Xác định bậc của phản ứng phân hủy Na S O trong môi2 2 3 trường acid bằng thực nghiệm.. Thí nghiệm 4- Ảnh hưởng của xúc tác đồng thể đến tốc độ phản ứng... *Giải thích: ở ống nghiệm 1, t
Trang 1ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CN HÓA HỌC & THỰC PHẨM
BỘ MÔN: CN HÓA HỌC
***
Báo cáo Thí nghiệm
HÓA ĐẠI CƯƠNG
Thời gian học: Buổi Chiều Thứ 5
Các thành viên cùng nhóm:
1
2
ĐINH QUANG CƯƠNG _20128097
LÊ TÚ ANH _20128094
Học kỳ: II
2020-2021
Trang 2BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI 3 :XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG,
VẬN TỐC VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
Họ và tên: Từ Trung Đan_20128103 Ngày TN: 15/05/2021
Nhóm: 2A
Đinh Quang Cương_20128097 Lớp: 20128B
Lê Tú Anh_20128094
MỤC ĐÍCH
Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ và chất xúc tác đến tốc độ của phản ứng
Xác định bậc của phản ứng phân hủy Na S O trong môi2 2 3
trường acid bằng thực nghiệm
KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
1 Thí nghiệm 1- Bậc phản ứng theo Na S O
2 2 3
Chuẩn bị 3 ống nghiệm chứa H SO và 3 erlen chứa2 4
Na S O và H O theo bảng sau :2 2 3 2
Erlen V(mL) Na S O 0,1 M
Ống nghiệm TN
V(mL) H SO 0,4M2 4 2 2 3 V(mL) H2O
1
2
3
8 8 8
24 16 8
16
Trang 3Chuẩn bị đồng hồ bấm giây, đổ nhanh ống nghiệm chứa axit vào erlen, bấm đồng hồ Lắc nhẹ erlen cho đến khi thấy dung dịch bị đục màu, bấm dừng đồng hồ và đọc Δt Kết quả thí nghiệm được ghi lại như sau:
Nồng độ ban đầu (M)
ΔtTB
TN Δt1 Δt2 Δt3
Na S O
0,4
2 2
110,0 1
2
3
0,0125 0,025 0,05
110,0 108,0 112,0
55,0 7,7
0,4 54,0
28,0
53,0 27,0
58,0 28,0 2 0,4
Từ ΔtTB của TN1 và TN2 để xác định m1.
Ta có : m= = = 1,00
Từ ΔtTB của TN2 và TN3 để xác định m2.
Ta có : m= = = = 0,99 Bậc phản ứng theo Na S O =(m +m )/2= (1,00+0,99)/2= 1,002 2 3 1 2
Trang 42 Thí nghiệm 2 - Bậc phản ứng theo H 2 SO 4
Làm tương tự thí nghiệm 1 với lượng Na S O và H SO
4
theo bảng sau :
Erlen V(mL) H SO 0,4 M
Ống nghiệm V(mL) Na S O 0,1 M
TN
V(mL) H2O
1
2
3
24 16
8 8
8 16 Kết quả thí nghiệm :
Nồng độ ban đầu (M)
ΔtTB
TN Δt1 Δt2 Δt3
Na S O
0,05 0,1
2 2
6 5 5
1,0 9,3 9,3
1
2
3
0,1 0,1 0,1
62,0 60,0 59,0
61,0 59,0 60,0
60,0 59,0 59,0 0,2
Từ ΔtTB của TN1 và TN2 để xác định m1.
Ta có : m= = = 0,04
Trang 5Từ ΔtTB của TN2 và TN3 để xác định m2.
