Hóa đại cương

Đổchất lỏng vào buret phải dùng phễu cuống ngắn không chạm tới vạch số không.Sau đó mở khoá để dung dịch chảy xuống chiếm đầy bộ phận buret nằm dướikhoá đến tận đầu cùng của ống..

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Bài 1 KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA THỰC NGHIỆM HÓA HỌC

1.1 MỤC ĐÍCH

Giúp cho cho sinh viên thực hiện được các thao tác cơ bản của thí nghiệmhóa học.

- Cân phân tích là cân dùng để cân các khối lượng nhỏ từ 100g trở xuống đến0,1mg (0,0001g) do đó người ta cũng thường gọi cân phân tích là cân 4 số lẻ hoặccân 2 số lẻ Có các loại cân phân tích: cân phân tích thường, cân phân tích điện,cân phân tích điện tử,…

Không nên nhầm lẫn rằng cân phân tích luôn luôn chính xác hơn cân kỹ thuật,nó chỉ chính xác hơn khi cân các khối lượng nhỏ, vì vậy không dùng cân phân tích

để cân các khối lượng lớn hơn 200g Trong trường hợp cân 1 lượng nhỏ 10g, 20g,nếu không cần độ chính xác cao, ta nên dùng cân kỹ thuật để nhanh hơn

Những quy định khi sử dụng cân:

- Trước khi cân hay sau một loạt phép cân liên tục cần kiểm tra lại trạng tháithăng bằng của cân và đĩa cân, lau bụi trên đĩa cân rồi mới tếp tục cân

- Khi sử dụng, thấy cân không bình thường, báo ngay với giảng viên hướngdẫn, không tự ý sửa chữa

- Không được cân vật nặng hơn khối lượng quy định của từng cân

- Không đụng mạnh vào cân khi cân đang dao động, chỉ đặt hoặc lấy quả cân,vật cân sau khi đã khoá cân Mở khoá hay đóng khoá phải nhẹ nhàng, thận trọng

- Khi cân hoá chất không để trực tiếp lên đĩa cân, phải để trên mặt kính đồng

hồ, chén sứ, lọ cân … Cân các chất dễ hút ẩm, chất lỏng bốc hơi … dễ làm hỏngcân nhất thiết phải dùng lọ rộng miệng có nút nhám với lượng lớn hoặc lọ cân vớilượng nhỏ

- Không cân vật quá nóng hay quá lạnh Vật cân phải có nhiệt độ phòng Nếucân vật nóng hay lạnh phải đặt vào bình hút ẩm để trở lại nhiệt độ phòng rồi mớicân

- Khi cân chỉ được mở hai cửa bên, cửa trước chỉ dùng khi sửa chữa hoặc tháolắp cân.

- Phải dùng cặp để gắp quả cân, không được cầm tay Các quả cân phải đểđúng vị trí

- Trong một thí nghiệm, nếu cần cân nhiều lần, để tránh sai số nên thực hiệntrên cùng một cân

1.2.2.2 Dụng cụ thuỷ tinh

Dựa trên công dụng của chúng có thể chia dụng cụ thủy tinh thành 3 loại:

- Dụng cụ thủy tinh không chia độ: ống nghiệm, cốc thủy tinh (becher), bìnhcầu, bình nón (bình tam giác) (erlen)…

- Dụng cụ thủy tinh có chia độ: ống đong, cốc, pipet, buret, bình định mức…

- Dụng cụ thủy tinh có tác dụng đặc biệt: bình kíp, bình tinh chế, ống sinhhàn, bình hút ẩm…

a Dụng cụ thủy tinh không chia đô

- Ống nghiệm: có nhiều loại với kích thước khác nhau, được dùng chủ yếu để

đựng hóa chất thực hiện các thí nghiệm lượng nhỏ

- Cốc thủy tinh: có 2 loại là cốc có mỏ và cốc không có mỏ Nó có nhiều

dạng cao thấp với các thể tích khác nhau từ 25ml đến 2 lít Cốc thường làmbằng thủy tinh chịu nhiệt, dùng để đựng hóa chất để thực hiện các phản ứngnhưng với lượng lớn hơn so với ống nghiệm

