II.2 SỰ PHỤ THUỘC CỦA TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VÀO NHIỆT ĐỘ Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng sẽ tăng đột ngột... x là nồng độ ester và NaOH đã tham gia phản ứng ở thời điểm t a – x, b – x là n
Trang 1TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM
Trang 21 Nguyễn Thị Minh Thư – 62100738
2 Nguyễn Phương Thiên Nhi – 62101016
3 Nguyễn Anh Thư – 62100736
4. Đỗ Ngọc Quỳnh Như 62100190
Ngày TN: 26/09/2023
I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
- Khảo sát tốc độ phản ứng thủy phân ester trong môi trường kiềm
- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên hằng số tốc độ của phản ứng và tín năng lượng hoạthóa của phản ứng.
II CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ NGUYÊN TẮC
V = k. (3)
Trong đó k là hằng số tốc độ phản ứng, có giá trị bằng tốc độ phản ứng khi nồng độ các tácchất bằng 1
II.2 SỰ PHỤ THUỘC CỦA TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VÀO NHIỆT ĐỘ
Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng sẽ tăng đột ngột Phương trình Arrhénius mô tả sự phụthuộc tốc độ phản ứng vào nhiệt độ có dạng sau:
K = (4)
Trong đó:
là hằng số được gọi là thừa số tần số hay thừa số Arrhénius,
Trang 30 không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Ea là năng lượng hoạt hóa của phản ứng
II.3 PHẢN ỨNG THỦY PHÂN ESTER BẰNG KIỀM
Phản ứng giữa ester Etyl acetat và NaOH xảy ra như sau:
CH3COOC2H5 + NaOH -> CH3COONa + C2H5OH
t=0 a b 0 0
t: a-x b-x x x
Trong đó:
a, b là nồng độ ester và NaOH trong hỗn hợp phản ứng lúc ban đầu
x là nồng độ ester và NaOH đã tham gia phản ứng ở thời điểm t
(a – x), (b – x) là nồng độ ester và NaOH còn lại trong hỗn hợp phản ứng ở thời điểm t.Đây là phản ứng bậc 2 nên phương trình tốc độ phản ứng là:
Trang 4dư so với lượng ester Dung dịch NaOH ban đầu có nồng độ là CddNaOH Ta theo dõi tốc
độ phản ứng bằng cách xác định lượng dung dịch NaOH ban đầu còn dư trong hỗn hợp phản ứng:
Gọi Vo, Vt , V∞ là thể tích dung dịch NaOH ban đầu còn trong hỗn hợp phản ứng ở cácthời điểm t = 0, t,∞ (∞ là thời điểm phản ứng đã kết thúc)
Ta nhận thấy nồng độ NaOH trong hỗn hợp phản ứng sẽ tỷ lệ với thể tích dung dịch NaOH ban đầu còn lại ở các thời điểm khác nhau, nghĩa là:
Trong các liên hệ trên là hằng số tỉ lệ
Thay các giá trị trên vào phương trình:
Trang 5Xác định hằng số C1:
Ở thời điểm t = 0, trong Vhh mL hỗn hợp (nồng độ NaOH trong hỗn hợp là CoNaOH (mol/L))
có Vo mL dung dịch NaOH ban đầu (có nồng độ là CddNaOH (mol/L)) Như vậy nồng độ NaOH trong hỗn hợp phản ứng là:
Axetat etyl là một hợp chất hữu cơ với công thức
CH3COOC2H5, viết tắt là C4H8O2 Đây là mộtchất lỏng không màu có mùi dễ chịu và đặc trưng,tương tự như các loại sơn móng tay hay nước tẩysơn móng tay Là một loại este thu được từ etanol
và axit axetic
Erlen cổmài 500
Buret 25
mL
02
Phenolphtalein Phenolphtalein là một hợp chất hóa học với công
thức là C20H14O4 thường được sử dụng trongviệc đo độ pH, nó chuyển sang màu hồng nhạttrong các dung dịch bazơ Nếu chất chỉ thị đặc, nó
có thể xuất hiện màu tím
Trang 6Ống
sinh hàn
01
Bể điềunhiệt
01
Qủa bópcao su
01
III.2 TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
III.2.1 THÍ NGHIỆM 1: Phản ứng ở nhiệt độ phòng T= 280C
1 Dùng ống đong lấy 150mL dung dịch NaOH 0,01M và 150mL dung dịch acetatetyl0,005M cho vào hai erlen 500mL khác nhau Đậy nút kín để tránh bay hơi
2 Chuẩn bị 6 erlen 250mL Dùng buret để rót vào mỗi erlen 12,5mL(có thể dư nhưng
6 erlen phải có lượng axit bằng nhau) dung dịch HCl 0,01M, đậy kín Lấy từng Erlenaxit cho mỗi mốc thời gian để tránh axit bay hơi.
