
Lần 1 2 3 4 5 6 7 8
t 82 174 259 376 434 581 678 753
Cx 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.0006 0.0007 0.0008
1/t 0.012195 0.005747 0.003861 0.00266 0.002304 0.001721 0.001475 0.001328
1/Cx 10000 5000 3333.333 2500 2000 1666.667 1428.571 1250
<b>Đồ thị</b>
y = 803247x + 255.51
R2<sub> = 0.9992</sub>
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014
<b>1/t</b>
<b>1/</b>
<b>C</b>
<b>x</b>
Từ đồ thị ta suy ra hệ số góc = 803247 do đó 1/ = 1/803247.
Vậy
8032477
1
lg
1
lg
lg
<i>dt</i>
<i>dC</i>
=5.905
<b>Bình 2:</b>
<b>Lần</b> <b>1</b> <b>2</b> <b>3</b> <b>4</b> <b>5</b> <b>6</b> <b>7</b> <b>8</b>
t 85 187 293 392 441 596 683 781
Cx 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.0006 0.0007 0.0008
1/t 0.0117650.0053480.0034130.0025510.0022680.0016780.0014640.00128
1/Cx 10000 5000 3333.333 2500 2000 1666.6671428.571 1250
y = 836208x + 285.97
R2 = 0.9972
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014
<b>1/t</b>
<b>1</b>
<b>/c</b>
<b>x</b>
Từ đồ thị ta suy ra hệ số góc = 836208 do đó 1/ = 1/836208
Vậy
200951
1
lg
1
lg
lg
<i>dt</i>
<i>dC</i>
=5.922
Bình 3:
<b>Lần</b> <b>1</b> <b>2</b> <b>3</b> <b>4</b> <b>5</b> <b>6</b> <b>7</b> <b>8</b>
<b>t</b> 89 198 295 399 461 613 704 797
<b>Cx</b> 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.0006 0.0007 0.0008
<b>1/t</b> 0.0112360.005051 0.003390.0025060.0021690.001631 0.001420.001255
<b>1/Cx</b> 10000 50003333.333 2500 20001666.6671428.571 1250
y = 879823x + 245.55
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012
<b>1/t</b>
<b>1</b>
<b>/c</b>
<b>x</b>
Từ đồ thị ta suy ra hệ số góc = 879823 do đó 1/ = 1/879823
Vậy
<b>Lần</b> <b>1</b> <b>2</b> <b>3</b> <b>4</b> <b>5</b> <b>6</b> <b>7</b> <b>8</b>
<b>t</b> 93 204 298 411 478 623 744 801
<b>Cx</b> 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.0006 0.0007 0.0008
<b>1/t</b> 0.010753 0.004902 0.003356 0.002433 0.002092 0.001605 0.0013440.001248
<b>1/Cx</b> 10000 5000 3333.333 2500 2000 1666.667 1428.571 1250
Đồ thị
y = 921405x + 203.14
R2<sub> = 0.998</sub>
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012
<b>1/t</b>
<b>1</b>
<b>/c</b>
<b>x</b>
Từ đồ thị ta suy ra hệ số góc = 921405 do đó 1/ = 1/921405
Vậy
Xây dựng đồ thị
<i>I</i>
<i>t</i>
<i>C</i>
<i>dt</i>
<i>dC</i>
0
0
lg
lg <sub> theo bảng số liệu sau:</sub>
<b>lgC0</b> -2.602 -2.301 -2.125 -2
lg(-dC/dt) 5.905 5.922 5.944 5.964
Đồ thị
y = 0.0957x + 6.1497
R2 = 0.9432
5.89
5.9
5.91
5.92
5.93
5.94
5.95
5.96
5.97
-2.7 -2.5 -2.3 -2.1 -1.9 -1.7 -1.5
<b>lgC</b>
<b>lg</b>
<b></b>
<b>(-d</b>
<b>C</b>
<b>/d</b>
<b>t)</b>
<b>Bài 4</b>
<b>KHẢO SÁT TỐC ĐỘ THỦY PHÂN ESTER</b>
<b>XÁC ĐỊNH NĂNG LƯƠNG HOẠT HĨA CỦA PHẢN ỨNG</b>
<b>I. Mục đích:</b>
Nhằm để khảo sát tốc độ phản ứng thủy phân ester ở nhiều nhiệt độ để từ đó xác định năng
lượng hoạt hóa của phản ứng.