- Bình nón: thành mỏng đều, đáy bằng, miệng hẹp, đun được như cốc thủy

tinh Bình nón có công dụng: lắc quay tròn dễ nên trộn hóa chất nhanh, dùngđũa thủy tinh lấy được kết tủa ở đáy, miệng hẹp hạn chế sự bay hơi Bìnhnón chủ yếu dùng để chuẩn độ

- Bình cầu: có 2 loại, bình cầu đáy bằng và bình cầu đáy tròn Cổ bình cầu có

thể dài, ngắn, rộng, hẹp Có loại bình cầu không nhánh và bình cầu cónhánh Bình cầu đáy bằng dùng để pha hóa chất, để đun nóng các chất lỏng.Bình cầu đáy tròn dùng để cất, đun sôi hoặc làm những thí nghiệm cần đunnóng Bình cầu có nhánh dùng để điều chế các chất khí

- Phễu: dùng để rót chất lỏng.

b Dụng cụ thủy tinh có chia đô

- Ống đong: dùng để lấy chất lỏng có thể tích xác định Ống đong hình trụ có

dung tích từ 5ml, 10ml đến 1 lít

- Bình định mức: dùng để pha những dung dịch có nồng độ xác định hay để

đong một chất lỏng tương đối chính xác Bình định mức là bình cầu đáy bằng,

cổ dài, có ngấn và nút nhám Ngấn ở cổ bình xác định dung tích chất lỏng chứatrong bình ở 200C Các nhiệt độ khác, thể tích chất lỏng đổ tới ngấn sẽ lớn hơnhoặc nhỏ hơn dung tích ghi trên bình Nhiệt độ 200C được lấy làm nhiệt độchuẩn trong phép đo lường về thể tích.

Bình định mức thường dùng có dung tích 100, 250, 500ml…

Khi rót chất lỏng vào bình định mức cần chú ý:

+ Cầm cổ bình phía trên ngấn, không cầm ở bầu tròn của bình để tránhlàm tăng nhiệt độ chất lỏng trong bình

+ Đổ chất lỏng vào bình cách ngấn chừng 1-2ml thì dừng lại, dùng pipetcho chất lỏng từ từ đến vòm khum khớp với ngấn

+ Xác định vòm khum cần để mắt nhìn ngang với ngấn

- Buret: Dùng để đo một lượng nhỏ dung dịch, thường chính xác tới 0,1ml,

vạch số 0 ở phía trên Buret dùng để chuẩn độ có dung tích 25ml và 50ml Đổchất lỏng vào buret phải dùng phễu cuống ngắn không chạm tới vạch số không.Sau đó mở khoá để dung dịch chảy xuống chiếm đầy bộ phận buret nằm dướikhoá đến tận đầu cùng của ống Chú ý không để bọt khí ở phần chảy ra củaburet Chỉ được đưa buret về điểm 0, khi trong ống không còn bọt khí

Dùng xong phải rửa sạch buret bằng nước, cặp vào giá, quay đầu hở xuống.Lấy khoá nhám ra, bọc giấy lọc rồi đặt lại khoá vào buret

Để đọc thể tích trên buret chính xác, thường để sau buret một mảnh gấy trắng,nửa dưới bôi đen làm màn ảnh Do phản xạ ánh sáng, mặt khum sẽ hoá đen vàđọc được rõ Thực hành như sau:

+ Dùng becher 50ml cho nước vào buret

+ Kiểm tra không có bọt khí còn sót lại trong buret

+ Chỉnh buret đến mức 0

+ Dùng tay trái điều chỉnh khoá buret cho 10ml nước từ buret vào bình nón

- Pipet: dùng để lấy một lượng chính xác chất lỏng Có 2 loại: loại pipet có

dung tích cố định và loại chia độ Pipet thường có dung tích 10, 20, 25 và 50ml

và những micro pipet dung tích 1, 2 và 5ml

Cách sử dụng pipet: muốn lấy chất lỏng vào pipet phải dùng quả bóp cao suđối với hoá chất, đối với nước chúng ta có thể dùng bằng miệng để tạo ra sựchênh lệch áp suất, tay trái cầm pipet, chú ý ngón trỏ của tay trái để gần miệngtrên pipet có thể sẵn sàng bịt lại khi lấy chất lỏng Đặt đầu hở quả bóp cao suvào miệng pipet Nhúng pipet vào chất lỏng và thả lỏng từ từ tay phải để chấtlỏng vào pipet cho tới quá ngấn trên của pipet một chút Dùng ngón trỏ tay tráibịt lại Nhấc pipet lên khỏi bề mặt chất lỏng, dùng giấy lau khô chất lỏng bên

ngoài pipet Sau đó nâng ngấn trên của pipet lên ngang mắt, hé mở ngón trỏ chochất lỏng chảy từ từ từng giọt cho tới khi vòm khum khớp với ngấn chia độ.Đưa pipet qua bình đựng, mở ngón trỏ cho chất lỏng chảy vào bình Nếu pipetcó ngấn ở phía dưới thì dùng ngón trỏ điều chỉnh cho khum chất lỏng còn lạikhớp với ngấn dưới pipet Nếu pipet không có ngấn dưới để chất lỏng chảy hết,không dùng miệng thổi chất lỏng còn dính lại đầu cuối pipet.

Sau khi hút chất lỏng xong phải rửa sạch bằng nước sạch rồi mới cất vào chỗquy định Thực hành như sau:

- Dùng pipet 10ml lấy 10ml nước từ becher cho vào erlen (hút nước bằngmiệng)

- Lặp lại phần thực hành trên nhưng hút nước bằng quả bóp cao su

c Dụng cụ thủy tinh có tác dụng đặc biệt

- Ống sinh hàn: dùng để ngưng tụ các chất hơi

- Nhiệt kế: có nhiều loại dụng cụ để đo nhiệt độ: nhiệt kế lỏng, nhiệt kế điện

trở, piromet nhiệt điện, piromet quang học, …

Nhiệt kế lỏng là nhiệt kế có chứa chất lỏng Chất lỏng chứa trong nhiệt kếthường là rượu màu, thuỷ ngân, toluen, pentan … Nhiệt kế chứa pentan đo nhiệt

độ thấp đến -2200C Nhiệt kế thuỷ ngân đo đến nhiệt độ cao nhất là 5500C …Khi đo nhiệt độ một chất lỏng, nhúng ngập bầu thuỷ ngân của nhiệt kế vàochất lỏng, không để bầu thuỷ ngân sát vào thành bình Theo dõi đến khi cộtthuỷ ngân không thay đổi nữa mới đọc kết quả, khi đọc kết quả để mắt ngangvới mực thuỷ ngân

Sử dụng nhiệt kế phải cẩn thận, tránh va chạm mạnh, rơi vỡ, không để nhiệt

kế thay đổi nhiệt độ đột ngột Không được đo nhiệt độ cao quá nhiệt độ chophép của nhiệt kế, sẽ làm nhiệt kế nứt vỡ Cần đặc biệt lưu ý thuỷ ngân và hơithuỷ ngân rất độc, nếu không may nhiệt kế vỡ, dùng mảnh giấy thu gom nhữnghạt thuỷ ngân vào lọ, không được nhặt bằng tay, khử thuỷ ngân còn sót bằng bộtlưu huỳnh, hoặc tạo hỗn hống với kẽm … đồng thời làm thay đổi không khítrong phòng: mở cửa, quạt thông gió …

1.2.2.3 Dụng cụ bằng sứ

Dụng cụ bằng sứ cũng sử dụng rộng rãi trong phòng thí nghiệm Dụng cụbằng sứ bền chắc, ít bị ăn mòn bởi hoá chất, chịu được sự thay đổi đột ngột củanhiệt độ, đặc biệt chịu được nhiệt độ cao hơn dụng cụ thuỷ tinh (có thể tới

