Báo cáo thí nghiệm hóa đại cương

Sau đó, dùng cho hóa chấtvừa cân vào cốc, cho nước và dùng đũa khuấy hòa tan. Bước 3: Rửa sạch, tráng nước cất cho bình định mức và dùng phễu đổdung dịch từ becher sang bình định mức..

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

THÍ

NGHIỆMHÓA ĐẠI CƯƠNG Giảng viên: Võ Nguyễn Lam Uyên Nhóm 11 Lớp: L64 HK:212

MỤC LỤC

BÀI 1: KỸ THUẬT PHÒNG THÍ NGHIỆM 1

I Giới thiệu dụng cụ 1

1 Dụng cụ chứa hóa chất 1

2 Dụng cụ phản ứng 1

3 Dụng cụ đo thể tích 1

4 Cân 3

II Thực hành 3

1 Thí nghiệm 1: Sử dụng pipet 3

2 Thí nghiệm 2: Sử dụng Buret 4

3 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ oxi hóa khử 4

4 Thí nghiệm 4: Pha loãng 5

5 Thí nghiệm 5: Kiểm tra nồng độ pha loãng 6

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG 7

I Mục đích thí nghiệm 7

II Tiến hành thí nghiệm 7

1 Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế 7

2 Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl và NaOH8 3 Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuSO4 khan – kiểm tra định luật Hess.10 4 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan của NH4Cl. 11

III Trả lời câu hỏi 13

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 15

I Mục đích thí nghiệm 15

II Tiến hành thí nghiệm 15

1 Xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3 15

2 Xác định bậc phản ứng theo H2SO4 16

III Trả lời câu hỏi 17

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH 19

I Mục đích thí nghiệm 19

II Tiến hành thí nghiệm 19

1 Thí nghiệm 1: Xây dựng đường cong chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh .19

2 Thí nghiệm 2: Chuẩn độ axit mạnh - bazơ mạnh bằng chỉ thị phenolphthalein20

3 Thí nghiệm 3: Chuẩn độ axit mạnh - bazơ mạnh bằng chỉ thị metyl da cam .21

4 Thí nghiệm 4: Chuẩn độ axit yếu - bazơ mạnh bằng chỉ thị phenolphtalein + metyl

da cam 23

III Trả lời câu hỏi 25

BÀI 1: KỸ THUẬT PHÒNG THÍ NGHIỆM

I Giới thiệu dụng cụ

1 Dụng cụ chứa hóa chất

Cốc (Becher)

Mục đích: chứa dung dịch, dùng để hòa tan

Cách sử dụng: rửa sạch, tráng nước cất và tráng hóa chất

Hình 1: Cốc (Becher)

2 Dụng cụ phản ứng

Bình tam giác (Erlen)

Mục đích: Phản ứng, chưng cất, hòa tan, gia nhiệt nhẹ

Pipet: Gồm 2 loại là pipet vạch và pipet bầu cho việc lấy chính xác, một loại nữa là

4 Cân

Mục đính: cân chính xác khối lượng

Cách sử dụng: cắm điện, đặt đĩa lên cân, nhấn nút On, nhấn nút Tare, lấy hóa chất đểlên đĩa Khi không sửa dụng thì nhấn nút Off và rút dây điện (Tải tối đa là 200g)

Hình 7: Cân II.Thực hành

1 Thí nghiệm 1: Sử dụng pipet

a Dụng cụ thí nghiệm quan trọng:

 Pipet bầu:

Cách sử dụng: cầm bằng tay thuận, tay không thuận cầm quả bóp để hút hóa

chất Sau đó, bỏ quả bóp cao su ra và dùng ngón trỏ bịt phần trên, xoay ngón trỏnhẹ nhàng để điều chỉnh về vạch được in trên pipet

 Cốc thủy tinh (Becher)

 Bình tam giác (Erlen)

b Tiến hành thí nghiệm:

 Bước 1: Rửa sạch becher, erlen và pipet bầu bằng nước, sau đó dùng giấythấm lau phía ngoài

 Bước 2: Tráng nước cất cho becher, erlen và pipet bầu

 Bước 3: Tráng hóa chất HCl cho becher và pipet bầu, đổ bỏ toàn bộ hóachất sau khi tráng

