BÁO cáo THÍ NGHIỆMHÓA đại CƯƠNG bài 2 NHIỆT PHẢN ỨNG

Trong thí nghiệm bài này, chúng ta sẽ đo hiệu ứng nhiệt của các phản ứng khác nhauvà kiểm tra lại định luật Hess.. Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế Lấy 50 ml nước ở n

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

––—————

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

Giảng viên: Võ Nguyễn Lam Uyên

Lớp: L45 Nhóm: 01 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồ Hoàng An_2112738

Lê Thiên Cao_2110831Trương Tiến Dũng_2113083

TP.Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2022

Trang 2

MỤC LỤC

Bài 1: KỸ THUẬT PHÒNG THÍ NGHIỆM 1

I Giới thiệu dụng cụ 1

1 Các dụng cụ thủy tinh 1

a) Dụng cụ để chứa hóa chất 1

b) Dụng cụ để lấy hóa chất 2

2 Một số loại máy thông dụng 2

3 Một số thao tác cơ bản 3

a) Dụng cụ thí nghiệm 3

b) Cách đọc chỉ số trên các dụng cụ đo thể tích 3

II Thực hành 4

1 Thí nghiệm 1: Sử dụng pipet 4

2 Thí nghiệm 2: Sử dụng buret 4

3 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ oxi hóa - khử 4

4 Thí nghiệm 4: Pha loãng dung dịch 5

5 Thí nhiệm 5: Kiểm tra nộng độ axit đã pha loãng 6

Bài 2: NHIỆT PHẢN ỨNG 6

I Mục đích thí nghiệm 6

II Tiến hành thí nghiệm 7

1 Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế 7

a) Mô tả thí nghiệm 7

b) Công thức tính m0c0 7

c) Kết quả thu được 8

2 Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl và NaOH 8

b) Công thức tính Q và H 9

d) Kết luận 10

3 Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuSO4khan - kiểm tra định luật Hess 10

d) Kết luận 12

4 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan của NH4Cl 12

III Trả lời câu hỏi 14

1 Câu hỏi 1 14

2 Câu hỏi 2 15

3 Câu hỏi 3 15

Bài 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 16

1 Thí nghiệm 1: Xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3 16

b) Kết quả thu được 17

c) Kết luận 18

2 Thí nghiệm 2: Xác định bậc phản ứng theo H2SO4 18

Trang 3

b) Kết quả thu được 19

c) Kết luận 20

1 Câu hỏi 1 20

2 Câu hỏi 2 21

3 Câu hỏi 3 21

4 Câu hỏi 4 22

Bài 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH 22

1 Thí nghiệm 1: Xây dựng đường cong chuẩn độ một axit mạnh bằng một bazơ mạnh22 a) Vẽ đường cong chuẩn độ bằng giấy ô ly 22

b) Xác định tiếp tuyến, bước nhảy pH, pH tương tương 23

2 Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit mạnh- bazơ mạnh với thuốc thử phenolphtalein 23

b) Sự thay đổi màu của chỉ thị phenolphtalein 24

d) Tính nồng độ đương lượng dung dịch HCl 24

e) Kết luận 25

3 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ axit mạnh - bazơ mạnh với thuốc thử methyl da cam 25

b) Sự thay đổi màu của chỉ thị metyl da cam 26

c) Kết quả thu được 26

d) Tính nồng độ đương lượng dung dịch HCl 26

e) Kết luận 26

4 Thí nghiệm 4: chuẩn độ axit yếu - bazơ mạnh với thuốc thử phenolphtalein và methyl da cam 26

b) Sự thay đổi màu của chỉ thị 27

d) Tính nồng độ đương lượng dung dịch CH3COOH 28

e) Kết luận 28

1 Câu hỏi 1 29

2 Câu hỏi 2 29

3 Câu hỏi 3 29

4 Câu hỏi 4 29

Trang 4

Bài 1: KỸ THUẬT PHÒNG THÍ NGHIỆM

Trang 5

b) Dụng cụ để lấy hóa chất

- Loại có thể tích chính xác: ống hút (pipet bầu) 1ml, 5 ml, 10 ml, 25 ml,…, bình địnhmức (fiol) 100 ml, 250 ml, 500 ml,… Các lọai này có sai số rất nhỏ để lấy các thể tíchchính xác