12000C) Song có nhược điểm là nặng, không trong suốt và đắt tiền

Thường dùng là cốc, bát cô, chén sứ, cối chày, …

Chén sứ: dùng để nung các chất, đốt cháy các chất hữu cơ khi xác định

tro…

Có thể đun trực tiếp trên đèn khí, không cần lưới amiang

Để nung đặt vào giá hình tam giác cân, giá này có ba ống bằng sứ, chọn loạigiá có kích thước thích hợp để khi đặt chén nung vào giá phải ngập 1/3 chiều caocủa chén, sau đó đặt lên vòng sắt và lắp vào giá sắt

Trong đa số trường hợp, khi nung cần đậy nắp Khi lấy nắp ra phải dùng kìm

để gắp Nung xong làm nguội trong bình hút ẩm

Chén sứ có thể chịu đến nhiệt độ 12000C trong lò nung

Không dùng chén sứ nung nóng các chất kiềm như Na2CO3, axit HF nóngchảy vì làm sứ phân huỷ

Bát sứ: dùng để cô các dung dịch, trộn các hoá chất rắn với nhau, đun chảy

các chất …

Có thể đun các bát sứ bằng các ngọn lửa trực tiếp nhưng nếu đun qua lưới amiăngvẫn tốt hơn

Chày, cối sứ: dùng để nghiền hoá chất rắn Khi nghiền lượng chất rắn trong

cối không quá 1/3 thể tích của cối Đầu tiên dùng chày cẩn thận giã nhỏ những cụclớn cho đến khi kích thước bằng hạt đậu, sau đó dùng tay tỳ chày và xoáy mạnhchày vào cối cho chất rắn nhỏ dần Trong khi nghiền, thỉnh thoảng dừng lại, dùngbay để đảo trộn và dồn chất cần nghiền ra giữa cối Khi đạt đến kích thước cầnthiết dung bay cạo sạch chất cần nghiền dính vào đầu chày và xung quanh thànhcối sau đó đổ ra theo mỏ cối

Khi nghiền các chất để làm thí nghiệm nổ, cối chày cần sạch và nghiền riêng rẽ.Không được khuấy hỗn hợp nổ trong cối Sau khi nghiền xong rửa sạch chày cốingay

1.2.3 Cách rửa dụng cụ hoá học

Rửa dụng cụ hoá học cần biết tính chất của những chất làm bẩn dụng cụ Từđó chọn phương pháp rửa cũng như dung môi để rửa

Có 2 phương pháp rửa: phương pháp cơ học và phương pháp hoá học

Phương pháp cơ học

Dụng cụ rửa là chổi lông Nếu chất bẩn không phải là chất béo, chất khôngtan trong nước thì dùng nước nóng hoặc nước lạnh

Ví dụ rửa ống nghiệm cần chú ý:

- Một tay cầm chổi, một tay cầm hơi chếch ống nghiệm

- Cho nước vào ống nghiệm, cầm chổi xoay nhẹ để cho lông chổi cọ sát vàođáy và thành ống, đồng thời kéo chổi lên xuống, vừa kéo vừa xoay để rửa thànhống.

- Không thọc mạnh chổi vào đáy ống nghiệm làm vỡ, gây xát thương

- Cần chọn chổi thích hợp với từng loại ống nghiệm

Sau khi rửa sạch bằng nước máy, dùng nước cất tráng lại Để kiểm tra ốngnghiệm sạch bằng cách cho nước cất vào đầy ống nghiệm úp ngược cho ống chảyhết, nếu ống sạch trên thành ống không còn hạt nước bám vào, nếu ống còn bẩnphải rửa lại

Đối với chất bẩn không tan trong nước, có thể rửa bằng các dung môi hữu cơnhư: ete, axeton, xăng, rượu etylic,…

