Bảng ghi dữ liệu thí nghiệm môn ma2042 thí nghiệm hóa vô cơ vật liệu bài 1 các hợp chất nhóm ia

BẢNG GHI DỮ LIỆU THÍ NGHIỆM MÔN MA2042 THÍ NGHIỆM HÓA VÔ CƠ VẬT LIỆU... 1.3 Sự thủy phân của muối sodium silicate trong phenolphtaleinCác phương trình phản ứng xảy ra: 2H2O + Na2S

BẢNG GHI DỮ LIỆU THÍ NGHIỆM

MÔN MA2042 THÍ NGHIỆM HÓA VÔ CƠ VẬT LIỆU

BÀI 1: CÁC HỢP CHẤT NHÓM IA

Ngày thí nghiệm: 06/04/2023

1.1 Phản ứng của KOH hoặc NaOH trong các nguyên liệu

Thể tích dung dịch V= 200ml

Nồng độ KOH: 7M

Khối lượng nguyên liệu Tro bay= 10g

Thời gian khuấy: 4 giờ

1.2 Phân tích nhiệt khối lượng của các nguyên liệu

Nguyên liệu: Tro bay

STT Nhiệt độ (oC) lượngKhối Hình ảnh bề mặtmẫu

2

3

1 Khối lượng tăng do bị tro trong lò bay vào

1.3 Sự thủy phân của muối sodium silicate trong phenolphtalein

Các phương trình phản ứng xảy ra:

2H2O + Na2SiO3→2NaOH + H2SiO3 (Dung dịch hóa hồng)

Na2SiO3 + H2O → 2NaOH + SiO2 (dung dịch từ hồng chuyển sang mất màu) Hiện tượng: Ban đầu dung dịch phenolphthalein và dung dịch sodium silicate tách lớp sau đó từ từ hóa hồng Sau 1 khoảng thời gian ngắn thì màu hồng bắt đầu nhạt dần rồi biến mất Đồng thời trong thời gian đó bên trong ống nghiệm cũng xuất hiện các bọt khí liti

1.4 Phản ứng tạo hợp chất Na 2 SiO 3 hoặc K 2 SiO 3

Khối lượng KOH: 5,6 g

Khối lượng SiO2:3g

STT Nhiệt độ(oC) Khối lượng Hình ảnh bề mặt mẫu 1

2

4 900 1,72 (có bị chảy bên trong lò)

5 1000 Không cân được do bị bể chén

nung

1.5 Nội dung báo cáo

- Giải phổ XRD nguyên liệu

- Giải phổ XRD của thí nghiệm 1

- Phân tích nhiệt DSC nguyên liệu

- Báo cáo – nhận xét – giải thích các thí nghiệm trong bài

BÀI 2: CÁC HỢP CHẤT NHÓM IIA

Ngày thí nghiệm: …/……./………

2.1 Phân tích nhiệt khối lượng của các nguyên liệu

Nguyên liệu

Chuẩn bị mẫu phân tích DSC

STT Nhiệt độ (oC) Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3Khối lượng vỏ sò Hình ảnh bề mặt mẫu 1

2

500

14,08

3

STT Nhiệt độ (oC) Khối lượng CaCO3 Hình ảnh bề mặt mẫu

Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3

3

2.2 Phản ứng của vỏ sò và CaCO 3 /MgCO 3 trong dung dịch kiềm và acid

Nồng độ acid:

STT Thời gian(phút) pH dung dịch Khối lượng vỏ sò Hình ảnh bề mặt mẫu

2

3

6 50 3 5,10

STT Thời gian(phút) pH dung dịch Khối lượng CaCO3 Hình ảnh bề mặt mẫu

Nồng đô NaOH = 5M

STT Thời gian(phút) pH dung dịch Khối lượng vỏ sò Hình ảnh bề mặt mẫu

2

3

6 50 11 4,04

STT Thời gian(phút) pH dung dịch Khối lượngCaCO

3 Hình ảnh bề mặt mẫu

2.3 Nội dung báo cáo

- Giải phổ XRD của mẫu sau nung 1000OC

- Vẽ đường phân tích nhiệt (thí nghiệm 2.1)

