Báo cáo thí nghiệm bài 2 nhiệt phản ứng

Báo cáo thí nghiệm Bài 2: NHIỆT PHẢN ỨNG Trong thí nghiệm này, chúng ta sẽ đo hiệu ứng nhiệt của các phản ứng khác nhau và kiểm tra lại định luật Hess.. Trả lời: Kết quả thí nghiệm sẽ kh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

- -GVHD : Trần Thị Thanh Thúy

Lớp : L24

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Xuân Trình MSSV: 2014863

Nguyễn Hoàng Phương Tuấn MSSV: 2012343

Năm học: 2021-2022

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

Bảng số liệu thí nghiệm

Báo cáo thí nghiệm Bài 2: NHIỆT PHẢN ỨNG

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

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

Q = (m0c0 + mc)t

Cách xác định m0c0

Lấy 50 ml nước ở nhiệt độ phòng cho vào becher bên ngoài đo nhiệt độ t1

Lấy 50 ml nước khoảng 60oC cho vào nhiệt lượng kế Sau khoảng 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

Khi đó : nhiệt do nước nóng và becher tỏa ra = nhiệt nước lạnh hấp thu

(mc + m0c0)(t2-t3) = mc(t3-t1)

m0c0 = mc Trong đó : m – khối lượng 50 ml nước

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

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

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 trong nhiệt lượng kế Đo nhiệt lượng t2

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

kế Đo nhiệt độ t3

Xác định Q phản ứng theo công thức Q = (m0c0 + 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 1,02g/ml

Thí nghiệm 3 : Xác định nhiệt hòa tan CuSO 4 khan – kiểm tra định luật Hess

Cho vào nhiệt lượng kế 50 ml nước Đo nhiệt độ t1

Cân chính xác 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

Xác định Q theo công thức Q = (m0c0 + mc)t

Trong đó : m – khối lượng dung dịch CuSO4

c – nhiệt dung riêng của dung dịch CuSO4 (lấy gần đúng bằng 1 cal/g.độ)

Từ Q suy ra Hht

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

Cho vào nhiệt lượng kế 50 ml nước Đo nhiệt độ t1

Cân chính xác 4 g NH4Cl

Cho nhanh 4 g NH4Cl vừa cân vào nhiệt lượng kế, khuấy đều cho NH4Cltan hết Đợi 2 phút, đo nhiệt độ t2

Xác định Q theo công thức Q = (m0c0 + mc)t

Trong đó : m – khối lượng dung dịch NH4Cl

c – nhiệt dung riêng của dung dịch NH4Cl(lấy gần đúng bằng 1cal/mol.độ)

III KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

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

Ta có: m = 50 (g) ; c = 1 (cal/g.độ) => m.c = 50 (cal/độ)

Nhiệt độ oC Lần 1

moco (cal/độ) 6,52

moco = = = 6,52 cal/độ

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

Ta có: cNaCl 0.5M = 1 (cal/g.độ); ρNaCl 0.5M = 1.02 (g/ml)

nNaCl = 0.050.5 = 0.025 (mol) ; VNaOH = 25 (ml) ; VHCl = 25 (ml) Nhiệt độ oC Lần 1 Lần 2

∆H (cal/mol) -12654,4

Lần 1:

m = ( VNaOH + VHCl ) 1.02 = ( 25 + 25 ) 1.02 = 51 (g)

Q = ( mocoTB+mc ) (t3 –) = (6,52+51) (35 – ) = 287,6 (cal)

Lần 2: Tương tự như lần 1.

Thí nghiệm 3:Xác định nhiệt hòa tan của CuSO 4 khan-kiểm tra định luật Hess

Ta có: cCuSO4 = 1 (cal/g.độ); mnước = 50 (g)

mCuSO4= 4(g)

nCuSO4 = = 0.025 (mol)

Nhiệt độ oC Lần 1 Lần 2

∆H (cal/mol) -9683,2 -12104

∆Htb (cal/mol) -10893,6

Lần 1:

Q=(mocoTB+mnướccnước+mCuSO4cCuSO4 )(t2 - t1)=(6,52+50+4)(35-31)=242,08(cal)

∆H = = = -9683,2 (cal/mol) => Phản ứng tỏa nhiệt

Lần 2: Tương tự lần 1

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

Ta có: cNH4Cl=1 (cal/g.độ) ; mnước=50 (g)

mNH4Cl = 4 (g)

nNH4Cl = = 0.07477 (mol)

Nhiệt độ oC Lần 1 Lần 2

∆H (cal/mol) 4047,0777 4047,0777

∆Htb (cal/mol) 4047,0777

Lần 1:

Q=(moco TB+mnướccnước+mNH4ClcNH4Cl)(t2-t1) =(6,52+50+4)(26-31)=-302,6(cal)

∆H = = = 4047,0777(cal/mol) => Phản ứng thu nhiệt

Lần 2: Tương tự lần 1

hay NaOH khi cho 25ml dung dịch HCl 2M tác dụng với 25ml dung dịch NaOH 1M? Tại sao?

