BÁO cáo THÍ NGHI mệ bộ môn hóa đại CƯƠNG bài 2 NHIỆT PHẢN ỨNG

Vì: Về bản chất của thí nghiệm sẽ không thay đổi vì hai axit này là như nhau, đều là axit mạnh, phản ứng trung hòa giữa axit và bazơ.. Hãy xem 6 3 nguyên nhân có thể gây ra sai số trong

BÁO CÁO THÍ NGHI M Ệ

BỘ MÔN: HÓA ĐẠI CƯƠNG

M C L C Ụ Ụ

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 0

Bài 1: KỸ THUẬT PHÒNG THÍ NGHIỆM 2

I: GIỚI THIỆU DỤNG CỤ 2

II: THỰC HÀNH 2

1 Sử dụng Pipet 2

2 Sử dụng Buret 2

3 Chuẩn độ oxy hoá – khử 2

4 Thí nghiệm 4: Pha loãng dung dịch 3

5 Thí nghiệm 5: Kiểm tra nồng độ dung dịch axit đã pha loãng 3

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG 4

I: MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 4

II: TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 4

1 Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế 4

2 Thí nghiệm 2: Hiệu ứng nhiệt phản ứng trung hòa 4

3 Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuSO 4 5

4 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan NH 4 Cl 7

III: TRẢ LỜI CÂU HỎI 8

Bài 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 10

I: MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 10

II: TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 10

a) Bậc phản ứng theo Na 2 S 2 O 3 10

b) Bậc phản ứng theo H 2 SO 4 11

III: TRẢ LỜI CÂU HỎI 11

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH 13

I: MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 13

II: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 13

1 Thí nghiệm 1: Xây dựng đường cong chuẩn độ axit mạnh bằng bazo mạnh 13

2 Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit mạnh – bazơ mạnh với chỉ thị

phenolphtalein 13

3 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ axit mạnh – bazơ mạnh với chỉ thị metyl da cam 14

4 Thí nghiệm 4: Chuẩn độ axit yếu – bazo mạnh bằng chỉ thị

phenolphthalein và metyl da cam 15 III: TRẢ LỜI CÂU HỎI 16

2

Bài 1: KỸ THUẬT PHÒNG THÍ NGHIỆM

I: GIỚI THIỆU DỤNG CỤ

- Giới thiệu tất cả các dụng cụ trong bài thí nghiệm

II: THỰC HÀNH

1 Sử dụng Pipet

+ Rửa nước thường

+ Tráng nước cất

+ Tráng bằng hoá chất sắp lấy

+ Dùng quả bóp cao su hút hoá chất và đọc thể tích cần lấy

2 Sử dụng Buret

+ Tráng bằng nước cất

+ Tráng bằng hoá chất sắp lấy

+ Rót hoá chất vào buret, loại bỏ bọt khí, chỉnh hoá chất về vạch 0

- Sử dụng Bình định mức

+ Rửa nước thường

+ Tráng bằng nước cất

+ Cho hoá chất cần pha vào bình

+ Thêm dung môi đến vạch định mức của bình

+ Lắc đều hỗn hợp trong bình

- Sử dụng Cân kỹ thuật

+ Ấn nút ON/OFF để khởi động cân, đến khi màn hình hiện số 0.00g

+ Để dĩa cân nhựa lên đĩa cân, nhấn nút ON/OFF, đến khi màn hình hiện số 0.00g (đã trừ bì)

+ Cho hoá chất lên dĩa cân nhựa và tiến hành cân, đọc khối lượng cân khi màn hình hiện dấu *

+ Sau khi cân xong ấn ON/OFF trả về 0.00g

3 Chuẩn độ oxy hoá – khử

+ Cân khoảng 0,6g C2H2O4.2H2O cho vào Bình định mức 100ml, them nước cất tới vạch, lắc đều, ta thu được 100ml dung dịch

+ Buret chuẩn bị KMnO 0,1N4

+ Dùng pipet bầu 10ml, lấy 10ml C2H2O4.2H2O xN cho vào Erlen 100ml, cho tiếp vào Erlen khoảng 2ml H2SO4 đậm đặc

