Báo cáo thí nghiệm hóa đại cương 1

Thí nghiệm 5: Kiểm tra nồng độ dung dịch đã pha loãng - Tráng nước, tráng hóa chất NaOH 1M dụng cụ.. Mục đích thí nghiệm - Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ đến với tốc độ phản ứng - Xác đ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

HÓA ĐẠI CƯƠNG

Thành Viên:

Nguy ễn Minh Đức-211322 Đào Hồ Hương Vi-2112647

TP.HCM 2021-2022

1

2

BÀI 1: K Ỹ THUẬT PHÒNG THÍ NGHIỆM

I Gi ới thiệu dụng cụ

1 Các dụng cụ thủy tinh

Gồm ba loại chính:

a) Dụng cụ để lấy hóa chất: cốc thủy tinh,(becher), bình tam giác(erlen), bình cầu b) Dụng cụ để lấy hóa chất

- Loại có thể tích chính xác: ống hút(pipet), bình định mức, …

- Loại có chia độ: ống nhỏ giọt(buret), ống hút(pipet có khắc vạch), ống đông các

loại cốc thủy tinh và bình tam giác

c) Dụng cụ để lấy hóa chất

- Bình định mức

- Phiễu chiết

- Ống sinh hàn

- Phiễu lọc Buchner (phễu lọc chân không)

- Phễu lọc thường

2 Một số loại máy thông dụng

a) Cân

b) Máy đo pH

c) Máy đo độ dẫn điện

d) Lò nung

e) Tủ sấy

II Thực hành:

1 Thí nghiệm 1: Sử dụng pipet

- Dùng pipet 10ml lấy 10ml nước từ becher cho vào erlen (hút nước bằng quả bóp cao su vài lần)

- Lặp lại phần thực hành trên

2 Thí nghiệm 2: Sử dụng buret

- Dùng becher 50ml cho nước vào buret

- Chờ cho đến khi không còn bọt khí sót lại trong buret

- Dùng tay trái mở nhanh khóa buret soa cho dung dịch lấp đầy phần cuối của buret

- Chỉnh buret đến mức 0

- Dùng tay trái điều chỉnh khóa buret để cho 10ml nước vào becher

3 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ oxi hóa – khử

- Cân 0,6 g axit axetic + 100ml nước cất cho vào cốc, khuấy đều cho chất rắn tan

hết Ta được 100ml dung dịch B

- Dùng pipet lấy 10ml dung dịch B vào erlen

- Thêm vào erlen 2 giọt H2SO4 đậm đặc

- Dùng buret chứa dung dịch KMnO4 1N

3

- Nhỏ từ từ dung dịch KMnO4 vào erlen, lắc đều cho đến khi dung dịch có màu tím nhạt

- Viết phương trình tính nồng độ axit axetic

2MnO4- + 5C2O4- + 16H+ → 2Mn2+ + 10CO2 + 8H20 (Lưu ý: Cho H2SO4 đậm đặc vào phải chuẩn độ liền)

4 Thí nghiệm 4: Pha loãng dung dịch

- Dùng pipet bầu lấy 10ml dung dịch HCl 1M cho vào bình định mức

- Dùng ống đong thêm nước vào bình định mức

⇒ Ta thu được 100ml dung dịch A (*Về lý thuyết: CHCl VHCl= CA VA → CA = )

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

- Tráng nước, tráng hóa chất (NaOH 1M) dụng cụ

- Cho dung dịch NaOH 1M vào buret

- Dùng pipet bầu lấy 10ml dung dịch A cho vào erlen (lấy giọt cuối cùng)

- Cho thêm 10ml nước và 2 giọt phenolphthalein

- Cho từ từ dung dịch NaOH trên buret vào erlen rồi lắc đều Khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt thì dừng lại

- Đọc thể tích NaOH trên buret

➔ Tính nồng độ axit vừa pha loãng

4

BÀI 2: NHI ỆT 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:

- Mô tả thí nghiệm:

1) 𝑡1: 50ml nước ở nhiệt độ phòng cho vào beccher 2) 𝑡2: 50ml nước ở 60℃ vào NLK

3) 𝑡3: Dùng phễu đổ 𝑡1 vào 𝑡2, đợi 2 phút

- Khi đó: Nhiệt do nước nóng và becher tỏa ra = nhiệt nước lạnh hấp thụ

Nên ta có

(𝑚𝑐 + 𝑚0𝑐0)(𝑡2 − 𝑡3) = 𝑚𝑐(𝑡3− 𝑡1)

