Báo cáo thực hành hóa lý bài 8 xác định bậc của phản ứng

là thể tích NaOH còn trong hỗn hợp phản ứng tại các thời điểm t=0,Ta có nồng độ NaOH còn lại ở các thời điểm sẽ tỉ lệ với các thể tích đó... Tại sao không dùng HCl chuẩn độ trực tiếp NaO

LỜI NÓI ĐẦU - 2

LỜI CẢM ƠN - 3

Bài 8: XÁC ĐỊNH BẬC CỦA PHẢN ỨNG - 4

Bài 10: XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ TỐC ĐỘ CỦA PHẢN ỨNG BẬC HAI - 22

Bài 11: XÚC TÁC ĐỒNG THỂ PHẢN ỨNG PHÂN HỦY H2O2 - 29

Bài 12: ĐỘ DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LY - 34

BÀI 13: XÁC ĐỊNH NGƯỠNG KEO TỤ CỦA KEO Fe(OH)3 - 42

Bài 14: HẤP PHỤ TRONG DUNG DỊCH TRÊN BỀ MẶT CHẤT HẤP PHỤ RẮN - 48

Bài 15: XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG CỦA PHẢN ỨNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG - 56

LỜI NÓI ĐẦU

Hóa lí là một môn học cơ sở rất quan trọng của ngành Công nghệ Hóa học,

là tổng hợp của các môn học như Nhiệt động hóa học, Động hóa học, Điện hóahọc và Hóa keo của môn Hóa lý và Hóa keo

Trong quá trình thực hiện thí nghiệm, chúng em đã nghiêm túc thực hiệncác quy trình sau:

1 Đọc và nghiên cứu kĩ bài, hiểu cặn kẽ các nguyên lí và nhiệm vụ của từng bài trước khi vào làm thí nghiệm

2 Kiểm tra lại hệ thống lắp ráp thiết bị của bài

3 Các dụng cụ, thiết bị trước khi sử dụng đã được rửa sạch và sấy khô

4 Khi tiến hành thí nghiệm đã tuân thủ các điều kiện phản ứng của thí

nghiệm về nhiệt độ, áp suất

5 Các kết quả đo được của thí nghiệm đã được giáo viên hướng dẫn kí xác nhận trước khi làm báo cáo

6 Không tùy ý sửa đổi các dây dẫn, đầu dò và sử dụng máy tính vào mục đích khác mà không có sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn

7 Tác phong làm việc nghiêm túc, không gây ồn ào trong phòng thí nghiệm.Báo cáo thực hành Hóa lý này được làm bởi nhóm Thực hành gồm các thànhviên: Nguyễn Thanh Tú, Nguyễn Thị Bích Tuyền, Nguyễn Nhật Trường và sựhướng dẫn của Thầy – giáo viên hướng dẫn Th.S Nguyễn Minh Quang Tuynhiên bài Báo cáo thực hành Hoá lý này còn mắc phải nhiều lỗi và thiếu sót vềcác bài thí nghiệm do hoá chất, dụng cụ,… cũng như về tay nghề còn yếu củasinh viên nên dẫn đến kết quả thí nghiệm có sự sai sót nên em rất mong được sự

Thông qua bộ môn Thực hành Hoá lý này, với những giờ thực hành trênphòng thí nghiệm, sinh viên chúng em đã có ít nhiều kinh nghiệm trong quátrình thực hành và cũng như có kiến thức, kinh nghiệm trong môn học này với

sự giúp đỡ của Thầy Em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy đã nhiệt tình hướng dẫnchúng em trong quá trình thực hiện thí nghiệm cũng như hướng dẫn chúng emcách làm bài Báo cáo này Em xin chân thành cảm ơn !!!

t =0

1

=α+β

x

Cx là nồng độ mol của Fe2+ sinh ra tại mỗi thời điểm t, xác định thông qua nồng

độ I2 sinh ra Lượng I2 này chuẩn độ bằng Na2S2O3 với chỉ thị hồ tinh bột:

) tìm được giá trị bằng tang góc nghiêng Kết hợp

(3) và (5), sử dụng giá trị vừa tìm được, tính 1 , sau đó vẽ đồ thị log ( 1 ) và

Chuẩn độ bằng

Na 2 S 2 O 3 0,01N

Ghi t, V Ghi đủ 8 điểm

Tương tự các bình còn lại qua bảng dưới đây

Chuẩn độ bằng

Na 2 S 2 O 3 0,01N

Ghi t, V Ghi đủ 8 điểm

Tương tự các bình còn lại qua bảng dưới đây

Biểu đồ nồng độ theo thời gian

18000

16000

y = 334988x + 135814000

Hình 8.1 Biểu đồ nồng độ theo thời gian của erlen 1

Bảng chuẩn độ của erlen 2:

7 133,2 0,0075 6,4 6,4.10-4 1562,5

Bảng 8.6 Xử lý số liệu chuẩn độ erlen 2

Biểu đồ nồng độ theo thời gian

Hình 8.2 Biểu đồ nồng độ theo thời gian của erlen 2

Bảng chuẩn độ của erlen 3:

Biểu đồ nồng độ theo thời gian

Hình 8.3 Biểu đồ nồng độ theo thời gian của erlen 3

Bảng chuẩn độ của erlen 4:

8 262,2 0,0038 27,8 2,78.10-3 359,7

Bảng 8.8 Xử lý số liệu chuẩn độ erlen 4

Biểu đồ nồng độ theo thời gian

Ta có: C

(

)

0

Fe Fe

hh

Tương tự cho V = 20mL, 30mL, 40mL

Hình 8.6 Biểu đồ nồng độ theo thời gian của erlen 1

Bảng chuẩn độ của erlen 2:

7 180 0,0056 10,3 1,03.10-3 970,9

Hình 8.7 Biểu đồ nồng độ theo thời gian của erlen 2

Bảng chuẩn độ của erlen 3:

7 195 0,0051 17,2 1,72.10-3 581,4

1) 2500

2000

y = 40008x + 430,04R² = 0,9759

Hình 8.8 Biểu đồ nồng độ theo thời gian của erlen 3

Bảng chuẩn độ của erlen 4:

7 244,2 0,0041 23,9 2,39.10-3 418,4

Bảng 8.13 Xử lý số liệu chuẩn độ erlen 4

phương trình cho giá trị k không đổi, thì phản ứng nghiên cứu là phản ứng phức tạp, tìm cách thích hợp để xác định.

- Phương pháp đồ thị: Nguyên tắc của phương pháp này là xây dựng đồ thị sựphụ thuộc của nồng độ vào thời gian C = f(t) Tìm xem dạng nào của hàm số chođường biểu diễn là đường thẳng, thì bậc của phản ứng phải tìm ứng với dạng hàm

số đó

- Phương pháp tốc độ đầu

- Phương pháp chu kỳ bán hủy

8.6.3 Khi tiến hành thí nghiệm cần phải chú ý điều gì?

- Khi tiến hành thí nghiệm cần chú ý:

+ Đồng hồ bấm giây chỉ được bấm khi đã cho 2 tác chất vào phản ứng

CH 3 COOC 2 H 5 + NaOH ⇋ CH 3 COONa + C 2 H 5OH 10.2 Cơ sở lý thuyết

- Gọi a, b là nồng độ ban đầu (tại thời điểm t = 0) của CH3COOC2H5 và NaOH

x là nồng độ CH3COONa sinh ra tại thời điểm t

CH 3 COOC 2 H 5 + NaOH ⇋CH 3 COONa + C 2 H 5 OH

Với k là hằng số tốc độ (thời gian-1.nồng độ-1)