- Loại có chia độ: ống nhỏ giọt (buret), ống hút (pipet khắc vạch), ống đong, các loạicốc thủy tinh, bình tam giác,… Ngoài buret có độ chính xác cao thì đa số các dụng cụthủy tinh có chia độ đều có độ chính xác không cao

2 Một số loại máy thông dụng

Cân

Cân dùng để xác định khối lượng Trong

phòng thí nghiệm thường có 2 loại cân:

+ Cân kỹ thuật: dùng để cân các vật tương

đối lớn, khối lượng nhỏ nhất mà cân có thể cân

được là khoảng 0,1 g

+ Cân phân tích: dùng để cân các vật có khối

lượng nhỏ từ 100 g trở xuống đến 0,1 mg

Cách sử dụng: đối với cân Satorius

+ Ấn nút I/O để mở cân, chuyển về chế độ cân bằng gam bằng nút F (Function) đến khimàn hình hiện lên số 0,0000 g

+ Để bì lên đĩa cân Khi trị số ổn định, trả cân về 0,0000 g hay trừ bì bằng nút TARE ởhai bên trong bảng điều khiển

+ Cho từ từ vật lên cân và tiến hành cân

Trang 6

+ Sau khi cân xong, phải trả cân về 0,0000 g.

Chú ý khi sử dụng cân:

- Tuyệt đối không cân 1 lần khối lượng quá 100 g

- Không ấn nút quá mạnh

- Không ấn các nút khác như: CF, O,… trên bàn cân

- Phải vệ sinh cân sạch sẽ sau khi cân

- Không dùng tay hay vật nặng đè lên trên bàn cân

b) Cách đọc chỉ số trên các dụng cụ đo thể tích

- Với dung dịch khi ở trong dụng cụ đo dung tích có mặt phẳng trên cùng lõm xuống.+ Đối với dung dịch trong suốt ta đọc theo vạch phẳng ứng với mặt khum dưới của vệtlõm

+ Đối với dung dịch không trong suốt ta đọc theo vạch mức ở trên

- Với dung dịch khi ở trong dụng cụ đo dung tích có mặt phẳng trên cùng lồi lên.+ Đối với dung dịch trong suốt ta đọc theo vạch phẳng ứng với mặt khum trên của vệtlồi

+ Đối với dung dịch không trong suốt ta đọc theo vạch mức ở dưới

Trang 7

+ Bình tam giác (erlen) 100ml

+ Cốc thủy tinh (becher) 100ml

+ Ống nhỏ giọt (Buret) 25 ml - giá buret

+ Phễu nhựa

 Tiến hành

Dùng becher 100 ml cho nước vào buret bằng phễu nhựa

Chờ cho đến khi không còn bọt khí trong buret thì dùng tay mở nhanh khóa buretsao cho phần dung dịch lấp đầy phần cuối cùng của buret

Trang 8

Dùng buret chứa dung dịch KMnO4 0,1N

Nhỏ từ từ dung dịch KMnO4 vào erlen lắc đều cho đến khi dung dịch trong erlen cómàu tìm nhạt thì dừng lại Đọc thể tích KMnO4 đã dùng

Phương trình hóa học tổng quát:

Trang 9

Dùng ống đong thêm nước vào đến gần vạch trên cổ bình sau đó dùng bình tia chotừng giọt nước cho đến vạch trên cổ bình.

Đậy nút bình, lắc đều Ta thu được 100 ml dung dịch HCl 0,1M

5 Thí nhiệm 5: Kiểm tra nồng độ axit đã pha loãng

 Chuẩn bị

+ Pipet bầu 10 ml

+ Cốc thủy tinh (becher) 100ml 2 cái

Cho dung dịch NaOH 1M vào buret, sau đó chuẩn đến vạch 0

Dùng pipet bầu 10 ml cho 10 ml dung dịch HCl 0,1M vừa thu được ở thí nghiệm 4vào erlen đã tráng bằng nước cất, thêm 2 giọt chỉ thị phenolphtalein

Cho từ từ dung dịch NaOH trên buret vào erlen, vừa cho vừa lắc đều cho đến khidung dịch chuyển sang màu hồng nhạt thì dừng lại

Trang 10

Trong thí nghiệm bài 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

Lấy 50 ml nước ở nhiệt độ phòng cho vào becher đo nhiệt độ t1

Lấy 50 ml nước 60℃ cho vào nhiệt lượng kế Sau 2 phút đo nhiệt độ t2.

