Hướng Dẫn Thí Nghiệm Hoá Lý 2 - Đại Học Thuỷ Lợi.pdf

LỜI GIỚI THIỆU Sách hướng dẫn Thí nghiệm Hóa lý 2 được dùng làm tài liệu giảng dạy chính thức cho môn học Thí nghiệm Hóa lý 2 dành cho sinh viên ngành Kỹ thuật Hóa học Trường Đại học Thủy lợi Thí nghi[.]

LỜI GIỚI THIỆU

Sách hướng dẫn Thí nghiệm Hóa lý 2 được dùng làm tài liệu giảng dạy chính thức cho môn học Thí nghiệm Hóa lý 2 dành cho sinh viên ngành Kỹ thuật Hóa học - Trường Đại học Thủy lợi.

Thí nghiệm Hóa lý 2 minh họa lý thuyết hóa lý thông qua các bài thí nghiệm Ngoài mục đích củng cố kiến thức lí thuyết hóa lý, môn học này còn nhằm mục đích hướng dẫn, rèn luyện cho sinh viên các kỹ năng thực hành hóa lý.

Sách hướng dẫn Thí nghiệm Hoá lý 2 có thời lượng 15 tiết (1 tín chỉ) gồm 5 bài: Bài 1: Đo độ dẫn điện, xác định độ phân ly và hằng số phân ly của chất điện ly yếu Bài 2: Đo sức điện động, xác định thế điện cực

Bài 3: Xác định số vận chuyển theo phương pháp Hittorf

Bài 4: Điều chế keo và xác định ngưỡng keo tụ

Bài 5: Xác định độ nhớt của dung dịch cao phân tử

Mỗi bài thí nghiệm bao gồm 2 phần: phần I đề cập đến nội dung các bài thí nghiệm, phần II đề cập đến hướng dẫn chuẩn bị và viết báo cáo thí nghiệm, nhằm giúp sinh viên chuân bị tốt và nắm vững các bài thí nghiệm Các bài thực hành đều được tham khảo từ các giáo trình thực hành trong và ngoài nước và đã được làm thực nghiệm kiểm tra cẩn thận Trong quá trình biên soạn Sách hướng dẫn Thí nghiệm Hoá lý, chúng tôi đã được sự góp ý của nhiều cán bộ ở Viện Kỹ thuật Hóa học - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội và Khoa Hóa học - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội cùng nhiều cán bộ ở Bộ môn Kỹ thuật Hóa học - Trường Đại học Thủy lợi Chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo, góp ý tận tình của các thầy cô và các bạn đồng nghiệp.

Tuy vậy Sách hướng dẫn Thí nghiệm Hoá lý 2 cũng không tránh khỏi thiếu sót về nội dung và hình thức Vì vậy chúng tôi rất mong được sự góp ý chân thành của các thầy, cô giáo, các bạn sinh viên để hoàn thiện thêm cho Sách hướng dẫn Thí nghiệm Hoá lý 2 trong thời gian tới.

Hà Nội, ngày 25 tháng 12 năm 2017

Các tác giả

MỤC LỤC

LỜI GIỚI THIỆU 3

MỤC LỤC 4

PHÀN 1: NỘI DUNG CÁC BÀI THÍ NGHIỆM 5

BÀI 1: ĐO ĐỘ DẪN ĐIỆN, XÁC ĐỊNH ĐỘ PHÂN LY VÀ HẰNG SỐ PHÂN LY CỦA CHẤT ĐIỆN LY YỂU 6

BÀI 2: ĐO SỨC ĐIỆN ĐỘNG - XÁC ĐỊNH ĐIỆN THÉ ĐIỆN cực 10

BÀI 3: XÁC ĐỊNH SỐ VẬN CHUYỂN THEO PHƯƠNG PHÁP HITTORF 15

BÀI 4: ĐIỀU CHẾ KEO VÀ XÁC ĐỊNH NGƯỠNG KEO TỤ 21

BÀI 5: XÁC ĐỊNH ĐỘ NHỚT DUNG DỊCH CAO PHÂN TỬ 24

PHẦN 2: HƯỚNG DẪN CHUẨN BỊ VÀ VIẾT BÁO CÁO THÍ NGHIỆM 26

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

PHỤ LỤC 43

PHẰN1

BÀI 1: ĐO Độ DẪN ĐIỆN, XÁC ĐỊNH ĐỘ PHÂN LY VÀ HẰNG SỐ

PHÂN LY CỦA CHAT ĐIẸN LY YỂU

I Mục đích

Nắm được nguyên tắc đo độ dẫn của chất điện li Áp dụng phương pháp đo độ dẫn điện của chất điện li yếu để xác định độ phân li a và hằng số phân li Kpii của chất điện li.