+ Tiến hành chuẩn độ tìm nồng độ của C2H2O4.2H2O xN

- Tiến hành thí nghiệm:

+ Mở khoá Buret cho từ từ KMnO 0,1N vào Erlen (bình tam giác) chứa C4 2H2O4.2H O 2 xN

+ Khi dung dịch trong Erlen chuyển từ Không màu sang màu Tím nhạt

+ Khoá Buret, đọc thể tích KMnO 0,1N dung cho thí nghiệm là bao nhiêu.4

4 Thí nghiệm 4: Pha loãng dung dịch

+ Dùng pipet bầu 10ml, lấy 10ml dung dịch HCl 1M cho vào bình định mức 100ml, them nước cất tới vạch, lắc đều, ta thu được 100ml dung dịch HCl 0,1M Sau đó, chứa toàn bộ dung dịch vừa pha được vào cốc thuỷ tinh 250ml

5 Thí nghiệm 5: Kiểm tra nồng độ dung dịch axit đã pha loãng

+ Dung dịch HCl 0,1M đang chứa ở cốc thuỷ tinh 250ml (thí nghiệm 4)

+ Buret chuẩn bị NaOH 0,1M

+ Dùng pipet bầu 10ml, lấy 10ml dd HCl 0,1M cho vào Erlen 100ml, thêm tiếp vào Erlen 2 giọt thuốc thử phenolphthalein 0,1%

+ Tiến hành thí nghiệm kiểm tra nồng độ của dung dịch HCl 0,1M đã pha được

- Tiến hành thí nghiệm:

+ Mở khoá Buret đang chứa dd NaOH 0,1M, để từng giọt dd NaOH 0,1M từ từ xuống Erlen chứa dd HCl 0,1M

+ Khi dd trong Erlen chuyển từ Không màu sang màu Hồng nhạt

+ Khoá Buret lại, đọc thể tích dd NaOH 0,1M dung cho phản ứng

4

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG

I: MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

Trong thí nghiệm này chúng ta sẽ đo hiệu ứng nhiệt của các phản ứng khác nhau và kiểm tra lại định luật Hess

II:

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

- Mô tả thí nghiệm:

 Lấy 50 ml nước ở nhiệt độ phòng cho vào becher bên ngoài đo nhiệt độ t 1

 Lấy 50 ml nước khoảng 60 C cho vào nhiệt lượng kế Sau khoảng hai phút, đo 0 nhiệt độ t 2

 Dùng phễu đổ nhanh 50 ml nước ở nhiệt độ phòng vào 50 ml nước nóng trong nhiệt lượng kế Sau khoảng hai phút, đo nhiệt độ t 3

Công thức:

3 1 2 3

0 0

2 3

t t t t

m c mc

t t





Trong đó: m – khối lượng 50 ml nước.

c – nhiệt dung riêng của nước (1 cal/g.độ)

- Kết quả thu được:

Nhiệt độ

t 3 48,5

m c 0 0 (cal/độ) 8,57

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

- Mô tả thí nghiệm:

HCl + NaOH    NaCl + H O2

 Dùng buret lấy 25 ml dung dịch NaOH 1M cho vào becher 100 ml để bên ngoài

Đo nhiệt độ t 1

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

t 2

 Dùng phễu đổ nhanh becher chứa dung dịch NaOH và HCl chứa trong nhiệt lượng

kế Khuấy đều dung dịch trong nhiệt lượng kế Đo nhiệt độ t 3

 Xác định Q phản ứng theo công thức Q (m c0 0 mc t) 

từ đó xác định H

 Cho nhiệt dung riêng của dung dịch muối 0,5M là 1 cal/g.độ, khối lượng riêng là 1,02 g/ml

- Kết quả thu được:

Với + = 1,02 g/ml

+ 1cal/ độ,

+ m = 50.1,02 = 51g; c = 1 cal/độ; n = 0,025 mol và m0c0 = 8,57 cal/độ

+ ∆t =

+ Q = (m + mc).∆t oco

+ = cal/mol

H < 0 nên phản ứng tỏa nhiệt

3 Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuSO 4

- Mô tả thí nghiệm:

6

CuSO 4 5 H O 2

1

H



= 18 7 kcal/mol CuSO 4 khan + 5 H O 2

+ H O 2

 Cho vào nhiệt kế 50 ml nước Đo nhiệt độ t 1

 Cân chính xác 4 g CuSO khan.4

 Cho nhanh 4 g CuSO vừa cân vào nhiệt lượng kế, khuấy đều cho CuSO4 4 tan hết Đo nhiệt độ t 2

 Xác định Q theo công thức Q (m c0 0 mc t) 

- Kết quả thu được:

Ta có: m = 4,00g1

+ Với c = 1 cal/độ và m0c0 = 8,57 cal/độ

- Kết luận:

+ m = 50+ mCuSO4

+ ∆t = t - t2 1

+ n =

Q = (m + mc).∆t oco

∆H =

H < 0 nên phản ứng tỏa nhiệt

3 1 2

H H H

Dung d ch CuSOị 4

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

- Mô tả thí nghiệm:

Làm tương tự mục 3 nhưng thay CuSO khan bằng NH Cl 4 4

Cho nhiệt dung riêng của dung dịch NH Cl gần đúng là 1 cal/mol.độ.4

- Kết quả thu được:

- Kết luận:

+ Ta có: m = 4,00 g

+ Với c = 1 cal/độ và m0c0 = 8,57 cal/độ

+ m = 50 + mNH4Cl

∆t = t - t2 1

N =

Q = (m + mc).∆t oco

∆H =

H > 0 nên phản ứng thu nhiệt

8

III: TRẢ LỜI CÂU HỎI

th của phản ứng HCl + NaOH  NaCl + H O sẽ được tính theo số mol HCl hay NaOH khi 2

cho 25 ml dd HCl 2M tác dụng với 25 ml dd NaOH 1M Tại sao?

HCl + NaOH NaCl + H O 2

Ban đầu: 0,05 0,025 (mol)

Phản ứng: 0,025 0,025 (mol)

Còn lại: 0,025 0 (mol)

Ta thấy NaOH hết và HCl còn dư, nên của phản ứng tính theo NaOH Vì lượngth HCl dư không tham gia phản ứng nên không sinh nhiệt

2 Nếu thay HCl 1M bằng HNO 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi hay không? 3

Kết quả của thí nghiệm sẽ thay đổi Vì:

Về bản chất của thí nghiệm sẽ không thay đổi vì hai axit này là như nhau, đều là axit mạnh, phản ứng trung hòa giữa axit và bazơ

Lúc này muối thu được là NaN, có nhiệt dung riêng khác, nhiệt lượng phản ứng tỏa

ra cũng sẽ khác do năng lượng liên kết trong HN khác HCl, NaN khác NaCl, từ đó làm cho ∆t thay đổi dẫn đến kết quả thay đổi

3 Tính bằng lý thuyết theo định luật Hess So sánh với kết quả thí nghiệm Hãy xem 6 3

nguyên nhân có thể gây ra sai số trong thí nghiệm này:

- Mất nhiệt do nhiệt lượng kế

- Do nhiệt kế

- Do dụng cụ đo thể tích hóa chất

- Do cân

- Do sunphat đồng bị hút ẩm

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

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

- Theo định luật Hess: ∆= ∆+∆= -18,7+2,8 = -15,94 (kcal/mol)

- ∆

- Trong 6 nguyên nhân trên, theo nhóm em nguyên nhân quan trọng nhất là CuS bị

hút ẩm Vì ở điều kiện thường độ ẩm cũng khá cao, CuS chúng ta sử dụng ở dạng khan

nên ngay khi tiếp xúc không khí nó sẽ hút ẩm ngay lập tức và tỏa ra một nhiệt lượng đáng

kể, đủ để làm lệch đi giá trị t chúng ta đo ở mỗi lần thí nghiệm.2

- Theo nhóm em còn hai nguyên nhân khác làm cho kết quả sai khác nhau:

+ Cân điện tử chính xác, tuy nhiên lượng chất mỗi lần chúng ta lấy là khác nhau cũng gây ra sự biến đổi nhiệt đáng kể

+ Lượng CuS trong phản ứng có thể không tan hết làm mất đi một lượng đáng kể phải được sinh ra trong quá trình hòa tan

10

Bài 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

I:

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

Xác định bậc của phản ứng phân huỷ Na2S2O3 trong môi trường acid bằng thực nghiệm

II:

a) Bậc phản ứng theo Na 2 S 2 O 3

- Mô tả thí nghiệm:

 Chuẩn bị 3 ống nghiệm chứa H2SO4 và 3 bình tam giác chứa Na2S2O3 và H2O theo bảng sau:

TN V (ml) HỐng nghiệm 2SO4 0,4 M V (ml) Na2S2O3 0,1 MErlen V (ml) H O

2

 Dùng pipet vạch lấy axit cho vào ống nghiệm

 Dùng buret cho H O vào 3 bình tam giác trước Sau đó tráng buret bằng 2

Na S2 2O3 0,1M rồi tiếp tục dùng buret để cho Na 2S2O3 vào các bình cầu

 Chuẩn bị đồng hồ bấm giây

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

 Đổ nhanh axit trong ống nghiệm vào bình tam giác

 Bấm đồng hồ

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

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

- Kết quả thu được:

- Kết luận: Tăng nồng độ Na2S2O3 làm giảm nhiều thời gian phản ứng

b) Bậc phản ứng theo H 2 SO 4

- Mô tả thí nghiệm:

 Thao tác tương tự phần 1 với lượng axit và Na2S2O3 theo bảng sau:

TN V (ml) HỐng nghiệm 2SO4 0,4 M V (ml) Na2S2O3 0,1 MErlen V (ml) H O

2

- Kết quả thu được:

- Kết luận: Tăng nồng độ H2SO4 làm giảm (ít) thời gian phẩn ứng

III: TRẢ LỜI CÂU HỎI

1 Trong TN trên nồng độ của Na 2 S 2 O 3 (A) và của H 2 SO 4 (B) đã ảnh hưởng thế nào lên vận tốc phản ứng Viết lại biểu thức tính tốc độ phản ứng Xác định bậc của phản ứng.

- Nồng độ của Na2S2O3 tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng

- Nồng độ của H2SO4 hầu như không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

- Biểu thức tính tốc độ phản ứng v = k [Na2S2O3] [H SO m ; trong đó: m, n là hằng

2 4] n

số dương xác định bằng thực nghiệm

 Bậc phản ứng: m+ n

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

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

H 2 S 2 O 3 → H 2 SO 3 + S↓ (2)

12

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

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

- Phản ứng (2) xảy ra chậm hơn

Phản ứng (2) quyết định tốc độ phản ứng, là phản ứng xảy ra chậm nhất Vì bậc của phản ứng là bậc 1

3 Dựa trên cơ sở của phương pháp TN thì vận tốc xác định được trong các TN trên được

xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời?

Dựa trên cơ sở của phương pháp TN thì vận tốc xác định được trong các TN trên được xem là vận tốc tức thời vì vận tốc phản ứng được xác định bằng tỉ số ∆C/∆t Vì ∆C

≈ 0 (do lưu huỳnh thay đổi không đáng kể nên ∆C ≈ dC)

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

Bậc phản ứng không thay đổi vì bậc phản ứng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của phản ứng mà không phụ thuộc vào quá trình tiến hành

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

I: MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

- Nhằm so sánh sự hiệu quả của hai loại chất chỉ thị trong các trường hợp cụ thể

- Xác định nồng độ bằng phương pháp chuẩn độ

II: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM:

1 Thí nghiệm 1: Xây dựng đường cong chuẩn độ axit mạnh bằng bazo mạnh

Xác định: + Bước nhảy pH : từ pH 3,36 đến pH 10,56

+ pH điểm tương đương là 7

2 Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit mạnh – bazơ mạnh với chỉ thị phenolphtalein

- Mô tả thí nghiệm:

 Tráng buret bằng dung dịch NaOH 0,1N, sau đó cho từ từ dung dịch NaOH 0,1N vào buret Chỉnh mức dung dịch ngang vạch 0

14

0

2

4

6

8

10

12

14

p H VNaOH

 Dùng pipet 10 ml lấy 10 ml dung dịch HCl chưa biết nồng độ cho vào erlen 150

ml, thêm 10 ml nước cất và 2 giọt phenolphtalein

 Mở khóa buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH xuống erlen, vừa nhỏ vừa lắc nhẹ đến khi dung dịch trong erlen chuyển sang màu hồng nhạt thì khóa buret Đọc thể tích dung dịch NaOH đã dùng

