báo cáo hóa đại cương bài 4

CÂU HỎI phương pháp: phương pháp xác định nồng độ dung dịch bằng cách xác định khối lượng riêng bằng tỷ trọng kế và phương pháp chuẩn độ.. Theo nhóm em, phương pháp xác định nồng độ dung

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CN HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

BỘ MÔN: CN HÓA HỌC

***

Báo cáo Thí nghiệm HÓA ĐẠI CƯƠNG

Thời gian học: Buổi chiều Thứ tư

1 Nguyễn Phú Nghĩa _ 21128195

2 Nguyễn Thị Mỹ Quỳnh 21128225

Học kỳ: II

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI 4

Ngày TN: 06/04/2022 Mã nhóm: 06 Lớp: 211281B

1 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Xây dựng đường cong chuẩn độ dung dịch NaOH 0,100 N bằng một acid HCl 0,100 N dựa theo bảng số liệu sau Từ đó, chỉ ra bước nhảy chuẩn độ (tương ứng với sai số chuẩn độ là

±0,2%), pHtđ và đề nghị một số chỉ thị màu thích hợp

V (thể tích NaOH tính theo mL)

1.1 Thí nghiệm 1 Pha dung dịch H 2 SO 4 và xác định nồng độ dung dịch H 2 SO 4 đã pha bằng phù

kế

d C% CM CN

1,033 4,923 0,519 1,038

Cách làm:

• Lấy ống đong 250 mL: cho 100 mL nước cất, cho tiếp vào ống đong 140 mL dung dịch H2SO4 2N Thêm nước đến vạch 250 mL

• Dùng đũa khuấy đều dung dịch

Xác định nồng độ dung dịch bằng phù kế

• Lấy phù kế cắm vào ống đong (từ từ và cẩn thận)

• Ta đo được tỷ trọng d=1,033 g/cm3; so sánh với bảng ta thấy giá trị 1,033 nằm trong khoảng hai giá trị d1=1,027 có C1=4 và d2=1,040có C2=6 Vậy nồng độ tương ứng của dung dịch có tỷ trọng d=1,033 là:

𝑑 − 𝑑1

𝑑2− 𝑑1 =

𝐶 − 𝐶1

𝐶2− 𝐶1

→ 𝐶% (𝐻2𝑆𝑂4)=(𝑑−𝑑1 )(𝐶2−𝐶1)

𝑑 2 −𝑑 1 + 𝐶1 =(1,033−1,027)(6−4)

• Theo công thức (1), (2), ta xác định được nồng độ CN và CM

𝐶𝑁 (𝐻2𝑆𝑂4) =10𝑑𝐶%

Đ = 10.1,033.4,92398

2

= 1,038 (𝑁)

𝐶𝑀 (𝐻2𝑆𝑂4) =10𝑑𝐶%

𝑀 =10.1,033.4,923

98 = 0,519 (𝑁)

1.2 Thí nghiệm 2 – Xác định nồng độ dung dịch H2SO4 đã pha bằng phương pháp chuẩn độ:

TN V mL dd H2SO4 V mL dd NaOH 0,1N

1 2,00 20,8

2 2,00 19,6

3 2,00 20,3

Tính V  0.95

𝜀0,95−𝑁𝑎𝑂𝐻 =𝑧𝑥𝜎(𝑏𝑢𝑟𝑒𝑡)

√3 = 0,034

𝑉2 =𝑉2 ′+𝑉2′′+𝑉2′′′

3 =20,8+19,6+20,3

3 = 20,23 (𝑚𝐿)

𝑽 ±𝟎.𝟗𝟓 = 20,23 ± 0,034 (𝑚𝐿)

Tính C N và C M

Thể tích trung bình NaOH 0,1 N để phản ứng với V1 = 2 mL dung dịch H2SO4 có nồng độ xác định

N1 là V2 = 1/3(V2’+ V2’’+ V2’’’)

𝑉2 =𝑉2′ + 𝑉2′′ + 𝑉2′′′

20,8+19,6+20,3

3 = 20,23 (𝑚𝐿) Nồng độ cần tìm của dung dịch H2SO4 được tính theo công thức: N1V1 = N2V2