Trả lời:

nHCl = CM.V = 2.0,025 = 0,05 (mol)

nNaOH = CM.V = 1.0,025 = 0,025 (mol)

Theo phương trình thì HCl còn dư là 0.025 mol mà th của phản ứng được tính dựa trên số mol chất phản ứng Thế nên, th sẽ được tính theo số mol NaOH.

không?

Trả lời:

Kết quả thí nghiệm sẽ không đổi vì HN cũng là một axit mạnh phân li hoàn toàn, có cùng nồng độ với dung dịch HCl và phản ứng với NaOH cũng là phản ứng trung hòa

3 Tính 3 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 đong thể tích hóa chất.

- Do cân

- Do sunfat đồng bị hút ẩm

- Do lấy nhiệt dung riêng dung dịch sunfat đồng bằng 1 cal/mol.độ Theo em, sai số nào là quan trọng nhất? Còn nguyên nhân nào khác không?

Trả lời:

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

Theo thực nghiệm: ∆H3 = -10,89 (kcal/mol)

Theo em, nguyên nhân gây ra sai số quan trọng nhất là sunfat đồng bị hút ẩm trong lúc cân và thí nghiệm khiến một phần đồng sunfat ở dạng ngậm nước.

Do đó, lượng nhiệt sinh ra theo thực nghiệm sẽ thấp hơn so với lí thuyết Ngoài ra, trong quá trình làm thí nghiệm, nhiệt lượng kế cũng làm thoát đi một lượng nhiệt ra môi trường bên ngoài.

Báo cáo thí nghiệm Bài 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

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

Thí nghiệm 1: Xác định bậc phản ứng theo Na 2 S 2 O 3:

TN

Ống nghiệm

V (ml) H 2 SO 4 0,4M

Erlen

V (ml) Na 2 S 2 O 3 0,1M V (ml) H 2 O

Dùng pipet vạch lấy axit cho vào ống nghiệm

Dùng puret cho nước vào 3 erlen

Sau đó tráng buret bằng Na2S2O3 0,1M rồi tiếp tục dùng puret cho Na2S2O3 vào 3 erlen

Lần lượt cho phản ứng từng cặp ống nghiệm và erlen như sau:

 Đổ nhanh axit trong ống nghiệm vào erlen

 Bấm đồng hồ (khi 2 dung dịch tiếp xúc nhau)

 Lắc nhẹ sau đó để yên quan sát, khi vừa thấy dung dịch chuyển sang đục thì bấm đồng hồ

Lặp lại TN lấy giá trị trung bình

Thí nghiệm 2: Xác định bậc phản ứng theo H 2 SO 4 :

Làm tương tự thí nghiệm 1 với lượng axit và Na2S2O3 theo bảng sau:

V (ml) H 2 SO 4 0,4M

Erlen

V (ml) Na 2 S 2 O 3 0,1M V (ml) H 2 O

1 Bậc phản ứng theo Na 2 S 2 O 3

Na 2 S 2 O 3 H 2 SO 4

Từ ∆tTB của TN1 và TN2 xác định m1 :

m1 = = = 1,0945

Từ ∆tTB của TN2 và TN3 xác định m2 :

m2 = = = 1,0931 Bậc phản ứng theo Na2S2O3 = = = 1,0938

2 Bậc phản ứng theo H 2 SO 4

TN Nồng độ ban đầu (M) ∆t1 ∆t2 ∆tTB

Na2S2O3 H2SO4

Từ ∆tTB của TN1 và TN2 xác định n1 :

n1 = = = 0,1058

Từ ∆tTB của TN2 và TN3 xác định m2 :

n2 = = = 0,0973 Bậc phản ứng theo H2SO4 = = = 0,1016

Kết luận:

Từ kết quả tính toán bậc phản ứng, ta thấy bậc phản ứng m+n=1,1954, xấp xỉ bằng 1

1 Trong TN trên, nồng độ của 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 vận tốc phản ứng Xác định bậc phản ứng.

Trả lời:

Nồng độ của Na2S2O3 ảnh hưởng nhiều tới vận tốc phản ứng, gần như tỉ lệ thuận với vận tốc phản ứng

Nồng độ của H2SO4 gần như không ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng

Biểu thức vận tốc phản ứng: V=k [Na2S2O3]1,0938 [H2SO4]0,1016

Bậc phản ứng = 1,0938+0,1016=1,1954

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 TN có thể kết luận phản ứng (1) hay (2) là phản ứng quyết định vận tốc phản ứng tức là phản ứng xảy ra chậm nhất không? Tại sao? Lưu ý trong các

TN trên, lượng axit H 2 SO 4 luôn luôn dư so với Na 2 S 2 O 3

Trả lời:

Phản ứng (1) là phản ứng trao đổi ion nên xảy ra nhanh.