3 Đổ nhanh dung dịch NaOH vào dung dịch ester, đậy nút lại và lắc mạnh Thời điểmnày là thời điểm bắt đầu phản ứng t = 0
Trang 8III.2.2 THÍ NGHIỆM 2- Phản ứng ở nhiệt độ T = 400C
1 Điều chỉnh nhiệt độ của bể điều nhiệt 2 ở 400C
2 Chuẩn bị hai bình chứa dung dịch NaOH và ester với lượng dung dịch giống nhưthí nghiệm 1
3 Ngâm 2 bình đựng NaOH và ester vào bể điều nhiệt 2 trong 20 phút để cả 2 bìnhđạt nhiệt độ T = 400C rồi mới đổ NaOH vào ester cho phản ứng Lưu ý: trong quátrình phản ứng phải ngâm bình đựng hỗn hợp phản ứng trong bể điều nhiệt để giữnhiệt độ phản ứng không đổi.
4 Tiến hành thí nghiệm tương tự như thí nghiệm 1: Sau 5, 10, 20, 30, 40, 50 phút dùng pipet hút 25 mL hỗn hợp phản ứng trong bể điều nhiệt cho vào 1 erlen chứa acidHCl để dừng phản ứng.
5 Chuẩn độ HCl dư trong erlen trên bằng dung dịch NaOH 0,01M, chất chỉ thị là phenolphtalein Ghi lại thể tích dung dịch NaOH đã dùng để chuẩn độ V NaOH cđ
6 Sau 50 phút phản ứng, cho bình chứa hỗn hợp phản ứng vào bể điều nhiệt 1 rồi đunhoàn lưu cách thủy hỗn hợp phản ứng còn thừa đến 700C Giữ ở nhiệt độ đó trong
45 phút
7 Lấy bình chứa hỗn hợp phản ứng ra khỏi bể điều nhiệt, để nguội đến nhiệt độ phòng,sau đó lấy mẫu và chuẩn độ như trên Ở 700C phản ứng xảy ra rất nhanh nên sau 45 phút có thể coi phản ứng đã hoàn tất và dữ kiện thu được khi chuẩn độ NaOH lầnnày ứng với thời điểm t = và phản ứng đã phản ứng xong
Trang 9IV KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
IV.1 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THỰC TẾ THU ĐƯỢC
- Thể tích hỗn hợp dung dịch NaOH 0,01M và dung dịch acetatetyl 0,005M đã lấy ởmỗi thời điểm để chuẩn độ:
IV.2 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN
Công thức tính lượng NaOH đã phản ứng ở từng thời điểm trong hỗn hợp :
Vt NaOH pư= VHCl – VNaOH cđ
Tại thời điểm∞:
Trang 10VHCl : Lượng HCl để dừng phản ứng (mL)
Vt NaOH : Lượng NaOH đã phản ứng ở tại mốc thời gian t (mL)
V NaOH∞ pư: Lượng NaOH đã phản ứng tại thời điểm∞ (mL)
Trang 11Ta có =0.94<1 → thí nghiêm cho kết quả vẫn chưa hoàn toàn đúng
Nguyên nhân dẫn đến sai lệch:
- Thao tác thí nghiệm chưa chuẩn xác
- Hóa chất bay hơi dẫn đến sai nồng độ
- Độ chuẩn xác của các thiết bị dụng cụ
Trang 12Ta có =0.96<1 → thí nghiêm cho kết quả vẫn chưa hoàn toàn đúng
Nguyên nhân dẫn đến sai lệch:
- Thao tác thí nghiệm chưa chuẩn xác
- Hóa chất bay hơi dẫn đến sai nồng độ
- Độ chuẩn xác của các thiết bị dụng cụ
Trang 13Vt NaOH : Lượng NaOH đã phản ứng ở tại mốc thời gian t (mL)
