PHÚC TRÌNH THỰC tập hóa lý

XÁC ĐỊNH ∆HO, ∆SO VÀ ∆GO CỦA QUÁ TRÌNH HÒA TAN BORAX TRONG NƯỚC. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ CỦA MỘT CHẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỆM LẠNH. CÂN BẰNG HÓA HỌC. XÚC TÁC ĐỒNG THỂ PHẢN ỨNG PHÂN HỦY H2O2. XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG PHƯƠNG PHÁP TỐC ĐỘ ĐẦU. XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG HOẠT HÓA CỦA PHẢN ỨNG THỦY PHÂN ESTER. ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ VÀ NHIỆT ĐỘ ĐẾN SỨC ĐIỆN ĐỘNG CỦA PIN. CÂN BẰNG HẤP THỤ TRÊN RANH GIỚI PHA RẮN – LỎNG TỪ DUNG DỊCH.

BÀI 1: XÁC ĐỊNH ∆HO, ∆SO VÀ ∆GO CỦA QUÁ TRÌNH HÒA TAN

BORAX TRONG NƯỚC 1.1 PHẦN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI

1.1.1 Viết công thức cấu tạo của Borax, Na 2 B 4 O 7 8H 2 O

Hình 1-1 Công thức hóa học của Borax

1.1.2 Dựa vào phần thực nghiệm, chứng minh công thức sau:

Theo định luật đương lượng:

CA VA = CB VB

CB = =

Khi đó: [B4O72-] = S = = (mol/lít)

Với VA : thể tích dung dịch HCl đọc từ buret

Một sinh viên thực hiện thí nghiệm sau: Chuẩn độ 8.5ml dd borax bão hòa ở nhiệt độ T xác định với dung chuẩn HCl 0.5M Khi kết thúc chuẩn độ thể tích dd HCl đọc trên buret là 12ml Tính giá trị K sp của borax ở nhiệt độ T.

Ta có: Na2B4O7 2Na+ + B4O7

S 2S STheo định luật đương lượng

CA.VA =CB.VB

 CB  = (đlg/l)

Khi đó: [Na2B4O5(OH)4] = S = = (mol/l)

Ksp= 4S3 0.176

1.2 PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

V A: thể tích dung dịch HCl đọc từ buret

Bảng 1-1 Bảng số liệu chuẩn độ Borax

Từ phương trình tính toán ta vẽ được đồ thị sự phụ thuộc lnK sp theo 1/T

Object 3

Hình 1-2 Đồ thị sự phụ thuộc lnK sp theo 1/T

Từ phương trình y = -7014.4x + 2.1024 suy ra tg = -7014.4

Mà

6.2.1024

Ở nhiệt độ chuẩn 25 oC

= = 53.254 (kJ)

BÀI 2: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ CỦA MỘT CHẤT

BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỆM LẠNHPHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

2.1.1 Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt độ đông đặc của dung môi nước

Bảng 2-2 Bảng số liệu nhiệt độ của nước theo thời gian

Hình 2-3 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ theo thời gian của nước

 Nhiệt độ đông đặc của nước suy ra từ đồ thị: -0.1 oC

 Nhiệt độ tại đó xuất hiện những tinh thể đầu tiên: -0.1 oC

2.1.2 Thí nghiệm 2: Xác định nhiệt độ đông đặc của dung dịch sucrose

Bảng 2-3 Bảng số liệu nhiệt độ của dung dịch sucrose theo thời gian

Hình 2-4 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ theo thời gian của sucrose

 Nhiệt độ đông đặc của dung dịch sucrose suy ra từ đồ thị: -0.3 oC

 Nhiệt độ tại đó xuất hiện những tinh thể đầu tiên: -0.3 oC

2.1.3 Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt độ đông đặc của dung dịch (nước + chất X)

Bảng 2-4 Bảng số liệu nhiệt độ của dung dịch (nước + chất X) theo thời gian

Vẽ đồ thị hàm số y = f(x), với trục y biểu thị nhiệt độ và trục x biểu thị thờigian tương ứng

Object 9

Hình 2-5 Đồ thị biểu diễn nhiệt độ theo thời gian của chất x

 Nhiệt độ đông đặc của dung dịch (nước + chất X) suy ra từ đồ thị:-0.5

oC

 Nhiệt độ tại đó xuất hiện những tinh thể đầu tiên: -0.5 oC

2.1.4 Kết quả Xác định khối lượng phân tử sucrose

 Khối lượng (g) của nước, mnước = 50 (g)

 Khối lượng của sucrose, msucrose = 2 (g)

 Nhiệt độ đông đặc của nước là -0.1 (oC)

 Nhiệt độ đông đặc của dung dịch sucrose là -0.3 (oC)

 Độ hạ nhiệt độ đông đặc, ∆t= 0.2 (oC)

 Nồng độ molan của dung dịch m suy ra từ ∆T= Kf*m => m= 0.108

 Kf (hằng số nghiệm đông của nước) = 1.86 oC/m

 Khối lượng phân tử của sucrose là:

M = 1000= 1000 = 370g/mol

2.1.5 Kết quả xác định khối lượng phân tử của chất X

 Khối lượng (g) của nước , mnước= 50 (g)

 Khối lượng của chất X, mX= 2 (g)

 Nhiệt độ đông đặc của nước là -0.1 (oC)

 Độ hạ nhiệt độ đông đặc, ∆t= 0.4 (oC)

 Nồng độ molan của dung dịch m suy ra từ ∆T= Kf*m => m= 0.215

 Kf (hằng số nghiệm đông của nước) = 1.86 oC/m

 Khối lượng phân tử của chất X là:

BÀI 3: CÂN BẰNG HÓA HỌC

PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM:

3.1.1 Nhiệt độ phòng ở 30 o C:

3.1.2 Nhiệt độ ở 40 0 C:

Sử dụng phương trình đẳng áp Vant-Hoff:

ln =

BÀI 4: XÚC TÁC ĐỒNG THỂ - PHẢN ỨNG PHÂN HỦY H2O2

PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

4.1.1 Hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ phòng 30 o C

Vì phản ứng phân hủy H2O2 là phản ứng bậc một

ln (a-x) = -kt + lna

với a: nồng độ H2O2 ban đầu

a-x: nồng độ H2O2 còn lại

Hình 4-6 Đồ thị theo thời gian ở nhiệt độ phòng

Hệ số góc của đồ thị là -0.0151, suy ra k = 0.0151

Vậy hằng số tốc độ phản ứng k = 0.0151

4.1.2 Hằng số tốc độ phản ứng ở 40 o C

Ta có phản ứng phân hủy H2O2 là phản ứng bậc 1

Nên ln (a-x) = -kt + lna →

Với a: nồng độ H2O2 ban đầu tỉ lệ với V0

a-x: nồng độ H2O2 còn lại tỉ lệ với Vt

Hình 4-7 Đồ thị ln(KMnO 4 ) theo thời gian ở 40 0 C

Hệ số góc của đồ thị là -0.0341, suy ra k = 0.0341

Vậy hằng số tốc độ phản ứng k = 0.0341

4.1.3 Năng lượng hoạt hóa của phản ứng

4.1.4 Chu kỳ bán hủy

* Ở 30 0 C:

*Ở 40 0 C:

BÀI 5: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG - PHƯƠNG PHÁP TỐC ĐỘ

ĐẦU 5.1 PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

5.1.1 XÁC ĐỊNH BẬC RIÊNG THEO Fe

Hình 5-8 Thí nghiệm 1 – bình 1

Hình 5-9 Thí nghiệm 1 – bình 2

Hệ số góc tgα= 116744

Suy ra tốc độ đầu: (

Bảng 5-11 Kết quả chuẩn độ thí nghiệm 1 – bình 3

Hệ số góc tgα= 61991

Suy ra tốc độ đầu: (

5.1.2 XÁC ĐỊNH BẬC RIÊNG THEO I -

Hình 5-12 Thí nghiệm 2 – bình 1

Hình 5-13 Thí nghiệm 2 – bình 2

Hệ số góc tgα= 282968

Suy ra tốc độ đầu: (

Bình 3: = (30.M / 40)/ 100 = 3M / 400

Bảng 5-15 Kết quả chuẩn độ thí nghiệm 2 – bình 3

Hình 5-14 Thí nghiệm 2 – bình 3

Hệ số góc tgα= 219337

Suy ra tốc độ đầu: (

Bình 4: = (40.M / 40)/ 100 = M / 100

Bảng 5-16 Kết quả chuẩn độ thí nghiệm 2 – bình 4

Hình 5-15 Thí nghiệm 2 – bình 4

Hệ số góc tgα= 103108

Suy ra tốc độ đầu: (

5.2 TÍNH BẬC PHẢN ỨNG

5.2.1 Bậc phản ứng theo [Fe 3+ ]

Hình 5-16 Đồ thị tính bậc phản ứng

 Bậc phản ứng theo [Fe 3+ ] là n 1 = 1.2963

5.2.2 Bậc phản ứng theo [I ]

 Bậc phản ứng theo [I - ] là n 2 = 0.8828

Vậy bậc toàn phần của phản ứng là n1 + n2 = 1.2963 + 0.8828 = 2.1791

Hình 5-17 Đồ thị tính bậc phản ứng theo I

-BÀI 6: XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG HOẠT HÓA CỦA PHẢN ỨNG

THỦY PHÂN ESTER6.1 PHẦN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI

Năng lượng hoạt hóa của một phản ứng bậc nhất là 50.2kJ/mol ở 25 Tại nhiệt

độ nào vận tốc sẽ tăng gấp đôi?