Biến đổi và lấy tích phân 2 vế ta được:

là thể tích NaOH còn trong hỗn hợp phản ứng tại các thời điểm t=0,

Ta có nồng độ NaOH còn lại ở các thời điểm sẽ tỉ lệ với các thể tích đó Còn nồng

độ của ester ban đầu và các thời điểm t lẽ tỉ lệ tương ứng với (V0 - V ) và (V t −V )

70mL NaOH Đổ 17,5mL Cho lần lượt 5 erlen 10mL

0,05N nhanh CH 3 COOC 2 H 5 0,1N 0,05N + 2 giọt PP

Như vậy ta thấy k = 1,7476 < = 4.0895, cho thấy rằng hằng số tốc độ phản̅

ứng tại các thời điểm t nhỏ hơn hằng số tốc độ trung bình của phản ứng

10.5 Trả lời câu hỏi

10.5.1 Cách xác định V 0 ?

- V0 là thể tích NaOH ở thời điểm ban đầu t=0 Tại t=0, xem như NaOH và

CH3COOC2H5 chưa phản ứng với nhau nên V0 bằng thể tích ban đầu của NaOHtrong 10 ml hỗn hợp đem chuẩn độ

Trong 87.5 mL hỗn hợp (NaOH + CH3COOH) → 70mL NaOH

=> Trong 10 mL hỗn hợp (NaOH + CH 3 COOH) → V 0 =7087,5.10 (mL)

10.5.2 Cách tính hằng số tốc độ phản ứng tại thời điểm t?

Tại thời điểm t = 0, x = 0 nên:

10.5.4 Tại sao không dùng HCl chuẩn độ trực tiếp NaOH trong hỗn hợp

phản ứng mà phải làm như trong phần hướng dẫn bài thí nghiệm này?

- Nếu chuẩn độ bằng HCl (thêm vài giọt PP) lúc ban đầu thì NaOH sẽ dư so với

HCl nên dung dịch sẽ có màu hồng, sau một thời gian thì NaOH bắt đầu ít dần đi

vì bị HCl trung hòa, đến một lúc nào đó thì dung dịch sẽ từ từ mất màu, dung dịch

từ có màu chuyển sang không màu

- Còn khi làm theo hướng dẫn của bài thí nghiệm thì dung dịch sẽ chuyển từ

không màu sang màu hồng nhạt (khi bắt đầu dư NaOH), dễ nhận biết hơn nên khi

10.5.6 Giải thích các bước tiến hành thí nghiệm?

- Chuẩn bị các erlen, cho vào mỗi erlen 10 ml HCl 0,05 N và 2 giọt PP

- Lấy 70 ml NaOH 0,05 N và 17,5 ml CH3COOC2H5 0,1 N, cho vào 2 erlen

khác nhau Tại mỗi thời điểm đó hút một thể tích bằng nhau (10mL) hỗn hợp cho vàoerlen chứa hỗn hợp 10 mL HCl + chỉ thị PP để NaOH dư phản ứng trung hòa hết vớiHCl Chuẩn độ lượng HCl dư sau khu khi trung hòa NaOH bằng dung dịch NaOHtrong buret NaOH trung hòa từ tự lượng HCl trong erlen cho đến khi dư

1 giọt NaOH thì dd trong erlen sẽ chuyển màu do NaOH phản ứng với thuốc thử

PP tạo màu hổng tím thì dừng chuẩn độ Thể tích NaOH đã sử dụng để chuẩn độbằng thể tích NaOH còn lại trong erlen tại thời điểm t

- Xem phần hỗn hợp phản ứng còn lại đun cách thủy 50 - 600 đậy nút, giữ 30 phút cho axetat eyl thủy phân hết → xem như phản ứng đã xảy ra hoàn toàn, rồi thực hiện chuẩn độ như tại các thời điểm t.