Ta có : m= = = = 0,00 Bậc phản ứng theo H SO =(m +m )/2=(0,04+0,00)/2=0,02 02 4 1 2
3 Thí nghiệm 3- Ảnh hưởng của nồng độ tới vận tốc của phản ứng đồng thể
Chuẩn bị 6 ống nghiệm đánh số thứ tự từ 1, 2, 3, 1’, 2’, 3’
Mỗi ống nghiệm từ 1 đến 3 chứa 2 mL dung dịch H2SO4
0,1M
Ống nghiệm 1’: 3 mL dung dịch Na S O 0,1 M.2 2 3
Ống nghiệm 2’: 2 mL dung dịch Na S O 0,1 M + 1 mL2 2
H2O
Ống nghiệm 3’: 1 mL dung dịch Na S O 0,1 M + 2 mL2 2 3
H2O
Chuẩn bị đồng hồ bấm giây để tiến hành phản ứng:
Na S O + H SO →Na SO + SO + S↓+ H O2 2 3 2 4 2 4 2 2
Đổ từng ống nghiệm có số giống nhau vào nhau, bấm đồng
hồ, chờ xuất hiện kết tủa, bấm đồng hồ và ghi nhận kết quả vào bảng như sau:
Trang 6Thời gian phản ứng t (s) Vân tốc
phản
V(mL) V(mL)
V(mL)
H2O
TN H SO Na S O
Lần 1 Lần 2 Lần 3 TB
0,05 1
2
3
2
2
2
3 2 1
0 1 2
21,00 19,00 22,00 20,67 32,00 30,00 34,00 32,00 0,03 65,00 64,00 65,00 64,67 0,01(5)
Theo số liệu đã được tính toán ở cột vận tốc ta có thể thấy thí nghiệm 1 có vận tốc lớn nhất
Giải thích: theo bảng số liệu ta tính được nồng độ dung dịch Na S O ban đầu ở các thí nghiệm 1, 2, 3 lần lượt là:2 2 3
1/10 M, 1/15 M, 1/30 M Theo bậc phản ứng đã tinh được, ta có biểu thức tính vận tốc phản ứng như sau V=k.[Na S O ] Nên khi nồng độ ban đầu Na S O
3
giảm làm cho vận tốc phản ứng giảm theo
4 Thí nghiệm 4- Ảnh hưởng của xúc tác đồng thể đến
tốc độ phản ứng.
Chuẩn bị 2 ống nghiệm , mỗi ống cho vào 2 mL dung dịch
H O 10% , trong đó một ống nghiệm thứ 2 cho thêm 1 mL2 2
dung dịch K CrO 5%.2 4
Trang 7*Hiện tượng:
Ống nghiệm 1: không hiện tượng
Ống nghiệm 2: phản ứng xảy ra mạnh mẽ, sủi bọt khí, dung dịch chuyển từ màu vàng trong suốt thành nâu đen rồi lại chuyển về màu vàng trong suốt như ban đầu khi kết thúc phản ứng, sờ vào ống nghiệm thấy ấm chứng tỏ phản ứng tỏa nhiệt
*Giải thích: ở ống nghiệm 1, ta thấy gần như không có hiện tượng xảy ra do phản ứng phân hủy H O ở nhiệt độ2 2
phòng thí nghiệm ( khoảng 300C) xảy ra chậm gần như không thể nhận biết bằng mắt thường Ở ống nghiệm 2 nhờ sự có mặt của chất xúc tác K CrO làm giảm năng lượng hoạt hóa2 4 của phản ứng nên phản ứng xảy ra mạnh mẽ, giải phóng nhiều khí oxi cùng lúc gây sủi bọt mạnh
Phương trình phản ứng :
