BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG Trong thí nghiệm này, chúng ta sẽ đo được hiệu ứng nhiệt của các phản ứng khác nhau và kiểm tra lại định luật Hess “Hiệu ứng nhiệt của quá trình hóa học đẳng áp ha

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

GVHD: ThS Đỗ Thị Minh Hiếu Nhóm Lớp: L65

Nhóm số: 04

1 Phạm Ngọc Nga 2110376

2 Đinh Thiên Phước Lộc 2113954

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2022

Trang 2

Lời Cám Ơn

Chúng em đặc biệt gửi lời cám ơn chân thành đến với cô Đỗ Thị Minh Hiếu đã tận tình hướng dẫn , chỉ bảo chúng em hoàn thành tốt đẹp các bài thí nghiệm của mình Đồng thời, chúng em cũng xin cám ơn đến Trường Đại Học Bách Khoa đã tài trợ cho chúng em cơ sở vật chất để hoàn thành thí nghiệm một cách xuất sắc

Trang 3

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG

Trong thí nghiệm này, chúng ta sẽ đo được hiệu ứng nhiệt của các phản ứng

khác nhau và kiểm tra lại định luật Hess “Hiệu ứng nhiệt của quá trình hóa

học đẳng áp hay đẳng tích chỉ phụ thuộc vào bản chất và trạng thái của các chất đầu và sản phẩm chứ không phụ thuộc và đường đi của quá trình”

II Tiến hành thí nghiệm:

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

 Cách tiến hành thí nghiệm:

- Lấy 50 ml nước ở nhiệt độ phòng cho vào bencher bên ngoài đo nhiệt độ t1

- Lấy 50 ml nước khoảng 600C cho vào nhiệt lượng kế Sau khoảnh 2 phút đo nhiệt độ t2.

- Dùng phễu đổ nhanh 50 ml nước ở nhiệt độ phòng vào 50 ml nước nóng trong nhiệt lượng kế Sau khoảng 2 phút, đo nhiệt độ t3.

Nhiệt độ nhóm đo được sau khi thực hành:

11≈ 2.27

Trang 4

 Công thức tính m 0 c 0 :

𝒎𝟎𝒄𝟎 = 𝒎𝒄 (𝒕𝟑− 𝒕𝟏) − (𝒕𝟐− 𝒕𝟑)

𝒕𝟐 − 𝒕𝟑 = 𝟓𝟎

(𝟒𝟗 − 𝟐𝟔) − (𝟕𝟏 − 𝟒𝟗)

 Kết quả thu được:

Nhiệt dung của nhiệt lượng kế khoảng 2.27 (cal)

2 Thí nghiệm 2: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa

HCl + NaOH → NaCl + H2O

- Dùng buret lấy 25 ml dung dịch NaOH 1M cho vào becher 100 ml để bên ngoài Đo nhiệt độ t1

- Dùng buret lấy 25 ml dung dịch HCl 1M cho vào nhiệt lượng kế Đo nhiệt

độ t2

- Dùng phễu đổ nhanh becher chưa dung dịch NaOH vào HCl chứa trong nhiệt lượng kế Khuấy đều dung dịch trong nhiệt lượng kế Đo nhiệt độ t3

- Cho nhiệt dung riêng của dung dịch muối 0.5M là 1 cal/g.độ , khối lượng riêng là 1.02 g/ml

Trang 5

 Công thức tính:

𝑸 = (𝒎𝟎𝒄𝟎+ 𝒎𝑯𝑪𝒍𝒄𝑯𝑪𝒍+ 𝒎𝑵𝒂𝑶𝑯𝒄𝑵𝒂𝑶𝑯) (𝒕𝟑−𝒕𝟏+𝒕𝟐

𝟐 )

 Q1 = (2.27 + 25 + 25) (31.5 −26+25

2 ) ≈ 313.62

 Q2 = (2.27 + 25 + 25) (31 −25+25

2 ) ≈ 313.62

 Q = 313.62

𝜟𝑯 = 𝑸

𝒏 =

313.62 0.025 ≈ 12544.8

Q = 313.62 (𝑐𝑎𝑙)

ΔH ≈ 12544.8 (𝑐𝑎𝑙

𝑚𝑜𝑙)

 Kết luận:

- Do Q > 0 => Phản ứng trung hòa là phản ứng thu nhiệt

3 Thí nghiệm 3: Nhiệt hòa tan của CuSO4

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

- Cân 4 g CuSO4 khan

- Cho nhanh 4 g CuSO4 vừa cân vào nhiệt lượng kế , khuấy đều cho CuSO4 tan hết

- Đo nhiệt độ t2

Trang 6

Nhiệt độ 0 C Lần 1 Lần 2

 Công thức tính:

𝑸 = (𝒎𝟎𝒄𝟎 + 𝒎𝑯𝟐𝟎𝒄𝑯𝟐𝟎+ 𝒎𝑪𝒖𝑺𝟎𝟒𝒄𝑪𝒖𝑺𝟎𝟒)(𝒕𝟐− 𝒕𝟏)

 𝑄1 = (2.27 + 50 + 4 )(35 − 28) = 393.89 (𝑐𝑎𝑙)

 𝑄2 = (2.27 + 50 + 4 )(33 − 27) = 337.62 (𝑐𝑎𝑙)

𝜟𝑯 =𝑸

𝒏

 ΔH1 =393.89

 ΔH2 =337.62

Q1 = 393.89 (cal)

Q2 = 393.89 (cal)

ΔH1 = 15755.6 (cal

mol)

ΔH2 = 13504.8 (cal

mol)

 Kết luận:

- Do Q>0 => Phản ứng hòa tan của CuSO4 là phản ứng tỏa nhiệt

4 Thí nghiệm 4: Nhiệt hòa tan của NH4Cl

 Cách tiến hành thí nghiệm:

Trang 7

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

- Cân 4 g NH4Cl

- Cho nhanh 4 g NH4Cl vừa cân vào nhiệt lượng kế , khuấy đều cho NH4Cltan hết

- Đo nhiệt độ t2

 Công thức tính:

𝑸 = (𝒎𝟎𝒄𝟎+ 𝒎𝑯𝟐𝟎𝒄𝑯𝟐𝟎+ 𝒎𝑵𝑯𝟒𝑪𝒍𝒄𝑵𝑯𝟒𝑪𝒍)(𝒕𝟐− 𝒕𝟏)

 𝑄1 = (2.27 + 50 + 4 )(23 − 26.5) = −196.945 (𝑐𝑎𝑙)

 𝑄2 =(2.27 + 50 + 4 )(22 − 26) = −225.08 (𝑐𝑎𝑙)

𝜟𝑯 =𝑸

𝒏

 ΔH1 = −196.9458

107

= −2634.14 (cal

 ΔH2 = −225.088

107

= −2010.445 (cal

 Kết quả thu được:

𝑄1 = −196.945 (𝑐𝑎𝑙)

𝑄2 = −225.08 (𝑐𝑎𝑙)

𝛥𝐻1 = −2634.14 (𝑐𝑎𝑙

𝑚𝑜𝑙)

𝛥𝐻2 = −2010.445 (𝑐𝑎𝑙

𝑚𝑜𝑙)

Trang 8

 Kết luận:

- Do Q<0 => Phản ứng hòa tan của NH4Cl là phản ứng thu nhiệt

III Trả lời câu hỏi:

1 ∆H tb của phản ứng HCl+NaOH → NaCl+H 2 O sẽ được tính theo số

mol HCl hay NaOH khi cho 25ml dd HCl 2M tác dụng với 25ml dd

NaOH 1M.Tại sao?

 Trả lời:

nNaOH = 1 0,025 = 0.025 (mol)

nHCl = 2 0.025 = 0.06 (mol)

=> Tính theo NaOH vì NaOH phản ứng hết , HCl dư

2 Nếu thay HCl 1M bằng HNO 3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay

đổi hay không?

Nếu thay thế thì kết quả thí nghiệm 2 không thay đổi vì HCl và HNO3 là acid mạnh phân

lý hoàn toàn và đồng thời thí nghiệm 2 là phản ứng trung hòa

3 Tính ∆H 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:

- Mất nhiệt do nhiệt lượng kế

- Do nhiệt kế

- Do dụng cụ đong thể tích hóa chất

- Do cân

- Do sunphat đồng bị ẩm

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

Trang 9

4 Theo em sai số nào là quan trong nhất, giải thích? Còn nguyên nhân

nào khác không?

- Theo em mất nhiệt lượng do nhiệt lượng kế là quan trọng nhất vì do

trong quá trình thao tác không chính xác,nhanh chóng dẫn đến thất thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài

- Sunphat đồng khan bị hút ẩm ,lấy và cân không nhanh và cẩn thận dễ

làm cho CuSO4 hút ẩm nhanh ảnh hưởng đến hiệu ứng nhiệt CuSO4 5H2O

Trang 10

BÀI 4 : XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

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

- Xác định bậc của phản ứng phân hủy Na2S2O3 trong môi trường acid bằng thực

nghiệm

II Tiến hành thí nghiệm:

1 Xác định bậc phản ứng của Na 2 S 2 O 3 :

- Dùng pipet vách lấy acid cho vào ống nghiệm

- Dung buret cho H2O vào 3 bình tam giác trước Sau đó tráng buret bằng Na2S2O3

0,1M rồi tiếp tục dùng buret để cho Na2S2O3 vào các bình cầu

- Chuẩn bị đồng hồ bấm giây

- Lần lượt cho từng phản ứng từng cặp ống nghiệm và bình tam giác như sau:

o Đổ nhanh acid trong ống nghiệm vào bình tam giác

o Bấm đồng hồ

o Lắc nhẹ bình tam goác cho đến khi thấy dung dịch vừa chuyển sang đục thì bấm đồng hồ lần nữa và đọc 𝛥𝑡

- Lặp lại mỗi thí nghiệm 1 lần nữa để tính giá trị trung bình

Na2S2O3 [H2SO4]

Trang 11

2 8 8 70 75 72.5

Từ 𝛥𝑡𝑡𝑏 của TN 1 và TN 2 xác định được m1 (tính mẫu ):

𝑚1 =

lg𝑡𝑡1

2

𝑙𝑔2 = 1

Từ 𝛥𝑡𝑡𝑏 của TN 2 và TN 3 xác định được m2 (tính mẫu ):

𝑚1 =

lg𝑡𝑡2

3

𝑙𝑔2 = 0.89

Bậc phản ứng theo Na2S2O3 =𝑚1+𝑚2

2 = 0.945

 Kết luận bậc phản ứng:

Bậc phản ứng theo Na2S2O3 =𝑚1+𝑚2

2 = 0.945

2 Xác định bậc phản ứng của H 2 SO 4 :

Làm tương tự cách tiến hành xác định bậc phản ứng Na2S2O3

Na2S2O3 [H2SO4]

Trang 12

Từ 𝛥𝑡𝑡𝑏 của TN 1 và TN 2 xác định được n1 (tính mẫu )

𝑛1 =

lg𝑡𝑡1

2

𝑙𝑔2 = 0.221

Từ 𝛥𝑡𝑡𝑏 của TN 2 và TN 3 xác định được n2 (tính mẫu )

𝑛1 =

lg𝑡𝑡2

3

𝑙𝑔2 = 0.061

Bậc phản ứng theo H2SO4 = 𝑛1 +𝑛2

2 = 0.1405

 Kết luận bậc phản ứng:

Bậc phản ứng theo H2SO4 = 𝑛1 +𝑛2

2 = 0.1405

1 Trong thí nghiệm trên,nồng độ [Na 2 S 2 O 3 ] và của [H 2 SO 4 ] đã ảnh hưởng

thế nào lên vận tốc phản ứng.Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng

Xác định bậc của phản ứng?

o Nồng độ [Na2S2O3] tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng

o Nồng độ [H2SO4 ] hầu như không ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng

o Biểu thức vận tốc :

v= k [Na 2 S 2 O 3 ] 0.945 [H 2 SO 4 ] 0.1405

o Bậc phản ứng : 0.945 + 0.1405 =1.0855

2 Cơ chế của phản ứng trên có thể được viết như sau:

Trang 13

[H 2 SO 4 ] + [Na 2 S 2 O 3 ] → Na 2 SO 4 + H 2 S 2 O 3 (1)

H 2 S 2 O 3 → H 2 SO 3 + S↓ (2)

Dựa vào kết quả thí nghiệm có thể kết luận phản ứng (1) hay (2) là phản ứng quyết định vận tốc phản ứng xảy ra nhanh hay chậm không ? Tại sao ? Lưu ý các phản ứng trên , lượng acid [H 2 SO 4 ] luôn dư so với [Na 2 S 2 O 3 ]

(1) Là phản ứng trao đổi ion nên tốc độ phản ứng xảy ra rất nhanh

(2) Là phản ứng tự oxh khử nên tốc độ xảy ra rất chậm

3 Dựa trên cơ sở của phương pháp thí nghiệm thì vận tốc xác định được trong các thí nghiệm được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời ?

Vận tốc được xác định bằng 𝛥𝐶

𝛥𝑡 vì 𝛥𝐶 ≈ 0 (biến thiên nồng độ của lưu huỳnh không đánh

kể trong khoảng thời gian 𝛥𝑡) nên vận tốc trong các thí nghiệm trên được xem là vận tốc tức thời

4 Thay đổi thứ tự [H 2 SO 4 ] và [Na 2 S 2 O 3 ] thì bậc phản ứng có thay đổi không ? Vì sao ?

Thay đổi thứ tự cho [H2SO4 ] và [Na2S2O3] thì bậc phản ứng không thay đổi vì ở 1 nhiệt đọ xác định bậc phản ứng phụ thuộc vào bản chất của hệ ( nồng độ , nhiệt độ ,áp suất ) mà không phụ thuộc vào thứ tự chất phản ứng