Phản ứng (2) là phản ứng tự oxi hóa- khử nên xảy ra chậm

Thế nên, ta có thể kết luận phản ứng (2) quyết định vận tốc phản ứng

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?

Trả lời:

Ta có biểu thức để tính vận tốc phản ứng là ∆c/∆t, mà trong các thí nghiệm trên,

∆c xấp xỉ bằng 0, nên vận tốc trong các thí nghiệm là vận tốc tức thời

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

Trả lời:

Bậc phản ứng sẽ không thay đổi Vì ở một nhiệt độ xác định bậc phản ứng chỉ phụ thuộc bản chất của hệ chứ không phụ thuộc vào thứ tự chất phản ứng

Báo cáo thí nghiệm Bài 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

Thí nghiê ̣m 2:

Tráng buret bằng dung dịch NaOH 0,1N , sau đó cho từ từ dung dịch NaOH 0,1N vào buret ( chỉnh mức ngang vạch 0)

Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch HCl 1N 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 lắc nhẹ đến dung dịch trong erlen chuyển sang hồng nhạt bề thì khóa buret Đọc thể tích dung dịch NaOH

Lă ̣p lại thí nghiê ̣m tương tự lần 2 và lần 3 tìm giá trị trung bình

Thí nghiê ̣m 3:

Tráng buret bằng dung dịch NaOH 0,1N , sau đó cho từ từ dung dịch NaOH 0,1N vào buret ( chỉnh mức ngang vạch 0)

Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch HCl 1N vào erlen 150 ml,thêm 10 ml nước cất

và 2 giọt metyl da cam

Mở khóa buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH xuống erlen vừa lắc nhẹ đến dung dịch trong erlen từ màu đỏ chuyển sang cam thì khóa buret Đọc thể tích dung dịch NaOH

Lă ̣p lại thí nghiê ̣m tương tự lần 2 và lần 3 tìm giá trị trung bình

Thí nghiê ̣m 4:

Tráng buret bằng dung dịch NaOH 0,1N , sau đó cho từ từ dung dịch NaOH 0,1N vào buret (chỉnh mức ngang vạch 0)

Dùng pipet 10ml lấy 10ml dung dịch CH3COOHvào erlen 150 ml,thêm 10 ml nước cất và 2 giọt phenolphtalein

Mở khóa buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH xuống erlen vừa lắc nhẹ đến dung dịch trong erlen chuyển sang hồng nhạt bề thì khóa buret Đọc thể tích dung dịch NaOH

Lă ̣p lại thí nghiê ̣m tương tự lần 2 và lần 3 tìm giá trị trung bình

Thay thế phenolphtalein thành metyl da cam, làm tương tự

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

2 Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit HCl – bazơ NaOH với thuốc thử phenolphtalein

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

3 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ axit HCl – bazơ NaOH với thuốc thử metyl da cam

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

4 Thí nghiệm 4: Chuẩn độ axit CH3COOH – bazơ NaOH

n Chất chỉ thị VCH3COOH (ml) VNaOH (ml) CNaOH (N)

CCH3COOH

(N)

phtalein

1

Metyl da cam

Phenolphtalein:

Metyl da cam :

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

Trả lời:

Có thay đổi bời vì pH phụ thuộc nồng độ của các chất phản ứng, nồng dộ càng lớn thì bước nhảy pH càng dài Trường hợp dung dịch quá loãng thì bước nhảy pH của đường chuẩn độ ngắn, độ chính xác chuẩn độ giảm

2 Việc xác định nồng độ axit HCl trong các thí nghiệm 2 và 3 cho kết quả chính xác hơn, tại sao?

Trả lời :

Thí nghiệm 2 chính xác hơn thí nghiệm 3 vì vì bước nhảy của Phenolphtalein từ 8-10 gần điểm định mức

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:

Phenolphthalein chính xác hơn Metyl da cam bởi vì axit axetic là axit yếu nên điểm định mức lớn hơn 7 nên dùng Phenolphtalein thì chính xác hơn metyl da cam (bước nhảy 3.0-4.4 cách quá xa)

4 Trong phép phân tích thể tích, nếu đổi vị trí của NaOH và axit thì kết quả có thay đổi không, tại sao?

Trả lời:

Không thay đổi bởi vì đây cũng chỉ phản ứng cân bằng