BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl và NaOH 8... Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế Lấy 50 ml nước ở nhiệt độ phòng cho vào becher đo nhiệt

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

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

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

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

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

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

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

- Dụng cụ

+ 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

3

−t

1

)

−(t

2

−t

3

)

=50.(t

2

−t

● Chuẩn bị

- Dụng cụ

+ 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

= (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

- Dụng cụ

- 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

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

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

23 Trả lời câu hỏi

24 Câu hỏi 1

a ∆𝐵 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?

34.= 0,05(𝑜𝑙)

43 Câu hỏi 3

a Tính ∆H 3 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:

b Mất nhiệt độ do nhiệt lượng kế

c Do nhiệt kế.

d Do dụng cụ đong thể tích hóa chất

e Do cân.

f Do sunphat đồng bị hút ẩm.

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

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

47 Theo em trong 6 nguyên nhân có thể gây ra sai số cho thí nghiệm này thì có 2

nguyên nhân gây ra sai số là quan trọng nhất:

48 + Mất nhiệt độ do nhiệt lượng kế do trong quá trình thí nghiệm thao tác không chínhxác, nhanh chóng dẫn đến thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài

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

50 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:

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

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

53 Bài 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

54 Mục đích thí nghiệm

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

b Xác định bậc phản ứng phân hủy Na2S2O3trong môi trương axit bằng thựcnghiệm

a + Ống nghiệm và giá đựng ống nghiệm

b + 3 Bình tam giác (erlen)

c + Buret 25 ml - giá buret

63

65 66 V (ml) H2SO40,4

M 67 V(ml) Na0,1M2S2O3

a V(ml)

78 Dùng pipet khắc vạch lấy axit cho vào ống nghiệm

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

80 Chuẩn bị đồng hồ bấm giây

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

82 + Đổ nhanh axit trong ống nghiệm vào bình tam giác

83 + Bấm đồng hồ

84 + 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

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

86 Kết quả thu được

c ∆t

2

d (s)

độ của H2SO4là y, thời gian ∆t là t2, ta có:

108. V =∆C= kxmyn (1)

109 ∆t

139 lg 2

140 =1,0443941

a + Ống nghiệm và giá đựng ống nghiệm

b + 3 Bình tam giác (erlen)

c + Buret 25 ml - giá buret

a. Chuẩn bị 3 ống nghiệm chứa H2SO4và ba bình tam giác (erlen) chứa Na2S2O3

153 V(ml)

Na2S2O30,1M

a V(ml)

161 Dùng pipet khắc vạch lấy axit cho vào ống nghiệm

162 Dùng buret lấy H2O cho vào 3 erlen trước sau đó tráng buret bằng Na2S2O30,1Mrồi tiếp tục dùng buret cho Na2S2O3vào các erlen

163 Chuẩn bị đồng hồ bấm giây

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

165 + Đổ nhanh axit trong ống nghiệm vào bình tam giác

166 + Bấm đồng hồ

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

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

169 Kết quả thu được

c ∆t

2

d (s)

173 ∆

tTB

174 (s)

a 70

180 181 0

,1

182 0,4

a 66

183 184 0

,1

185 0,4

a 51

186.

a Để xác định bậc phản ứng theo 24, ta cố định nồng độ của Na2S2O3, tăng dầnnồng độ của 24 Ví dụ thời điểm nồng độ của Na2S2O3 là x, nồng độ của

của H2SO4là 2y, thời gian ∆t là t2, ta có:

218 lg 2 219 =0,3719687

774 ≈0,372

229 Trong thí nghiệm trên:

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

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

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

233. V =±∆C

i ∆t

b Dấu (+) nếu ∆C là biến thiên nồng độ sản phẩm Biểu thức để tính vận tốcphản ứng tức thời là:

a 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 H 2 SO 4 luôn luôn dư so với

Na 2 S 2 O 3 ?

b Trả lời:

c 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

d => Phản ứng (2) quyết định vận tốc phản ứng và là phản ứng xảy rachậm nhất vì bậc của phản ứng là bậc của phản ứng (2)

241.

242

243 Câu hỏi 3

a 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?

b Trả lời:

244.

a. Vận tốc phản ứng được xác định bằng:∆C∆tvì ∆C ≈ 0 nên vận tốc trong cácthí nghiệm được xem là vận tốc tức thời

a Thay đổi thứ tự cho H 2 SO 4 và Na 2 S 2 O 3 thì bậc phản ứng có thay đổi hay không, tại sao?

b Trả lời:

c Thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng vẫn không thay đổi

Vì ở một nhiệt độ xác định thì bậc của phản ứng không phụ thuộc vào thứ tựchất phản ứng mà chỉ phụ thuộc vào bản chất của hệ (nồng độ, nhiệt độ, diệntích bề mặt tiếp xúc, áp suất)

b Áp dụng chuẩn độ xác định nồng độ một axit yếu

258 Điểm pH tương đương là 7.

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

260 Mô tả thí nghiệm

261 Chuẩn bị

262 Dụng cụ

a + 2 cốc thủy tinh (becher) 100 ml

b + 3 bình tam giác (erlen) 150 ml

c + Buret 25 ml - giá buret

d + Pipet vạch 10 ml

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

269 Sự thay đổi màu của chỉ thị phenolphtalein

a 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 nhạtđến đậm thể hiện nồng độ của bazơ càng cao Nhưng nếu pH > 10 thìphenolphtalein lại không màu, do đó mà người ta thường sử dụngphenolphtalein để làm chất chỉ thị trong chuẩn độ axit - bazơ

270 Kết quả thu được

300 V C

a. 10,9 0,1

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

314 Mô tả thí nghiệm

315 Chuẩn bị

316 Dụng cụ

a + 2 cốc thủy tinh (becher) 100 ml

b + 3 bình tam giác (erlen) 100 ml

c + Buret 25 ml - giá buret

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

323 Sự thay đổi màu của chỉ thị metyl da cam

a 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 môi trường bazơ methyl da cam có màu vàng

-324 Kết quả thu được

b. 10,4

0

, 1

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

b + 4 bình tam giác (erlen) 100 ml

c + Buret 25 ml - giá buret

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

381 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

382 Sự thay đổi màu của chỉ thị

a 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 hồngnhạt đến đậm thể hiện nồng độ của Bazơ càng cao Nhưng nếu pH > 10 thìphenolphtalein lại không màu, do đó mà người ta thường sử dụngphenolphtalein để làm chất chỉ thị trong chuẩn độ axit - bazơ

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

383 Kết quả thu được

440.

441

442 1,5443

NNaOH= 1000 = 0,015 (N)

449 CH 3 COOH 450.

451 thể tíchdung dịch(l) 452.

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

470 Trả lời câu hỏi

478 + 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

479 + Phenolphtelein cho chúng ta việc xác định màu chính xác hơn, rõ dàng hơn dochuyển từ không màu sang màu hồng nhạt dễ nhận thấy hơn chuyển từ màu đỏ hồngsang cam

d 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

481 Câu hỏi 4