II Cơ sở lý thuyết

Khả năng dẫn điện của mọi vật dẫn được đặc trưng bởi độ dẫn điện L, là đại lượng nghịch đảo của điện trở R Với một vật dẫn có tiết diện không đôi:

Các đại lượng đặc trưng cho tỉnh chất dẫn điện của một dây dẫn loại hai:

Độ dân điện riêng X (đọc là kapa)

x = “_x“ (Q'em ’)

R s

trong đó, R là điện trở (Q) của một thế tích dung dịch chất điện li có nồng độ Cn (đlg/L) đặt giữa hai điện cực có tiết diện s (cm2) và cách nhau 1 (cm) ở một nhiệt độ nhất định Đơn vị

đo của độ dẫn điện riêng X là Q_l/cm hay s/cm.

Gọi tỉ sô — = B = hăng sô bình, ta có:

trong đó, Àoo là độ dẫn điện đương lượng khi pha loãng vô cùng.

Hằng số phân li của một dung dịch điện li loại 1, ví dụ CH3COOH, được tính theo công thức:

Đẻ xác định / phải xác định điện trở R của dung dịch và hằng số bình B =

Thực tế thường đo đo độ dẫn điện theo phương pháp dùng cầu Wheatstone và phương pháp dùng máy đo độ dẫn điện.

a) Xác định độ dẫn điện riêng theo phương pháp cầu đo Wheatstone:

© Xác định điện trở R

Sơ đồ đo điện trở R của dung dịch theo nguyên tắc cầu Wheatstone (hình 1.1)

Hình 1.1 Sơ đồ đo điện trở R của dung dịch theo nguyên tắc cầu Wheatstone

Cầu Wheatstone đạt cân bằng khi điều kiện sau được thiết lập: —- = —— Khi đó kim

R2 r 3 điện thế G chỉ không, tức là không có dòng điện đi qua BD Để thuận tiện, ta cố định R1 và R2 và thay đối R3 cho tới khi cầu cân bằng.

Nguồn điện dùng cho mạch đo là xoay chiều có điện thế thấp (~4V) và tần số từ 500-

1000 Hz Dùng điện xoay chiều đế tránh hiện tượng điện phân và phân cực của chất điện li.

b) Xác định độ dân điện riêng theo phương pháp dùng mảy đo độ dân điện

Máy đo độ dẫn điện Jenway 4510 Conducdivity Meter đo được trực tiếp độ dẫn điện

L = -^

R

Để xác định hằng số bình B, người ta sử dụng chất điện li chuẩn đã biết trước xch , tiến

hành đo độ dân điện Lch sẽ xác định được B =■

^ch

Sau khi đo được L và biết B, tính được: X - L.B

Dung dịch chuẩn thường dùng là KC1 có nồng độ xác định.

Bình định mức 100 mL: 5 cái

Quả bóp cao su: 1 cái

Bình tia nước cất: 1 cái

IV Thực nghiệm

Sử dụng máy đo độ dẫn điện Jenway 4510 Conducdivity Meter để đo độ dẫn điện của dung dịch KC1 0,02 N; các dung dịch CH3COOH có nồng độ lần lượt là 0,1; 0,05; 0,01; 0,005 và 0,001 N

Xác định hằng số bình B: đầu tiên rửa bình đo và điện cực bằng nước cất, tiếp theo tráng bằng một ít dung dịch KC1 0,02 N cần đo Sau đó cho khoảng 20mL dung dịch KC1 0,02 N cần đo vào bình đo đến mức đủ ngập điện cực Tiến hành đo độ dẫn điện L ba lần.