10.5.7 Giải thích cách xác định V ?

- Tại thời điểm ∞, thể tích NaOH còn lại trong mẫu thử là ∞ bằng thể tích của

HCl đã phản ứng với NaOH dư trong mẫu chuẩn ()

Bài 11: XÚC TÁC ĐỒNG THỂ PHẢN ỨNG PHÂN HỦY H

O

Tại thời điểm ban đầu t =0: a

d[ A]

Với k là hằng số tốc độ phản ứng (thời gian-1)

Phản ứng phân hủy H2O2 cới xúc tác Cu2+ diễn ra hai giai đoạn:

- a là lượng H2O2 ban đầu ứng với số ml KMnO4 đã dùng ban đầu

- (a-x) là lượng H2O2 còn lại sau thời gian t ứng với số ml KMnO4 đã dùng chuẩn

a =19 là lượng H2O2 ban đầu ứng với số mL KMnO4 đã dùng ban đầu.

(a-x): lượng còn lại sau thời gian t ứng với số mL KMnO4 đã dùng chuẩn độ ở thời điểm t

11.5.Trả lời câu hỏi

11.5.1 Định nghĩa về chất xúc tác, xúc tác đồng thể, xúc tác dị thể ?

- Chất xúc tác: là chất làm thay đổi tốc độ phản ứng nhưng không bị tiêu hao

trong phản ứng

- Xúc tác đồng thể: là xúc tác trong đó chất xúc tác ở cùng pha với chất phản ứng.

- Xúc tác dị thể: là xúc tác trong đó chất xúc tác ở khác pha với chất phản ứng.Chất xúc tác dị thể thường là chất rắn và phản ứng xảy ra trên bề mặt chất xúc tác.Thường gặp nhất là những hệ xúc tác dị thể gồm pha rắn và pha khí (các chất thamgia phản ứng và sản phẩm phản ứng)

11.5.2 Vì sao phản ứng được xem là bậc 1:

Phản ứng phân hủy H2O2 cới xúc tác Cu2+ diễn ra hai giai đoạn:

2H2 0 2 → 2H2O + O2

do đó phản ứng xảy ra theo bậc 1.

11.5.3 Chu kì bán hủy là gì? Công thức xác định chu kỳ bán hủy?

- Chu kỳ bán hủy: là thời gian tiêu hao một nửa lượng tác chất (ứng với x = a

Tại thời điểm ban đầu t =0: a

Với k là hằng số tốc độ phản ứng (thời gian-1)

11.5.5 Cách tính hằng số tốc độ k của phản ứng trong thí nghiệm?

Bài 12: ĐỘ DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LY

Ngày thực hành: 08-12-2020

12.1 Mục đích thí nghiệm

- Đo độ dẫn điện của các chất điện ly, từ

số phân ly , độ dẫn điện tới hạn (hay 0các giá trị độ dẫn đo được, xác định hệ ) và hằng số điện ly K

12.2 Cơ sở lý thuyết

12.2.1 Độ dẫn điện của dung dịch chất điện ly

- Theo thuyết Arrhenius các chất điện ly khi hòa tan vào vào trong dung môi thích hợp sẽ có khả năng phân ly thành các ion

- Chất điện ly mạnh gần như phân ly hoàn toàn nên dẫn điện tốt và ngược lại những chất điện ly yếu thì ít phân ly, do đó độ dẫn điện kém

+ k = S l là hằng số bình điện cực.

12.2.3 Đọ dẫn điện đương lượng

- Là độ dẫn điện của một khối dung dịch với chiều dài 1cm và tiết diện ngang có

diện tích sao cho khối lượng dung dịch đó chứa 1 đương lượng gam chất điện ly

+ : độ dẫn điện đương lượng ở nồng độ dung dịch vô cùng loãng hay còn gọi

là độ dẫn điện đương lượng giới hạn

12.2.6 Xác định của chất điện ly mạnh -

Theo định luật Kohlrauch:

= −A C

Trong đó A lò hằng số phụ thuộc vào bản chất chất điện ly và vào nhiệt độ

Nhúngđiện cực

Lau khô điện cực

12.4 Kết quả thực nghiệm

12.4.1 Số liệu thực nghiệm

Vẽ đồ thị hồi quy tuyến tính

0.18

0.159

0.16

y = 0,483x - 0,22270.14

R² = 0,99650.12

Hình 12.1 Đồ thị tuyến tính độ dẫn điện của dung dịch chất điện ly CH 3 COOH

Phương trình hồi quy: y = 0,483x – 0,2227

4

• Đối với dung dịch HCl

0

Hình 12.2 Đồ thị tuyến tính độ dẫn điện của dung dịch chất điện ly HCl

- HCl là chất ly mạnh: ta có = 1

=> Khi CN tăng, giảm lúc đầu nhanh lúc sau chậm

Đối với chất điện ly mạnh, giảm theo quy luật tuyến tính và chậm với √

12.5 Trả lời câu hỏi 12.5.1 Phân biệt độ dẫn điện riêng, độ dẫn điện đương lượng, và độ dẫn điện đương lượng tới hạn của chất điện ly?

- Độ dẫn điện riêng: Là độ dẫn điện của một khối dung dịch được đặt giữa 2

điện cực phẳng song song có tiết diện là 1cm2 và cách nhau 1cm Hay nói cách khác đó là độdẫn điện của 1cm3 dung dịch

- Độ dẫn điện đương lượng: Là độ dẫn điện của một khối dung dịch với chiều

dài 1cm và tiết diện ngang có diện tích sao cho khối dung dịch đó chứa 1 đương lượng gamchất điện ly

- Độ dẫn điện tới hạn của chất điện ly: Là độ dẫn điện đương lượng vô cùng

loãng Tức là độ dẫn điện đương lượng đương lượng khi dung dịch có nồng độ

chất tan trong dung dịch C → 0.

- Quan hệ giữa các độ dẫn điện: = 1000

=

12.5.3 Cách xác định hằng số điện ly K trong thí nghiệm?

K =

Trong đó:

là độ dẫn điện đương lượng giới hạn.

12.5.4 Cách xác định của chất điện ly yếu và mạnh trong thí nghiệm?

cho trị số λ2∞ K Từ các giá trị tìm được trên đồ thị, tính λ ∞ , K.

Hệ thức Onsager – Kohlrauch áp dụng cho dung dịch loãng:

Ngày thực hành: 23-11-2020

13.1 Mục đích thí nghiệm

- Điều chế keo Fe(OH)3

- Xác định ngưỡng keo tụ của keo Fe(OH)3 dưới tác dụng của chất điện ly Na2SO4

- Sự tăng kích thước hạt keo diễn ra theo 2 hiện tượng:

+ Sự tái kết tinh trong toàn hệ

+ Sự keo tụ hay kết tụ

- Tất cả các chất điện ly đều có khả năng keo tụ ở những nồng độ xác định

- Chỉ có những ion tích điện ngược dấu với điện tích hạt keo mới có khả năng keo

tụ Khả năng keo tụ của ion tích điện càng lớn nếu hóa trị của chúng càng cao

- Quy tắc Sulze - Hacdi:

- Ngưỡng keo tụ (số mM hay mN tối thiểu chất điện ly cần để keo tụ 1 lít keo):

= C.V 1000

Trong đó:

+ C: nồng độ chất điện ly, mol/lít

+ V: thể tích nhỏ nhất của dd chất điện ly đủ để gây nên sự keo tụ, ml.+ : thể tích của dung dịch để keo tụ, ml

13.3 Phương pháp thực nghiệm 13.3.1 Điều chế dung dịch keo

Cho vào 4 ống nghiệmchứa 5mL dd keo +

13.4 Kết quả thực nghiệm

13.4.1 Số liệu thực nghiệm

TN1: Xác định ngưỡng keo tụ thô

- Theo thứ tự lần lượt các ống nghiệm 1 đến 4 từ trái sang phải ứng với các nồngđộ:

Theo thứ tự từ ống 1 đến 9 lần lượt từ trái sang phải.

