(TIỂU LUẬN) báo cáo THÍ NGHIỆM hóa đại CƯƠNG bài 2 NHIỆT PHẢN ỨNG 22

Mục đích thí nghiệm :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

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA VÔ CƠ

BÁO CÁO

THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

GVHD Đỗ Thị Minh Hiếu :

Nhóm Lớp: L65 Nhóm số: 4

Họ & tên thành viên MSSV

1 Phạm Ngọc Nga 2110376

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm

2022 Lời Cám Ơn

Chúng em đặc biệt gửi lời cám ơn chân thành đến với cô Đỗ Thị Minh Hiếu và cô Võ Nguyễn Lam Uyên 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

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG

I Mục đích thí nghiệm :

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 :

m0c0

25

≈ 2.27

11

Công thức tính m 0 c 0 :

m0 c0 =mc (t3 −t1)−(t ¿¿ 2−t3)=50 . ( 49−26 ) −(71−49) ≈ 2.27 ¿

t2−t3 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

Cách tiến hành thí nghiệm :

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

Nhiệt độ nhóm đo được sau khi thực hành :

Công thức tính :

Q=( m0 c0 +m HCl c HCl +m NaOH c NaOH )(t3 − t1 +

2t2 )

 Q1=(2.27+25+25)(31.5− 26 +

225 )≈313.62

 Q2=(2.27+25+25)(31− 25+

225 )≈313.62

 Q=313.62

ΔHH = Q

n = 313.62

0.025 ≈12544.8

Kết quả thu được :

Q=313.62(cal) ΔHH ≈ 12544.8( mol cal )

Kết luận :

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

3. Thí nghiệm 3: Nhiệt hòa tan của CuSO4

Cách tiến hành thí nghiệm :

- 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

Nhiệt độ nhóm đo được sau khi thực hành :

Công thức tính :

Q=

(m0 c

H2 0 c

H2 0 + m

CuS 04

c

CuS 04 ) (t2−t

1 )

 Q1=(2.27+50+4 )(35−28)=393.89(cal)

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

 Q=¿

ΔHH = Q

n

 ΔHH 1 = 393.

0.02589 =15755.6( mol cal )

 ΔHH 2 = 337.

0.02562=13504.8 (mol cal )

 ΔHH=¿

Kết quả thu được :

Q=¿

ΔHH =¿

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

- 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

NH4Cl tan hết Đo nhiệt độ t2

Nhiệt độ nhóm đo được sau khi thực hành :

Công thức tính :

Q=(m0 c0 + m H2 0 c H2 0 +m NH4 Cl c NH4 Cl) (t2−t1 )

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

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

 Q=¿

ΔHH = Q

n

−196.945

=−2634.14 (cal )

1

107

−225.08

=−2010.445 (cal )

2

107

 ΔHH=¿

Kết quả thu được :

Q=¿

ΔHH =¿

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 d

d NaOH 1M.Tại sao?

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 t hay 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 q

uả thí

nghiệm.Hãy xem 6 nguyên nhân có thể gây ra sai số trong thí n ghiệm này:

- Mất nhiệt do nhiệt lượng kế

- Do nhiệt kế

- Do dụng cụ đong thể tích hóa chất

- Do sunphat đồng bị ẩm

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

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

nh ân nào khác không?

 Trả lời:

- 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

BÀI 4 : XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

I Mục đích thí nghiệm :

- 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

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

Cách tiến hành thí nghiệm

- 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 ΔHt

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

TN Nồng độ ban đầu ΔHt1 ΔHt2 ΔHt tb

(M)

Na2S2O3 [H2SO4]

1 4 8 140 150 145

Từ ΔHt tb của TN 1 và TN 2 xác định được m1 (tính mẫu )

lg t1

m1 = lg t22 =1

Từ ΔHt tb của TN 2 và TN 3 xác định được m2 (tính mẫu )

lg t2

m = t3=0.89

1 lg2

Kết quả thu được

Bậc phản ứng theo Na2S2O3 ¿ m1 +m2

=0.945

2

Kết luận bậc phản ứng

Bậc phản ứng theo Na2S2O3 ¿ m1 +m2

=0.945

2

2 Xác định bậc phản ứng của H 2 SO 4

Cách tiến hành thí nghiệm

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

TN Nồng độ ban đầu ΔHt1 ΔHt2 ΔHt tb

(M)

Na2S2O3 [H2SO4]

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

lg t1

n1 = lg t22 =0.221

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

lg t2

n1 = lg t23 =0.061

Kết quả thu được

Bậc phản ứng theo H2SO4 ¿ n1+ n2

=0.1405

2

Kết luận bậc phản ứng

Bậc phản ứng theo H2SO4 ¿ n1+ n2

=0.1405

2

III Trả lời câu hỏi

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:

[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 ]

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

nhanh

(3) 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 xcas định được trong các thí nghiệm được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời ?

Vận tốc được xác định bằng ΔHC ΔHt vì ΔHC ≈ 0 (biến thiên nồng độ của lưu huỳnh không đánh kể trong khoảng thời gian ΔHt) 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

Bài 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

I Thực hành

1 Thí nghiệm 1

Xây dựng đường cong chuẩn độ

2 Thí nghiệm 2

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

3 Thí nghiệm 3

Chuẩn độ axit – bazo với thuốc thử metyl

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 metyl

Tiến hành chuẩn độ

4 Thí nghiệm 4

 Tiến hành 2 lần với lần 1 như sau:

Chuẩn độ axit – bazo với thuốc thử metyl Tráng buret bằng NaOH 0,1N cho NaOH 0,1N vào buret Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch axit acetic cho vào erlen 150ml, thêm 10ml nước cất + 2 giọt phenol phtalein

Tiến hành chuẩn độ

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

II Kết quả thí nghiệm

Xác định đường cong chuẩn độ HCl bằng NaOH

H

pH 0,9 1,1 1,3 1,5 1,9 2,3 2,5 2,7 3,3 7,2 10,5 11, 11,9 12,

Đường cong chuẩn độ pH

14.00 12.00

10.00 8.00 6.00 4.00 2.00

VNaOH

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 CNaOH (N) CHCl (N) Sai số

(ml)

C HCl=0,1067

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

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

HCl=0,107

C

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

III.

Lần

V

NaOH C

NaOH C

C H3COOH

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

Lần

V

NaOH C

NaOH C

C H3COOH

Trả lời câu hỏi:

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:

HCl =C NaOH V

NaOH

và với việc V HCl và C NaOH 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 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