Ghi kết quả thí nghiệm vào bảng sau:

Lấy giá trị độ dẫn điện trung bình để tính hằng số bình B

Độ dẫn điện L (Q_1)

Pha 100 mL dung dịch CH3COOH có các nồng độ 0,1; 0,05; 0,01; 0,005 và 0,001 N

từ dung dịch ban đầu CH3COOH 0,1 N bằng nước cất Tráng sạch bình đo độ dẫn bằng nước cất, sau đó tráng bằng dung dịch CH3COOH cần đo Đo độ dẫn điện L của các dung dịch CH3COOH tương tự như trên, theo trình tự loãng trước, đặc sau Sau mỗi lần đo lại phải tráng bằng dung dịch cần đo tiếp theo Khi đo độ dẫn điện phải ổn định nhiệt độ, vì độ dẫn điện phụ thuộc vào nhiệt độ.

Ghi kết quả thí nghiệm vào bảng sau:

BÀI 2: ĐO SỨC ĐIỆN ĐỘNG, XÁC ĐỊNH ĐIỆN THÉ ĐIỆN cực

I Mục đích

Nắm được cách đo sức điện động của một pin điện hóa (pin Jacobi - Daniell) Xác định thế điện cực của điện cực Zn/Zn2+ và điện cực Cu/Cu2+ Đối chiếu kết quả đo được với giá trị sức điện động tính theo công thức Nernst ứng dụng đo sức điện động đế xác định pH của dung dịch bằng điện cực quinhiđron.

II Cơ sở lý thuyết

Đo sức điện động E (viết tắt sđđ) của một pin điện hóa là đo công hữu ích cực đại của pin khi pin làm việc thuận nghịch.

Theo định nghĩa: sức điện động của pin điện hóa là tồng đại số của tất cả điện thế Galvani trên các bề mật phân cách pha trong pin khi pin làm việc thuận nghịch.

E — cptiếp xúc kim loại và dung dịch + cpkhuếch tán + cptiếp xúc kim loại và kim loại

Trong bài này (ptiếp xúc kim loại và kim loại «(pkhuếch tán « 0 khi có cầu muối KC1 bão hòa, còn

Ọtiếp xúc kim loại và dung dịch = (p+ - <p_ Vậy cũng có thể xác định sức điện động của pin, nếu biết điện thế của từng điện cực.

Muốn xác định điện thế cùa từng điện cực, ta ghép điện cực cần đo với một điện cực chuân đã biết điện thế, đo sức điện động E của pin này Biết E sẽ suy ra thế điện cực cần đo:

E = (p+ - Điện cực chuẩn hay dùng là điện cực calomen bão hoà, thế của điện cực calomen bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ như sau:

(p-(2.1)

Ọcai = 0,2412 - 0 ,00076(T°- 25) (V) trong đó, T° theo thang độ Celcius.

Muốn đo pH của một dung dịch chưa biết, ta thiết lập điện cực quinhiđron với dung dịch cần đo pH, ghép nó với điện cực calomel bão hòa để tạo thành một pin điện, đo sức điện động Ex, của pin tạo thành, sẽ suy ra pH của dung dịch:

Dung dịch ZnSOa 0.1 N: 250 II1L

Quinhiđron CôILỊOHh tinh khict: 1 gam

Dung dịch cần xác định pH: 250 ml

Dung dịch C11SO4 0.1N: 250 mLDung dịch KC1 bão hòa: 10 inL

2 Dụng cụ

Âc quy 2V: 1 bộ

l’m mầu (pin tiêu chuân): 1 cái

Cầu dây điện trở (hoặc 2 biến trờ núm xoay); 2 cái

Cốc thủy tinh 250 inL: 3 cái

Bộ dây dan nói mạch điện: 1 bộ

Giây ráp min: 1 tở

Diện cực quinhiđron: I cái

Đóng hò đo điện đa năng: I cáiNhiệt kế diện tử: I cáiDùa thủy linh: I cáiCầu agar chửa KCI bão hòa: I cáiĐiện cục Calomcn bão hòa: I cáiĐiện cực 1’latin: I cái