- Giải thích thí nghiệm 2.2

BÀI 3: CÁC HỢP CHẤT NHÓM IIIA

Ngày thí nghiệm: …,/…,,/………,,

3.1 Phân tích nhiệt khối lượng của các nguyên liệu của Al 2 O 3 , Al(OH) 3

STT Nhiệt độ(oC) Khối lượng Hình ảnh bề mặt mẫu

2

3

3.2 Phản ứng của Al 2 O 3 , Al(OH) 3 , và Al (giấy bạc) trong dung dịch kiềm và acid H 3 PO 4

Mẫu Bề mặt mẫu ban đầu Bề mặt mẫu khi nhỏ NaOH

Mẫu Bề mặt mẫu ban đầu Bề mặt mẫu khi nhỏ acid

3.3 Nội dung báo cáo

- Giải phổ XRD của mẫu sau nung 1000OC

- Giải thích thí nghiệm 3.2:

Thí nghiệm nhỏ NaOH vào Al2O3:

Al2O3 + 3H2O + 2NaOH → 2NaAl(OH)4

Ôxit nhôm không tan, cùng dung dịch NaOH tạo ra dung dịch màu trắng và kết tủa màu trắng NaAl(OH)4 có tính bazo, giải phóng nhiệt, phản ứng này là phản ứng trung hòa- là phản ứng giữa dung dịch bazơ (NaOH) với dung dịch axit (Al2O3) Thí nghiệm nhỏ NaOH vào Al(OH)3:

Al(OH)3 + NaOH → NaAl(OH)4

Cũng tương tự như phản ứng giữa Al2O3 và NaOH, phản ứng giữa Al(OH)3 và NaOH là một phản ứng trung tính, là phản ứng giữa dung dịch bazơ (NaOH) với dung dịch axit (Al(OH)3) Do đó, quá trình phản ứng này cũng giải phóng nhiệt nhưng không đủ để làm nóng môi trường phản ứng lên đáng kể

Thí nghiệm nhỏ NaOH vào giấy bạc:

2Al + 6H2O + 2NaOH → 3H2↑ + 2Na[AlOH]4

Hiện tượng của quá trình phản ứng này là sự giải phóng khí H2 và tạo ra một dung dịch màu trắng của Natri tetrahydroxyaluminat là Na[Al(OH)4]

Thí nghiệm nhỏ H3PO4 vào giấy bạc:

2Al + 3H3PO4 → 2AlPO4 + 3H2↑

Nhôm tan dần đồng thời có khí H2 thoát ra, AlPO4 tạo ra một lớp bảo vệ cho nhôm Thí nghiệm nhỏ H3PO4 vào Al(OH)3:

Al(OH)3 + 3H3PO4 → AlPO4 + 3H2O

Trong quá trình phản ứng, các ion OH- của nhôm hydroxit tác dụng với các ion H+ của axit photphoric để tạo ra nước và muối photphat nhôm Do axit photphoric dư(0,02 > 0.013), muối sẽ không tan trong dung dịch và tạo ra kết tủa

Thí nghiệm nhỏ H3PO4 vào Al2O3:

Al2O3 + 2H3PO4 → 2AlPO4 + 3H2O

Trong quá trình phản ứng, các ion H+ của axit phosphoric tác dụng với các ion O2- của nhôm oxit để tạo ra nước và muối phosphat nhôm kết tủa,

-BÀI 4: KIM LOẠI HỢP CHẤT CỦA Mn - Cu - Fe – Co - Ni

Ngày thí nghiệm: 23/03/2023

4.1 Phản ứng thấm Carbon của thép/sắt

Thời gian thấm 24h

Bề mặt mẫu ban đầu Bề mặt mẫu sau khi thấm C

4.2 Ăn mòn của sắt/thép với các dung dịch kiềm và acid

Dung dịch Bề mặt mẫu ban đầu Bề mặt mẫu sau khi nhỏ dung dịch

NaOH 5M

Thời gian

Sau 20s

Thời gian

Sau n s

4.3 Phản ứng của Fe 2 O 3 , CuO, MnO, CoO… tác dụng với SiO 2 dưới ảnh hưởng của nhiệt độ

STT Nhiệtđộ

(oC)

Khối lượng (g) Hình ảnh bề mặt mẫu

4 900 0,86 4,52

STT Nhiệtđộ

(oC)

Khối lượng (g) Hình ảnh bề mặt mẫu

3 700 3,68 3,31

Phản ứng của , với KOH

STT Nhiệtđộ

(oC)

Khối lượng (g) Hình ảnh bề mặt mẫu

3 700 4,38 4,74

4.4 Nội dung báo cáo

Giải thích thí nghiệm:

Thí nghiệm 1 (Thấm C): Sau khi nung, xuất hiện các carbide tự do ( tại sao nó xuất hiện và carbide là gì?) trên bề mặt mẫu Các carbide tự do từ than được khuếch tán trên bề mặt mẫu trong quá trình nung

Thí nghiệm 2 (Ăn mòn của sắt/thép với acid và base):

- Với acid (H3PO4): sắt phản ứng với acid, tạo muối và giải phóng khí: 2Fe + H3PO4 -> Fe2(PO4)3 + 3/2H2

- Với base (NaOH): phản ứng với NaOH theo phương trình sau:

Fe + 2NaOH + 2H2O -> Na2[Fe(OH)4] + H2 .( tại sao khi quan sát mình lại không thấy có khí thoát lên)

Thí nghiệm 3 (Tác dụng với SiO2): Do SiO2 là oxide acid, đồng thời chính chúng lại có liên kết mạnh (do hiệu độ âm điện lớn) nên phản ứng chỉ xảy ra ở nhiệt độ cao (>900oC)

- Đối với CuSO4, KMnO4, CoSO4 và FeSO4 : Đều đi qua giai đoạn trung gian (tạo oxide kim loại) sau đó mới tác dụng với SiO2 ở nhiệt độ cao, hình thành các muối silicate của kim loại Sơ đồ chung: Muối kim loại -> oxide kim loại (nhiệt phân) -> muối silicate kim loại

Cu2O, MnO2 tác dụng với KOH:

MnO2 tác dụng với KOH ngay ở nhiệt độ thường:

2MnO2 + 4KOH + O2 -> 2K2MnO4 + 2H2O

Cu2O tác dụng với KOH đặc ở nhiệt độ cao:

4KOH + Cu2O + 3H2O -> 2K2[Cu(OH)4] + H2

BÀI 5: CÁC HỢP CHẤT IV TITANIUM - SILICON

Ngày thí nghiệm: 30/03/2023

5.1 Phản ứng của TiO 2 , SiO 2 tác dụng với BaCO 3 /BaSO 4 /CaCO 3 dưới ảnh hưởng của nhiệt độ

Nguyên liệu: SiO2 + CaCO3

Khối lượng:

STT Nhiệt độ (oC) Mẫu 1 MẫuKhối lượng Hình ảnh bề mặt mẫu

2 Mẫu 3 1

Nguyên liệu: TiO2 + CaCO3

Khối lượng:

STT Nhiệt độ (oC) Mẫu 1 MẫuKhối lượng Hình ảnh bề mặt mẫu

2 Mẫu 3 1

2

5 1000 1,41 1,49 1,5

5.2 Phản ứng của Titanium và Silicon với các dung dịch kiềm và acid Mẫu Mẫu ban đầu Mẫu sau khi nhỏ dung dịch

………

Thời gian

………

Thời gian

………

Thời gian

………

Thời gian

5.3 Nội dung báo cáo

Thí nghiệm 1:

SiO2 + CaCO3 → CaSiO3 + CO2

Phản ứng thế này có hiệu suất thấp hơn so với phản ứng trung gian qua CaO

Do sự kém hòa tan và khả năng tương tác thấp giữa CaCO3 và SiO2 Do đó, phản ứng qua trung gian CaO là chủ yếu

CaCO3 → CaO + CO2 CaO + SiO2 → CaSiO3

Khi nhiệt độ 500 0C, khối lượng mẫu thay đổi rất ít, do chỉ có một phần nhỏ CaCO3 bị phân hủy thành CaO, do đó lượng khí CO2 giải phóng còn rất ít Khi ở nhiệt độ cao, phân hủy diễn ra mạnh hơn, một lượng lớn CO2 được giải phóng và phản ứng tạo thành sản phẩm CaSiO3 sẽ tiến triển nhanh hơn Lượng khí CO2 được giải phóng nhiều hơn khiến cho khối lượng của mẫu giảm một cách đáng kể

CaO + TiO2 → CaTiO3

TiO2 không tác dụng trực tiếp với CaCO3, mà thông qua chất trung gian CaO, giống như trong phản ứng với SiO2 So với SiO2 ở 500 0C, TiO2 từ 700 0C mới bắt đầu giảm khối lượng nhiều, do nhiệt độ phản ứng của TiO2 cao hơn SiO2 và TiO2 không phản ứng CaCO3 để tạo ra CaTiO3