→ 𝐶𝑁(𝐻2𝑆𝑂4) = 𝑁1 =𝑁2 𝑉2

𝑉 1 =0,1.20,23

2 = 1,012 (𝑁)

Ta có: CN = n.CM

→ 𝐶𝑀 (𝐻2𝑆𝑂4) =𝐶𝑁

2 =1,012

2 = 0,506 (𝑚𝑜𝑙/𝐿)

1.3 Thí nghiệm 3 – Pha dung dịch NaOH và xác định nồng độ dung dịch NaOH đã pha bằng tỷ trọng kế

d C% CM CN

1,0407

1,0373

1,0371

3,5391 3,2435 3,2261

0,9208 0,8411 0,8364

0,9208 0,8411 0,8364

Pha dung dịch NaOH 1N từ NaOH rắn

Cách làm:

• Tính toán:

𝐶𝑁 = 𝑛 𝐶𝑀 → 𝐶𝑀 = 𝐶𝑁 = 1 (𝑁)

→ 𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝐶𝑀 𝑉𝑑𝑑 = 1.0,1 = 0,1 (𝑚𝑜𝑙)

→ 𝑚𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝑛 𝑀 = 0,1.40 = 4 (𝑔)

• Cân 4 g NaOH trên cân kỹ thuật điện tử

• Cho 4 g NaOH đã cân vào bình đựng mức 100 mL, sau đó thêm nước cất, dùng đũa thủy tinh

để khuấy đều

Xác định nồng độ dung dịch NaOH đã pha bằng tỷ trọng kế

Cách làm:

• Cân fiol 25 mL bằng cân kỹ thuật điện tử, ta được giá trị P = 27,03 (g)

• Đổ nước chính xác tới vạch và cân, được giá trị P1 = 51,82 (g)

• Đổ hết nước đi, sấy khô tỷ trọng kế

• Đổ 25 mL dung dịch NaOH 1N vừa pha tới vạch và cân, được giá trị P2 = 52,83 (g)

𝑑 = 𝑃2− 𝑃

𝑃1− 𝑃 =

52,83 − 27,03 51,82 − 27,03= 1,0407

• Ta có:

𝐶% (𝑁𝑎𝑂𝐻) =(𝑑−𝑑1)(𝐶2−𝐶1)

𝑑2−𝑑1 + 𝐶1 =(1,0407−1,023)(4−2)

𝐶𝑁 (𝑁𝑎𝑂𝐻) =10𝑑𝐶%

Đ = 10.1,0407.3,539140

1

= 0,9208 (𝑁)

𝐶𝑀 (𝑁𝑎𝑂𝐻) = 𝐶𝑁 (𝑁𝑎𝑂𝐻) = 0,9208 (𝑚𝑜𝑙/𝐿)

• Làm lại các thao tác trên

+ Với lần thứ 2, ta cân đc các giá trị P = 27,06 (g), P1 = 51,73 (g), P2 = 52,65 (g), từ đó tính toán

đc các giá trị:

𝑑 = 𝑃2− 𝑃

𝑃1− 𝑃 =

52,65 − 27,06 51,73 − 27,06= 1,0373

𝐶% (𝑁𝑎𝑂𝐻) =(𝑑−𝑑1 )(𝐶2−𝐶1)

𝑑 2 −𝑑 1 + 𝐶1 =(1,0373−1,023)(4−2)

𝐶𝑁 (𝑁𝑎𝑂𝐻) =10𝑑𝐶%

Đ = 10.1,0373.3,243540

1

= 0,8411 (𝑁)

𝐶𝑀 (𝑁𝑎𝑂𝐻) = 𝐶𝑁 (𝑁𝑎𝑂𝐻) = 0,8411 (𝑚𝑜𝑙/𝐿)

+ Với lần thứ 3, ta cân đc các giá trị P = 27,11 (g), P1 = 51,89 (g), P2 = 52,81 (g), từ đó tính toán

đc các giá trị:

𝑑 = 𝑃2− 𝑃

𝑃1− 𝑃 =

52,81 − 27,11 51,89 − 27,11= 1,0371

𝐶% (𝑁𝑎𝑂𝐻) =(𝑑−𝑑1)(𝐶2−𝐶1)