Dùng phễu đổ nhanh 50 ml nước ở nhiệt độ thường vào nhiệt lượng kế Sau khoảng

m0c0 + mc (t2− t3) = mc (t3 − t1)

m0c0 = mc.(t3− t(t1) − (t2− t3)

2− t3)Trong đó: m0c0 - Nhiệt dung của nhiệt lượng kế (cal/độ)

mc - Nhiệt dung của dung dịch trong nhiệt lượng kế (cal/độ)

m - Khối lượng của 50 ml nước (g)

c - Nhiệt dung riêng của nước (1 cal/g.độ)

Q - Nhiệt phản ứng (J hoặc cal)

Trang 11

Chú ý: m - Xác định bằng cách cân hoặc đo thể tích

Trang 12

Dùng buret lấy 25 ml đung dịch NaOH cho vào becher 100 ml Đo nhiệt độ t1.Dùng buret lấy 25 ml dung dịch HCl 1M cho vào trong nhiệt lượng kế Đo nhiệt độ

t2

Dùng phễu đổ nhanh becher chứa dung dịch NaOH vào HCl chứa trong nhiệt lượng

kế Khuấy đều dung dịch, đo nhiệt độ t3

Lặp lại thí nghiệm 3 lần, nếu 2 lần thí nghiệm đầu các giá trị đo được giống nhau thìchỉ cần thực hiện thực hiện 2 lần thí nghiệm để tính giá trị trung bình

n - Số mol chất đã phản ứng (mol)

m0c0 - Nhiệt dung của nhiệt lượng kế (cal/độ)

cH2O- Nhiệt dung riêng của nước (1 cal/g.độ)

c) Kết quả thu được

Ta có: cNaCl 0.5M = 1 (cal/g.độ) ; ρNaCl = 1.02 (g/ml); m0c0 = (cal/độ)

�� = 50 (��) ⟹nNaCl= 0.05 × 0.5 = 0.025 (mol); VNaOH= 25 (ml); VHCl= 25 (ml)

Trang 13

- Phản ứng trên có ∆H < 0 ⟹ Phản ứng toả nhiệt.

- Phản ứng trung hòa giữa axit mạnh và bazơ mạnh là phản ứng tỏa nhiệt

3 Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuSO 4 khan - kiểm tra định luật Hess a) Mô tả thí nghiệm

Trang 14

Trong thí nghiệm này chúng ta sẽ xác định hiệu ứng nhiệt hòa tan của CuSO4 khan

∆�3 bằng thực nghiệm

-Cho vào nhiệt lượng kế 50 ml nước Đo nhiệt độ t1

-Cân gần đúng 4 g CuSO4khan, cho vào nhiệt lượng kế, khuấy đều cho tan hết Đonhiệt độ t2

-Lặp lại thí nghiệm 3 lần, nếu 2 lần thí nghiệm đầu các giá trị đo được giống nhauthì chỉ cần thực hiện thực hiện 2 lần thí nghiệm để tính giá trị trung bình

cCuSO4 - Nhiệt dung riêng của CuSO4khan (1 cal/g.độ)

∆H - Sự thay đổ enthalpy (cal/mol hoặc J/mol)

Ta có: cCuSO4 ≈ 1(cal/g độ); mCuSO4 ≈ 4(g) → nCuSO4 =1604 = 0,025(mol)

cH2O = 1(cal/g độ); mH2O= 50(g); m0c0 = (cal/độ)

Trang 15

- Phản ứng hòa tan CuSO4khan có ∆H < 0 ⟹ Phản ứng toả nhiệt.

- ∆�3 ≠ ∆�1 + ∆�2 ⟹ Trong quá trình tiến hành thí nghiệm có sai số

4 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan của NH 4 Cl

Trang 16

-Cho vào nhiệt lượng kế 50 ml nước Đo nhiệt độ t1.