V NaOH∞ pư: Lượng NaOH đã phản ứng tại thời điểm∞ (mL)
Nêu nguyên tắc tính năng lượng hoạt hóa của phản ứng khi biết hằng số tốc độ ở hainhiệt độ khác nhau: hằng số tốc độ phản ứng phụ thuộc tuyến tính vào nghịch đảo củanhiệt độ phản ứng
Thể tích NaOH dùng để chuẩn độ HCl (V NaOH cđ) tăng => thể tích dung dịch NaOH ban đầu
có trong hỗn hợp phản ứng (Vt NaOH pư) giảm
Khi V NaOH cđtăng => có nghĩa là lượng HCl trong dung dịch còn nhiều (mà HCl đóng vaitrò là chất phản ứng với NaOH để dừng phản ứng của NaOH và Este) => khi HCl còn
Trang 14nhiều có nghĩa là lượng NaOH trong hỗn hợp đang còn ít (có nghĩa là lượng NaOH đã phảnứng với Este càng nhiều) => lượng NaOH trong hỗn hợp giảm.
Trang 153 Nguyễn Anh Thư_62100736
4 Nguyễn Thị Minh Thư_62100738
I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
1 Đo độ dẫn điện của dung dịch chất điện ly (,, , ).
2 Cách đo độ dẫn điện của chất điện ly mạnh và chất điện ly yếu.
3 Tính độ phân ly và hằng số phân ly
II CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC TẾ
1 ĐỘ DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LY
Dung dịch điện ly được đặt vào điện trường giữa hai điện cực, các ion sẽ chuyển động vềcác điện cực trái dấu, tạo thành dòng điện đi qua dung dịch.
Công thức tính điện trở:
=
Với: là điện trở riêng, ứng với vật dẫn có = 1 và = 1
S và L là tiết diện và độ dài của lớp dung dịch nằm trong hình hộp
Độ dẫn điện là đại lượng nghịch đảo của điện trở:
Trang 16Độ dẫn điện đương lượng phụ thuộc vào nồng độ dung dịch: tăng khi nồng độ giảm và đạt đến giá trị độ dẫn điện đương lượng giới hạn khi nồng độ vô cùng loãng.
2 XÁC ĐỊNH ĐỘ DẪN ĐIỆN ĐƯƠNG LƯỢNG
Đối với chất điện ly yếu, độ dẫn điện không tuân theo định luật Kohlrausch I nên rất khó
để xác định nên phải áp dụng công thức:
= + −
3 XÁC ĐỊNH ĐỘ PHÂN LY và hằng số phân ly CỦA ACID YẾU
là độ dẫn điện đương lượng khi = 1 Dung dịch càng loãng, độ phân ly càng tiếngần đến 1 Vậy khi0 < < 1 , độ dẫn điện đương lượng thì bằng
Trang 17b) Dụng cụ
Máy đo độ dẫn Bình định mức100
Buret25 Becher100 Bình xịt nước cất
2 TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
Thực hiện các bước sau đối với các dung dịch,, ,
Từ các dung dịch ban đầu pha loãng thành 6 dung dịch Sử dụng bình định mức100
để pha loãng, thể tích dung dịch ban đầu được lấy như trong bảng:
Các dung dịch pha
loãng 1 2 3 4 5 6 Thể tích dung dịch ban
đầu để pha loãng ( ) 2.500 5.000 10.00 25.00 50.00 100.0
Đo độ dẫn của mỗi dung dịch khi mới pha xong.