IV Thục nghiệm

a) Nguyên tắc đo sức điện động bằng phương pháp xung (lối

Lắp mạch diện theo sơ đồ hình 2.1

Hình 2.1 Sơ đồ đo sức điện động bằng phương pháp xung đối

Eỉ, là ác quy 2 Volt, En là pin mâu

Ex là pin cán do, G là điện kè chi không

c là con chạy, K là khóa kéo,

AB lò câu dây diện trở

Xãc dinh diêm xung dối cùa pin mầu En (pin liêu chuân) băng cách nôi En vào lỗ căm a-b (hĩnh 2.la) Cực dương cùa En nối với cục dương cùa Edcsjuv Dỏng khóa K di chuyển cơn chạy c trẽn AB đề tim điềm xung đối Gia sir xác định được vị trí N mà tại dó điện kc G chi giá trị 0 ta cỏ đoạn AN bằng điện trờ Rn

Chú ý: Tuyệt dõi không dè đoàn mạch và chi dũng pin khi cán thiêt Inèu dũng liên lục thì sức điện dộng sẽ giam và không dùng làm pin tiêu chuân dược.

Sau đó thảo pin mẫu và thay bủng pin Ex cần đo (hĩnh 2.1b), rồi cùng làm như trẽn Giá sir lại xác định được đièm xung đoi mới X khi đó đoạn AX bâng điện trò R tương úng.

Ex AX Rx

Bn = AN = R,Trong thi nghiêm thực tể, thay cầu dây điện trư AB bủng hai hộp điện trơ mầu R1 vã R|| (hĩnh 2.2)

Hình 2.2 Sơ dô đo sức điện động hàng phương pháp xung dôi dùng hai hộp diện trờ

Nguyên tắc làm việc là sau khi chọn một giá trị điện (rớ tông Riái, = R| + Ru thì giũ nguyên giá tri đó trong suôt quá trinh cản bảng Xác dinh diem xung dôi băng cách thay dôi

Ri Ru trong diều kiện giừ Riõng không đối (muốn vậy giá sư tảng Rf bao nhiêu thi giám Ru bây nhiêu, thao tác này tương đương với việc di chuyên con chạy c trên AB) Khi tìm được các diêm xung dôi ta dọc các giá trị Rn Rx trên hộp diện trỡ R1I

R"'±l

(2.4)

Đe có được kết quà tương đối tin cậy, các giá trị Rn và Rx phai đo nhiều lần và lấy giá trị trong bình

Lây các giá trị Rn Rx trung bình và tính suất điện dộng En theo công thức (2.4)

b) Do suat diện dộng của pill Jacobi - Daniell

Điện cực Cu và Zn phái dam báo nguyên chất (không có lớp oxit bao phù) và sạch (không dính mờ, dâu ) Dùng giày giáp min đánh sạch diện cực Cu và Zn, tráng bảng nước cất, sau cùng tráng băng dung dịch diện cục CuSO.1 và ZnSOi tương ứng Nhúng thanh kim loại Cu vào dung dịch CuSOi 0,1 N và thanh kim loại Zn vào dung dịch ZnSO« 0.1 N Mắc nối liếp một cầu muối KC1 bảo hòa giữa hai điện cực đề loại trử điện thế khuếch tán giùa dung dịch CuSOí và ZnSO4 (hình 2.3)

Tiên hành đo suât điện dụng của pin (rên bảng phương pháp xung đôi theo sơ dô như ơhình 2 2

Ghi các giá trị Rn Rx trẽn hộp diện trở R(| Tinh suât điện dộng Ex cua pin theo công thức (2.4)

Tính suãt điện động cùa pin theo phương trinh Ncrsnt vả so sánh với giá trị suắt điện động đo được.

Chú ý: không được do sửc điện động của pin nghiên cứu ngay sau khi ihiêi lập ná vi gũi tri sức diện dộng chi ồn định sau một thài gian (khoảng 3-5 phút).