Dung dịch KMnO4 4% axit hoá bằng H2SO4 đặc là dung dịch rửa tốt Thườngpha 4 – 5ml H2SO4 đặc vào 100ml dung dịch KMnO4 4% Ngoài ra có thể phakiềm trong rượu bằng cách hoà tan 5 – 10g NaOH trong 100ml rượu etylic để rửa

Khi rửa các dụng cụ cần chú ý

Dụng cụ phải rửa sạch, tráng bằng nước cất rồi để vào nơi quy định

Không dùng giấy lọc, khăn mặt lau thành bên trong các dụng cụ vừa rửaxong, có thể làm khô trong tủ sấy (trừ các dụng cụ chia độ)

Tiết kiệm và dùng chất rửa rẻ tiền, thu hồi dung dịch, chất quý và hoá chất rắncòn dùng được

Các dung dịch axit, kiềm đặc, chất độc, mùi thối … không được đổ vào chậu rửa

1.3 CÁCH TÍNH SAI SỐ CỦA KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

Thường phân biệt 2 loại:

- Sai số tuyệt đối:   a b với a- giá trị lý thuyết , b – giá trị thực

nghệm

- Sai số tương đối: d = .100%

a



- Giấy lọc, phễu, bình nón 100ml.

- Đũa thủy tinh

- Cân một vật ghi kết quả.

1.4.3 Tinh chế chất rắn bằng phương pháp kết tinh lại

Cân 5 gam muối ăn (NaCl) bằng cân điện tử Lấy 25 ml nước cất cho vào mộtcốc thể tích 100 ml, cho lượng muối trên vào và khuấy cho tan, lọc và hứng nướclọc vào một cốc khác Cô nước lọc trong cho đến khi có váng tinh thể thì dừng lại

Chú ý: không được đun khô nước.

Tắt lửa, để nguội cốc Thêm vào cốc 1 ml rượu và ngâm cốc vào chậu nướcđá Sau khi xuất hiện tinh thể chừng 5 phút, quan sát hiện tượng và giải thích

1.4.4 Tinh chế chất rắn bằng phương pháp thăng hoa

Cho một lượng naphtalen (hoặc I2 tinh thể, NH4Cl rắn) vào một cốc khôkhông có mỏ Đậy cốc bằng bình cầu đáy tròn có đựng nước đến 1/2 bình Dùngcốc có mỏ thì phải bịt kín mỏ bằng bông Đặt cốc lên kiềng sắt có lót lưới amiăng.Đun cốc bằng đèn cồn Quan sát tinh thể chất thăng hoa bám vào đáy bình cầu Khisự thăng hoa kết thúc, nhấc bình cầu ra và gạt các tinh thể thăng hoa bám ở đáybình cầu vào lọ thu hồi

1.4.4 Tinh chế chất lỏng bằng phương pháp chưng cất

Lắp hệ thống chưng cất gồm: ống sinh hàn, bình chưng cất, bình hứng theohướng dẫn Cho 200 ml nước máy vào bình chưng cất, đun bằng đèn cồn hay bếpđiện có lót lưới amiăng, thu sản phẩm nước cất bằng bình tam giác Lấy 1 ml nướccất vào ống nghiệm, nhỏ 1 đến 2 giọt AgNO3 để thử độ tinh khiết của nước vừamới cất Có thể đối chứng bằng cách làm như vậy với nước máy trong một ốngnghiệm khác.

Nhận xét

Hình 1.1: Hệ thống chưng cất

Bài 2 XÁC ĐỊNH ĐƯƠNG LƯỢNG CỦA CaCO3

2.1 MỤC ĐÍCH

Xác định đương lượng của CaCO3 bằng thực nghiệm

2.2 TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Đương lượng của một nguyên tố là số phần khối lượng của nguyên tố đó cóthể thay thế (hay kết hợp) với 1,008 phần khối lượng của hidro hoặc 8 phần khốilượng của oxi trong các phản ứng hoá học

Xác định đương lượng của CaCO3 dựa trên nguyên tắc sau:

- Thực hiện phản ứng giữa CaCO3 với thể tích xác định của dung dịch HClcó nồng độ đương lượng đã biết