Lưu ý:
- Trước khi thực hiện thí nghiệm cần đo độ dẫn điện của nướcc cất Nếu nước cất có
độ dẫn điện nhỏ hơn5 / thì mới được sử dụng để pha các dung dịch trong bài thí nghiệm
- Khi đo độ dẫn của các dung dịch phải đo lần lượt từ nồng độ thấp đến nồng độ cao
IV KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Độ dẫn điện riêng của nước cất:=3.17 5 /
Nhiệt độ môi trường: 29~30℃
Dung dịch pha loãng 1 2 3 4 5 6
Trang 19VẼ CÁC ĐỒ THỊ ( √ ) CHO MỖI DUNG DỊCH VÀ NGOẠI SUY GIÁ TRỊ
Dung dịch
là chất điện ly mạnh nên có sự liên hệ giữa nồng độ dẫn điện đương lượng và nồng
độ của dung dịch loãng biểu diễn bởi phương trình thực nghiệm của định luật KohlrauschI:
=
Từ đồ thị, ta có:=142.43298.3 => =298.3. −
Dung dịch
Trang 20 là chất điện ly mạnh nên có sự liên hệ giữa nồng độ dẫn điện đương lượng và nồng
độ của dung dịch loãng biểu diễn bởi phương trình thực nghiệm của định luật KohlrauschI:
=
Từ đồ thị, ta có:=344.75124.09 => =124.09. −
Dung dịch
là chất điện ly mạnh nên có sự liên hệ giữa nồng độ dẫn điện đương lượng
và nồng độ của dung dịch loãng biểu diễn bởi phương trình thực nghiệm của định luậtKohlrausch I:
Trang 22V TRẢ LỜI CÂU HỎI
1 Hãy cho biết các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẫn điện của dung dịch chất điện ly
Một số yếu tố ảnh hưởng đến dung dịch chất điện ly:
- Nồng độ chất điện ly: nồng độ chất điện ly tăng thì độ dẫn điện của dung dịch tăng.
- Dung môi: một số dung môi có thể làm tăng độ dẫn điện của dung dịch.
- Nhiệt độ: nhiệt độ môi trường có thể làm thay đổi độ dẫn điện của dung dịch.
Còn có thể do một vài yếu tố như: chất xúc tác, áp suất,
2 Cho 3 ví dụ về chất điện ly yếu và tra cứu hằng số phân ly của các chất điện ly này.
Các ví dụ về chất điện ly yếu và hằng số phân ly của các chất điện ly này:
Trang 23BÀI 8
SỐ T Ả I ION
Nhóm: 04 Tên thành viên:
1 Nguyễn Thị Minh Thư – 62100738
2 Nguyễn Phương Thiên Nhi – 62101016
3 Nguyễn Anh Thư – 62100736
4. Đỗ Ngọc Quỳnh Như – 62100190
gày TN : 12/09/2023
I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Làm quen với phương pháp xác định số tải bằng phương pháp Hittorf.
Áp dụng xác định số tải của các ion H+ và SO42- trong dung dịch H2SO4.
II CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ NGUYÊN TẮC
Trong dung dịch, chất điện ly phân ly thành cation và anion Khi áp một điện thế vào, dướitác dụng của điện trường, các ion chuyển động về các điện cực trái dấu Mỗi loại ion khi
di chuyển về điện cực sẽ tải một phần điện lượng xác định Tỷ số giữa điện lượng mang bởi một loại ion qua tiết diện của chất điện ly và tổng điện lượng đi qua tiết diện của chấtđiện ly gọi là số tải của ion đó.
= ∑
Trong đó: ti: là số tải của ion.
qi: điện lượng tải bởi ion i.