Hình 2.3 Sư dô pin Jacobi - Daniell c) Xác dịnh thề diện cực cùa diện cực 7,nỉ7,n2~ và dìịn cục Cu/Cu2'

Nhúng điện cực dông và điện cực calomcn vào cốc dụng dung dịch CuSO-1 0,1 N Tiên hành đo suất điện động cùa pin

Ghi các giá tụ Rx Rx trẽn hộp điện trớ R|| Tinh suãt điện động Ex cùa pin theo cóng thức (2.4)

Tính thê điện cực của điện cực đong theo công thức: Ex = <pCu

-Tính thè điện cục cùa diện cục đông theo phưong trinh Ncrsnt và so sánh VÓI giá trị suãt diện động đo được

Tien hãnh các bước tương tụ với điện cực kêm

d) Xác định plì cùa dung dịch

Cho vào dung dịch cân đo pll một lượng quinhiđron đè cố dung dịch bào hòa (lượng quinhiđron to khoáng hạt đỏ xanh sê vừa dù cho 5 mL), khuấy đều Nhúng diện cực platin

và diện cực calomen vào dung dịch Tiên hành do suat điện dộng cua pin

Ghi các giá tri Rn Rx trên hộp diện trớ Ru và tính suat diện động Ex cùa pin theo công thức (2.4)

Tinh pH cùa dung dịch theo công thức (2.2)

V Hướng dẩn tính toán

Tính sức điện động theo công thức Nernst dẽ đôi chiêu két quà:

2F

azB-c \ < RT l„ CmX.-S •*€».’•

ElfcUN ('I'cu’Td, *Pz,-.iZf))+ 7F In

-r Sư.-'-■<?.’•

trong đô Cm là nồng độ molan Y| là hệ số hoạt độ của ion i

Ta không biêt được hệ sô hoạt độ cùa từng ion nên có the tính gàn đúng E theo công thức sau:

É, * \vc»‘ ICt -<p" ^■c? -Yucuso.l

' 2F

(2.5)trong đó Y là hệ sổ hoạt độ trung bình các chất (xem bàng sau)

BÀI 3: XÁC ĐỊNH SÓ VẬN CHUYÊN THEO PHƯƠNG PHẤP

HITTORF

I Mục đích

Xác định sỏ vận chuyên theo phương pháp Hittorf thông qua việc xác định so vận chuyên tH, và ts|i, của dung dịch H2SO4 0.2 N trong quá trinh điện phân

II Cơ sớ lý thuyết

Sổ vận chuyền cùa một ion là ti số giữa phần diện lượng do loại ion dó vận chuyến

so VỚI tông diên lượng do toàn hộ các ion vận chuyên trong dung dịch

Khi điện phân một dung dich chắt điện li ta có thể xác đinh số vận chuyển theo các biêu thúc cùa phương pháp Hittorf như sau:

An, 1-An, An * An^+An, An

í + t =1

Trong dó:

u, t- là sỏ vận chuyên cùa cation và anion tương ứng

An, là số đương lượng gam chất điện li giáin ở khu catot

An, là sô đương lượng gam chàt điện li giáin ờ khu anot

An là tống số đương lượng gam chát diện li giám đi trong binh điên phân

Biêu thức (3.1) và (3.2) đúng trong trưởng hợp tông quát

Khi điện phân dung dịch II2SO4, các quá trình xảy ra ờ điện cực như sau:

Ó catot (cực âm); các ion II’ lừ khu anot di chuyển sang catot:

Phán ứng điện cực: 2H* + 2e -> H2 T

Ở anot (cực dương): các ion SO; từ khu catot di chuyền sang anot nhung không chuyên hóa:

Phan ứng điện cục: 2OH - 2e -> H,0 + 1 O, t

Phan ứng: H’O — 2H’ + 2OH cung cáp 2OH cho phương trinh trên vã dư ra 211'

Tử các phương trinh trên cho thây ớ catot giâm di bao nhiêu ion H* thì ỡ anot lại táng thèm bầy nhicu ion H* dồi vói so, cùng vậy Kct quá là nồng độ cùa H2SO4 ờ catot giám đi bao nhiêu thi ở anot lại tảng lên bây nhiêu An = 0 (vì An, = -AnA) biêu thức (3.1) sỗ trơ nên

vô nghĩa, do đỏ trong trường hợp này phái xãc định An bâng cách khác

Trong trưởng hợp này chính nước bị phân giái thành Hỉ và O’ Đè giãi phóng một đương lượng gam (Ih hoặc O’) ờ điện cực càn phái tiêu thụ một điện lượng lã IF (Faraday)

Từ đó ta có thề xác định An theo điện lượng liêu thụ q trong <|úa trinh điện phân:

An =5

Các hước xác ilịnh sô vận chuyên:

Xảc định An bang cách chuân độ II2SO4 ờ khu vực catot trước và sau khi điện phân

Do q bảng điện lượng ke được mác nối tiếp trong hệ điện phân, xác định An một cách dộc lập qua công thức (3.3)

Thay vào công thức (3.1) tim được I ; thay vào công thức (3.2) tim được I,

Chú ý: sô vận chuyền phụ thuộc vào nhiệt độ nén khi đo sô vận chuyên phiu Hen hành trong điêu kiện ón định nhiệt độ.