𝑚0𝑐0 = 𝑚𝑐((𝑡3 −𝑡1)−(𝑡 2 −𝑡3)

(𝑡 2 −𝑡3) (cal/độ)

Trong đó:

m: khối lượng 50ml nước

c: nhiệt dung riêng của nước

❖ Kết quả thu được

Nhi ệt độ ℃ L ần 1

𝒕𝟏 28,5

𝒕 𝟐 63,0

𝒕𝟑 46,0

𝒎𝟎𝒄𝟎(𝒄𝒂𝒍/độ) 1,47

➔𝑚 0 𝑐 0 = 𝑚𝑐((𝑡3 −𝑡 1 )−(𝑡 2 −𝑡 3 )

(𝑡 2 −𝑡3) = 50.1((46−28,5)−(63−46))(63−46) = 1,47 (cal/độ)

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

- Mô tả thí nghiệm

1) 𝑡1: Dùng buret lấy 25ml đ NaOH vào becher 100ml 2) 𝑡2: Dùng buret lấy 25ml dd HCL 1M vào NLK 3) 𝑡3: Dùng phễu đổ nhanh 𝑡1 vào 𝑡2 khuấy đều 4) Tính Q theo công thức → ∆𝐻

- Công thức cần dùng:

𝑄 = (𝑚0𝑐0+ 𝑚𝑐)∆𝑡 , ∆H = Q𝑛 (*)

- Trong đó:

• 𝑚0𝑐0: nhiệt dung của nhiệt lượng kế (cal/độ)

• 𝑚𝑐: nhiệt dung của dung dịch trong nhiệt lượng kế (cal/độ)

5

❖ Kết quả thu được

𝑛𝑁𝑎𝐶𝑙 0,5𝑀 = 0,025(𝑚𝑜𝑙)

𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻 = 25𝑚𝑙

𝑉𝐻𝐶𝑙 = 25𝑚𝑙

Nhi ệt độ ℃ L ần 1 L ần 2

Lần 1:𝑄 = (𝑚0𝑐0+ 𝑚𝐻𝐶𝑙𝑐𝐻𝐶𝑙 + 𝑚𝑁𝑎𝐶𝑙𝑐𝑁𝑎𝐶𝑙) (𝑡3−(𝑡1 +𝑡2)

2 )

= (1,47 + 25 + 25) (34 −28,5+28,52 ) = 283,085 (cal)

Lần 2:𝑄 = (𝑚0𝑐0+ 𝑚𝐻𝐶𝑙𝑐𝐻𝐶𝑙 + 𝑚𝑁𝑎𝐶𝑙𝑐𝑁𝑎𝐶𝑙) (𝑡3−(𝑡1 +𝑡2)

2 )

= (1,47 + 25 + 25) (34,5 −28,5+28,52 ) = 308,82(cal)

Từ đó ta có: 𝑄𝑡𝑏 = 𝑄1 + 𝑄2

2 =283,085+308,822 = 295,9525(cal)

∆H = −𝑄𝑡𝑏

𝑛 = − (295,95250,025 ) = −11838,1 (cal/mol)

∆H < 0 →Phản ứng tỏa nhiệt

Nếu 𝑡1 ≠ 𝑡2 𝑡ℎì ∆𝑡tính bằng hiệu số giữa 𝑡3 𝑣à (𝑡1 +𝑡 2 )

2

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

- Mô tả thí nghiệm

1) 𝑡1: 50ml nước ở nhiệt độ thường vào nhiệt lượng kế 2) Cân 4g CuSO4 khan

3) 𝑡2: cho nhanh 4g CuSO4 khan vào nhiệt lượng kế, trộn đều 4) Tính Q theo công thức (*) → ∆𝐻ℎ𝑡

6

- Công thức cần dùng:

𝑄 = (𝑚0𝑐0+ 𝑚𝑐)∆𝑡 , ∆H = −Q𝑛

- Trong đó:

• m: khối lượng dung dịch CuSO4

• c: nhiệt dung riêng của dung dịch CuSO4

• 𝑚0𝑐0: nhiệt dung của nhiệt lượng kế (cal/độ)

• 𝑚𝑐: nhiệt dung của dung dịch trong nhiệt lượng kế (cal/độ)

