BÁO cáo THÍ NGHIỆM hóa đại CƯƠNG bài 2 NHIỆT PHẢN ỨNG

Mục đích thí nghiệm : Trong thí nghiệm này , chúng ta sẽ đo được hiệu ứng nhiệt của các phản ứng khác nhau và kiểm tra lại định luật Hess “ Hiệu ứng nhiệt của quá trình hóa học đẳng áp

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA VÔ CƠ

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

GVHD: (điền tên + học vị cô Hiếu)

(tên + học vị cô Uyên)

Nhóm Lớp: L65 Nhóm số: (số)

Họ & tên thành viên MSSV

2 Đinh Thiên Phước Lộc

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2022

Khoa đã tài trợ cho chúng em cơ sở vật chất để hoàn thành thí nghiệm một cách xuất sắc.

Phụ Lục

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG

I Mục đích thí nghiệm :

Trong thí nghiệm này , chúng ta sẽ đo được hiệu ứng nhiệt của các phản ứng khác

nhau và kiểm tra lại định luật Hess “ Hiệu ứng nhiệt của quá trình hóa học đẳng

áp hay đẳng tích chỉ phụ thuộc vào bản chất và trạng thái của các chất đầu và sản phẩm chứ không phụ thuộc và đường đi của quá trình ”

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

 Cách tiến hành thí nghiệm :

- Lấy 50 ml nước ở nhiệt độ phòng cho vào bencher bên ngoài đo nhiệt độ t 1

- Lấy 50 ml nước khoảng 60 0 C cho vào nhiệt lượng kế Sau khoảnh 2 phút đo nhiệt độ t 2

- 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 t 3

Nhiệt độ nhóm đo được sau khi thực hành :

11 ≈ 2.27

m 0 c 0 =mc ( t 3 −t 1 ) − (t ¿¿ 2−t 3 )

t 2 −t 3 =50. ( 49−26 ) −(71−49)

71−49 ≈ 2.27 ¿

 Kết quả thu được :

Nhiệt dung của nhiệt lượng kế khoảng 2.27 (cal)

2 Thí nghiệm 2: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa

 Cách tiến hành thí nghiệm :

HCl + NaOH → NaCl + H 2 O

- Dùng buret lấy 25 ml dung dịch NaOH 1M cho vào becher 100 ml để bên ngoài

Đo nhiệt độ t 1

- Dùng buret lấy 25 ml dung dịch HCl 1M cho vào nhiệt lượng kế Đo nhiệt độ t 2

- Dùng phễu đổ nhanh becher chưa dung dịch NaOH vào HCl chứa trong nhiệt lượng kế Khuấy đều dung dịch trong nhiệt lượng kế Đo nhiệt độ t 3

- Cho nhiệt dung riêng của dung dịch muối 0.5M là 1 cal/g.độ , khối lượng riêng là 1.02 g/ml

Nhiệt độ nhóm đo được sau khi thực hành :

 Công thức tính :

Q= ( m 0 c 0 +m HCl c H Cl +m NaOH c NaOH ) ( t 3 − t 1 +t 2

2 )

 Q 1 = ( 2.27+25+25 ) ( 31.5−26+25 2 ) ≈ 313.62

 Q 2 = ( 2.27+25+25 ) ( 31−25+25 2 ) ≈313.62

 Q=313.62

ΔH = Q

n =313.62 0.025 ≈12544.8

 Kết quả thu được :

Q=313.62(cal)

ΔH ≈ 12544.8( cal mol )

 Kết luận :

- Do Q > 0 => Phản ứng trung hòa là phản ứng thu nhiệt

3 Thí nghiệm 3: Nhiệt hòa tan của CuSO 4

 Cách tiến hành thí nghiệm :

- Cho vào nhiệt lượng kế 50 ml nước Đo nhiệt độ t 1

- Cân 4 g CuSO 4 khan

- Cho nhanh 4 g CuSO 4 vừa cân vào nhiệt lượng kế , khuấy đều cho CuSO 4 tan hết Đo nhiệt độ t 2