6.2. PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

6.2.1 Tính hằng số vận tốc phản ứng ở nhiệt độ 30 O C

V∞ = VT1+ VT2

Trong đó:

VT1: là thể tích dd NaOH cần định phân trong 10ml mẫu hỗn hợp ở thời điểm t

VT2: là thể tích dd NaOH cần định phân trong 10ml mẫu hỗn hợp ở thời điểmphản ứng hoàn toàn

Hệ số góc của đường thẳng k1=-(-0.0028) (

6.2.2 Tính hằng số vận tốc phản ứng ở nhiệt độ 40 0 C:

6.2.3 Tính năng lượng hoạt hóa Ea của phản ứng

Áp dụng phương trình Arrhenius:

Với R= 8.314

Vậy Ea=

6.2.4 Chu kỳ bán hủy phản ứng ở nhiệt độ phòng và 40 o C

Áp dụng công thức:

Ở 30 oC:

Ở 40 oC:

BÀI 9: ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ VÀ NHIỆT ĐỘ ĐẾN

SỨC ĐIỆN ĐỘNG CỦA PIN9.1 PHẦN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI

9.1.1 Tính sức điện động của pin sau: Al|Al 3+ (0.010mol/L) || Cu 2+

9.1.2 Sức điện động chuẩn, E o cho pin sau: Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|

Hg 2 Cl 2 (s)|Hg(l)|Pt(s) đo được tại 298K và 308K lần lượt là 0.058V và 0.0614V Tính

9.2 PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

9.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đến sức điện

Hình 9-21 Biểu đồ ln(Cu 2+ ) và E

Từ biểu đồ bên dưới ta suy ra được sức điện động của pin hóa học là mộtphương trình tuyến tính với ln(tc) tức là ln(Cu2+)

Phương trình y = 0.0035x + 1.0966

9.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của sức điện động vào nhiệt

độ

Từ những giá trị sức điện động đo được tại các nhiệt độ khác nhau vẽ đồ thị sự phụ thuộc của sức điện động E vào nhiệt độ T.

Bảng 9-21 Sức điện động theo nhiệt độ khi đun nóng

Khi đun nóng ( o C) Sức điện động (V)

Hình 9-22 Sự phụ thuộc của sức điện động E vào nhiệt độ theo chiều tăng nhiệt độ

Bảng 9-22 Sức điện động khi làm lạnh

Khi làm lạnh ( o C) Sức điện động (V)

Hình 9-23 Sự phụ thuộc của sức điện động E vào nhiệt độ theo chiều tăng nhiệt độ

Từ đồ thị tính được:

BÀI 10: CÂN BẰNG HẤP THỤ TRÊN RANH GIỚI PHA RẮN

– LỎNG TỪ DUNG DỊCH10.1 PHẦN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI

10.1.1 Hấp phụ là gì?

Hấp phụ là hiện tượng trong đó một chất (dưới dạng phân tử, nguyên tủ hayion) có khuynh hướng tập trung trên bề mặt phân chia pha nào đó

10.1.2 Khác nhau giữa hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học?

Hấp phụ vật lý là hiện tượng hấp phụ xảy ra khi chất hấp phụ hình thành lựcliên kết với bề mặt bằng lực van der Waals (tương tác yếu)

Hấp phụ hóa học là hiện tượng hấp phụ xảy ra do sự hình thành liên kết giữaphân tử chất bị hấp phụ và bề mặt

10.1.3 Phân biệt hai khái niệm hấp phụ và hấp thụ? Cho ví dụ minh họa.

Hấp phụ: đó là hiện tượng bề mặt nhằm thu hút chất bị hấp phụ lên bề mặtchất hấp phụ, làmgiảm sức căng bề mặt của chất hấp phụ

Ví dụ: Sự hấp phụ của than hoạt tính đối với các phân tử khí hoặc hơi CO2,

10.1.4 Hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir dựa trên bốn giả thiết nào?

Hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir dựa trên bốn giả thiết sau:

- Bề mặt chất hấp phụ là đồng nhất, nghĩa là, tất cả các tâm hấp phụ là tươngđương nhau

- Các phân tử chất bị hấp phụ không tương tác nhau

- Các phân tử bị hấp phụ trên bề mặt theo một cơ chế như nhau

- Khi quá trình hấp phụ đạt cực đại, chỉ hình thành đơn lớp hấp phụ

10.2 PHẦN TÍNH TOÁN TỪ KẾT QUẢ THỰC TIỄN

10.2.1 Trước khi bị hấp phụ bởi than hoạt tính

Bảng 10-23 Kết quả chuẩn độ bằng NaOH trước khi bị than hoạt tính hấp phụ

10.2.2 Sau khi hấp phụ bởi than hoạt tính

Bảng 10-24 Kết quả chuẩn độ bằng NaOH sau khi bị than hoạt tính hấp phụ

10.2.3 Độ hấp phụ m i lên bề mặt than

Dựa vào đồ thị ta xác định được A max và k

Từ phương trình Langmuir:

Suy ra:

Hệ số góc