❖ Kết quả thu được

Nhi ệt độ ℃ L ần 1 L ần 2

𝑸𝒕𝒓𝒖𝒏𝒈 𝒃ì𝒏𝒉(𝒄𝒂𝒍) 346,687

Lần 1: 𝑄1 = (𝑚0𝑐0+ 𝑚H2O𝑐H2O + 𝑚CuSO4𝑐CuSO4)(𝑡2− 𝑡1)

= (1,47 + 50 + 4,01 )(35-29) = 332,88 (cal)

Lần 2: 𝑄2 = (𝑚0𝑐0+ 𝑚H2O𝑐H2O+ 𝑚CuSO4𝑐CuSO4)(𝑡2− 𝑡1)

= (1,47 + 50 + 4,01 )(35,5-29) = 360.62 (cal)

Từ đó ta có: 𝑄𝑡𝑏 = 𝑄1 + 𝑄2

2 =332,88+360,622 = 346,75(cal)

∆H = −𝑄𝑡𝑏

𝑛 = −346,754,01

160 = −13835,411 (cal/mol)

∆H < 0 →Phản ứng tỏa nhiệt

4 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan NH4Cl

- Mô tả thí nghiệm

5) 𝑡1: 50ml nước ở nhiệt độ thường vào nhiệt lượng kế 6) Cân 4g NH4Cl khan

7) 𝑡2: cho nhanh 4g NH4Cl khan vào nhiệt lượng kế , trộn đều 8) Tính Q theo công thức → ∆𝐻ℎ𝑡

- Công thức cần dùng:

𝑄 = (𝑚0𝑐0+ 𝑚𝑐)∆𝑡 , ∆H = −Q𝑛

7

- Trong đó:

• m: khối lượng dung dịch NH4Cl

• c: nhiệt dung riêng của dung dịch NH4Cl

• 𝑚0𝑐0: nhiệt dung của nhiệt lượng kế (cal/độ)

• 𝑚𝑐: nhiệt dung của dung dịch trong nhiệt lượng kế (cal/độ)

❖ Kết quả thu được

Nhi ệt độ ℃ L ần 1 L ần 2

Q(cal) -221,88 -249,615

𝑸𝒕𝒓𝒖𝒏𝒈 𝒃ì𝒏𝒉(𝒄𝒂𝒍) -235,747

Lần 1: 𝑄1 = (𝑚0𝑐0+ 𝑚H2O𝑐H2O+ 𝑚NH4Cl 𝑐NH4Cl )(𝑡2− 𝑡1)

= (1,47 + 50 + 4 )(25-29) = -221,88 (cal)

∆𝐻1 = −𝑄1

𝑛 = − (−221,88( 4

53,5 ) ) = 2967,645 (cal/mol)

Lần 2: 𝑄2 = (𝑚0𝑐0+ 𝑚H2O𝑐H2O + 𝑚NH4Cl 𝑐NH4Cl )(𝑡2− 𝑡1)

= (1,47 + 50 + 3,99 )(24,5-29) = -249,57 (cal)

∆𝐻2 = −𝑄2

𝑛 = − (−249.57(3,99

53,5 ) ) = 3346,365 (cal/mol)

Từ đó ta có: ∆𝐻𝑡𝑏 = ∆𝐻1 + ∆𝐻2

2 = 2967,645+3346,3652 = 3157,005(cal)

∆H > 0 →Phản ứng thu nhiệt

III Câu hỏi

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

Trả lời:

𝑛NaOH = 0,025 𝑚𝑜𝑙

𝑛HCl = 0,05 𝑚𝑜𝑙

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

8

HCl + NaOH → NaCl + H2O Ban đầu: 0,05 0,025 (mol) Phản ứng: 0,025 0,025 (mol) Còn lại: 0,025 0 (mol) NaOH phản ứng hết, tính theo NaOH

Không thay đổi vì HCl và HNO3 bản chất đều là axit mạch , phân li hoàn toàn và phản ứng là phản ứng trung hòa

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

Trả lời:

- Theo định luật Hess:

ΔH3 = ΔH1 + ΔH2 = 2,8-18,7 = -15,9 kcal/mol = -15900 cal/mol

- Theo thực nghiệm:

ΔH3 = -13312,8 cal/mol

➔ Chênh lệch quá lớn

- mất nhiệt lượng do nhiệt lượng kế là quan trọng nhất, do quá trình thao tác chậm không chính xác làm thất thoát nhiệt ra bên ngoài