𝑑 2 −𝑑 1 + 𝐶1 =(1,0371−1,023)(4−2)

𝐶𝑁 (𝑁𝑎𝑂𝐻) =10𝑑𝐶%

Đ = 10.1,0371.3,226140

1

= 0,8364 (𝑁)

𝐶𝑀 (𝑁𝑎𝑂𝐻) = 𝐶𝑁 (𝑁𝑎𝑂𝐻) = 0,8364 (𝑚𝑜𝑙/𝐿)

1.4 Thí nghiệm 4 – Xác định nồng độ dung dịch NaOH đã pha bằng phương pháp chuẩn độ

TN V mL dd NaOH V mL dd H2SO4 0,1N

1 2,00 17,1

2 2,00 15,5

3 2,00 16,6

Trình bày công thức tính C N và C M

Thể tích trung bình H2SO4 0,1 N để phản ứng với V1 = 2 mL dung dịch H2SO4 có nồng độ xác định

N1 là V2 = 1/3(V2’+ V2’’+ V2’’’)

𝑉2 =𝑉2′ + 𝑉2′′ + 𝑉2′′′

17,1+15,5+16,6

3 = 16,4 (𝑚𝐿) Nồng độ cần tìm của dung dịch NaOH được tính theo công thức: N1V1 = N2V2

→ 𝐶𝑁(𝑁𝑎𝑂𝐻) = 𝑁1 =𝑁2𝑉2

𝑉 1 =0,1.16,4

2 = 0,82 (𝑁)

Ta có: CN = n.CM

→ 𝐶𝑀 (𝑁𝑎𝑂𝐻) = 𝐶𝑁(𝑁𝑎𝑂𝐻) = 0,82 (𝑚𝑜𝑙/𝐿)

2 CÂU HỎI

phương pháp: phương pháp xác định nồng độ dung dịch bằng cách xác định khối lượng riêng bằng tỷ trọng kế và phương pháp chuẩn độ Theo anh, chị phương pháp nào chính xác hơn

Theo nhóm em, phương pháp xác định nồng độ dung dịch bằng phương pháp chuẩn độ

có độ chính xác cao hơn, tạo sai số ít hơn Vì phương pháp xác định nồng độ dung dịch thông qua khối lượng riêng (d) của dung dịch bằng tỷ trọng kế chỉ là phương pháp gần đúng Sau đó ta còn dùng con số đã cho (khối lượng riêng d) để tính toán nồng độ nên

sẽ càng làm gia tăng sai số Trong khi đó, phương pháp chuẩn độ thực hiện với độ chính xác cao hơn đồng thời trải qua ít quá trình tính toán hơn nên ít gia tăng sai số hơn phương pháp xác định bằng khối lượng riêng

a 1 L dung dịch H 2 SO 4 0,5N

𝐶𝑁 = 𝑛 𝐶𝑀 → 𝐶𝑀 =𝐶𝑁

2 =0,5

2 = 0,25 (𝑀)

𝐶𝑀 =𝑛

𝑉 → 𝑛𝐻2𝑆𝑂4 = 𝐶𝑀 𝑉 = 0,25.1 = 0,25 (𝑚𝑜𝑙) → 𝑚𝑐𝑡 (𝐻2𝑆𝑂4) = 24,5 (𝑔)

1,385.𝑉𝑑𝑑 (𝐻2𝑆𝑂4) → 𝑉𝑑𝑑 (𝐻2𝑆𝑂4)= 36,1 (𝑚𝑙)

→ 𝑉𝐻2𝑂 = 𝑉𝑑𝑑− 𝑉𝑑𝑑 (𝐻2𝑆𝑂4) = 1000 − 36,1 = 963,9 (𝑚𝑙)

Cách pha:

+ Cho 963,9 mL H2O vào bình định mức 1 L

+ Sau đó cho 36,1 mL H2SO4 49% vào gần tới vạch 1 L, rồi đùng pipet nhỏ H2O giọt đến chạm vạch Sau đó dùng đũa thủy tinh khuấy đều