Trang 14

Bài 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

1 Thí nghiệm 1

Xây dựng đường cong chuẩn độ

 Chuẩn độ axit – bazo với thuốc thử phenol phtalein

 Tráng buret bằng NaOH 0,1N cho NaOH 0,1N vào buret

 Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch HCl cho vào erlen 150ml, thêm 10ml nước cất + 2 giọt phenol phtalein

 Tiến hành chuẩn độ

 Chuẩn độ axit – bazo với thuốc thử metyl

 Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch HCl cho vào erlen 150ml, thêm 10ml nước cất + 2 giọt metyl

 Tiến hành 2 lần với lần 1 như sau:

 Chuẩn độ axit – bazo với thuốc thử metyl

 Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch axit acetic cho vào erlen 150ml, thêm 10ml nước cất + 2 giọt phenol phtalein

 Tiến hành lần 2 giống lần 1 nhưng thay phenol phtalein thành metyl

II Kết quả thí nghiệm

Trang 15

Xác định đường cong chuẩn độ HCl bằng NaOH

Xác định:

pH điểm tương đương: 7,26 Bước nhảy pH: từ 3,36 đến 10,56 Chất chỉ thị thích hợp phenol phtalein

2 Thí nghiệm 2: chuẩn độ HCl với thuốc thử phenolphatlein

Lần VHCl (ml) VNaOH (ml) CNaOH (N) CHCl (N) Sai số

𝐶̅𝐻𝐶𝑙 = 0,1067

3 Thí nghiệm 3: chuẩn độ HCl với thuốc thử metyl da cam

Lần VHCl (ml) VNaOH (ml) CNaOH (N) CHCl (N) Sai số

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00

VNAOH

Đường cong chuẩn độ pH

VNaOH 0 2 4 6 8 9 9,2 9,4 9,6 9,8 10 11 12 13

pH 0,96 1,14 1,33 1,59 1,98 2,38 2,57 2,73 3,36 7,26 10,56 11,7 11,97 12,0

Trang 16

3 10 10,6 0,1 0,106 0,001 𝐶̅𝐻𝐶𝑙 = 0,107

4 Thí nghiệm 4a: chuẩn độ CH3COOH với thuốc thử phenolphthalein

Lần 𝑉𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻

(ml)

𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 (ml)

𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 (N)

𝐶𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 (N)

5 Thí nghiệm 4b: chuẩn độ CH3COOH với thuốc thử metyl

Lần 𝑉𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻

(ml)

𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 (ml)

𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 (N)

𝐶𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 (N)

1 Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đổi hay không?

 Trả lời: Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH thì đường cong chuẩn độ không thay đổi vì phương pháp chuẩn độ được xác định dựa trên phương trình:

𝐶𝐻𝐶𝑙 𝑉𝐻𝐶𝑙 = 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻

và với việc 𝑉𝐻𝐶𝑙 và 𝐶𝑁𝑎𝑂𝐻 cố định nên nếu ta tăng nồng độ HCl lên thì thể tích NaOH cũng tăng lên theo và ngược lại khi ta giảm nồng độ HCl Từ đó, ta suy ra là khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH thì đường cong chuẩn độ không thay đổi

2 Việc xác định nồng độ axit HCl trong các thí nghiệm 2 và 3 cho kết quả nào chính xác hơn? Tại sao?

 Trả lời: Xác định nồng độ HCl trong thí nghiệm 2 chính xác hơn Do

phenolphtalein giúp ta nhận biết màu dễ hơn từ không màu sang hồng nhạt, so

Trang 17

với từ màu đỏ chuyển sang màu vàng Ngoài ra phenolphtalein có điểm pH là 6,8 gần với điểm tương ứng là 7,26

3 Từ kết quả thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic bằng chỉ thị màu nào chính xác hơn? Tại sao?

 Trả lời: Phenolphtalein chính xác hơn metyl vì axit acetic là 1 axit yếu nên có

điểm pH > 7, trong khi đó điểm pH của thuốc thử metyl dao động từ 3,1-4,4 cách quá xa

4 Trong phép phân tích thể tích, nếu đổi vị trí của NaOH và axit thì kết quả có thay đổi hay không? Tại sao?

 Trả lời: Không thay đổi vì bản chất của phản ứng vẫn vậy, là 1 phản ứng trung

hòa

Tiêu đề	Báo Cáo Thí Nghiệm Hóa Đại Cương
Người hướng dẫn	ThS. Đỗ Thị Minh Hiếu
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Quốc Gia TP.HCM
Chuyên ngành	Hóa Học
Thể loại	Báo cáo thí nghiệm
Năm xuất bản	2022
Thành phố	TP.Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	1,02 MB