- Do Sunfat đồng khan bị hút ẩm, quá trình lấy và cân đo không nhanh dễ làm cho CuSO4hút ẩm, ảnh hưởng đến hiệu ứng nhiệt CuSO4.5H2O

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

9

BÀI 4 : XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

I Mục đích thí nghiệm

- Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ đến với tốc độ phản ứng

- Xác định bậc của phản ứng phân hủy Na2S2O3 trong môi trường axit bằng

thực nghiệm

II Tiến hành thí nghiệm

1 Xác định bậc phản ứng theo 𝐍𝐚𝟐𝐒𝟐𝐎𝟑:

- Mô tả thí nghiệm

V (ml) H2SO4O,4M

Erlen

V (ml) Na2S2O3 0,1M V (ml) H2O

- Dùng pipet vạch lấy axit cho vào ống nghiệm

- Dùng buret cho nước vào 2 erlen

- Sau đó tráng buret bằng Na2S2O3 0,1M rồi tiếp tục dùng buret cho Na2S2O3 vào 2 erlen

- Lần lượt cho phản ứng từng cặp ống nghiệm:

• Bấm đồng hồ ngay khi 2 chất tiếp xúc nhau

• Lắc nhẹ, khi thấy dung dịch chuyển đục thì bấm dừng đồng hồ

❖ Kết quả thu được

• Từ ∆𝑡𝑇𝐵 của TN1, TN2 Xác định 𝑛1

𝑛1 =log(

∆𝑡𝑡𝑏1

∆𝑡𝑡𝑏2)

log 2 = log(10352 )

log 2 = 0,986

• Từ ∆𝑡𝑇𝐵 của TN3, TN2 Xác định 𝑛2

𝑛2 = log (∆𝑡∆𝑡𝑡𝑏2

𝑡𝑏3)

log (5226) log 2 = 1

➔ Bậc phản ứng theo Na2S2O3 là:

𝑛̅ = 𝑛2 +𝑛2

2 =0,986+12 = 0,993

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

10

2 Xác định bậc phản ứng theo 𝐇𝟐𝐒𝐎𝟒 :

- Mô tả thí nghiệm

Làm tương tự thí nghiệm 1 nhưng với số liệu theo bảng sau:

V (ml) H2SO4O,4M

Erlen

V (ml) Na2S2O3 0,1M V (ml) H2O

❖ Kết quả thu được

• Từ ∆𝑡𝑇𝐵 của TN1, TN2 Xác định 𝑚1

𝑚1 =log(

∆𝑡𝑡𝑏1

∆𝑡𝑡𝑏2)

log 2 =log(57,552 )

log 2 = 0,145

• Từ ∆𝑡𝑇𝐵 của TN3, TN2 Xác định 𝑚2

𝑚2 = log (∆𝑡𝑡𝑏2

∆𝑡𝑡𝑏3)

log (5249) log 2 = 0,085

➔ Bậc phản ứng theo Na2S2O3

𝑚̅ = 𝑚2 +𝑚2

2 =0,145+0,0852 = 0,115

III Trả lời câu hỏi

- nồng độ của Na2S2O3tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng còn nồng độ của H2SO4 hầu

như không ảnh hưởng đến

- Biểu thức tính vận tốc

V = k [Na2S2O3]0,993[H2SO4]0,115

- Bậc của phản ứng: 0,993+0,115=1,108

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

11

Trả lời:

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

- (2) là phản ứng tự oxi hóc khử nên tốc độ phản ứng xảy ra rất chậm

➔ Phản ứng (2) là phản ứng quyết định tốc độ phản ứng

- Vận tốc được xác định bằng ∆C/∆t 𝑣ì ∆𝐶~0 (biến thiên nồng độ của lưu huỳnh không đáng kể trong khoảng thời gian ∆𝑡) nên vận tốc trong các thí nghiệm trên được xem là vận tốc tức thời

sao?

