Báo cáo thí nghiệm hóa đại cương bài 2 nhiệt phản ứng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG Lớp L50 Nhóm 5 Thành viên Đàm Yến Nhi 2114304 Đào Vũ Phát 2114364 Đoàn Thuận Phát 2111971 Hình ảnh báo cáo số liệu Bài[.]

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

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

Lớp L50

Nhóm 5

Thành viên Đàm Yến Nhi - 2114304 Đào Vũ Phát - 2114364 Đoàn Thuận Phát - 2111971

Hình ảnh báo cáo số liệu

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.Tiến hành thí nghiệm

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

a Tiến trình thí nghiệm:

- Rửa nhiệt kế để trả về nhiệt độ phòng, lau khô Dùng phễu đổ nhanh 50ml nước ở nhiệt

độ phòng vào nước nóng trong nhiệt lượng kế, cắm nhiệt kế và xoay tròn nhiệt lượng kế,

b Công thức:

c Kết quả thí nghiệm:

(44 − 33) − (54 − 44)

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

a Tiến trình thí nghiệm: PTHH: NaOH+HCl -> NaCl+ HCl

- Rửa buret, thấm khô, tráng NaOH rồi đổ bỏ, khóa buret bằng tay trái, cho NaOH đầy cây buret, chỉnh hết bọt khí, chỉnh về 0, thả từ vạch 0 đến vạch 25 vào becher rồi khóa lại, ta

- Rửa buret, thấm khô, tráng HCl rồi đổ bỏ, khóa buret bằng tay trái, cho HCl đầy cây buret, chỉnh hết bọt khí, chỉnh về 0, thả từ vạch 0 đến vạch 25 vào becher rồi khóa lại, ta được

- Dùng phễu đỗ nhanh becher chứa dd NaOH và HCl chứa trong nhiệt lượng kế, xoay tròn,

b Tính toán:

CNaCl 0,5M=1 Cal/g.độ DNaCl 0,5M=1,02g/ml

*Tính Q*

-Lần 1:

-Lần 2:

Từ đó ta suy ra được

294 + 266

Độ lệch mỗi lần đo lần lượt là: 14 Cal, 14 Cal

Suy ra độ lệch trung bình là : (14+14)/2=14 Cal

Vậy Q=280±14 (Cal)

*Tính ΔH*

-Lần 1:

294

-Lần 2:

266

Từ đó ta có :

11760 + 10640

Độ lệch của mỗi lần đo lần lượt là : 560 (cal/mol), 560 (cal/mol)

Từ đó có độ lệch trung bình là : (560+560)/2=560 (cal/mol)

Vậy ΔH = −11200 ± 560 (cal/mol) ΔH < 0 nên phản ứng tỏa nhiệt

*Kết quả thí nghiệm:

3 Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuSO4 khan, kiểm tra định luật Hess

a.Trình tự thí nghiệm

- Dùng ống đong lấy 50ml nước cất cho vào bình nhiệt lượng kế, cắm nhiệt kế, đo nhiệt độ

t1

- Cân nhanh ≈4g CuSO4 khan

- Mở nắp nhiệt lượng kế, trút nhanh CuSO4 vào, đóng nắp nhiệt lượng kế, lắp nhiệt kế, lắc

- Lặp lại thí nghiệm 3 lần

b.Tính toán

Xác định Q theo công thức:

CCuSO4=1 (cal/g.độ) ; mCuSO4=4,4 (g) ; nCuSO4= 4,4

-Lần 1:

𝑄1 = (𝑚𝑜𝑐0+ 𝑚𝑛ướ𝑐𝐶𝑛ướ𝑐 + 𝑚𝐶𝑢𝑆𝑂4𝐶𝐶𝑢𝑆𝑂4)(𝑡2− 𝑡1)

= (5 + 50 + 4,4)(38,5 − 32,5) = 356,4 (𝑐𝑎𝑙)

ΔH1 =−𝑄1

𝑛 = −356,44,4

160

𝑄2 = (𝑚𝑜𝑐0+ 𝑚𝑛ướ𝑐𝐶𝑛ướ𝑐+ 𝑚𝐶𝑢𝑆𝑂4𝐶𝐶𝑢𝑆𝑂4)(𝑡2− 𝑡1)

= (5 + 50 + 4)(39 − 33) = 354 (𝑐𝑎𝑙)

ΔH2 =−𝑄2

𝑛 = −3544

160

*Tính Q*

356,4 + 354

Độ lệch của mỗi lần đo lần lượt là : 1,2 (cal) ; 1,2 (cal)

Độ lệch trung bình là : 1,2 (cal)

*Tính ΔH*

12960 + 14160

Độ lệch của mỗi lần đo lần lượt là : 600 (cal/mol), 600 (cal/mol)

Từ đó có độ lệch trung bình là : 600 (cal/mol)

Vậy ΔH = −13560 ± 600 (cal/mol) ΔH < 0 nên phản ứng tỏa nhiệt

*Kết quả thí nghiệm:

Nhiệt độ (℃) Lần 1 Lần 2 Lần 3

Tương tự thí nghiệm 3, nhưng thay CuSO4 khan bằng NH4Cl

CNH4Cl=1 (cal/g.độ) ; mNH4Cl=4,1 (g) ; nNH4Cl= 4,1

-Lần 1:

𝑄1 = (𝑚𝑜𝑐0+ 𝑚𝑛ướ𝑐𝐶𝑛ướ𝑐 + 𝑚𝑁𝐻4𝐶𝑙𝐶𝑁𝐻4𝐶𝑙)(𝑡2− 𝑡1)

= (5 + 50 + 4,1)(30 − 33) = −177,3 (𝑐𝑎𝑙)

ΔH1 =−𝑄1

𝑛 = −−177,34,1

53,5

𝑄2 = (𝑚𝑜𝑐0+ 𝑚𝑛ướ𝑐𝐶𝑛ướ𝑐+ 𝑚𝐶𝑢𝑆𝑂4𝐶𝐶𝑢𝑆𝑂4)(𝑡2− 𝑡1)

= (5 + 50 + 4,1)(29,5 − 33) = −206,85 (𝑐𝑎𝑙)

ΔH2 =−𝑄2

𝑛 = −−206,854,1

53,5

*Tính Q*

177,3 + 206,85

Độ lệch của mỗi lần đo lần lượt là : 14,775 (cal) ; 14,775 (cal)

Độ lệch trung bình là : 14,775 (cal)

Vậy 𝑄𝑡𝑏 = −192,075 ± 14,775 (𝑐𝑎𝑙)

*Tính ΔH*

2313,55 + 2699,14

Độ lệch của mỗi lần đo lần lượt là : 192,795 (cal/mol), 192,795 (cal/mol)

Từ đó có độ lệch trung bình là : 192,795 (cal/mol)

Vậy ΔH = 2506,345 ± 192,795 (cal/mol) ΔH > 0 nên phản ứng thu nhiệt

*Kết quả thí nghiệm:

III.Trả lời câu hỏi

1 ∆H th của phản ứng HCl + NaOH → NaCl + H2O sẽ được tính theo số mol HCl hay NaOH khi cho 25 ml dd HCl 2M tác dụng với 25ml dd NaOH 1M Tại sao?

HCl + NaOH → NaCl + H2O 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 ∆Hth của phản ứng tính theo NaOH Vì lượng HCl dư không tham gia phản ứng nên không sinh nhiệt

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

+Kết quả vẫn không thay đổi, vì ∆H là đại lượng đặc trưng cho mỗi phản ứng, mà sau khi thay đổi HCl bằng HNO3 thì vẫn là phản ứng trung hòa:

HNO3+NaOH →NaNO3+H2O +Sau khi thay trong công thức Q = mc∆t có m,c đều có thay đổi, nhưng ở đại lượng

m, c, ∆t sẽ biến đổi đều cho Q không đổi suy ra ∆H cũng không đổi

3 Tính ∆H3 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 đo thể tích hóa chất 8

-Do cân

-Do sunphat đồng bị hút ẩm

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

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

-Theo định luật Hess: ∆H3 =∆H1 +∆H2= -18.7+2.8= -15,9 (kcal/mol) Theo thực

nghiệm: ∆H3 = -12,527 (kcal/mol)

- Mất nhiệt độ do nhiệt lượng kế do trong quá trình thí nghiệm thao tác không chính xác, nhanh chóng dẫn đến thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài

- Sunphat đồng bị hút ẩm do trong lúc cân và đưa vào thí nghiệm thao tác không nhanh chóng

Bài 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

I Mục đích thí nghiệm

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

II Tiến hành thí nghiệm

1 Thí nghiệm 1: Xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3

a Trình tự thí nghiệm

Có ba thí nghiệm nhỏ Mỗi thí nghiệm nhỏ làm đồng thời hai bình giống nhau

Thí nghiệm 1: 8ml H2SO4, 28ml H2O, 4ml Na2S2O3

Lấy hóa chất:

+ Đặt mắt ngang vạch số 8, dùng quả bóp cao su hút H2SO4vào pipet vượt qua vạch 0, rồi thả sao cho mặt cong nhất chạm vạch 0

+ Rửa buret (rửa nước thường, tráng nước cất), khóa buret bằng tay trái

bỏ, khóa buret bằng tay trái

Tiến hành thí nghiệm: làm đồng thời hai bình

giác và bấm giờ, lắc nhẹ bình tam giác

- Đến khi dung dịch bắt đầu chuyển sang đục thì bấm đồng hồ lần nữa thì thu được

Thí nghiệm 2: 8ml H2SO4, 24ml H2O, 8ml Na2S2O3

Thí nghiệm 3: 8ml H2SO4, 16ml H2O, 16ml Na2S2O3

b Kết quả thí nghiệm

TN Nồng độ ban đầu (M) ∆𝑡′ ∆𝑡′′ ∆𝑡′′′ ∆𝑡𝑡𝑏

log∆𝑡∆𝑡𝑡𝑏1

𝑡𝑏2

log110,547,5

log∆𝑡∆𝑡𝑡𝑏2

𝑡𝑏3

log47,521,5

𝑚 =𝑚1+ 𝑚2

1,2180 + 1,1436

2 Thí nghiệm 2: Xác định bậc phản ứng theo H2SO4

a Trình tự thí nghiệm

Có ba thí nghiệm nhỏ Mỗi thí nghiệm nhỏ làm đồng thời hai bình giống nhau

Thí nghiệm 1: 4ml H2SO4, 28ml H2O, 8ml Na2S2O3

Lấy hóa chất:

vạch 0, rồi thả sao cho mặt cong nhất chạm vạch 0

+ Rửa buret (rửa nước thường, tráng nước cất), khóa buret bằng tay trái

bỏ, khóa buret bằng tay trái

Tiến hành thí nghiệm: làm đồng thời hai bình

giác và bấm giờ, lắc nhẹ bình tam giác

- Đến khi dung dịch bắt đầu chuyển sang đục thì bấm đồng hồ lần nữa thì thu được

Thí nghiệm 2: 8ml H2SO4, 24ml H2O, 8ml Na2S2O3

Thí nghiệm 3: 16ml H2SO4, 16ml H2O, 8ml Na2S2O3

*Kết quả thí nghiệm:

TN Nồng độ ban đầu (M)

Na2S2O3 H2SO4 ∆𝑡′ ∆𝑡′′ ∆𝑡′′′ ∆𝑡𝑡𝑏

log∆𝑡∆𝑡𝑡𝑏4

𝑡𝑏5

log∆𝑡∆𝑡𝑡𝑏5

𝑡𝑏6

log50,542,5

0,1231 + 0,2488

b Kết luận

Bậc phản ứng tổng cộng : 𝑚 + 𝑛 = 1,1808 + 0,1860 = 1,3668

Vậy bậc của phản ứng bằng 1

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

hằng 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:

Dựa vào kết quả thí nghiệm 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 thí 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 và là phản ứng xảy ra chậm nhất vì bậc của phản ứng là bậc của phản ứng (2)

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 là 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 xem 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 của 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

I.Mục đích thí nghiệm:

mạnh lựa chọn chất chỉ thị màu thích hợp cho phản ứng chuẩn độ axit HCl bằng dung dịch NaOH chuẩn

II.Tiến hành thí nghiệm

1 Thí nghiệm 1: Xác định đường cong chuẩn độ HCl bằng NaOH

Xác định: + pH điểm tương đương là 7

+ Bước nhảy pH : từ pH 3,35 đến pH 10,56

2 Thí nghiệm 2: Chuẩn độ

a Tiến trình thí nghiệm

đầy cây buret, chỉnh hết bọt khí, chỉnh về 0

hiện màu hồng nhạt thì ngừng, đọc thể tích NaOH đã dùng Thực hiện thí nghiệm

lại 2 lần tương tự

b Xử lí kết quả thí nghiệm, tính toán nồng độ acid cần chuẩn độ

VNaOH.CNaOH=VHCl.CHCl

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

3

+Sai số trung bình:(0,005+0,005)/2 =0,005 (N)

𝐶̅HCl = 0,1095 ± 0,005 (N)

3 Thí nghiệm 3:

Tiến hành như thí nghiệm 2 nhưng thay chất chỉ thị Phenolphtalein bằng methyl

da cam Màu dung dịch đổi từ đỏ sang cam

3

+ Sai số trung bình: (0,005+0,005)/2 =0,005 (N)

𝐶̅HCl= 0,10475 ± 0,005 (N)

4 Thí nghiệm 4:

Tiến hành như thí nghiệm 2 nhưng dung dịch HCl bằng dung dịch axit axetic Làm

thí nghiệm 3 lần dùng chất chỉ thị là phenolphtalein, và 3 lần dùng chất chỉ thị là

methyl da cam

(ml)

phtalein

4 Metyl da

cam

+ CCH3COOH (Phenol phtalein) trung bình: (0,101+0,1)/2 = 0,1005 (N)

+ Sai số trung bình: (0,005+0,005)/2=0,005(N)

𝐶̅HCl = 0,1005 ± 0,005(N) + CCH3COOH (Metyl da cam) trung bình: (0,043+0,045)/2 = 0,044 (N)

+ Sai số trung bình: (0,0005+0,0005)/2=0,0005 (N)

𝐶̅HCl = 0,044 ± 0,0005(N)

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?

+ Thay đổi nồng độ HCl và NaOH thì đường cong chuẩn độ không thay

đổi vì đương lượng phản ứng của các chất vẫn không thay đổi, chỉ có bước

nhảy là thay đổi Nếu dùng nồng độ nhỏ thì bước nhảy nhỏ và ngược lại

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 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 yếu tác dụng với bazơ mạnh)

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 thỉ kết quả vẫn không thay đổi vì bản chất phản ứng không thay đổi, vẫn là phản ứng trung hòa