Bình điện phân thúy tinh 6 nhánh 1 cái Máy sây: 1 cái

Nguồn diện một chiêu 110 V: 1 bộ Pipet thẳng lOmL: 1 cái

Diện lượng kế khí: 1 cái Bình lam giác lOOmL: 2 cái

Binh điện phàn 500 inL: 2 cái Binh tia nước cãi: 1 cái

Cốc thủy linh 250mL: 1 cái Bộ giá dù thí nghiệm: 3 hộ

Cốc thúy tinh 50mL 3 cái Bộ dây dẫn nối mạch điện 1 bộ

IV Thực nghiệm

1 Chuẩn bị trước khi diện phân

Lắp mạch theo so đổ hình 3.1 hệ gồm ba phần: binh đo sò vận chuyên (I) điện lượng

ké khi (2) và điện lượng kè đông (3) mãc nôi ticp nhau

Hình 3.1 Sơ đồ mạch diện xác dịnh sắ vặn chuyển 1- Binh do so vụn chuyên, gôm hai diện cực thun chi nhúng vào dung dịch H?SOj 0,2N; 2- Diện lượng kẻ khi chửa H'_so loãng 0.! N:

3- Điện lượng kè dõng gồm hai điện cụr Cu nhúng vào dung dịch CuSOi điện phân:

Nguồn một chiều liov biên trở R và miliampc kề.

Binh do so vận chuyến (1): cam hai điện cực than chì trong binh đo sô vận chuyên chi vừa đu ngập chúng Căm quá sầu SC gây sai sỏ vi khi điện phân khí thoát ra sục mạnh, gây hiện tượng đôi lưu Chuản bị hai bình tam giác sạch đã đánh dâu A (anot) và c (catot), say khô và cân sẵn trọng lượng đẽ dùng cho mục 3

Diện lượng kế khí (2): chứa axit H?SOj loãng 0.1 N.

Diện lượng ke dồng (3): làm sạch cục catot đòng bang cách dùng giãy rãp đánh sạch điện cực cho hết đồng dà kết lúa hoặc lớp oxi hóa bên ngoài, rứa bằng nước thường, tráng

kỹ lại băng nước cat, sau dó tráng bâng rượu, dùng máy sây de sảy khô nhanh ớ 8()"C Điện cực catot dóng phai thật sạch (không bj oxit hóa hoặc dính dâu mỡ) dê dám báo dỏng kct (ùa bám chúc Cân thật chinh xác điện cực đỏng đã được làm sạch mi (đẽ sau nãy xác định trọng lượng đồng đủ tâng lên sau điện phân)

2 Tiến hành điện phân

Diêu kiện điện phân: điện áp một chiêu 110 V; cường độ dòng 40 mA (điêu chinh bicn trớ R); thời gian tiên hành khoang 70 phút

Trong khi chõ điện phân, xác định lại nòng độ H’SOi ban đầu (axit dùng đe cho vào binh đo sô vận chuyên) bảng phương pháp chuẩn độ: Pha dung dịch NaOH có nông độ khoáng 0.1N, xác định lại chính xác nồng độ NaOH bằng dung dịch II2C2O4 O,1N Dùng NaOH vừa pha chuẩn độ lại nồng độ II2SO4 ban đầu

Ghi két quá thí nghiệm vào băng sau:

Tính chính xác nồng độ dung dịch NaOH dùng đế chuẩn độ dung dịch H2SO4

Tính chính xác nồng độ dung dịch H2SO4 cho vào bình đo số vận chuyến Co (N)

Ghi các kct qua vào báo cáo thí nghiệm

3 Kct thúc điện phân

Diện lượng kế đẳng: nhấc catot đồng ra rồi mới ngát điện, để tránh hiện tượng đồng