 Bước 4: Đổ dung dịch HCl ra becher, dùng pipet bầu 10ml lấy 10 ml dungdịch HCl từ cốc

Lưu ý ở bước này: Hút dung dịch HCl vượt qua vạch trên pipet, sau đó dùng

ngón trỏ nhẹ nhàng điều chỉnh thể tích, kết hợp đặt mắt ngang vạch để quan sát vàđiều chỉnh cho đến khi mặt cong nhất của dung dịch trong pipet chạm vạch

 Bước 5: Cho HCl từ pipet bầu vào Erlen, thực hiện lấy giọt cuối cùng bằngcách đặt nghiêng Erlen, cho đầu pipet chạm đáy rồi xoay đầu pipet để lấy giọt cuối

Lưu ý ở bước này: Không dùng quả bóp để đẩy giọt cuối cùng xuống vì nó sẽ

tạo khí dung ngăn không cho dung dịch chảy tự do xuống erlen

2 Thí nghiệm 2: Sử dụng Buret

a Dụng cụ thí nghiệm quan trọng:

 Buret:

3

Lưu ý khi sử dụng: Luôn đóng mở khóa buret bằng tay trái Khóa buret vuông

góc với mặt đất có nghĩa là khóa đang đóng Khóa song song với mặt đất có nghĩa

là khóa đang mở tối đa

 Cốc thủy tinh (Becher)

b Tiến hành thí nghiệm

 Bước 1: Rửa sạch becher và buret

 Bước 2: Tráng nước cất cho becher và buret

Cách tráng nước cất cho buret: Dùng bình tia cho nước cất lên buret, mở khóa

để nước chảy xuống và tráng luôn cả phía ngoài buret Sau đó dùng giấy thấm laukhô

 Bước 3: Tráng hóa chất NaOH cho becher và buret Đặt phễu nhỏ lênburet, cho NaOH vào và mở khóa để NaOH chảy xuống tráng buret, đặt cốc phíadưới hứng hóa chất tráng rồi đổ bỏ

 Bước 4: Đổ NaOH ra becher, sau đó dùng phễu cho hóa chất từ becher lênburet qua vạch 0 (buret phải đang khóa) Thực hiện chỉnh bọt khí và chỉnh dungdịch về vạch 0

Cách chỉnh bọt khí: Mở khóa buret để không khí trong khoảng từ khóa buret

đến đầu mũi buret được đẩy hết ra ngoài, sau đó đóng khóa lại

Cách chỉnh vạch 0: Mở khóa buret và đặt mắt ngang quan sát đến khi mặt

 Đặt đĩa cân lên cân

 Nhấn Tare để trừ đi khối lượng đĩa cần

 Cân hóa chất và đọc kết quả

 Bước 2: Rửa sạch, tráng nước cất cho becher Sau đó, dùng cho hóa chấtvừa cân vào cốc, cho nước và dùng đũa khuấy hòa tan.

 Bước 3: Rửa sạch, tráng nước cất cho bình định mức và dùng phễu đổdung dịch từ becher sang bình định mức

Lưu ý: Dùng bình tia để tráng toàn bộ phần hóa chất còn sót ở becher, phễu và

đũa khuấy cho hết vào bình định mức Đảm bảo dung dịch đang nằm dưới vạchtrong bình

 Bước 4: Thêm nước vào bình định mức đến khi mặt cong nhất của dungdịch chạm vạch Đóng nắp, đảo trộn đều ta sẽ thu được 100ml dung dịch B Sau đó,thực hiện chuẩn độ dung dịch B với KMnO4 và H2SO4

 Bước 5: Rửa sạch, tráng nước cất, tráng hóa chất (dung dịch B) cho becher

 Bước 7: Gia nhiệt cho phản ứng oxi hóa - khử bằng cách cho vài giọt dungdịch H2SO4 đậm đặc vào erlen

 Bước 8: Mở khóa buret cho dung dịch KMnO4 chảy vào erlen để thực hiệnchuẩn độ Vừa lắc nhẹ bình, vừa nhỏ giọt KMnO4 từ buret vào erlen cho đến khidung dịch trong erlen có màu hồng bền thì dừng lại và đọc thể tích KMnO4 Tínhtoán nồng độ dung dịch B được pha loãng