<b>II. Cơ sở lý thuyết:</b>
Xác định năng lượng hoạt hóa Ea bằng phương trình:
<i>k</i>
<i>RT</i>
<i>E</i>
<i>k</i> <i>a</i> <sub>lg</sub>
303
,
2
lg <sub> </sub>
Khi biết được Ea ta có thể tính k2 ở nhiệt độ T2 nếu biết được k1 ở nhiệt độ T1.
2
1
1
2 1 1
303
<i>T</i>
<i>T</i>
<i>R</i>
<i>E</i>
<i>k</i>
<i>k</i> <i><sub>a</sub></i>
Trong bài, sự thủy phân ester được chọn là acetate etyl hay RCOOR’
RCOOR’ <sub> + H</sub>
2O RCOOH + R’OH
Đây là phản ứng bậc 1 nên:
303
,
2
lg 1
(*)
303
,
2
lg<i>V</i> <i>Vt</i> <i>k</i> <i>t</i> <i>V</i> <i>V</i> (**)
<b>III. Kết quả thí nhiệm:</b>
<b>1.Ở 300<sub>C:</sub></b>
1 15.9
67.1
51.2 1.709
11 17 50.1 1.699
21 17.9 49.2 1.692
31 18.4 48.7 1.687
41 18.8 48.3 1.684
51 19.3 47.8 1.679
61 20.7 46.4 1.666
71 21.5 45.6 1.658
<b>Vẽ đường biểu diễn lg(V∞-Vt) theo t:</b>
Ta có: VT1 = 15.9
VT2 = (5000.d)/M =( 5000 x 0.901)/88 = 51.2
Vậy V∞ = VT1 + VT2 = 67.1 ( ml )
Theo phương trình (**) và từ đồ thị trên ta suy ra - k1/2.303=-0.0007và lgk*=1.7084
Vậy k1 = 1.6121.10-3 và k* =51
<b>2.Ở 400<sub>C:</sub></b>
<b>t,phút</b> <b>Vt,ml</b> <b>V∞</b> <b>V∞-Vt</b> <b>lg(V∞-Vt)</b>
1 16.6 67.8 51.2 1.709
11 17.4 50.4 1.702
21 18.7 49.1 1.691
31 20.2 47.6 1.677
41 21.7 46.1 1.663
71 25.2 42.6 1.629
<b>Vẽ đường biểu diễn lg(V∞-Vt) theo t:</b>
y = -0.0012x + 1.7137
R2<sub> = 0.9913</sub>
1.62
1.63
1.64
1.65
1.66
1.67
1.68
1.69
1.7
1.71
1.72
0 20 40 60 80
<b>t</b>
<b>lg</b>
Ta có: VT1 = 16.6
VT2 = (5000.d)/M =( 5000 x 0.901)/88 = 51.2
Vậy V∞ = VT1 + VT2 = 67.8 ( ml )
Theo phương trình (**) và từ đồ thị trên ta suy ra – k2/2.303=-0.0012 và lgk*=1.7137
Vậy k2 = 2.7636.10-3 và k* =51
Tính Ea theo phương trình <sub></sub>
2
1
1
2 1 1
303
,
2
lg
<i>T</i>
<i>T</i>
<i>R</i>
<i>E</i>
<i>k</i>
<i>k</i> <i><sub>a</sub></i>
<b>Bài 5</b>
<b>XÚC TÁC ĐỒNG THỂ - PHẢN ỨNG PHÂN HỦY H2O2</b>
<b>I.Mục đích:</b>
Xác định hằng số tốc độ, chu kỳ bán hủy và năng lượng họat hóa của phản ứng phân hủy
H2O2 với ion Cu2+ là chất xúc tác.
<b>II. Cơ sở lý thuyết:</b>
H2O2 tự phân hủy theo phương trình sau :
H2O2 H2O + 1/2 O2
Tốc độ phản ứng tăng nhanh khi có các xúc tác Pt, muối của các kim loại chuyển tiếp …
Phản ứng tiến hành qua 2 giai đoạn:
1. HOOH O2 + 2H+ ( chậm )
2. HOOH + 2H+<sub> 2 H</sub>
2O ( nhanh )
2 H2O2 2H2O + O2
Tốc độ tổng quát của phản ứng được xác định bởi giai đoạn 1 và do đó phản ứng xảy ra theo
bậc 1.
