BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit mạnh- bazơ mạnh với thuốc thử phenolphtalein 23 bSự thay đổi màu của chỉ thị phenolphtalein 24 3.. Thí nghiệm 3: Chuẩn độ axit mạnh - bazơ mạnh với thuốc thử

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

Bài 1: KỸ THUẬT PHÒNG THÍ NGHIỆM 1

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

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

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

1 Thí nghiệm 1: Xây dựng đường cong chuẩn độ một axit mạnh bằng một bazơmạnh22 a) Vẽ đường cong chuẩn độ bằng giấy ô ly 22b) 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

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

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

d)Tính nồng độ đương lượng dung dịch CH3COOH 28

Bài 1: KỸ THUẬT PHÒNG THÍ NGHIỆM

b) Dụng cụ để lấy hóa chất

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

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

cụ thủy 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

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

Hình 1.1: Minh họa cách đọc thể tích chính xác

+ Bình tam giác (erlen) 100ml

+ Cốc thủy tinh (becher) 100ml

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

+ Cốc thủy tinh (becher) 100ml

+ Phễu nhựa

- Hóa chất:2

● 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

Dùng buret chứa dung dịch KMnO40,1N.

Nhỏ từ từ dung dịch KMnO4vào erlen lắc đều cho đến khi dung dịch trong erlen cómàu tìm nhạt thì dừng lại Đọc thể tích KMnO4đã dùng

Phương trình hóa học tổng quát:

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

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

+ Pipet bầu 10 ml

+ Bình tam giác (erlen) 100ml

+ 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

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− t1) − (t2− t3)

(t2− 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)

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

−t1)

−(t2

−t3)

=50.(t2

−t3)

= 2,941176471(cal/độ)

2 Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl và NaOH a) Mô tả thí nghiệm

● Chuẩn bị

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

+ Cốc thủy tinh (becher) 100ml

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

Dùng phễu đổ nhanh becher chứa dung dịchNaOH 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)

Q - Nhiệt phản ứng (J hoặc cal)

c) Kết quả thu được

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

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

Q (cal) 296,68 296,68

= 296,6764706 ≈296,68 cal

= (2,941176471 +51.1) (37 −31 + 32)

= 296,6764706 ≈296,68 cal

- 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

Trong thí nghiệm này chúng ta sẽ xác định hiệu ứng nhiệt hòa tan của CuSO4khan

∆3bằng 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 tanhết Đo nhiệt độ t2

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

Q - Nhiệt phản ứng (J hoặc cal)

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

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

n - Số mol chất đã phản ứng (mol)

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

c) Kết quả thu được

- 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

a) Mô tả thí nghiệm

● Chuẩn bị

- 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 Đonhiệt độ t2

- Lặp lại thí nghiệm 3 lần, nếu 2 lần thí nghiệm đầu các giá trị đo được giốngnhau thì 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.

Q - Nhiệt phản ứng (J hoặc cal)

cNH4 Cl- Nhiệt dung riêng của NH4Cl (1 cal/g.độ)

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

n - Số mol chất đã phản ứng (mol)

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

c) Kết quả thu được

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

d) Kết luận

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

III Trả lời câu hỏi

1 Câu hỏi 1

∆𝐵của 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:

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

3 Câu hỏi 3

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 đong thể tích hóa 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? Còn nguyên nhân nào khác không?

nhanh chóng dẫn đến thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài.

nhanh 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 Na2S2O3trong môi trương axit bằng thực nghiệm

II Tiến hành thí nghiệm

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

a) Mô tả thí nghiệm

● Chuẩn bị

+ Ống nghiệm và giá đựng ống nghiệm

+ 3 Bình tam giác (erlen)

+ Buret 25 ml - giá buret

1 8 4 28

- Dùng pipet khắc vạch lấy axit cho vào ống nghiệm

- Dùng buret lấy H2O cho vào 3 erlen trước sau đó tráng buret bằng Na2S2O30,1M rồitiếp tục dùng buret cho Na2S2O3vào 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

TN Nồng độ ban đầu (M) ∆t1

(s)

∆t2(s)

∆tTB(s)

∆t là t2, ta có:

V =∆C= kxmyn (1)

∆t

Lấy (1)/(2):

V =∆C= k(2x)myn (2)

∆t

+ Ống nghiệm và giá đựng ống nghiệm

+ 3 Bình tam giác (erlen)

+ Buret 25 ml - giá buret

+ H2O

● Tiến hành

- Dùng pipet khắc vạch lấy axit cho vào ống nghiệm.