+ Cuối cùng ta thu được 1 L dung dịch H2SO4 0,5 N

𝐶𝑀 =𝑛

𝑉 → 𝑛𝐻2𝑆𝑂4 = 𝐶𝑀 𝑉 = 0,2.0,2 = 0,04 (𝑚𝑜𝑙) → 𝑚𝑐𝑡 (𝐻2𝑆𝑂4) = 3,92 (𝑔)

1,385.𝑉𝑑𝑑 (𝐻2𝑆𝑂4) → 𝑉𝑑𝑑 (𝐻2𝑆𝑂4)= 5.8 (𝑚𝑙)

→ 𝑉𝐻2𝑂 = 𝑉𝑑𝑑− 𝑉𝑑𝑑 (𝐻2𝑆𝑂4) = 200 − 5.8 = 194,2 (𝑚𝑙)

Cách pha:

+ Cho 194,2 mL H2O vào bình định mức 250 mL

+ Sau đó cho 5,8 mL H2SO4 49% vào gần tới vạch 250 mL, rồi đùng pipet nhỏ

H2O giọt đến chạm vạch Sau đó dùng đũa thủy tinh khuấy đều

+ Cuối cùng ta thu được 200 mL dung dịch H2SO4 0,2 M

giống nhau và khác nhau như thế nào?

Giống nhau: nồng độ đương lượng cũng tương tự như nồng độ mol, đều xét nồng độ

dung dịch H3PO4 trên một lít dung dịch

Khác nhau:

+ Nồng độ đương lượng: là số đương lượng gam của H3PO4 trên một lít dung dịch Đương lương gam H3PO4 không phải là 1 giá trị nhất định mà nó thay đổi theo từng phản ứng cụ thể

𝐶𝑁 =𝑛 𝑉 𝑉ớ𝑖 {𝑛: 𝑠ố đươ𝑛𝑔 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑔𝑎𝑚 𝐻3𝑃𝑂4

𝑉: 𝑠ố 𝑙í𝑡 𝑑𝑢𝑛𝑔 𝑑ị𝑐ℎ + Nồng độ mol: là số mol của H3PO4 có trong một lít dung dịch

𝐶𝑀 =𝑛 𝑉 𝑉ớ𝑖 {𝑛: 𝑠ố 𝑚𝑜𝑙 𝐻3𝑃𝑂4 𝑉: 𝑠ố 𝑙í𝑡 𝑑𝑢𝑛𝑔 𝑑ị𝑐ℎ + Sử dụng nồng độ mol có nhiều ưu điểm vì nó cho phép đo số tuyệt đối các hạt

có trong dung dịch, bất kể khối lượng hay điện tích của chúng Sử dụng nhiều trong quá trình chuẩn độ

2.4 Cho biết vai trò của phenolphthalein và methyl da cam trong phép chuẩn độ acid – base ở trên? Nguyên tắc lựa chọn chỉ thị trong phép chuẩn độ acid – base?

Vai trò: Phenolphthalein chuyển từ không màu sang hồng tím khi gặp môi trường base

Methyl da cam chuyển từ màu da cam sang màu đỏ khi gặp môi trường acid Do hai chất trên có vai trò là chất chỉ thị màu, là tín hiệu báo hiệu phản ứng kết thúc, chấm dứt quá trình chuẩn độ, giúp xác định thời điểm sát điểm tương đương Khi hai chất chỉ thị

màu ổn định (không bị mất đi trong 30s) thì ta dừng chuẩn độ và ghi nhận thể tích thuốc thử và thể tích cần đo để xác định nồng độ các chất cần thí nghiệm

Nguyên tắc:

+ Màu sắc của chỉ thị phải thay đổi rõ rệt tại thời điểm kết thúc chuẩn độ

+ Sự thay đổi màu của chất chỉ thị phải thuận nghịch với sự thay đổi pH trong quá trình chuẩn độ

+ Chất chỉ thị màu cũng có thể là chất có khả năng kết tủa có màu tại thời điểm gần điểm tương đương

+ Bản thân chất chỉ thị màu phải là một acid hoặc base yếu, yếu hơn chất cần xác định, màu của hai dạng acid hoặc base liên hợp phải khác nhau

+ Các chất chỉ thị thường là các acid (HInd) hoặc base hữu cơ yếu (InOH)