III.Kết quả thực hành:
t0 t5 t10 t15 t20 t30
300<sub>C</sub> V<sub>0</sub> = 11,5
ml
V5 = 6,4
ml
V10 = 3,5
ml
V15 = 3,2
ml
V20 = 2,8
ml
V30 = 2,1
ml
400<sub>C</sub> V0 = 7,1
ml
V5 = 2,3
ml
V10 = 1,5
ml
V15 = 1,0
ml
V20 = 0.8
ml
V30 = 0.6
ml
2 H2O2 O2 + 2H2O (1)
2KMnO4 + 5 H2O2 + 6H+ K+ + Mn2+ + 5O2 + 8H2O2 ( 2 )
Vì phản ứng (1) xảy ra theo bậc 1 nên hằng số tốc độ phản ứng được tính theo cơng thức:
2 2
2
2
0
ln
.
1
<i>O</i>
<i>H</i>
<i>O</i>
<i>H</i>
<i>C</i>
<i>C</i>
<i>t</i>
<i>k</i> <sub> </sub>
4
4
0
k5 k10 k15 k20 k30 ktb
300<sub>C 1,95.10</sub>-3 <sub>1,98.10</sub>-3 <sub>1,42.10</sub>-3 <sub>1,17.10</sub>-3 <sub>0,94.10</sub>-3 <sub>1,492.10</sub>-3
400<sub>C 3,75.10</sub>-3 <sub>2,59.10</sub>-3 <sub>2,17.10</sub>-3 <sub>1,82.10</sub>-3 <sub>1,37.10</sub>-3 <sub>2,34.10</sub>-3
<b>2. Tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng:</b>
1
2
1
1
ln
1
= 9,428.10-5<sub> cal/mol</sub>
<b>3. Tính chu kỳ bán hủy:</b>
- Ở 300<sub>C : </sub>
<i>t</i> 464,57
10
.
492
,
1
2
ln
2
ln
3
2
1
- Ở 400<sub>C :</sub>
<i>t</i> 296,21
10
.
34
,
2
2
ln
2
ln
3
2
1
<b>Bài 6</b>
<b>XÁC ĐỊNH </b><b>G, </b><b>H, </b><b>S CỦA MỘT PHẢN ỨNG ĐIỆN HÓA</b>
<b>I . Mục đích:</b>
Xác định những đặc tính nhiệt động học bằng kỹ thuật điện hóa. Trong thí nghiệm này
cầu một cầu muối KCl bão hòa.
Zn Zn2+<sub> + 2e</sub>
Cu2+<sub> + 2e </sub> <sub> Cu</sub>
Cu2+<sub> + Zn </sub> <sub>Cu </sub> <sub>+ Zn</sub>2+
<b>II. Cơ sở lý thuyết:</b>
Nhiệt động học có liên quan đến sự thay đổi năng lượng diễn ra trong q trình hóa học
và vật lý. Những ngun lý cơ bản cho sự thay đổi năng lượng này gồm:
- Nguyên lý thứ nhất Nhiệt động học
- Nguyên lý thứ hai Nhiệt động học
- Năng luợng tự do
Năng lượng tự do: G = H - TS
G < 0: phản ứng diễn ra theo chiều thuận
G = 0: phản ứng diễn đạt trạng thái cân bằng
G > 0: phản ứng khơng xảy ra.
Mặt khác, ta có:
G = - nFE
n: số electron trao đổi cho 1 mol chất phản ứng.
Entropy S được tính bằng cơng thức: S = nF
Hòa tan 100g aga-aga và 500mg KNO3 vào 5ml H2O cho hỗn hợp lỗng ra.
Cho dung dịch cịn nóng vào một ống thủy tinh hình chữ U bằng ống hút
Pasteur. Dung dịch sẽ tạo gel trong khoảng 10-15 phút.
<b>2. Chuẩn bị dung dịch và điện cực</b>
- Chuẩn bị 7ml mỗi dung dịch CuSO4 0.5M và ZnSO4 2.5M
- Cắt 2 miếng kim loại Cu và Zn có dạng hình chữ nhật 5x40 mm.