- Thay đổi thứ tự giữa Na2S2O3 và H2SO4 thì bậc phản ứng không thay đổi

- Vì ở nhiệt độ xác định thì bậc của phản ứng không phụ thuộc vào thứ tự mà phụ thuộc vào bản chất của hệ mình đang xét như là: nhiệt độ, áp suất, …

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

12

Bài 8: PHÂN TÍCH TH Ể TÍCH

I M ục đích thí nghiệm:

- Dựa trên việc thiết lập đường cong chuẩn độ một axit mạnh bằng một bazơ mạnh

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

dịch NaOH chuẩn

- Áp dụng chuẩn độ xác định nồng độ một axit yếu

II Tiến hành thí nghiệm

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

Xác định:

- pH điểm tương đương: 7,26

- Bước nhảy pH: từ pH 3,36 đến pH 10,56

- Chất chỉ thị thích hợp: phenolphthalein

2 Thí nghi ệm 2: Chuẩn độ axit mạnh-bazơ mạnh bằng chỉ thị phenolphtalein

- Chuẩn độ axit – bazo với thuốc thử phenolphtalein

- Tráng buret bằng NaOH 0,1N, cho NaOH 0,1N vào buret

- Dùng pipet 10ml lấy 10ml dd HCl cho vào erlen 150ml, thêm 10ml nước cất + 2 giọt phenol phtalein

- Tiến hành chuẩn độ

*Màu của dung dịch chuyển từ không màu sang màu hồng nhạt

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

13

Điền đầy đủ các giá trị vào bảng sau:

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

C̅HCl = 0,106 + 0,107 + 0,1083 = 0,1070 N

∆CHCl =0,0010 + 0,0000 + 0,00103 = 0,0007

*K ết luận: CHCl = C̅HCl ± ∆C̅̅̅̅HCl = 0,107 ± 0,0007 N

3 Thí nghi ệm 3:

- Tương tự thí nghiệm 2, thay phenolphtalein bằng metyl da cam

*Màu của dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu cam

Điền đầy đủ các giá trị vào bảng sau:

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

C̅HCl=0,106+0,106+0,106

∆CHCl =0,0000 + 0,0000 + 0,00003 = 0,000

*K ết luận: CHCl = C̅HCl ± ∆C̅̅̅̅HCl = 0,106 ± 0,0000 N

4 Thí nghi ệm 4:

- Tương tự thí nghiệm 2, thay HCl bằng axit axetic

- Làm thí nghiệm 4 lần, 2 lần đầu: phenolphtalein, 2 lần sau: metyl da cam

a) Chất chỉ thị Phenolphtalein

*Màu của dung dịch chuyển từ không màu sang màu hồng nhạt

Điền đầy đủ các giá trị vào bảng sau:

Lần VCH3COOH(ml) VNaOH(ml) CNaOH(N) CCH3COOH(N) Sai số

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

14

C̅CH3COOH =0,1 + 0,099 + 0,0993 = 0,0993 N

∆CCH3COOH = 0,0007 + 0,0003 + 0,00033 = 0,0004

*K ết luận: CCH3COOH = C̅CH3COOH ± ∆C̅̅̅̅CH3COOH = 0,0993 ± 0,0004 N

b) Chất chỉ thị Metyl da cam

*Màu của dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu cam

Điền đầy đủ các giá trị vào bảng sau:

Lần VCH3COOH(ml) VNaOH(ml) CNaOH(N) CCH3COOH(N) Sai số

C̅CH3COOH =0,028 + 0,029 + 0,033 = 0,0290 N

∆CCH3COOH = 0,0010 + 0,0000 + 0,00103 = 0,0007

*K ết luận: CCH3COOH = C̅CH3COOH ± ∆C̅̅̅̅CH3COOH = 0,029 ± 0,0007 N

*Metyl da cam: Không chính xác (Không nên dùng Metyl da cam chuẩn độ axit yếu)

III Tr ả 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 không thay đổi do

phương pháp chuẩn độ HCl bằng NaOH được xác định dựa trên phương trình:

HCl + NaOH → NaCl + H2O

CHCl VHCl= CNaOH VNaOH

- Với VHCl và CNaOH cố định nên khi CHCl tăng hay giảm thì VNaOH cũng tăng hay

giảm theo Từ đó ta suy ra, dù mở rộng ra hay thu hẹp lại thì đường cong chuẩn độ không đổi

- Tương tự đối với trường hợp thay đổi nồng độ NaOH

hơn? Tại sao?

- Xác định nồng độ axit HCl trong thí nghiệm 2 cho kết quả chính xác hơn Vì

phenolphtalein giúp ta xác định màu chính xác hơn, rõ ràng hơn, do chuyển từ

không màu sang hồng nhạt , dễ nhận thấy hơn từ màu đỏ sang da cam

chính xác hơn? Tại sao?

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)

15

- Phenol phtalein chính xác hơn metyl da cam 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)

- Không thay đổi vì đây cũng chỉ là phản ứng cân bằng

Downloaded by Vu Vu (quangchinhlas199@gmail.com)