BÁO cáo THÍ NGHIỆM hóa đại CƯƠNG bài 2 NHIỆT PHẢN ỨNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG Giảng viên hướng dẫn Trần Thị Thanh Thúy LỚP L51 NHÓM 4 Phạm Nguyễn Thành Danh 2110072 Ngô Triết An 2112736[.]

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA



BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

Giảng viên hướng dẫn: Trần Thị Thanh Thúy

Thành phố Hồ Chí Minh – 2022

MỤC LỤC

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG 1

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1

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

2 Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl và NaOH 1

3 Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuSO 4 – Kiểm tra định luật Hess: 1

4 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan của NH 4 Cl 2

II TRẢ LỜI CÂU HỎI 3

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 5

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 5

1 Bậc phản ứng theo Na2 S2O 3: 5

2 Bậc phản ứng theo H 2SO 4: 6

II TRẢ LỜI CÂU HỎI 6

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH 9

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 9

1 Vẽ đồ thị 9

2 Thí nghiệm 1 ( chất chỉ thị Phenol phtalein) 9

3 Thí nghiệm 2 (chất chỉ thị Metyl da cam) 10

4 Thí nghiệm 3 ( chất chỉ thị Phenol phtalein) 11

5 Thí nghiệm 4 (chất chỉ thị Metyl da cam) 11

II TRẢ LỜI CÂU HỎI 12

PHỤ LỤC 14

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

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

Nhiệt độ (℃) Lần 1

m0c0¿ 4,17

m0c0=mc(t3−t1)−(t2−t3)

t2−t3 =50.

(45−32)−(57−45) 57−45 =4,17(cal/độ)

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

Nhiệt độ (℃) Lần 1 Lần 2

∆ H(cal/mol) -16551

m NaCl c NaCl=(V NaOH +V HCl).1,02=(25+25).1,02=51(cal/độ)

Q1=(m0c0+m NaCl c NaCl) (t3−t1+t2

2 )=(4,17 +51)(37−31+282 )=413,775 (cal)

Tính tương tự cho Q2, ta được: Q2=413,775(cal)

Q tb=Q1+Q2

2 = 413,775+413,7752 =413,775(cal)

∆ H = −Q tb

n =−413,7750,025 =−16551(cal/mol)

Do ∆ H <0 nên phản ứng tỏa nhiệt

3 Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuSO 4 – Kiểm tra định luật Hess:

Nhiệt độ (℃) Lần 1 Lần 2

∆ H(cal/mol) -13960,8 -13960,8

∆ H tb(cal/mol) -13960,8

n CuS O4= m M= 4160=0,025(mol)

Q1=mc ∆ t=(m0c0+m nước c nước +m CuSO4c CuSO4) (t2−t1)=(4,17+50+4).(39−33)=349,02(cal)

∆ H1=−Q1

n =−349,020,025 =−13960,8(cal/mol)

Tính tương tự cho Q2 và ΔH2, ta được: Q2=349,02(cal),∆ H2=−13960,8(cal/mol)

∆ H tb=∆ H1+∆ H2

2 =−13960,8−13960,82 =−13960,8¿

Do ∆ H tb<0 nên phản ứng tỏa nhiệt

4 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan của NH 4 Cl

Nhiệt độ (℃) Lần 1 Lần 2

∆ H(cal/mol) 3890,12 3112,10

∆ H tb(cal/mol) 3501,11

n N H4Cl = m M= 453,5=0,0748(mol)

Q1=mc ∆ t=(m0c0+m nước c nước +m N H4Cl c N H4Cl) (t2−t1)=(4,17+50+4).(23−28)=−290,85(cal)

∆ H1=−Q n 1=−−290,850,0748 =3890,11(cal/mol)

Tính tương tự cho Q2 và ΔH2, ta được: Q2=−232,68(cal),∆ H2=3112,10(cal /mol)

∆ H tb=∆ H1+∆ H2 2= 3890,11+3112,102 =3501,11 ¿

Do ∆ H tb>0 nên phản ứng thu nhiệt

II.TRẢ LỜI CÂU HỎI

Câu 1: ΔHth của phản ứng HCl + NaOH → NaCl + H2O sẽ được tính theo số mol HCl hay NaOH khi cho 25ml dung dịch HCl 2M tác dụng với 25ml dung dịch NaOH 1M Tại sao?

- Vì NaOH hết và HCl dư nên ΔHth của phản ứng tính theo NaOH

- Lượng HCl dư chỉ làm môi trường, không tham gia phản ứng do đó không sinh nhiệt

Câu 2: Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi hay không? Phương trình 1:

HCl(aq)+NaOH(aq)→ NaCl(aq)+H2O(aq)H (aq)+ ¿ +OH (aq)− ¿ → H2O (aq)¿¿

Phương trình 2:

HN O3(aq)+NaOH(aq)→ NaN O3(aq)+ H2O(aq)

H (aq)+ ¿ +OH (aq)− ¿ → H2O (aq)¿¿

- Kết quả thí nghiệm 2 không thay đổi do HCl và HNO3 là 2 axit mạnh phân ly hoàn toàn Đồng thời phản ứng ở thí nghiệm 2 là phản ứng trung hòa