<b>3. Tạo hệ điện cực phản ứng</b>
<b>4. Khảo sát ảnh hưởng của điện thế vào nhiệt độ</b>
- Ở nhiệt độ phòng (15 phút) ghi nhiệt độ phòng và giá trị trên vol kế.
- Làm lạnh hệ trong chậu nước đá (15 phút) ghi nhiệt độ và giá trị trên vol
kế.
- Làm nóng hệ đến 500<sub>C(15 phút) ghi giá trị trên vol kế.</sub>
IV. Kết quả thí ngiệm và tính tốn:
Nhiệt độ Giá trị trên vôn kế
40<sub>C</sub> <sub>1.064</sub>
300<sub>C</sub> <sub>1.074</sub>
500<sub>C</sub> <sub>1,085</sub>
Hệ số gốc là: tgα = 0.453. Từ đó ta tính H, S, G :
S = nF .dE/dt = 2 x 96500 x 0.453 = 87429
G = nEF = - 2 x 96500 x 1,074 = -207282
∆H = ∆G + T∆S = -207282 +(273+30) x 87429= 26283705
<b>V. Trả lời câu hỏi:</b>
<b>1.Trong nguyên tố Galvani:</b>
- Tại anod xảy ra q trình oxi hóa.
- Tại catod xảy ra q trình khử.
Dịng electron di chuyển từ cực âm sang cực dương. Dòng điện đi từ cực dương sang cực
âm.
<b>2. Một pin Cu – Pb cho kết quả thí nghiệm như sau :</b>
T(0<sub>C)</sub> <sub>2.5</sub> <sub>26.5</sub> <sub>80</sub>
Hệ số gốc là: tgα = 0.0005. Từ đó ta tính H, S, G :
S = nF .dE/dt = 2 x 96500 x 0.0005 = 96.5
G = nEF = - 2 x 96500 x 0.465 = -89745
<b>Bài 7</b>
<b>NGHIÊN CỨU CÂN BẰNG HẤP PHỤ TRÊN RANH GIỚI </b>
<b>PHA RẮN – LỎNG TỪ DUNG DỊCH</b>
<b>I. Mục đích:</b>
Khảo sát sự hấp phụ acid axetic trong dung dịch trên than hoạt tính và thiết lập đường
đẳng nhiệt tương ứng.
<b>II. Cơ sở lý thuyết:</b>
Trong bài này chúng ta nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chất tan CH3COOH lên
độ hấp phụ của nó trên than hoạt tính ở nhiệt độ khơng đổi trong dung môi nước.Hấp phụ
của acid cacboxylic từ dung dịch nước thuộc loại hấp phụ phân tử và theo nhiều nghiên cứu
nó tỏ ra là hấp phụ đơn lớp.
Độ hấp phụ a ( mmol/g ) lên bề mặt than có thể tính từ cơng thức:
1000
.
.
0 <i><sub>V</sub></i>
<i>m</i>
<i>C</i>
<i>a</i>
C0, C là nồng độ đầu và nồng độ tại cân bằng hấp phụ của dung dịch axit axetic
( mol/lit ).V là thể tích dung dịch trong đó xảy ra sự hấp phụ ( l ) và m là khối lượng chất hấp
phụ ( g ).
Xác định nồng độ chất tan trước khi cho chất hấp phụ (C0 ) và nồng độ sau khi đạt cân bằng
hấp phụ ( C ).
Từ kết quả thực nghiệm dựng đồ thị a = f (c ) – đường đẳng nhiệt hấp phụ.
<b>III.Kết quả thí nghiệm :</b>
<b>1.Lập đường đẳng nhiệt a = f(C):</b>
Áp dụng công thức C.V = C’.V’ cho CH3COOH và NaOH 0.1N, ta tính được C tương ứng
Bình 1 2 3 4 5 6
Vml axit 200 200 200 200 200 200
C0 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.2
V’<sub>ml</sub>
Bình 1 2 3 4 5 6
C 0.0038 0.0069 0.0088 0.0104 0.0131 0.0157
Tính a: a = (C0 – C).1000.V/m
Với m = 3 g ; V = 100 ml = 0.1 l
Bình 1 2 3 4 5 6
a 0.873 1.77 2.707 3.653 4.563 6.143
<b>Vẽ đường đẳng nhiệt hấp phụ a = f(C)</b>
y = 445.44x - 1.0731
R2<sub> = 0.9872</sub>
0
1
2
3
4
5
6
7
0 0.005 0.01 0.015 0.02
<b>C</b>
<b>a</b>
<b>2. Xử lý theo phương trình Langmuir:</b>
<b> C/a = f(C) = y</b>
max
max
1
<i>ka</i>
<i>a</i>
<i>C</i>
<i>a</i>
<i>C</i>
<sub> hay phương trình có dạng </sub>
max
max
1
1
<i>ka</i>
<i>x</i>
<i>a</i>
<i>y</i>
Vậy theo đồ thị thì 1/amax = 445.44 và 1/k.amax = -1.0731.