đà bám lại (an ra Rửa catot đong bảng nước cat trảng rượu và say khô nhanh Sau đó mang cân lại Ghi kết quà thí nghiệm vào báng sau:

KL diện cực đồng trước khi

diện phân (mi gam)

KL điện cực đồng sau khi diện phân (m2 gam)

KL đồng két tủa ở catot

m = m2 - mi

Diện lượng kề khí: xác dịnh the tích hidro (VH ) và do chiều cao (h) cùa cộc dung dịch tại nhánh catot (cực âm) ơ diện lượng kế khí (2) Xác định nhiệt độ phùng T (K) áp suất khí quyển H (mmHg), áp suất hoi bào hỏa cùa nưức p„ „ (mmHg) ó nhiệt độ thí nghiệm

Ghi kct quá thí nghiệm vào bang sau:

Chú ý: nguyên lác của quá trình diện phân bài này lả nồng độ cùa H2SO4 ứ khu giừa khùng dược thay dùi Neu khác với ban dầu thì thí nghiệm sai (nguyên nhân làm nông dụ thay dõi là do dõi lưu, khuẽch tán), tùy theo mức dộ có thê phái làm lại.

Ghi các kết quá thí nghiệm vào các băng sau:

KL binh c chuần bị trước

KLcùa ddH2SO4Ởanotni., = m2., - II1|„

Tính chính xác nồng độ cùa HjSOj ỡ khu giừa sau khi điện phàn C1 (N)

V%rf>H dùng chuẩn độ 10 ml dung dịch

H2SO4 ờ khu giữa V| (mL)

Vn*om dùng chuân độ 10 inL dung dịch

H2SO4 ờ catot sau khi diện phán Vt(mL)

V.sỉaOH dùng chuàn độ 10 mL dung dịch

H2SO4 anot sau khi điện phân V.(mL)

So sánh nồng độ dung dịch H2SO4 cho vào bình đo sổ vân chuyến c„ (N) và nồng độ cùa H2SO4 ớ khu giữa sau khi điện phân Cl (N) Rút ra nhận xét

V Hướng dần tính toán

1 Tinh An theo điện hiợng kế đổng

Theo định luật Faraday thi

1 A

m = —.— q

F ntrong dỏ, in lã khôi lượng đổng dà kết lũa ở catot, Acu = 63.54 (g/inol), F = 965(H) c/mol và

n = 2 đối với đòng Thay số ta có:

2 Tính An theo điện luựng kế khí

Áp suãt cùa hiđro (atm) trong nhánh catot là:

H + I’ll =——

trong đó H là áp suất khí quyên (mini Ig), h lù chiêu cao cột nước đối với nhánh chứa hiđro (mm), p„ „ là áp suất hoi bào hòa của nước ở nhiệt độ thí nghiệm (mmHg), tra tại phụ lục.Tính số mol hiđro theo công thức:

n-.i = - —trong đỏ R 0,082 (L.aUn/tnol.K) T là nhiệt độ tuyệt đối (K)

Theo định luật Faraday, biêu thức tính diện lượng q cổ dạng:

<1 = nH(.Z.F = n,b.2.Ftrong đó, z = 2 đôi với hidro

Theo biêu thức (3.3), ta có tỏng sô đương lượng gam chât diện li giam di:

3, Tinh An theo binh đo sổ vận chuyên

Vì dung dịch II2SO4 loăng, nên khối lượng riêng cùa dung dịch xâp xi bang 1 (g/niL)

Vì the ta có thê coi khối lượng cân được tính theo gam cùa dung dịch H2SO4 ờ khu calol ni

và anol m, bãng chính the tích tính theo ml cùa chúng

Nếu gọi Cm vã Cn, là nóng dộ H2SO4 ở khu catot trước và sau khi diện phân thi:

V là số mL NaOII dũng đê chuẩn độ lOinL II2SO4 sau khi điện phán ờ khu catot

Vậy:

r _r JV-Vf)CWWW N< N - 10_ Án jnfV-VjC^.,,

BÀI 4: DIÈU CHẾ KEO VÀ XẤC ĐỊNH NGƯỞNG KEO TỤ

I Mục đích thỉ nghiệm

Điều chế hệ keo hiđroxit sít (III) vã xác định ngường kco tụ với sự có mặt cùa chắt điện li