 Bước 2: Dùng bình tia cho nước vào bình định mức cho đến khi mặt congnhất của dung dịch trong bình chạm vào vạch trên bình Sau đó đậy nắp và đảo trộnbình để dung dịch đồng nhất Ta thu được 100 ml dung dịch A pha loãng

Vì lượng chất tan (số mol HCl) trong bình trước và sau pha loãng là không đổinên theo lý thuyết thì nồng độ dung dịch A sẽ được tính như sau:

5

Downloaded by hong chinh (vuchinhhp5@gmail.com)

Ta cần kiểm tra xem trong thực tế, nồng độ pha loãng có đúng như vậy khôngqua thí nghiệm 5

5 Thí nghiệm 5: Kiểm tra nồng độ pha loãng

Ở thí nghiệm này, ta tiến hành chuẩn độ dung dịch A thu được từ thí nghiệm 4

 Bước 1: Rửa sạch, tráng nước cất và tráng hóa chất (NaOH) cho buret Chodung dịch NaOH 0,1N lên buret

 Bước 2: Rửa sạch, tráng nước cất cho becher, pipet bầu và erlen Dùngdung dịch A tráng hóa chất cho becher và pipet bầu Sau đó cho dung dịch A rabecher

 Bước 3: Hút 10 ml dung dịch A bằng pipet bầu từ becher để cho vào erlen.Thêm 2 giọt chỉ thị màu phenolphtalein và nước vào erlen

 Bước 4: Tiến hành chuẩn độ dung dịch A bằng cách mở khóa để NaOH từburet chảy vào erlen Vừa lắc nhẹ bình, vừa theo dõi NaOH chảy xuống đến khitrong erlen có màu hồng nhạt bền thì đóng khóa buret Đọc thể tích NaOH

 Nhiệt kế: đưa bầu ở đầu nhiệt kế dưới vòi nước đang mở.

 Nhiệt lượng kế: mở nắp bình nhiệt lượng kế, đặt dưới vòi nước đang mở từ 15đến 20 giây

 Lau khô

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

a Mô tả thí nghiệm:

Rửa sạch nhiệt lượng và nhiệt lượng kế, trả về nhiệt độ phòng, lau khô.

 Bước 1: Rửa sạch, tráng nước cất một cốc thủy tinh, dùng ống đong đong50ml nước cất ở nhiệt độ thường (đặt mắt ngang quan sát mặt cong nhất của dungdịch chạm vạch 50ml của ống đong) cho vào cốc, dùng nhiệt kế đo nhiệt độ t1 lànhiệt độ của nước trong cốc

 Bước 2: Dùng ống đong đong 50ml nước nóng cho vào bình nhiệt lượng

kế, dùng nhiệt kế đo nhiệt độ t2 là nhiệt độ của nước nóng trong bình nhiệt lượngkế

 Bước 3: Sau khi đo t2, đưa nhiệt kế về nhiệt độ phòng, lau khô Đổ 50mlnước cất ở nhiệt độ phòng trong cốc vào bình nhiệt lượng kế thông qua phễu, sau đórút phễu ra, đóng nút trên nắp bình lượng kế lại để tránh thoát nhiệt Cho nước nóng

và nước ở nhiệt độ phòng trao đổi nhiệt với nhau bằng cách xoay tròn bình, dùngnhiệt kế để đo nhiệt độ t3 (quan sát nhiệt độ liên tục)

b Kết quả thu được

Tính :

c Kết luận:

Nhiệt dung của nhiệt lượng kế:

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

a Mô tả thí nghiệm

 Bước 1: Rửa sạch, tráng nước cất, dùng dung dịch HCl 1M và NaOH 1M

để tráng hóa chất cho 2 cốc, lấy hóa chất HCl và NaOH ra 2 cốc đó để dễ dàng thaotác thí nghiệm

 Bước 2: Rửa sạch, tráng nước cất, dùng dung dịch HCl và NaOH đã lấy đểtráng hóa chất cho 2 cây buret Cho HCl và NaOH chứa trong 2 cốc vào 2 cây buretvượt qua vạch 0, chỉnh bọt khí, đưa dung dịch về vạch 0

