Tải bản đầy đủ (.pdf) (12 trang)

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HOÁ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (358.31 KB, 12 trang )

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


BÁO CÁO
THÍ NGHIỆM HỐ
GVHD: Võ Nguyễn Lam Un
Lớp: L25 – Nhóm: 11
1. Nguyễn Ngọc Thoại
2. Phạm Đặng Duy Thanh
3. Hà Duyên Thắng

2012124
2012028
1915221


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG
Ngày TN: 28/3/2021
I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Trong thí nghiệm này, chúng ta sẽ đo hiệu ứng nhiệt của các phản ứng khác nhau
và kiểm tra lại định luật Hess.
II. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
1. Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế
Cơng thức tính nhiệt lượng Q=(m0 c 0+ mc)∆ (*)
Cách xác định m 0 c 0:

( mc+ m0 c 0 ) ( t 2−t 3 )=mc ( t 3−t 1 )
m0 c 0=mc


( t 3 −t 1 ) −( t 2−t3 )
( t2 −t3 )

Ta có: m=50( g); c=1( cal/g .độ) → m. c=50 ¿
Nhiệt độ (oC)

Lần 1

Lần 2

t1

32

32

t2

68

68

t3

50,5

50,5

moco (cal/độ)


2,86

2,86

Do kết quả các lần đo là giống nhau nên:
m0 c 0=mc

¿ 50 ×

( t 3 −t 1 ) −( t 2−t3 )
( t2 −t3 )

( 50,5−32 )− ( 68−50,5 )
cal
=2,86(
)
độ
( 68−50,5 )

2. Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hoà HCl và NaOH
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Xác định Q phản ứng theo công thức (*) , từ đó xác định ∆H.
Cho nhiệt dung riêng của dung dịch muối 0,5M là 1 cal/độ, khối lượng riêng là 1,02
g/ml.
Ta có: c NaCl0,5 M =1 ¿; ρ NaCl0,5 M =1,02 ¿;
n NaCl =0,05.0,5=0,025(mol); V NaOH =25( mol); V HCl=25 (ml);
m=1,02. ( V NaOH +V HCl ) =1,02. (25+ 25 )=51(g)


Lần 1


Lần 2

t1 (oC)

32

32

t2 (oC)

31,5

31,5

t3 (oC)

37,5

37,5

Q (cal)

309,70

309,70

Qtb (cal)

309,70


∆Htb (cal/mol)

-12388

Do kết quả các lần đo là giống nhau nên:

(

Q1=Q2=Qtb =( m0 c0 +mc ) t 3−

(

¿ ( 2,86+51 ) 37,5−

∆ H =∆ H tb =

t 2 +t 1
2

)

31,5+ 32
=309,70( cal)
2

)

−Q tb −309,70
=

=−12388 (cal/mol)<0
n
0,025

→Q trình toả nhiệt
3. Xác định nhiệt hồ tan CuSO4 khan – kiểm tra định luật Hess
Chúng ta sẽ xác định hiệu ứng nhiệt hoà tan CuSO4 khan (∆H3) bằng thực nghiệm.
Xác định Q theo công thức (*).
Từ Q suy ra ∆Hht.
Ta có: c CuSO 4 =1 cal/g . độ ; mCuSO 4 =4 (g); nCuSO 4=

4
=0,025(mol);
160

m nước =50( g)

Lần 1

Lần 2

t1 (oC)

31,5

31,5

t2 (oC)

38


38

mcân (g)

4

4

Q (cal)

369,59

369,72

∆Hht (cal/mol)

-14783,6

-14783,6

∆Htb (cal/mol)

-14783,6


Do kết quả các lần đo là giống nhau nên
Q=( m 0 c 0 +m nước c nước + mCuSO 4 cCuSO 4 ) ( t 2 −t 1 )
¿ ( 2,86+50+ 4 ) ( 38−31,5 )=369,59( cal)
∆ H=


−Q −369,59
=
=−14783,6 ( cal /mol )
n
0,025

∆ H tb =∆ H=−14783,6 ( cal/mol ) <0

→ Q trình toả nhiệt.
4. Xác định nhiệt hồ tan của NH4Cl
Làm tương tự thí nghiệm 3 nhưng thay CuSO4 khan bằng NH4Cl. Cho nhiệt dung
riêng của NH4Cl gần đúng là 1 cal/mol.độ.
Ta có: c NH 4 Cl =1¿ ; mNH 4 Cl =4 (g);
n NH 4 Cl =

4
≈ 0,0748( mol); mnước =50( g)
53,5

Lần 1

Lần 2

t1 (oC)