- Từ số mol đương lượng của HCl khi tác dụng vừa đủ với CaCO3, suy ra sốmol đương lượng của CaCO3

- Xác định mol đương lượng của CaCO3 từ số mol đương lượng của CaCO3

Dùng pipet hút chính xác 10 ml dung dịch HCl 1N rồi cho vào cốc sứ, axitsẽ tác dụng với CaCO3 trong đá vôi và cho sản phẩm CO2 bay ra Khi phản ứngchậm đi nhiều (khí thoát ra chậm) thì đun nóng nhẹ cốc sứ trên bếp điện có lót lướiamiăng thì phản ứng sẽ mạnh lên, khi ngưng sủi bọt khí CO2 thì phản ứng đã kếtthúc Gạn dung dịch và dùng nước cất rửa gạn các mảnh đá vôi còn lại 3 lần, sauđó sấy trên bếp điện đến khô, để nguội bằng nhiệt độ phòng Cân cốc và đá vôi cònlại được m2 gam Suy ra khối lượng CaCO3 đã phản ứng với HCl

m = (m1 – m2) gam.

2.5 TÍNH TOÁN KẾT QUẢ

Đầu tiên tính số mol đương lượng HCl đã dùng, từ đó suy ra số mol đương lượng CaCO3

Tính mol đương lượng của CaCO3 từ công thức:

ma

Ð

Với a: số mol đương lượng CaCO3

Đ: là mol đương lượng của CaCO3

m: khối lượng CaCO3 đã phản ứng

Từ mol đương lượng của CaCO3 suy ra đương lượng CaCO3 So sánh giá trị thựcnghiệm và giá trị lý thuyết

Tính sai số Giải thích nguyên nhân gây sai số

Bài 3 XÁC ĐỊNH HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC 3.1 MỤC ĐÍCH

Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa và hiệu ứng nhiệt của quátrình hòa tan chất rắn vào chất lỏng

3.2 TÓM TẮT LÝ THUYẾT

Hầu hết các quá trình hoá học xảy ra đều có kèm theo hiệu ứng nhiệt do sựthay đổi entanpy của phản ứng Nếu quá trình xảy ra kèm theo sự thu nhiệt thì H

> 0, ngược lại quá trình xảy ra kèm theo sự tỏa nhiệt thì H < 0 Khi phản ứng xảy

ra ở điều kiện đẳng áp thì nhiệt toả ra hay thu vào chính là H của phản ứng

Nguyên tắc: đo nhiệt của phản ứng (Q) ta xác định được H

- Nhiệt của phản ứng (Q) được tính bằng công thức sau:

Q = mC(t2 – t1) (cal)Trong đó: m: khối lượng của hệ thống thí nghiệm (g)

C : nhiệt dung riêng của chất (cal/g.độ)

t1 : nhiệt độ dung dịch trước phản ứng (hoặc hòa tan)

t2 : nhiệt độ dung dịch sau phản ứng (hoặc hòa tan)

Nếu ∆t = (t2 – t1) > 0: hệ tỏa nhiệt

Nếu ∆t = (t2 – t1) < 0: hệ thu nhiệt

H phản ứng sẽ được tính bằng cách chia Q cho số mol đã phản ứng

Đơn vị H là kcal/mol (lưu ý dấu của H)

3.3 DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT

* Dụng cụ:

- Nhiệt kế 100

- Cốc cách nhiệt - Pipet

- Cân điện tử - Đũa thủy tinh

- Dùng pipet hút 25 ml dung dịch NaOH 1,5M vào một cốc có vỏ cách nhiệt.Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ dung dịch NaOH (to

NaOH), sau đó rửa ngay nhiệt kế bằngnước lã

- Dùng pipet hút 25 ml dung dịch HCl 1,5M vào một cốc có vỏ cách nhiệtkhác Dùng nhiệt kế đo nhiệt độ dung dịch HCl (to

HCl), rửa nhiệt kế

Tính nhiệt độ ban đầu trung bình của hỗn hợp trước khi phản ứng

o NaOH HCl 1

* Cách tính:

- Trước tiên từ nồng độ và thể tích của dung dịch HCl và NaOH đã dùng,tính số mol HCl và NaOH đã tham gia phản ứng

- Tính khối lượng của HCl và NaOH đã tham gia phản ứng

- Từ số liệu thực nghiệm: khối lượng, nhiệt độ của hệ trước và sau phản ứng,xác định nhiệt phản ứng của phản ứng trung hòa Thừa nhận nhiệt dung riêng củahệ bằng 1 và quá trình phản ứng không làm thay đổi đáng kể thể tích của dungdịch

- Từ nhiệt phản ứng (Q) tính hiệu ứng nhiệt (ΔH) của phản ứng trung hòa

- Xác định sai số tuyệt đối và sai số tương đối của thí nghiệm, biết rằng với

độ chính xác của thí nghiệm được thừa nhận thì hiệu ứng nhiệt của phản ứng trunghòa là -13,7 kcal/mol

Nhận xét nguyên nhân sai số

3.4.2 Xác định hiệu ứng nhiệt hòa tan của quá trình hòa tan NH 4 NO 3

Tính nhiệt hòa tan, hiệu ứng nhiệt của quá trình hòa tan NH4NO3

Tính sai số tuyệt đối và sai số tương đối của thí nghiệm, biết hiệu ứng nhiệtcủa quá trình hòa tan NH4NO3 theo lý thuyết là +6,32 kcal/mol

Bài 4 CÂN BẰNG HÓA HỌC

4.1 MỤC ĐÍCH

Cung cấp cho sinh viên kiến thức thực nghiệm để xác định các yếu tố ảnhhưởng đến trạng thái cân bằng hóa học

4.2 TÓM TẮT LÝ THUYẾT

4.2.1 Khái niệm trạng thái cân bằng hóa học – Hằng số cân bằng

Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch mà tại đó tốc độphản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch và nồng độ các chất không thay đổitheo thời gian

Cho phản ứng thuận nghịch

aA + bB � cC + dDKhi phản ứng đạt cân bằng, hằng số cân bằng của phản ứng có dạng:

   

   a b

d c C

B A

D C

K 

KC gọi là hằng số cân bằng theo nồng độ, nó chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ vàbản chất của các chất tham gia phản ứng nhưng không phụ thuộc vào nồng độ

4.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học

4.2.2.1 Ảnh hưởng của nồng đô

“Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng, nếu ta thay đổi nồng

độ của một trong các chất trong hệ thì cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều chốnglại sự thay đổi đó”

4.2.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt đô

Một hệ đang ở trạng thái cân bằng nếu ta tăng nhiệt độ của hệ lên thì cânbằng sẽ chuyển dịch theo chiều thu nhiệt, nếu giảm nhiệt độ của hệ thì cân bằngchuyển dịch theo chiều tỏa nhiệt

- “Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng, nếu ta thay đổinhiệt độ của hệ thì cân bằng của phản ứng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại sựthay đổi đó”

4.2.2.3 Ảnh hưởng của áp suất

Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng

- Nếu tăng áp suất chung của hệ thì cân bằng chuyển dịch theo chiều giảm sốmol khí (n < 0)

- Nếu giảm áp suất chung của hệ thì cân bằng chuyển dịch theo chiều tăng sốmol khí (n < 0).

- “Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng, nếu ta thay đổi ápsuất của hệ thì cân bằng của phản ứng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại sự thayđổi đó”

4.2.2.4 Nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le Chatelier

“Với môt hệ đang ở trạng thái cân bằng, nếu ta thay đổi bất kì môt yếu tố nào xác định điều kiện cân bằng (áp suất khí, nồng đô, nhiệt đô), thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại sự thay đổi đó”.