Nhiệt độ nhóm đo được sau khi thực hành :

Q= ( m 0 c 0 +m H 2 0 c H 2 0 +m CuS 0 4 c CuS 0 4 ) ( t 2 −t 1 )

 Q 1 = ( 2.27+50+4 )( 35−28 ) =393.89(cal)

 Q 2 = ( 2.27+50+4 )( 33−27 ) =337.62(cal)

 Q= ¿

ΔH = Q n

 ΔH 1 = 393.89 0.025 =15755.6( cal mol )

 ΔH 2 = 337.62

0.025 =13504.8 ( cal mol )

 Δ H = ¿

 Kết quả thu được :

Q= ¿

Δ H = ¿

 Kết luận :

- Do Q>0 => Phản ứng hòa tan của CuSO 4 là phản ứng tỏa nhiệt

4 Thí nghiệm 4: Nhiệt hòa tan của NH 4 Cl

 Cách tiến hành thí nghiệm

- Cho vào nhiệt lượng kế 50 ml nước Đo nhiệt độ t 1

- Cân 4 g NH 4 Cl

- Cho nhanh 4 g NH 4 Cl vừa cân vào nhiệt lượng kế , khuấy đều cho NH 4 Cl tan hết Đo nhiệt độ t 2

Nhiệt độ nhóm đo được sau khi thực hành :

 Công thức tính :

Q= ( m 0 c 0 +m H 2 0 c H 2 0 +m NH 4 Cl c NH 4 Cl ) ( t 2 −t 1 )

 Q 1 = ( 2.27+50+4 )( 23−2 6.5 ) =−196.945(cal)

 Q 2 = ( 2.27+50+4 )( 22−26 ) =−225.08 (cal)

 Q= ¿

ΔH = Q n

 ΔH 1 =−196.945 8

107

=−2634.14( cal mol )

 ΔH 2 =−225.08 8

107

=−2010.445( cal mol )

 Δ H = ¿

 Kết quả thu được :

Q= ¿

Δ H = ¿

 Kết luận :

- Do Q<0 => Phản ứng hòa tan của NH 4 Cl là phản ứng thu nhiệt.

III Trả lời câu hỏi :

1 ∆Htb của phản ứng HCl+NaOH → NaCl+H2O sẽ được tính theo số mol HCl hay NaOH khi cho 25ml dd HCl 2M tác dụng với 25ml dd NaOH 1M.Tại sao?

 Trả lời:

n NaOH = 1 0,025 = 0.025 (mol)

n HCl = 2 0.025 = 0.06 (mol) => Tính theo NaOH vì NaOH phản ứng hết , HCl dư

2 Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi hay không?

 Trả lời:

Nếu thay thế thì kết quả thí nghiệm 2 không thay đổi vì HCl và HNO 3 là acid mạnh phân lý hoàn toàn và đồng thời thí nghiệm 2 là phản ứng trung hòa

3 Tính ∆H 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 sunphat đồng bị ẩm

- Do lấy nhiệt dung riêng dung dịch sunphat đồng bằng 1 cal/mol.độ

Theo em sai số nào là quan trong nhất, giải thích? Còn nguyên nhân nào khác không?

 Trả lời:

- Theo em mất nhiệt lượng do nhiệt lượng kế là quan trọng nhất vì do trong quá trình thao tác không chính xác,nhanh chóng dẫn đến thất thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài.

- Sunphat đồng khan bị hút ẩm ,lấy và cân không nhanh và cẩn thận dễ

làm cho CuSO 4 hút ẩm nhanh ảnh hưởng đến hiệu ứng nhiệt CuSO4 5H 2 O.