31,5

31,5


t2 (oC)

27

27

mcân (g)

4

4

Q (cal)

-255,87

-255,87

∆Hht (cal/mol)

3420,72

3420,72

∆Htb (cal/mol)

3420,72

Do kết quả các lần đo là giống nhau nên:
Q=( m 0 c 0 +m nước c nước + m NH 4 Cl c NH 4 Cl )( t 2−t 1 )

¿ ( 2,86+50+ 4 ) ( 27−31,5 )=−255,87 ( cal )
∆ H=

−Q −−255,87
=
=3420,72¿
n
0,0748

∆ H tb =∆ H=3420,72 ¿

→Quá trình thu nhiệt.
III. TRẢ LỜI CÂU HỎI


1. ∆Hth của phản ứng HCl + NaOH → NaCl + H2O sẽ được tính theo số mol HCl
hay NaOH khi cho 25 ml dung dịch HCl 2M tác dụng với 25 ml dung dịch NaOH 1M?
Tại sao?
→Xét phản ứng:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Ban đầu
0,05
0,025
Phản ứng
0,025 ← 0,025
Còn lại
0,025 0
Ta thấy sau phản ứng NaOH hết, HCl còn dư nên ∆Hth của phản ứng tính theo
NaOH. Vì lượng dư HCl không tham gia phản ứng nên không sinh nhiệt.
2. Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi khơng?

HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
→Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 sẽ thay đổi. Tuy HNO3
là một axit mạnh phân li hoàn toàn và phản ứng với NaOH cũng là một
phản ứng
trung hoà, nhưng lúc này muối thu được là NaNO3 có nhiệt dung riêng khác, nhiệt lượng
phản ứng toả ra cũng sẽ khác do năng lượng liên kết trong
HNO3 khác HCl, NaNO3
khác NaCl, từ đó làm ∆t thay đổi dẫn đến kết quả thay đổi.
3. Tính ∆H3 bằng lý thuyết theo định luật Hess. So sánh với kết quả thí nghiệm.
Hãy xem 6 nguyên nhân có thể gây ra sai số trong thí nghiệm này:
- Mất nhiệt độ do nhiệt lượng kế
- Do nhiệt kế
- Do dụng cụ đó thể tích hố chất
- Do cân
- Do sunphat đồng bị hút ẩm
- Do lấy nhiệt dung riêng sunphat đồng bằng 1 cal/mol.độ
Theo em, sai số nào là quan trọng nhất, giải thích? Cịn ngun nhân nào khác
không?
→ Theo định luật Hess:
∆ H 3 Hess=∆ H 1 +∆ H 2=−18,7+2,8=−15,9¿
Theo thực nghiệm: ∆ H 3 TN =−14783,6 ¿
Ta thấy: ∆ H 3 TN <∆ H 3 Hess.

Trong 6 nguyên nhân trên, em nghĩ nguyên nhân quan trọng nhất là do “Mất nhiệt độ
do nhiệt lượng kế” vì bình nhiệt lượng kế đã qua sử dụng nhiều lần khơng cịn giữ nhiệt
tốt, trong q trình thí nghiệm thao tác khơng đạt được độ chính xác, nhanh chóng dẫn
đến thốt nhiệt ra mơi trường ngồi.
Theo em, cịn có 2 nguyên nhân khác làm cho kết quả sai khác nhau là:
 Sunphat đồng bị hút ẩm. Vì ở điều kiện thường độ ẩm cũng khá cao, CuSO4
chúng ta sử dụng ở dạng khan nên ngay khi tiếp xúc với không khí nó sẽ hút ẩm



và toả ra một nhiệt lượng đáng kể, đủ để làm lệch đi giá trị t2 chúng ta đo ở mỗi
lần thí nghiệm.
 Lượng CuSO4 có thể tan khơng hết làm mất đi một lượng nhiệt đáng kể phải
được sinh ra trong q trình hồ tan.


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG
Ngày TN: 04/4/2021
I. LÝ THUYẾT
Với một phản ứng hóa học aA + bB→cC + dung dịch, vận tốc phản ứng trung
bình được định nghĩa:
V=±

ΔC
Δt

Dấu (+) nếu ΔC là biến thiên nồng độ sản phẩm. Biểu thức tính vận tốc phản ứng tức
thời:
V=±

dC
= kC An C Bm
dt

Trong đó:
k:
hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ nhất định.