 Bước 3: Rửa sạch, tráng nước cất, dùng dung dịch NaOH tráng hóa chấtcho cốc Dùng buret lấy 25ml dung dịch NaOH 1M cho vào cốc, dùng nhiệt kế (đãrửa sạch, đưa về nhiệt độ phòng, lau khô) đo nhiệt độ t1 là nhiệt độ dung dịchNaOH trong cốc Sau khi đo t1, đưa nhiệt kế rửa dưới vòi nước để loại bỏ NaOHcòn bám trên nhiệt kế rồi mới tiếp tục thực hiện

 Bước 4: Rửa sạch bình nhiệt lượng kế, trả về nhiệt độ phòng và lau khô.Dùng buret lấy 25ml dung dịch HCl 1M cho vào bình nhiệt lượng kế, dùng nhiệt kế

để đo nhiệt độ t2 là nhiệt độ dung dịch HCl trong bình nhiệt lượng kế

 Bước 5: Cho dung dịch HCl trong cốc vào bình nhiệt lượng kế thông quaphễu, đo được nhiệt độ t3

Tính số mol muối NaCl:

Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng:

c Kết luận

Phản ứng trung hòa HCl và NaOH có hiệu ứng nhiệt:

Vậy phản ứng trên là phản ứng tỏa nhiệt

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

Bước 3: Dùng cân kỹ thuật cân nhanh ≈ 4g CuSO4 khan (ghi nhận lại khốilượng) Mở nắp nhiệt lượng kế cho toàn bộ chất rắn vào (thực hiện nhanh doCuSO4 dễ hút ẩm), sau đó đóng nắp bình, cho nhiệt kế vào và lắc tròn đều liên tụcbình nhiệt lượng kế để thực hiện hòa tan, liên tục quan sát nhiệt độ và ghi nhậnđược nhiệt độ t2.

Lặp lại thí nghiệm 2 lần.

Cách dùng cân kỹ thuật được trình bày ở bài 1

b Kết quả thu được:

Tính trung bình:

Độ lệch mỗi phép đo:

Độ ngờ:

Kết luận:

Vậy phản ứng hòa tan CuSO4 khan là phản ứng tỏa nhiệt (∆H < 0)

4 Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan của NH4Cl.

Vậy phản ứng hòa tan NH4Cl là phản ứng thu nhiệt (∆H > 0).

III Trả lời câu hỏi

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

Ta có

Viết phương trình phản ứng:

Ban đầu: 0,025 0,05 (mol)

Phản ứng: 0,025 0,025 0,025 (mol)

Theo phương trình trên ta thấy NaOH hết và HCl còn dư, nên ΔHtb của phản ứng sẽđược tính theo NaOH Do lượng HCl dư không tham gia phản ứng nên sẽ không sinhnhiệt

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

3 Tính ΔH 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 đo 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, giải thích? Còn nguyên nhân nào khác không?

Như vậy, ∆H3 giữa lý thuyết và thực nghiệm có sự chênh lệch lớn Nguyên nhâncủa sự sai lệch này có thể đến từ những lý do như trên, nhưng trong đó, nguyên nhânđồng Sunfat bị hút ẩm là quan trọng nhất Vì ở điều kiện thường độ ẩm khá cao,CuSO4 khan ngay khi được đưa ra môi ngoài khỏi lọ sẽ tiếp xúc không khí và sẽ hút

ẩm ngay lập tức và tỏa ra một lượng nhiệt đáng kể

Ngoài ra, còn có những lý do khác như:

 Thao tác với nhiệt lượng kế chưa chuẩn xác khiến nhiệt bị thất thoát ra môitrường ngoài trong quá trình đo nhiệt độ

 Lượng CuSO4 chưa hòa tan hết

 Trong lúc cân CuSO4 thực hiện thao tác chưa nhanh nhẹn, chính xác

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

IV Mục đích thí nghiệm

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

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

V Tiến hành thí nghiệm

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

a Mô tả thí nghiệm

 Bước 1: Rửa sạch, tráng nước cất, dùng Na2S2O3 0,1M và H2SO4 0,4M

để tráng hóa chất cho 2 cốc, toàn bộ hóa chất tráng được đổ bỏ Cho Na2S2O3 ra 1cốc, H2SO4 ra 1 cốc để dễ thao tác