H O ―> H O + O ↑+ Q2 2 2 2
5 Thí nghiệm 5- Ảnh hưởng xúc tác dị thể đến tốc độ phản ứng.
Chuẩn bị 2 ống nghiệm:
Ống nghiệm 1: 2 mL dung dịch H O 10%.2 2
Ống nghiệm 2 : 2 mL dung dịch H O 10% + một ít bột
2 2
MnO2
Trang 8*Hiện tượng :
Ống nghiệm 1 : không hiện tượng
Ống nghiệm 2 : phản ứng xảy ra mạnh mẽ, sủi nhiều bọt khí, tỏa nhiệt, ban đầu có hiện tượng tách pha sau đó trở lại như ban đầu
*Giải thích: ở ống nghiệm 1, ta thấy gần như không có hiện tượng xảy ra do phản ứng phân hủy H O ở nhiệt độ2 2
phòng thí nghiệm ( khoảng 300C) xảy ra chậm gần như không thể nhận biết bằng mắt thường Ở ống nghiệm 2 nhờ sự có mặt của chất xúc tác MnO2 làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng nên phản ứng xảy ra mạnh mẽ, giải phóng nhiều khí oxi cùng lúc gây sủi bọt mạnh Đặc điểm của xúc tác dị thể là làm dung dịch phản ứng phân tách pha
Phương trình phản ứng :
H O ―> H O + O + Q2 2 2 2
6 Thí nghiệm 6-Ảnh hưởng của bề mặt chất tham gia phản ứng đến tốc độ phản ứng.
Xét phản ứng : CaCO3 + HCl―>CaCl + CO ↑+ H O
(rắn)
Chuẩn bị 2 ống nghiệm chứa 3 mL dung dịch HCl 1M để thực hiện phản ứng trên :
Ống nghiệm 1 : cho vào thêm 0,02 (g) CaCO3 dạng hạt nhỏ
Ống nghiệm 2 : cho vào thêm 0,02 (g) CaCO3 dạng bột
Trang 9*Hiện tượng :
Ống nghiệm 1 : xuất hiện sủi bọt khí, sau 3 phút , phản ứng kết thúc
Ống nghiệm 2 : xuất hiện sủi bọt khí, sau 15 giây, phản ứng kết thúc
*Nhận xét: phản ứng xảy ở ống nghiệm 2 nhanh hơn ống nghiệm 1 rất nhiều
*Giải thích: do CaCO3 được cho vào ống nghiệm 2 đã được nghiền thành bột nên diện tích bề mặt lớn hơn, trong cùng khoảng thời gian sẽ có nhiều phân tử HCl tiếp xúc với CaCO3 để phản ứng hơn nên số lượng phản ứng trên khoảng thời gian hay vận tốc phản ứng sẽ lớn hơn
CÂU HỎI
1 Trong TN trên, nồng độ của Na S O và của H SO đã
ảnh hưởng thế nào lên vận tốc phản ứng Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng Xác định bậc của phản ứng
*Trả lời : trong TN trên , khi tăng nồng độ của Na S O thì
2 2 3
vận tốc của phản ứng tăng lên đúng theo tỉ lệ tăng nồng độ Khi tăng nồng độ H SO lên thì tốc độ phản ứng không đổi.2 4
Biểu thức tính tốc độ phản ứng : :V=k.[Na S O ]
2 2 3
Bậc tổng quát của phản ứng là 1
Trang 102 Cơ chế của phản ứng trên có thể được viết như sau:
H SO + Na S O ―> Na SO + H S O (1)2 4 2 2 3 2 4 2 2 3
H S O ―> H SO + S ↓ (2)2 2 3 2 3
Dựa vào kết qủa 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 acid H SO luôn luôn dư so với Na S O 2 4 2 2 3
*Trả lời : Phản ứng (1) là phản ứng trao đổi ion nên xảy ra nhanh chóng Phản ứng (2) sẽ chậm hơn Nên phản ứng (2) sẽ quyết định tốc độ phản ứng và bậc của phản ứng này là bậc của phản ứng (2)
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?
*Trả lời: 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 mà nồng độ chất tham gia phản ứng thay đổi liên tục làm tốc độ phản ứng thay đổi liên tục hay ∆C 0(do biến thiên nồng độ lưu huỳnh không đáng kể trong khoảng thời gian dt nên ∆C dC)
Trang 114 Thay đổi thứ tự cho H SO và Na S O thì bậc phản ứng
có thay đổi hay không, tại sao?
*Trả lời: Bậc phản ứng không thay đổi vì bậc phản ứng chỉ phụ thuộc và nhiệt độ và bản chất quá trình phản ứng
mà không phụ thuộc vào quá trình tiến hành