- Dùng buret lấy H2O cho vào 3 erlen trước sau đó tráng buret bằng Na2S2O30,1M rồitiếp tục dùng buret cho Na2S2O3vào 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

TN Nồng độ ban đầu (M) ∆t1

(s)

∆t2(s)

∆tTB(s)

Na2S2O3 H2SO4

Để xác định bậc phản ứng theo 24, ta cố định nồng độ của Na2S2O3 , tăng dần nồng

độ của24 Ví dụ thời điểm nồng độ của Na2S2O3 là x, nồng độ của H2SO4 là y, thời gian

∆t là t1 , thời điểm nồng độ của Na2S2O3 là x, nồng độ của H2SO4là 2y, thời gian ∆t là t2,

ta có:

- Trong thí nghiệm trên:

+ Nồng độ của Na2S2O3tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng

+ Nồng độ của24hầu như không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

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

V =±∆C

∆t

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

V =±dC= kCn m

dtTrong 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 chậmnhất vì bậc của phản ứng là bậc của phản ứng (2)

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

II Tiến hành thí nghiệm

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

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

● Chuẩn bị

+ 2 cốc thủy tinh (becher) 100 ml

+ 3 bình tam giác (erlen) 150 ml

+ Buret 25 ml - giá buret

+ Pipet vạch 10 ml

- 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

c) Kết quả thu được

Lần VHCl(ml) VNaOH(ml) CN NaOH(N) CN HCl(N) Sai số

V

V C 10,8 0,1

C = 2NaOH NNaOH= 1000 = 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

+ Buret 25 ml - giá buret

- Mở khóa buret cho từ từ dung dịch NaOH vào erlen, lắc đều đến khi dung dịchvừa chuyển sang màu vàng thì khóa buret lại Đọc thể tích dung dịch HCl đã dùng.

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

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

Chất chỉ thị methyl da cam là chất có màu thay đổi trong khoảng pH từ 3,1 - 4,4.Trong môi trường axit, pH từ 3,1 - 4,4 methyl da cam có màu đỏ hồng, còn trong môitrường bazơ methyl da cam có màu vàng

c) Kết quả thu được

Lần VHCl(ml) VNaOH(ml) CN NaOH(N) CN HCl(N) Sai số

0 , 1

e) Kết luận

Chuẩn độ axit mạnh - bazơ mạnh với thuốc thử methyl da cam dung dịch thu được

có màu đỏ hồng khi có môi trường axit pH từ 3,1 - 4,4, có màu vàng khi trong môi trườngbazơ

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

+ 4 bình tam giác (erlen) 100 ml

+ Buret 25 ml - giá buret

- Lặp lại thí nghiệm 2 lần để tính giá trị trung bình

- Thực hiện tương tự như thí nghiệm trên nhưng thay chất chỉ thị bằng methyl dacam, khi dung dịch vừa chuyển sang màu vàng thì khóa buret lại, lặp lại thí nghiệm 2 lần

để tính giá trị trung bình

b) Sự thay đổi màu của chỉ thị

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

-Trong môi trường axit, pH từ 3,1 - 4,4 methyl da cam có màu đỏ hồng, còn trong môitrường bazơ methyl da cam có màu vàng.

c) Kết quả thu được

● Với chất chỉ thị methyl

da cam

số đươnglượngV C

0,015 (N)

CH 3 COOH

thể tích dungdịch(l)

e) Kết luận

- Với cùng một thể tích CH3COOH thì thể tích NaOH cần trung hòa lại khác nhauvới hai chất chỉ thị phenolphtalein và methyl da cam

ta kết quả chính xác hơn so với chất chỉ thị methyl da cam.

III Trả lời câu hỏi

1 Câu hỏi 1

Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH, dường cong chuẩn độ có thay đổi hay không, tại sao?

Trả lời:

- Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH thì đường cong chuẩn độ vẫn không thay đổi

- Vì đương lượng phản ứng của các chất không thay đổi, chỉ có bước nhảy là thayđổi Nếu dùng nồng độ nhỏ thì bước nhảy nhỏ và ngược lại

+ phenolphtalein có bước nhảy pH trong khoảng 8 - 10 còn methyl da cam là 3,1 - 4,4

mà điểm tương đương của hệ axit mạnh - bazơ mạnh là 7

+ Phenolphtelein cho chúng ta việc xác định màu chính xác hơn, rõ dàng hơn do chuyển

từ không màu sang màu hồng nhạt dễ nhận thấy hơn chuyển từ màu đỏ hồng sangcam

- Vì: phenolphtalein có bước nhảy pH trong khoảng 8 - 10 còn methyl da

cam là 3,1 - 4,4 mà điểm tương đương của hệ axit yếu - bazơ mạnh là: > 7

4 Câu hỏi 4