- Khi thay vào Q = mcΔt, vì m và c thay đổi nhưng biến đổi đều nên Q và ΔH không đổi

Câu 3: Tính ΔH3 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 sunfat đồng bị hút ẩm

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

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

- Theo định luật Hess:

∆ H3(¿)=∆ H1+∆ H2=−18,7+2,8=−15,9 ¿

- Theo thực nghiệm:

∆ H3(tn)=−13960,8 ¿

→ Chênh lệch tương đối

- Theo em, trong 6 nguyên nhân trên, do sunfat đồng bị hút ẩm ngậm nước là quan trọng nhất vì khi đó tạo CuSO4.5H2O, làm ảnh hưởng đến hiệu ứng nhiệt

- Ngoài ra, thao tác thí nghiệm cũng là một nguyên nhân quan trọng, như chưa đặt nhiệt kế

đủ nhanh làm nhiệt lượng bị thất thoát

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

1 Bậc phản ứng theo Na2S2O3:

TN Nồng độ ban đầu (M) ∆ t1(s) ∆ t2(s) ∆ t TB (s)

Na2S2O3 H2SO4

Từ ∆ t TB của TN1 và TN2 xác định m1 (tính mẫu)

Từ ∆ t TB của TN2 và TN3 xác định m2

Bậc của phản ứng theo Na2S2O3

2 Bậc phản ứng theo H2SO4:

TN Nồng độ ban đầu (M) ∆ t1(s) ∆ t2(s) ∆ t TB (s)

Na2S2O3 H2SO4

Từ ∆ t TB của TN1 và TN2 xác định n1 (tính mẫu)

Từ ∆ t TB của TN2 và TN3 xác định n2

Bậc của phản ứng theo

II.TRẢ LỜI CÂU HỎI

Câu 1: Trong thí nghiệm trên, nồng độ của và đã ảnh hưởng thế nào đến vận tốc phản ứng? Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng Xác định bậc phản ứng

Trả lời:

- Biểu thức tính vận tốc:

Trong đó:

 k: hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ nhất định

 m=0,992: bậc phản ứng theo .

 n=0,129: bậc phản ứng theo .

- Bậc của phản ứng ¿ 0,992+0,129=1,121

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

Na2S2O3+ H2SO4→Na2SO4+ H2S2O3 (1)

H2S2O3→H2SO3+S↓ (2)

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 hay không? Tại sao? Lưu ý trong các thí nghiệm trên, lượng axit H2SO4 luôn luôn dư so với Na2S2O3

Trả lời:

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

Phản ứng (2) là phản ứng tự oxi hoá khử nên tốc độ xảy ra chậm hơn

 Phản ứng (2) quyết định tốc độ phản ứng, là phản ứng xảy ra chậm nhất do bậc của phản ứng (2) là bậc của cả phản ứng

Câu 3: Dựa trên cơ sở của phương pháp thí nghiệm thì vận tốc xác định được trong các thí

nghiệm trên được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời?

Trả lời:

Ta có: Do (lưu huỳnh có biến thiên nồng độ không đáng kể trong khoảng thời gian ∆ t) nên vận tốc trong các TN trên được xem là vận tốc tức thời

Câu 4: Thay đổi thứ tự cho và thì bậc phản ứng có thay đổi hay không? Tại sao?

Trả lời:

Bậc phản ứng không thay đổi vì ở cùng nhiệt độ xác định, bậc phản ứng chỉ phụ thuộc vào bản chất của hệ (nồng độ, nhiệt độ, diện tích bề mặt tiếp xúc, áp suất) mà không phụ thuộc vào thứ tự chất phản ứng

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

1 Vẽ đồ thị

0

2

4

6

8

10

12

pH

VNaOH

Bước nhảy pH

pH tương đương

Khoảng chuyển màu Phenol phtalein

7

- pH điểm tương đương: 7

- Bước nhảy pH: từ pH 3,36 đến pH 10,56

- Chất chỉ thị thích hợp: Phenol phtalein

2 Thí nghiệm 1 ( chất chỉ thị Phenol phtalein)

Lần V HCl(ml) V NaOH(ml) C NaOH(N) C HCl(N) Sai số

1 10 10,5 0,1 0,105 0,00033

C HCl(1)=C 1NaOH V 1NaOH

V 1HCl = 0,1.10,510 =0,105(N)

Tính tương tự cho C HCl(2) ,C HCl(3)

C HCltb= 0,105+0,105+0,1063 =0,10533(N)

∆ C HCl(1)=|C HCltb −C HCl(1)|=0,10533−0,105=0,00033(N )

Tính tương tự cho ∆ C HCl(2), ∆ C HCl(3)

∆ C HCltb= 0,00033+0,00033+0,000673 =0,00044 (N )

C HCl =0,10533 ± 0,00044(N )

3 Thí nghiệm 2 (chất chỉ thị Metyl da cam)

Lần V HCl(ml) V NaOH(ml) C NaOH(N) C HCl(N) Sai số

C HCl(1)=C 1NaOH V 1NaOH

V 1HCl = 0,1.10,410 =0,104(N) Tính tương tự cho C HCl(2) ,C HCl(3)