BÀI 4 : XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

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

- Xác định bậc của phản ứng phân hủy Na 2 S 2 O 3 trong môi trường acid bằng thực nghiệm

1 Xác định bậc phản ứng của Na2S2O3

 Cách tiến hành thí nghiệm

- Dùng pipet vách lấy acid cho vào ống nghiệm

- Dung buret cho H 2 O vào 3 bình tam giác trước Sau đó tráng buret bằng Na 2 S 2 O 3 0,1M rồi tiếp tục dùng buret để cho Na 2 S 2 O 3 vào các bình cầu

- Chuẩn bị đồng hồ bấm giây

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

o Đổ nhanh acid trong ống nghiệm vào bình tam giác

o Bấm đồng hồ

o Lắc nhẹ bình tam goác cho đến khi thấy dung dịch vừa chuyển sang đục thì bấm đồng

hồ lần nữa và đọc Δt

- Lặp lại mỗi thí nghiệm 1 lần nữa để tính giá trị trung bình

Na 2 S 2 O 3 [H 2 SO 4 ]

Từ Δt tb của TN 1 và TN 2 xác định được m 1 (tính mẫu )

m 1 =

lg t 1

t 2

lg 2 =1

Từ Δt tb của TN 2 và TN 3 xác định được m 2 (tính mẫu )

m 1 =

lg t 2

t 3

lg2 =0.89

 Kết quả thu được

Bậc phản ứng theo Na 2 S 2 O 3 ¿ m 1 +m 2

2 =0.945

 Kết luận bậc phản ứng

Bậc phản ứng theo Na 2 S 2 O 3 ¿ m 1 +m 2

2 =0.945

2 Xác định bậc phản ứng của H2SO4

 Cách tiến hành thí nghiệm

Làm tương tự cách tiến hành xác định bậc phản ứng Na 2 S 2 O 3

Na 2 S 2 O 3 [H 2 SO 4 ]

Từ Δt tb của TN 1 và TN 2 xác định được n 1 (tính mẫu )

n 1 =

lg t 1

t 2

lg2 =0.221

Từ Δt tb của TN 2 và TN 3 xác định được n 2 (tính mẫu )

n 1 =

lg t 2

t 3

lg2 =0.061

 Kết quả thu được

Bậc phản ứng theo H 2 SO 4 ¿ n 1 +n 2

2 =0.1405

 Kết luận bậc phản ứng

Bậc phản ứng theo H 2 SO 4 ¿ n 1 +n 2

2 =0.1405

1 Trong thí nghiệm trên,nồng độ [Na2S2O3] và của [H2SO4 ] đã ảnh hưởng thế nào lên vận tốc phản ứng.Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng

Xác định bậc của phản ứng?

 Trả lời :

o Nồng độ [Na 2 S 2 O 3 ] tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng

o Nồng độ [H 2 SO 4 ] hầu như không ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng

o Biểu thức vận tốc :

v= k [Na2S2O3] 0.945 [H2SO4 ] 0.1405

o Bậc phản ứng : 0.945 + 0.1405 =1.0855

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

[H2SO4 ] + [Na2S2O3 ] → Na2SO4 + H2S2O3 (1) H2S2O3 → H2SO3 + S↓ (2)

Dựa vào kết quả thí nghiệm có thể kết luận phản ứng (1) hay (2) là phản ứng quyết định vận tốc phản ứng xảy ra nhanh hay chậm không ? Tại sao ? Lưu ý các phản ứng trên , lượng acid [H2SO4 ] luôn dư so với [Na2S2O3]

 Trả lời :

(1) Là phản ứng trao đổi ion nên tốc độ phản ứng xảy ra rất nhanh (2) Là phản ứng tự oxh khử nên tốc độ xảy ra rất chậm

3 Dựa trên cơ sở của phương pháp thí nghiệm thì vận tốc xcas định được trong các thí nghiệm được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời ?

 Trả lời :

Vận tốc được xác định bằng ΔC Δt vì ΔC ≈ 0 (biến thiên nồng độ của lưu huỳnh không đánh kể

trong khoảng thời gian Δt) nên vận tốc trong các thí nghiệm trên được xem là vận tốc tức thời.