 Lặp lại thí nghiệm trên một lần nữa để tính giá trị trung bình

- Màu dung dịch thay đổi từ không màu sang màu hồng nhạt

- Kết quả thu được:

- Nồng độ dung dịch HCl:

 CHCl trung bình: (0,104 + 0,105 + 0,105)/3 = 0,105N

- Kết luận:

 Vậy lượng thể tích dung dịch NaOH rơi vào khoảng 10,4ml đến 10,5ml, từ đó có thể tính được nồng độ của HCl trung bình cho ta thấy rằng nồng độ thực tế gần đúng với nồng độ lý thuyết Do đó dung chất chỉ thị phenolphtalein trong môi trường axit mạnh và bazo mạnh để chuẩn độ là rất tốt

3 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ axit mạnh – bazơ mạnh với chỉ thị metyl da cam

- Mô tả thí nghiệm:

 Tiến hành như thí nghiệm 2 nhưng thay chất chỉ thị phenolphtalein bằng metyl da cam

- Màu dung dịch thay đổi từ đỏ sang vàng

- Kết quả thu được:

- Nồng độ

(0,103 + 0,103 + 0,101)/3 = 0,1023N

- Kết luận:

 Vậy lượng thể tích dung dịch NaOH rơi vào khoảng 10,1ml đến 10,3ml, từ đó có thể tính được nồng độ của HCl trung bình cho ta thấy rằng nồng độ thực tế gần đúng với nồng độ lý thuyết Do đó dung chất chỉ thị metyl da cam trong môi

trường axit mạnh và bazo mạnh để chuẩn độ là khá tốt

4 Thí nghiệm 4: Chuẩn độ axit yếu – bazo mạnh bằng chỉ thị phenolphthalein và metyl da cam

- Mô tả thí nghiệm:

 Tiến hành như thí nghiệm 2 nhưng thay dung dịch HCl bằng dung dịch axit acetic Làm thí nghiệm 2 lần với lần đầu dùng chất chỉ thị là phenolphtalein, lần sau dùng metyl da cam

- Màu dung dịch:

 Đối với chỉ thị phenolphthalein thì thay đổi từ không màu sang hồng nhạt

 Đối với chỉ thị metyl da cam thì thay đổi từ màu đỏ sang màu vàng

- Kết quả thu được với chất chỉ thị là phenolphtalein:

 Nồng độ dung dịch :

 trung bình: (0,105 + 0,106)/2 = 0,106N.

16

- Kết luận:

 Vậy lượng thể tích dung dịch NaOH rơi vào khoảng 10,5ml đến 10,6ml, từ đó có thể tính được nồng độ của trung bình cho ta thấy rằng nồng độ thực tế gần đúng với nồng độ lý thuyết Do đó dung chất chỉ thị phenolphtalein trong môi trường axit yếu và bazo mạnh để chuẩn độ là cũng rất tốt

- Kết quả thu được với chất chỉ thị là metyl da cam:

 Nồng độ dung dịch :

 trung bình: (0,033 + 0,034)/2 = 0,034N.

- Kết luận:

 Vậy lượng thể tích dung dịch NaOH rơi vào khoảng 3,3ml đến 3,4ml, từ đó có thể tính được nồng độ của trung bình cho ta thấy rằng nồng độ thực tế khác xa so với nồng độ lý thuyết Do đó dung chất chỉ thị metyl da cam trong môi trường axit yếu

và bazo mạnh để chuẩn độ là không tốt

III: TRẢ LỜI CÂU HỎI

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

sao?

Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH đường cong chuẩn độ sẽ thay đổi vì khi thay đổi nồng độ thì thể tích thay đổi Đồ thị sẽ mở rộng ra hoặc thu hẹp lại Tuy nhiên, điểm tương đương của hệ 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?

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) nên thí nghiệm 2 (Phenol phtalein) sẽ cho kết quả chính xác hơn

3 Từ kết quả thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic bằng chỉ thị màu