Trong dung dịch có nhiều loại ion :∑ = 1
Nếu dung dịch chỉ chứa một loại cation và một loại anion, số tải của mỗi ion được tính
bằng biểu thức:
+ = + + − = + + −
− = + − − = + − −
Trong đó: t+, t-: số tải của cation và anion.
q+, q-: điện lượng do cation và anion tải.
+, −: độ dẫn điện đương lượng giới hạn của cation và anion.
+ − =
Số tải của ion phụ thuộc vào linh độ của ion, bản chất dung môi, nồng độ, nhiệt độ và cácloại ion khác cùng tồn tại trong dung dịch.
Trang 24III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
1.Chuẩn bị và dụng cụ thí nghiệm:
Hóa chất Dụng cụ Số lượng
- Dung dịch H2SO40,2N − Bình Hittorf 01
- Dung dịch NaOH 0,1N − Bộ nguồn 01
- Dung dịch CuSO4 0,1M − Điện cực Pt 02
Trang 25- Lắp sơ đồ thí nghiệm như sau:
- Lắp 2 điện cực Cu vào Coloumb kế: dây đỏ là cực âm, dây vàng là cực dương
- Dùng ống đong xác định thể tích H2SO4cho vào 2 nhánh của bình Hittorf, mỗi bên có thể tích 70ml
H2SO4 sao cho cột chất lỏng trong 2 nhánh cao bằng nhau
- Gắn 2 cực Pt vào 2 nhánh của bình Hittorf
b/ Tiến hành điện phân
- Sau khi kiểm tra mạch điện đạt độ an toàn, ta bật điện cho hệ thống hoạt động Thực hiện việc điện phân trong 1 giờ với cường độ 200mA
- Trong khi chờ điện phân ta đi chuẩn độ dung dịch H2SO4 ban đầu 3 lần bằng NaOH (mỗi lần 10ml)
- Khi kết thúc điện phân, nhấc catod đồng ra rồi mới ngắt mạch điện Rửa sạch catod bằng nước cất,tráng bằng etanol, làm khô trong không khí và cân lại khối lượng để xác định độ tăng trọng lượng của
Cu trong quá trình điện phân
Trang 26- Đổ dung dịch H2SO4trong 2 ngăn anod và catod của bình Hittorf ra 2 becher rồi khuấy đều Sau đóchuẩn độ mỗi dung dịch đó 3 lần bằng NaOH, mỗi lần 10ml
IV KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Thể tích dung dịch H2SO4 cho vào trong bình Hittorf:
V NaOH 0.1N (mL) Ngăn Anode Cathode Ngăn
Trang 27CNH2SO4: nồng độ đương lượng H2SO4(N)
CN NaOH: nồng độ đương lượng NaOH (N)
Cathode
(sau điện phân)
70 70 10 20,00 20,90 19,46 -0,0090 0,6300 x10 -3 0,0054 0,3780 x10 -3
Trong đó:
Va, Vclà thể tích dung dịch H2SO4lần lượt trong ngăn anod và catod (L).
Trang 28∆Ca, ∆Cclà biến thiên nồng độ đương lượng của H2SO4tại hai ngăn anod và catod (đlg/L).
∆C =
C NaoH: nồng độ đương lượng của dung dịch NaOH (đlg/L).
VH2SO4: thể tích dung dịch H2SO4 được lấy để chuẩn độ.
VoNaOH, V NaOH: lần lượt là thể tích dung dịch NaOH dùng để chuẩn độ thể tích
VH2SO4, của dung dịch H2SO4 ban đầu và dung dịch H2SO4sau khi điện phân.
Tính số tải của các ion:
.
II TRẢ LỜI CÂU HỎI
1 Số tải cation và số tải anion của dung dịch HCl lần lượt là 0.823 và 0.177, hãy cho biết tại sao
có sự chênh lệch đáng kể này.