C HCltb= 0,104 +0,105+0,1043 =0,10433(N)

∆ C HCl(1)=|C HCltb −C HCl(1)|= ¿ 0,10533−0,105∨ ¿0,00033(N )

Tính tương tự cho ∆ C HCl(2), ∆ C HCl(3)

∆ C HCltb= 0,00033+0,00033+0,000673 =0,00044 (N )

C HCl =0,10433 ± 0,00044(N )

4 Thí nghiệm 3 ( chất chỉ thị Phenol phtalein)

Lần V C H3COOH (ml) V NaOH(ml) C NaOH(N) C C H3COOH (N ) Sai số

C CH 3 COOH(1)=C 1NaOH V 1NaOH

V CH 3COOH (1) = 0,1.9,810 =0,098(N) Tính tương tự cho C CH 3 COOH(2) ,C CH 3COOH (3 )

C C H3COOHtb= 0,098+0,1+0,1

3 =0,09933(N)

∆ C CH 3 COOH (1)=|C CH 3COOH tb −C CH 3COOH (1)|= ¿ 0,098−0,0933∨ ¿0,00133 (N)

Tính tương tự cho ∆ C CH 3COOH (2) ,∆ C CH 3COOH(3)

∆ C C H3COOHtb= 0,00133+0,00067+0,000673 =0,00089(N )

C C H3COOH =0,09933 ± 0,00089(N )

5 Thí nghiệm 4 (chất chỉ thị Metyl da cam)

Lần V C H3COOH (ml) V NaOH(ml) C NaOH(N) C C H3COOH (N ) Sai số

C CH 3COOH(1)=C V 1NaOH .V 1NaOH

CH 3COOH (1) = 0,1.2,710 =0,027(N) Tính tương tự cho C CH 3 COOH(2) ,C CH 3COOH (3 )

C C H3COOHtb= 0,027+0,26+0,0273 =0,02667(N)

∆ C CH 3COOH (1)=|C CH 3COOH tb −C CH 3 COOH (1)|= ¿ 0,02667−0,0027∨ ¿0,00033(N )

Tính tương tự cho ∆ C CH 3COOH (2) ,∆ C CH 3COOH(3)

∆ C C H3COOHtb= 0,00033+0,00067+0,000333 =0,00044(N )

C C H3COOH =0,02667 ± 0,00044 (N)

II.TRẢ LỜI CÂU HỎI

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

Thay đổi nồng độ HCl và NaOH thì đường cong chuẩn độ thay đổi vì đương lượng phản ứng của các chất vẫn không thay đổi, cho nên điểm pH tương đương không thay đổi, tuy nhiên bước nhảy pH sẽ thay đổi Nếu dùng nồng độ nhỏ thì bước nhảy nhỏ và ngược lại

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

Phenol phtalein giúp ta xác định chính xác hơn vì bước nhảy pH của Phenol phtalein khoảng từ 8-10 Bước nhảy của metyl orange là 3.1-4.4 mà điểm tương đương của hệ là 7 (do axit mạnh tác dụng với bazơ mạnh tạo ra muối trung hòa) nên thí nghiệm 2 (phenol phtalein) sẽ cho kết quả chính xác hơn

Một lý do nữa là vì Phenol phtalein giúp chúng ta xác định màu tốt hơn, rõ ràng hơn Do

từ màu trắng sang hồng nhạt, dễ nhận thấy hơn Metyl Orange màu đỏ sang sang vàng cam

Câu 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?

Phenol phtalein giúp ta xác định chính xác hơn vì pH chuyển màu của phenol phtalein khoảng từ 8-10, nhưng pH chuyển màu của Metyl Orange là 3.1-4.4 Với thí nghiệm cho Axit yếu tác dụng với Bazo mạnh (CH3COOH tác dụng NaOH), điểm pH tương đương không còn xấp xỉ 7 mà lớn hơn 7 tương đối nhiều, lí do là muối của phản ứng được tạo thành là muối giữa axit yếu và bazo mạnh nên có tính bazo Bên cạnh đó, bước nhảy pH cũng thay đổi dẫn đến pH chuyển màu của Metyl Orange không còn nằm trong bước nhảy pH nữa, cho nên chúng ta không dùng được Metyl Orange làm chất chỉ thị

Một lý do nữa là vì Phenol phtalein giúp chúng ta xác định màu tốt hơn, rõ ràng hơn Do

từ màu trắng sang hồng nhạt, dễ nhận thấy hơn Metyl Orange màu đỏ sang sang vàng cam

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

Trong phép phân tích thể tích nếu đổi vị trí NaOH và axit thì kết quả vẫn không thay đổi, vẫn là phản ứng trung hòa Tuy nhiên, khi thay đổi vị trí như vậy thì sẽ khó xác định màu hơn vì lúc này Phenol Phtalein chuyển từ màu tím đậm sang hồng rồi mới tới trong suốt

PHỤ LỤC