Vậy amax = 2.245.10-3 và k = -415
<b>3. Xử lý theo phương trình Freundlich: </b>
lga = f(lgC) = y
<i>C</i>
<i>n</i>
<i>k</i>
<i>a</i> lg 1lg
Vậy theo đồ thị thì 1/n = 445.44 và lgk =-1.0731
<b>Bài 8</b>
<b>KHẢO SÁT CÁC HỆ KEO</b>
<b>I.Điều chế keo Fe (OH)3 :</b>
Lấy 200ml nước cất cho vào bình nón 250, đun sơi nước trên bếp điện. Tắt bếp rồi cho từng
giọt dung dịch FeCl3 1N đến khi hết 5ml. Ta được hệ keo dương Fe(OH)3 màu nâu sẫm.
FeCl3 + 3 H2O Fe(OH)3 + 3 HCl
Bề mặt hạt keo bị phản ứng một phần:
Fe(OH)3 + HCl FeOCl + 2H2O
FeOCl FeO+<sub> + Cl</sub>
-mFe(OH)3 + nFeO+ + nCl- [mFe(OH)3. nFeO+(n-x)Cl-]x+.xCl
-mixen keo dương
<b>2. Keo tụ keo Fe(OH)3 bằng chất điện ly:</b>
Cho 10 ống nghiệm vào giá. Cho vào các ống nghiệm lượng hóa chất theo bảng sau ( Chất
điện ly là KCl 3N tương tự như chất điện ly K2SO4 0,01N. Sau đó thêm chất điện ly, mỗi ống
đều được lắc rồi để yên 15 phút. Sau đó quan sát, những ống keo tụ được đánh dấu +, những
ống không keo tụ đánh dấu - ):
Ống nghiệm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Keo Fe(OH)3 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
Nước cất 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0
Chất điện ly 0.5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
Nhận
xét
KCl - - -
-K2SO4 - - -
-Ngưỡng keo tụ cho mỗi chất điện ly được tính theo cơng thức:
<i>V</i>
<i>N</i>
<i>v</i><sub>.</sub> <sub>.</sub><sub>10</sub>3
mmol/l
<b>3. Keo ưa lỏng:</b>
<b>a. Điều chế:</b>
<b>- Keo tinh bột:</b>
<b>- Keo Anbumin:</b>
Lấy 1 lòng trắng trứng gà cho vào cốc rồi thêm vào 100ml nước cất, khuấy đều ta được keo
anbumin.
<b>b. Thẩm tích keo:</b>
Lấy 50ml keo tinh bột cho vào túi thẩm tích ( màng bong bóng). Thêm 10ml dung dịch
K2SO4 0,1 N rồi nhúng túi vào cốc lớn có chứa sẵn 500ml nước cất, khuấy liên tục cốc nước
bên ngoài túi khoảng 10 phút.
Lấy vào 2 ống nghiệm, mỗi ống khỏang 10ml nước trong bình thẩm tích ở trên. Một ống thử
nhận biết SO42- bằng dung dịch Ba2+ thì ta thấy kết tủa trắng xuất hiện, chứng tỏ có ion SO42- .
Một ống được thử bằng dung dịch I2thì thấy xuất hiện màu tìm xanh chứng tỏ ống này có
tinh bột.
c. Bọt:
Lấy vào 3 ống đong 100ml lần lượt 5- 10- 15 ml keo anbumin. Thêm vào các ống lần lượt
15-10-5 ml nước cất. Đậy nút, lắc kĩ mỗi ống 5 phút. Thể tích của hỗn hợp cả bọt trong mỗi
ống như sau:
Ống 1 2 3
Thể tích (ml) 40 45 50