4.3 DỤNG CỤ – HÓA CHẤT

* Dụng cụ

* Hóa chất

- Dung dịch NH4SCN 0,03M; bão hòa

- Dung dịch FeCl3 0,01M, bão hòa

- Dung dịch phenolphtalein, metyl da cam, nước cất

- Tinh thể NH4Cl, CH3COOH

- Dung dịch K2CrO4 0,1M

- Dung dịch CH3COOH 1M - Dung dịch NH4OH 0,1M

FeCl3 + 3NH4SCN � Fe(SCN)3 + 3NH4Cl

- Ống 1: làm chuẩn để so màu

- Ống 2: nhỏ thêm 1 giọt dung dịch NH4SCN bão hòa

- Ống 3: thêm tinh thể NH4Cl bằng hạt gạo, lắc cho tan.

- Ống 4: nhỏ thêm 1 giọt dung dịch FeCl3 bão hòa

So sánh màu của ống 2, 3, 4 với màu của ống 1 Kết luận về chiều chuyểndịch cân bằng của phản ứng trên, khi thay đổi nồng độ từng chất

4.4.2 Ảnh hưởng của môi trường đến cân bằng hóa học

- Cho thêm vào 3 giọt dung dịch H2SO4 1M Quan sát màu của dung dịch

- Sau đó cho thêm 5 giọt dung dịch NaOH 1M Quan sát màu của dung dịch

- Viết phương trình phản ứng, giải thích

4.4.3 Sự chuyển dịch cân bằng ion

* Mục đích:

Xét sự chuyển dịch cân bằng ion của các chất điện li yếu CH3COOH, NH4OHdựa trên sự thay đổi màu của chất chỉ thị metyl da cam

 Cách làm:

Thí nghiệm 1: Cân bằng trong dung dịch axit yếu

Lấy vào 2 ống nghiệm, mỗi ống khoảng 1 ml dung dịch CH3COOH 1M,thêm vào mỗi ống 1 giọt metyl da cam Quan sát màu của dung dịch

- Ống 1: làm chuẩn để so màu

- Ống 2: cho thêm tinh thể CH3COONa bằng hạt gạo lắc cho tan

So sánh màu của ống 1 và 2 Viết các phương trình điện li của CH3COOH và

CH3COONa trong nước Giải thích nguyên nhân của sự đổi màu

Thí nghiệm 2: Cân bằng trong dung dịch bazơ yếu.

Lấy 2 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 1 ml dung dịch NH4OH 0,1M với mộtgiọt chỉ thị phenolphtalein Một ống để so sánh, còn một ống thêm vào vài tinh thể

NH4Cl, lắc mạnh So sánh màu trong hai dung dịch, giải thích



 �



Dấu (+) ứng với chất khảo sát là chất sản phẩm

Dấu (-) ứng với chất khảo sát là chất tham gia

5.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

5.2.2.1 Ảnh hưởng của nồng đô chất phản ứng

CA, CB : nồng độ mol/l của A và B ở thời điểm đang xét

m, n: lũy thừa nồng độ, bậc của phản ứng đối với chất A,B; xác định bằngthực nghiệm

n + m: bậc của phản ứng (1)

k: hệ số tỉ lệ, phụ thuộc vào bản chất của các chất tham gia và nhiệt độ

Với một phản ứng cụ thể ở T = const, k = const, k được gọi là hằng số tốc độ

Trong một số trường hợp: m = a, n = b, khi đó v = k.Ca

A.Cb

B

5.2.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt đô

Bằng thực nghiệm Van’t Hoff cho thấy rằng: “nhiệt độ cứ tăng thêm 100C thìtốc độ phản ứng sẽ tăng lên  lần,  có giá trị từ 2 ÷ 4”

1

2 T T

v

 

5.2.2.2 Ảnh hưởng của chất xúc tác

Chất xúc tác là chất làm thay đổi tốc độ phản ứng, nhưng nó không bị biếnđổi và tiêu tốn sau khi phản ứng kết thúc

Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng nghĩa là làm giảm năng lượng hoạt hóacủa phản ứng đó

5.4.1 Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng (làm theo nhóm)

a Nguyên tắc thí nghiệm

- Thực hiện phản ứng:

C v

t