 Bước 2: Rửa sạch, tráng nước cất, dùng dung dịch H2SO4 0,4M tráng 6ống nghiệm và pipet vạch, toàn bộ hóa chất tráng được đổ bỏ

 Bước 3: Chuẩn bị 2 cây buret:

Rửa sạch, tráng nước cất, cho 2 cây buret Một cây dùng nước, một cây dùngNa2S2O3 để tráng hóa chất cho buret, toàn bộ hóa chất tráng được đổ bỏ

Cho nước và Na2S2O3 lên 2 cây buret thông qua phễu, chỉnh bọt khí, chỉnh vềvạch 0

Ta sẽ thực hiện lần lượt 3 thí nghiệm, chuẩn bị các ống nghiệm và bình tam giác nhưbảng sau:

TN Ống nghiệm

V(ml)H2SO40,4M

ErlenV(ml) Na2S2O3

 Bước 5: Lần lượt dùng buret cho nước vào 2 bình tam giác, sau đó dùngburet cho Na2S2O3 vào 2 bình tam giác theo thể tích trong bảng trên

Chuẩn bị đồng hồ bấm giây

Lần lượt cho phản ứng từng cặp ống nghiệm và bình tam giác như sau:

 Bước 6: Đổ nhanh và cùng lúc dung dịch axit trong 2 ống nghiệm vào 2bình tam giác, lắc nhẹ bình

Bấm đồng hồ bắt đầu đếm thời gian (lúc vừa đổ dung dịch vào)

Quan sát song song 2 bình cho đến khi dung dịch vừa chuyển sang đục thì bấmdừng thời gian

TN Ống nghiệm

V(ml) H2SO4

0,4M

ErlenV(ml) Na2S2O3

c Kết luận

Bậc phản ứng theo là 1,06

VI Trả lời câu hỏi

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 tính tốc độ phản ứng Xác định bậc của phản ứng.

Trả lời

Nồng độ [Na2S2O3] tăng thì tốc độ phản ứng tăng

Nồng độ [H2SO4] hầu như không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng

Biểu thức tính vận tốc phản ứng:

Với bậc phản ứng

2 Cơ chế của phản ứng trên có thể được viết như sau:

Dựa vào kết quả TN có thể kết có thể kết luận phản ứng (1) hay (2) là phản ứngquyết định vận tốc phản ứng là phản ứng xảy ra chậm nhất không? Tại sao? Lưu ý trongcác thi nghiệm trên, lượng axit H2SO4 luôn luôn dư so với Na2S2O3

Trả lời

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

Phản ứng (2) là phản ứng tự oxy hóa – khử nên tốc độ phản ứng xảy ra rất chậm.Phản ứng (2) xảy ra chậm hơn phản ứng (1) nên nó sẽ quyết định tốc độ phản ứngcủa cả hệ Bậc phản ứng của hệ 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 vận tốc tức thời?

Trả lời

Vận tốc được xác định bằng Nhưng chứng tỏ biến thiên nồng độ của lưu huỳnhrất bé trong khoảng thời gian Cho nên vận tốc trong các thí nghiệm trên được xem làvận 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

Thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng không thay đổi Ở mộtnhiệt độ xác định, bậc phản ứng phụ tuộc vào bản chất của hệ như nồng độ, áp suất, diệntích bề mặt, không phụ thuộc thứ tự chất phản ứng

17

Downloaded by hong chinh (vuchinhhp5@gmail.com)

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCHVII Mục đích thí nghiệm

Dựa trên việc thiết lập đường cong chuẩn độ một axit mạnh bằng một bazơ mạnhlựa chọn chất chỉ thị màu thích hợp cho phản ứng chuẩn độ axit HCl bằng dung dịchNaOH chuẩn

Áp dụng chuẩn độ xác định nồng độ một axit yếu

VIII.Tiến hành thí nghiệm

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

Bảng số liệu (Tr 37, Thí nghiệm Hóa đại cương, NXB ĐHQG TP.HCM)