- Vì cation H+ chỉ có 1 proton và bán kính nguyên tử nhỏ hơn nhiều so với anion Cl- Vì số tải phụthuộc vào tốc độ di chuyển của ion nên kết luận cation H+ sẽ di chuyển nhanh hơn và từ đó số tảicủa nó sẽ lớn hơn anion Cl-
2. Tại sao trong bài TN ta chỉ cân khối lượng cathode của Coloumb kế mà không cân anode?
Vì ở Coloumb kế xảy ra các quá trình điện phân
- Điện cực cathode (-) diễn ra phản ứng Cu2+ + 2e→ Cu làm tăng khối lượng Cu bám trên Coloumb
kế đồng ban đầu
- Điện cực anode (+) xảy ra phản ứng Cu – 2e→ Cu2+không sinh ra thêm đồng
Trang 29Trong quá trình oxy hóa, thanh Cu trên catod sẽ nhận e 2+ để tạo lượng Cu tăng lên này xácđịnh điện lượng qua dung dịch theo định luật Faraday:
=×
Trong đó :
-m là khối lượng chất phóng thích ở điện cực( số gam Cu tăng lên so với ban đầu)
- n là số điện tích phóng thích ( số điện tích cation di chuyển về anod)
- A là nguyên tử gam chất phóng thích
Trang 303 Nguyễn Anh Thư_62100736
4 Nguyễn Thị Minh Thư_62100738
I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Khảo sát khả năng hấp thụ của chất hấp phụ than hoạt tính và chất bị hấp phụ axit axetic,sau đó thiết lập các đường đẳng nhiệt tương ứng để tìm ra quy luật để so sánh với kết quảthực nghiệm thông qua tỉ số hồi lưu
II CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ NGUYÊN TẮC
− Sự hấp phụ ( Adsorption) là sự tăng lên của các chất bị hấp phụ trên 1 bề mặt chấthấp phụ Nghĩa là phân tử chất bị hấp phụ vẫn nằm trên bề mặt của chất hấp phụ.
− Tùy vào lực liên kết giữa các chất bị hấp phụ và các chất hấp phụ thì ta chia ra làm
2 loại: Hấp phụ vật lí và hấp phụ hóa học
− Những lực liên kết của hấp phụ vật lí thường là lực liên kết van de Waals hay làliên kết, hấp phụ vật lí thường diễn ra ở nhiệt độ thấp, tỏa ra một nhiệt lượngnhỏ Còn lực liên kết giữa các hấp phụ hóa học thường là liên kết cộng hóa trịhoặc là liên kết ion nên sẽ xảy ra ở nhiệt độ cao hơn, tỏa ra 1 nhiệt lượng lớn hơn.
− Quá trình hấp phụ: chất bị hấp phụ sẽ tiến đến chất hấp phụ thông qua quá trìnhkhuếch tán, bề mặt chất hấp phụ càng nhãn thì tốc độ hấp phụ càng nhanh,các bềmặt chất hấp phụ càng gồ ghề càng có nhiều rãnh hay lỗ thì lúc đó tốc độ hấp phụ
sẽ chậm hơn Tuy nhiên lúc này bề mặt diện sẽ lớn hơn do đó sẽ hấp phụ đượcnhiều hơn Hấp phụ là 1 quá trình ưu tiên( ví dụ trong không khí sẽ bao gồm cáchỗn khí như , , và hơi nước Mặc dù hơi nước chiếm thành phần rất nhỏtuy nhiên nó vẫn được ưu tiên hấp phụ bởi Silica).
− Lượng chất bị hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như:
• Bản chất của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ
• Nồng độ chất tan
• Nhiệt độ
− Nhiệt động lực học của quá trình hấp phụ:∆ = ∆ ∆
− Quá trình hấp phụ là 1 quá trình tỏa nhiệt nên∆<
− Ban đầu là những phân tử khí của hệ sẽ chuyển động hỗn loạn nhưng sau khi quátrình hấp phụ diễn ra các phân tử khí sẽ sắp xếp trật tự hơn thì lúc này ∆ <.Vậy để quá trình được tự diễn ra thì∆ < 0 (∆<∆) và khi∆ = 0 thì hệ sẽcân bằng.
− Độ hấp phụ (a): =