II Cơ sớ lý thuyết

Hệ keo là hệ phân tán, tạo thành tử một chât (chát phân tán) được chia nho thành các hạt có kích thước khoang 10 ‘'-10 ’ m và phân bổ vào thê lích cùa I chất khác (gọi là môi trường phân lán) Các hệ keo là các hệ vi di thế có bề mặt phân chia lớn vi thế chúng không bẽn vừng nhiệt động

Đe chế tạo được hệ kco ổn định cần 2 điều kiện cơ bàn: Chất phân tán không hòa tan hoặc hòa tan ít trong môi trường phân tán Trong hộ càn có chài báo vệ đẽ ngàn các hạt keo (mixcn) hên kềt lại thành những tập họp lởn hon các chầt này có thè dược dưa tứ ngoài vào

hệ hoặc tạo thành trong quá trình diêu chế keo

Cỏ 2 nhỏm phương pháp chinh đề điều chế keo: phương pháp phân tân vả phương pháp ngưng tụ trong phòng thí nghiệm thường sử dụng phương phàp ngưng lự hóa học Bài thí nghiệm này sù dựng phàn ứng thủy phân sau đè diều chế keo hidroxit sất Keo hiđroxit sãt thư dược là keo dương, có màu nâu dó:

FeCb + 3H.O Fe(OH)j + 3HC1Phan ứng trên là thuận nghịch, ờ nhiệt độ cao cân bâng chuyền dịch theo chiều thuận Dung dịch chữa HCI dư muốn loại axil này đem thấm tích

Khi có chãi bão vệ hệ keo ớ trạng thái giã ben Khi phá vờ trạng thái này các hạt keo

có xu hướng liên kết với nhau tạo thành các hạt lớn hơn và tách khói môi trưởng phân tán Đây chinh là hiện tượng kco tụ

Sự keo tụ có thê xáy ra dưới tác dụng cùa một so yêu tó như: thèm vào hộ chât diện

11 khuấy trộn, đun nóng hay làm lạnh hệ De đánh giá khá nảng gãy keo tụ cua một chất điện li đối vôi một hệ keo người ta đưa ra khái niệm ngường keo tụ

Ngường keo tự Y là nồng độ tối thiều chất điện li có thê gây ra hiện tượng keo tụ một cách rõ rệt cho hệ keo dỏ Dơn vị cứa ngưỡng keo tụ là mol.L 1 hoặc đlg.i ‘ Ta có thê xác định sư keo tụ theo sự thay dòi màu cùa hệ kco, sự vãn đục hay sự kềt túa

Ngưởng keo tụ y được tính theo công thức:

V c

V|<

Trong đó:

c lã nông dộ dung dịch điện li sau khi dã cho vảo dê keo tụ [mol.L ']

V.-JI là the tích (mL) dung dịch điện li được dùng

Vu- là thê tích tông cộng (mL) gôm keo dung dịch điện li vã nước

2 Dụng cụ

Cốc thúy tinh chịu nhiệt 250 mL 2 cái

Ong nghiệm tháng 8x16 inin: 14 cái

Bép điện: I cái

Pipet 5 mL: 2 cáiPipel 2 mL: 2 cáiBìa tia: I cáiQuá bóp cao su: 1 cái

IV Thục nghiệm

1 Diều chế keo hiđroxit sát trong nước

Dùng ỏng dong lay 60 II1L nuởc cất cho vào cốc chịu nhiệt 250 mL sau dó dun sôi Khi nước sôi tắt bếp nhưng vẫn để cốc nước trên bếp Dùng pipet hút lOmL dung dịch FcCh 3% cho tù từ vào cốc nước dã được đun sôi Quan sát sụ hĩnh thành kco hidroxit sãt

2 Xác dịnh nguờng keo tụ của keo hidroxit sắt

a) Lầy 6 ống nghiệm cho vào mỗi ống lằn lượt các chắt như sau:

b> Lây 8 ỏng nghiệm cho vào mồi ông lãn lượt các chât như sau:

Thề tích keo hiđroxit sắt (mL) 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0