13.5 Trả lời câu hỏi

13.5.1 Ngưỡng keo tụ là gì?

- Là nồng độ tối thiểu của chất điện ly có khả năng gây nên sự keo tụ sau một thời gian xác định

13.5.2 Nội dung của quy tắc Sunze - Hacdi?

- Chỉ những ion tích điện ngược dấu với điện tích hạt keo mới có khả năng keo tụ

- Khả năng keo tụ của ion tích điện càng lớn nếu hóa trị ciuar chúng càng cao

= K

Z 6Trong đó:

+ : ngưỡng keo tụ

+ Z: điện tích của ion keo tụ tyrong chất điện ly

+ K: hằng số

13.5.3 Mô tả cấu tạo của hạt keo Fe(OH) 3 trong thí nghiệm?

- Cấu tạo hệ keo Fe(OH)3: mFe(OH)3.nFeO.(n-x)Cl.xCl

- Keo được hình thành do sự phân hủy FeCl3: FeCl3 + 3H2O = Fe(OH)3 + 3 HCl

- Hạt nhân keo keo tạo nên do nhiều nguyên tử Fe(OH)3

13.5.4 Nêu những tính chất đặc trưng của hệ keo và sự khác biệt của dung dịch keo so với dung dịch thực?

＊ Tính chất đặc trưng của hệ keo:

- Có khả năng phân tán ánh sáng

- Khả năng khuếch tán chậm

- Không bền vững tập hợp ( tức là dưới tác động rất nhỏ của điều kiện bên ngoàinhư nhiệt độ, thời gian, chất điện ly, khuấy,… các hạt keo dễ dàng tập hợp thànhnhững hạt lớn hơn - gọi là sự keo tụ)

- Thường có hiện tượng điện di

＊ Sự khác biệt giữa dung dịch keo với dung dịch thực:

- Dung dịch keo: là những hệ dị thể, đa pha, có những tính chất keo

- Dung dich thực: là những hệ đồng thể, đơn pha

- Hấp phụ dùng để mô tả hiện tượng trong đó một chất (dưới dạng phân tử, nguyên

tử, hay ion) nào đó có khuynh hướng tập trung lên trên bề mặt phân chia pha

- Chất hấp phụ lên trên bề mặt chất khác là chất bị hấp phụ, chất có bề mặt gọi làchất hấp phụ

- Trong hấp phụ các chất trên bề mặt chất hấp phụ rắn, nguyên nhân chủ yếu của

sự hấp phụ chủ yếu là do thay đổi năng lượng dư bề mặt ranh giới phân chia pharắn - khí hay rắn - lỏng

- Lượng chất bị hấp phụ còn tùy thuộc vào các yếu tố: Bản chất của chất hấp phụ

và chất bị hấp phụ, nồng độ của chất tan, nhiệt độ,…

- Thí nghiệm khảo sát sự hấp phụ CH3COOH trên than hoạt tính được thực hiện

ở nhiệt độ không đổi, do đó có thể đo được số mol chất bị hấp phụ trên 1g chấthấp phụ rắn (a) ở các nồng độ chất tan khác nhau (C) Đường biểu diễn a=f(C)được gọi là đường đăng nhiệt hấp phụ

- Độ hấp phụ a (mol/g) lên bề mặt than có thể được tính từ công thức:

0m− C V 10−3Trong đó:

+ C0, C (mol/l) là nồng độ đầu và nồng độ tại cân bằng hấp phụ của dung dịch.+ V (ml) là thể tích đung dịch trong đó xảy ra hấp phụ

+ m (g) là lượng chất hấp phụ

48

- Để đo độ hấp phụ, cho các bình thể tích dung dịch V như nhau nhưng nồng độkhác nhau CH3COOH với khối lượng m chính xác của chất hấp phụ Xác địnhnồng độ chất tan trước khi cho hấp phụ C0 và nồng độ sau khi cân bằng C Trongdung dịch loãng bỏ qua sự hấp phụ của dung môi Từ kết quả thực nghiệm dựng đồthị a=f(C).