-Cân chính xác 4 g NH4Cl, cho vào nhiệt lượng kế, khuấy đều cho tan hết Đo nhiệt

độ t2

-Lặp lại thí nghiệm 3 lần, nếu 2 lần thí nghiệm đầu các giá trị đo được giống nhauthì chỉ cần thực hiện thực hiện 2 lần thí nghiệm để tính giá trị trung bình

Lưu ý: Trong thí nghiệm này, ta đợi khoảng 2 phút cho giá trị nhiệt độ ổn định thì mới

ghi nhận giá trị đó hoặc đợi nhiệt độ không còn thay đổi nữa thì ghi giá tri đọc được.

cNH4Cl- Nhiệt dung riêng của NH4Cl (1 cal/g.độ)

∆H - Sự thay đổ enthalpy (cal/mol hoặc J/mol)

Ta có: cNH4Cl ≈ 1(cal/g độ); mNH4Cl = 4(g) → nNH4Cl =53,54 =1078 ≈ 0,075(mol)

cH2O = 1(cal/g độ); mH2O= 50(g); m0c0 = (cal/độ)

Trang 17

- Phản ứng hòa tan NH4Cl có ∆H > 0 ⟹ Phản ứng thu nhiệt.

III Trả lời câu hỏi

1 Câu hỏi 1

∆�� của phản ứng HCl + NaOH → NaCl + H 2 O 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?

Trả lời:

- ∆��của phản ứng HCl + NaOH → NaCl + H2O sẽ được tính theo số mol NaOH

- Vì:

�� = �� = 2.100025 = 0,05(��)

Trang 18

�� = �� = 1.1000 = 0,025(��)25Theo phương trình → nHCldư = 0,025(mol) và ��hết → ∆HTB của phảnứng được tính theo số mol của NaOH.

- Do lấy nhiệt dung riêng sunphat đồng bằng 1 cal/mol.độ.

Theo em sai số nào là quan trọng nhất, giải thích? Còn nguyên nhân nào khác không?

Trang 19

+ Sunphat đồng bị hút ẩm do trong lúc cân và đưa vào thí nghiệm thao tác khôngnhanh chóng.

- Ngoài những nguyên nhân gây ra sai số trên chúng ta còn có thêm một số nguyênnhân gây ra sai số khác, chẳng hạn như:

+ Sai sót của sinh viên trong quá trình tiến hành thí nghiệm, đo đạc

+ Yếu tố bên ngoài như: gió, quạt quay,…

Bài 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

I Mục đích thí nghiệm

Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đến vận tốc phản ứng

Xác định bậc phản ứng phân hủy Na2S2O3 trong môi trương axit bằng thực nghiệm

1 Thí nghiệm 1: Xác định bậc phản ứng theo ����

a) Mô tả thí nghiệm

+ Ống nghiệm và giá đựng ống nghiệm

+ 3 Bình tam giác (erlen)

+ Buret 25 ml - giá buret

Trang 20

V (ml) H2SO4 0,4 M V(ml) Na2S2O3 0,1M V (ml) H2O

- Dùng pipet khắc vạch lấy axit cho vào ống nghiệm

- Dùng buret lấy H2O cho vào 3 erlen trước sau đó tráng buret bằng Na2S2O3 0,1M rồitiếp tục dùng buret cho Na2S2O3 vào các erlen

- Chuẩn bị đồng hồ bấm giây

- Lần lượt cho từng cặp ống nghiệm vào bình tam giác như sau:

+ Đổ nhanh axit trong ống nghiệm vào bình tam giác

+ Bấm đồng hồ

+ Lắc nhẹ bình tam giác cho đến khi thấy dung dịch vừa chuyển sang màu đục thì bấmđồng hồ lần nữa và đọc giá trị ∆t

- Lặp lại mỗi thí nghiệm một lần nữa để tính giá trị trung bình

b) Kết quả thu được

(s)

∆t2(s)

∆tTB(s)

Trang 21

+ Ống nghiệm và giá đựng ống nghiệm

+ 3 Bình tam giác (erlen)

Trang 22

Chuẩn bị 3 ống nghiệm chứa H2SO4 và ba bình tam giác (erlen) chứa Na2S2O3 và

- Dùng pipet khắc vạch lấy axit cho vào ống nghiệm

- Dùng buret lấy H2O cho vào 3 erlen trước sau đó tráng buret bằng Na2S2O3 0,1M rồitiếp tục dùng buret cho Na2S2O3 vào các erlen

- Chuẩn bị đồng hồ bấm giây

- Lần lượt cho từng cặp ống nghiệm vào bình tam giác như sau:

+ Đổ nhanh axit trong ống nghiệm vào bình tam giác

+ Bấm đồng hồ

+ Lắc nhẹ bình tam giác cho đến khi thấy dung dịch vừa chuyển sang màu đục thì bấmđồng hồ lần nữa và đọc giá trị ∆t

- Lặp lại mỗi thí nghiệm một lần nữa để tính giá trị trung bình

b) Kết quả thu được

(s)

∆t2(s)

∆tTB(s)

Trang 23

V1 =∆C

∆t = kxmyn (1)

V2 =∆C∆t = kxm(2y)n (2)Lấy (1)/(2):

- Trong thí nghiệm trên:

+ Nồng độ của Na2S2O3 tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng

+ Nồng độ của �2��4 hầu như không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

- Với một phản ứng hóa học aA + bB → cC + dung dịch, vận tốc phản ứng trungbình được định nghĩa là:

V =±∆C∆t

Trang 24

Dấu (+) nếu ∆C là biến thiên nồng độ sản phẩm Biểu thức để tính vận tốc phản ứngtức thời là:

V =±dC

dt = kCAnCBmTrong đó: k - Hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ nhất định

TN trên, lượng axit H 2 SO 4 luôn luôn dư so với Na 2 S 2 O 3 ?

Trả lời:

Phản ứng (1) là phản ứng trao đổi ion nên xảy ra rất nhanh.

Phản ứng (2) là phản ứng tự oxi hóa khử nên xảy ra rất chậm.

=> Phản ứng (2) quyết định vận tốc phản ứng và là phản ứng xảy ra chậm nhất vì bậc của phản ứng là bậc của phản ứng (2).

Trang 25

Bài 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

I Mục đích thí nghiệm

Dựa vào việc thiết lập đường cong chuẩn độ một axit manh bằng một bazơ mạnh lựachọn chất chỉ màu phù hợp cho phản ứng chuẩn độ axit HCl bằng dung dịch NaOH chuẩn

Áp dụng chuẩn độ xác định nồng độ một axit yếu

1 Thí nghiệm 1: Xây dựng đường cong chuẩn độ một axit mạnh bằng một bazơ mạnh

a) Vẽ đường cong chuẩn độ bằng giấy ô ly

Trang 26

b) Xác định tiếp tuyến, bước nhảy pH, pH tương tương

- Bước nhảy pH từ 3,36 đến 10,56

- Điểm pH tương đương là 7

2 Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit mạnh- bazơ mạnh với thuốc thử phenolphtalein a) Mô tả thí nghiệm

+ 2 cốc thủy tinh (becher) 100 ml

+ 3 bình tam giác (erlen) 150 ml

+ Pipet vạch 10 ml

Trang 27

- Lặp lại thí nghiệm 3 lần để tính giá trị trung bình.

b) Sự thay đổi màu của chỉ thị phenolphtalein

Chất chỉ thị phenolphtalein là chất có màu thay đổi trong khoảng pH từ 8 - 10 Nếu

pH < 8 thì phenophtalein không màu, pH > 8 thì có màu từ hồng nhạt đến đậm thể hiệnnồng độ của bazơ càng cao Nhưng nếu pH > 10 thì phenolphtalein lại không màu, do đó

mà người ta thường sử dụng phenolphtalein để làm chất chỉ thị trong chuẩn độ axit - bazơ

C2NHCl =V2NaOH CNNaOH

10,8

1000 0,10,01 = 0,108 (N)

Trang 28

C3NHCl =V3NaOH CNNaOH

10,7

1000 0,10,01 = 0,107 (N)

⟹ CNHCl =C1NHCl+ C2NHCl3 + C3NHCl =0,109 + 0,108 + 0,1073 = 0,108 (N)

e) Kết luận

Chuẩn độ axit mạnh - bazơ mạnh với thuốc thử phenolphtalein dung dịch thu đượckhông màu khi có môi trường axit pH < 7, có màu hồng từ nhạt đến đậm khi có môitrường bazơ yếu pH từ 8 - 10 và dung dịch không màu trở lại khi môi trường bazơ mạnh

+ 2 cốc thủy tinh (becher) 100 ml

+ 3 bình tam giác (erlen) 100 ml

Định dạng
Số trang	33
Dung lượng	1,68 MB