n:
bậc phản ứng theo A.
m:
bậc phản ứng theo B.
n + m: bậc tổng quát của phản ứng.
II. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đến vận tốc phản ứng.
2. Xác định bậc của phản ứng phân hủy Na2S2O3 trong môi trường axit bằng
thực nghiệm.
III. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
1. Đối với Na2S2O3:
Để xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3, ta cố định nồng độ H2SO4, tăng dần nồng
độ Na2S2O3. Ví dụ ở thí nghiệm 1, nồng độ Na2S2O3 là x, nồng độ H2SO4 là y, thời
gian ∆ t là t1, ở ống nghiệm 2, nồng độ Na2S2O3 là 2x, nồng độ H2SO4 là y, thời
gian là t2, ta có:
ΔC
= kxm yn
t1
ΔC
V2 =
= k(2 x)m y n
t2
t1
t1
log(t 1 /t 2)
Từ (2)/(1): →
= 2m → log = mlog 2 → m =
t2
t2
log 2


V1 =

2. Đối với H2SO4: ta thực hiện như Na2S2O3.
IV. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
1. Bậc phản ứng theo Na2S2O3:


TN
1
2
3

ống nghiệm
V (ml)
H2SO4
8
8
8

Erlen
V (ml)
Na2S2O3
4
8
10

t (s )

V (ml)

H2O
28
24
16

103
54
27

● Từ ∆t của TN1 và TN2 xác định m1:
m1 =

103
log(t 1 /t 2) log(103/54)
)
=
= log 2 (
54
log 2
log 2

● Từ ∆t của TN2 và TN3 xác định m2:
54
log(t 2 /t 3) log(54 / 27)
=
= log 2 ( )
27
log 2
log2


m2 =

Bậc phản ứng của Na2S2O3 là

m1+m 2
= log 2 ¿ ¿ ≈ 0.965
2

2. Bậc phản ứng theo H2SO4:
TN

1
2
3

ống
nghiệm V
(ml)
H2SO4
8
8
8

Erlen

t (s )

V (ml)
Na2S2O3


V (ml)
H2O

4
8
10

28
24
16

55
54
52

● Từ ∆t của TN1 và TN2 xác định n1:
n1 =

55
log(t 1 /t 2) log (55/54)
=
= log 2
54
log 2
log 2

( )

● Từ ∆t của TN2 và TN3 xác định n2:
n2 =

Bậc phản ứng của H2SO4 là

54
log(t 2 /t 3) log(54 /52)
=
= log 2
52
log 2
log 2

( )

55
54
n 1+ n 2 log 2 ( )+ log 2( )
54
52 ≈ 0.040
=
2
2

V. TRẢ LỜI CÂU HỎI


1. Trong TN trên nồng độ của Na2S2O3 và của H2SO4 đã ảnh hưởng thế nào
lên vận tốc Viết lại biểu thức tính tốc độ phản ứng. Xác định bậc của phản
ứng.
 Nồng độ của Na2S2O3 tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng. Khi tăng gấp đôi
nồng độ, vận tốc phản ứng tăng gấp đôi.
 Nồng độ của H2SO4 hầu như không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng.

 Biểu thức tính tốc độ phản ứng: V = k[Na 2 S 2 O 3]0.965 [H 2 SO 4 ]0.040
 Bậc phản ứng: m + n = 0.965 + 0.040 = 1.005 ≈ 1
2. Cơ chế của phản ứng trên có thể được viết lại như sau:
H2SO4 + Na2S2O3 → Na2SO4 + H2S2O3 (1)
H2S2O3 → H2SO3 + S ↓ (2)
Dựa vào kết quả TN có thể kết luận phản ứng (1) hay (2) là phản ứng quyết
định vận tốc phản ứng tức là phản ứng xảy ra chậm nhất không? Tại sao?
Lưu ý trong các TN trên, lượng axit H2SO4 luôn luôn dư so với Na2S2O3.
 Phản ứng (1) là phản ứng trao đổi ion nên tốc độ phản ứng xảy ra nhanh.
 Phản ứng (2) xảy ra chậm hơn.
=> Phản ứng (2) quyết định tốc độ phản ứng, là phản ứng xảy ra chậm nhất. Vì
bậc của phản ứng là bậc 1.
3. Dựa trên cơ sở của phương pháp TN thì vận tốc xác định được trong các TN
trên được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời?
 Dựa trên cơ sở của phương pháp TN thì vận tốc xác định được trong các
TN trên được xem là vận tốc tức thời vì vận tốc phản ứng được xác định
bằng tỉ số ∆C/∆t vì ∆C ≈ 0 (do lưu huỳnh thay đổi không đáng kể nên
∆C ≈ dC).
4. Thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng có thay đổi
khơng? Tại sao?
 Bậc phản ứng khơng thay đổi vì bậc phản ứng chỉ phụ thuộc vào nhiệt
độ và bản chất của phản ứng mà khơng phụ thuộc vào q trình tiến
hành.


BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH
Ngày TN: 11/4/2021
I.


II.

MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
- Dựa trên việc thiết lập đường cong chuẩn độ một axit mạnh bằng một bazo
mạnh, lựa chọn chất chỉ thị màu thích hợp cho phản ứng chuẩn độ axit HCl
bằng dung dịch NaOH chuẩn
- Áp dụng chuẩn độ xác định nồng độ của một axit yếu
TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
1. Thí nghiệm 1
2.

Xác định:
- Điểm pH tương đương là 7
- Bước nhảy từ pH 3.36 đến pH 10.56

3. Thí nghiệm 2


Lần
1
2

VHCl (ml)
10
10

VNaOH (ml)
10.4
10.5


CNaOH (M)
0.1
0.1

CHcl (M)
0.104
0.105

C 1 HCl=

C NaOH ×V 1NaOH 0.1× 10.2
=
=0.104(N )
V HCl
10

C 2 HCl=

C NaOH ×V 2NaOH 0.1 ×10.5
=
=0.105( N )
V HCl
10

Sai số
0.0005
0.0005

´ C 1+C 2 =0.1045(N )
C=

2
´
∆ 1=|C−C
1|=0.0005
´
∆ 2=|C−C
2|=0.0005
∆ TB=

∆ 1+ ∆ 2
=0.0005
2

´
⇒ C=0.1
± 0.0005(N )

4. Thí nghiệm 3
Lần
1
2

VHCl (ml)
10
10

VNaOH (ml)
10.2
10.3


CNaOH (M)
0.1
0.1

CHcl (M)
0.102
0.103

C 1 HCl=

C NaOH ×V 1NaOH 0.1× 10.2
=
=0.102( N )
V HCl
10

C 2 HCl=

C NaOH ×V 2NaOH 0.1 ×10.3
=
=0.103( N )
V HCl
10
´ C 1+C 2 =0.1025(N )
C=
2
´
∆ 1=|C−C
1|=0.0005
´

∆ 2=|C−C
2|=0.0005
∆ TB=

∆1+ ∆2
=0.0005
2

Sai số
0.0005
0.0005


´
⇒ C=0.1
± 0.0005(N )

5. Thí nghiệm 4
Lần
1
2

III.

Chất chỉ
thị
Phenol
phtalein
Phenol
phtalein


Lần

Chất chỉ thị

1
2

Metyl da cam
Metyl da cam

VCH3COOH
(ml)

VNaOH (ml)

CNaOH (M)

CCH3COOH (M)

10

10.5

0.1

0.105

10


10.6

0.1

0.106

VCH3COOH
(ml)
10
10

VNaOH (ml)

CNaOH (M)

2.6
2.7

0.1
0.1

CCH3COOH
(M)
0.026
0.027

TRẢ LỜI CÂU HỎI
1. Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đổi
khơng, tại sao?
Trả lời: Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH đường cong chuẩn độ sẽ

thay đổi vì khi thay đổi nồng độ thì thể tích thay đổi. Đồ thị sẽ mở rộng
ra hoặc thu hẹp lại. Tuy nhiên điểm tương đương của hệ không thay đổi.
2. Việc xác định nồng độ axit HCl trong các thí nghiệm 2 và 3 cho kết quả nào
chính xác hơn, tại sao?
Trả lời: thí nghiệm 2 cho kết quả chính xác hơn vì phenonphtalein có
bước nhảy pH khoảng từ 8 – 10, gần với điểm tương đương của hệ là 7
hơn bước nhảy của metyl da cam (3.1 – 3.4)
3. Từ kết quả thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic bằng
chất chỉ thị màu nào chính xác hơn, tại sao?
Trả lời: Việc xác định nồng độ axit CH3COOH bằng chỉ thị Phenol
phtalein chính xác hơn. Do pH tương đương của Metyl cam là 3.1 – 4.4,
lệch xa hơn của hệ là 7, còn phenol phtalein là khoảng từ 8 đến 10 nên
nó xấp xỉ gần đúng hơn.
4. Trong phép phân tích thể tích, nếu đổi vị trí của NaOH và axit thì kết quả có
thay đổi khơng, tại sao?
Trả lời: Trong phép phân tích thể tích nếu đổi vị trí NaOH và axit thỉ kết
quả vẫn khơng thay đổi vì bản chất phản ứng không thay đổi, vẫn là
phản ứng trung hòa và chất chỉ thị cũng vẫn sẽ đổi màu tại điểm tương
đương.



×