Môn học hoá lý 2 báo cáo thực hành hoá lý 2

Trong dung dịch tốc độ phản ứng trung bình của 1 phản ứng hóa học được xác định bằng biến thiên nồng độ của 1 chất trong 1 đơn vị thời gian.. - Hằng số tốc độ K là hằng số tỷ lệ cho biết

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

- -

MÔN HỌC : HOÁ LÝ 2

BÁO CÁO THỰC HÀNH HOÁ LÝ 2

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Hồng Nguyên

NHÓM 2 – THỨ 6 Phạm Văn Hoàng Phúc – 22139088 Trần Trọng Ninh – 22139085 Trẫn Vĩnh Nghi – 22139063 Bùi Tấn Lộc – 22139049 Trương Đình Phi Long - 22139051

Võ Tuấn Anh – 22139005

Thủ Đức, tháng 6 năm 2024

Mục lục

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 4

BÀI 1: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG 5

I MỤC ĐÍCH 5

II DỤNG CỤ - HÓA CHẤT 5

1 Dụng cụ : 5

2 Hóa chất: 5

III THỰC HÀNH 5

1 Xác định bậc phản ứng theo Na 2 S 2 O 3 5

2 Xác định bậc phản ứng theo H 2 SO 4 5

IV KẾT QUẢ 6

1 Xác định bậc phản ứng theo Na 2 S 2 O 3 6

2 Xác định bậc phản ứng theo H 2 SO 4 6

V CÂU HỎI 7

1 Trình bày khái niệm về tốc độ của phản ứng hóa học? Hằng số tốc độ của một phản ứng 7

2 Phân biệt bậc của phản ứng? 7

3 Phản ứng một chiều bậc nhất, phản ứng một chiều bậc hai là gì? 7

BÀI 2: XÚC TÁC ĐỒNG THỂ PHẢN ỨNG PHÂN HỦY H 2 O 2 8

I MỤC ĐÍCH 8

II CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ NGUYÊN TẮC 8

III DỤNG CỤ - HÓA CHẤT 8

1 Dụng cụ: 8

2 Hóa chất: 8

IV THỰC HÀNH 8

V KẾT QUẢ 8

1 Kết quả thô 9

2 Kết quả tính 9

VI Câu hỏi 9

1 Thế nào là chất xúc tác? Tác dụng của xúc tác đồng thể và xúc tác dị thể? 9

2 Chu kì bán hủy là gì ? 10

3 Năng lượng hoạt hóa là gì ? Nhận xét gì về giá trị năng lương hoạt hóa tính từ kết quả thí nghiệm? 10 BÀI 3 : HẤP PHỤ TRONG DUNG DỊCH TRÊN 11

I MỤC ĐÍCH 11

II DỤNG CỤ - HÓA CHẤT 11

1 Dụng cụ 11

2 Hóa chất 11

III THỰC HÀNH 11

IV KẾT QUẢ 12

1 Báo cáo kết quả thô thể tích NaOH chuẩn độ (ml) 12

2 Kết quả tính toán 12

Đồ thị log  theo logC: 13

Đồ thị C/ theo C: 13

V Câu hỏi: 14

1 Hãy nhận xét biểu thị sự hấp phụ CH3COOH trên than hoạt tính bằng đường đẳng nhiệt Freundlich hay Langmuir là thích hợp nhất 14

2 Đường đẳng nhiệt Freundlich có dạng thế nào khi 1/n =0, 1/n =1, 0<1/n <1 Trong mỗi trường hợp, hiện tượng hấp phụ xảy ra như thế nào? 14

3 Đường đẳng nhiệt Langmuir có dạng thế nào ở nồng độ C thật nhỏ? Ở C thật lớn? Ở điều kiện nào, các đường Langmuir và Freundlich có dạng tương tự nhau 14

Bài 4: CÂN BẰNG LỎNG – RẮN 16

I DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT 16

1 Dụng cụ: 16

2 Hóa chất 16

II CÁCH TIẾN HÀNH 16

III KẾT QUẢ 16

1 Kết quả thô 16

Bảng Nhiệt độ hỗn hợp ở từng thời điểm của 8 ống nghiệm 17

2 Kết quả tính 18

3 Nhận xét và chú thích: 19

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TP Hồ Chí Minh, tháng 4 năm 2024

Giáo viên hướng dẫn Th.S Nguyễn Hồng Nguyên

Chữ ký

BÀI 1: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

I MỤC ĐÍCH

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

- Xác định bậc của phản ứng phân huỷ Na2S2O3 trong môi trường acid bằng thực nghiệm

II DỤNG CỤ - HÓA CHẤT

1 Dụng cụ :

- Bình cầu 1 cổ: 3 cái

- Ống nghiệm: 6 cái

- Pipet 5ml: 1 cái

- Pipet 10ml: 1 cái

2 Hóa chất:

- Dung dịch Na2S2O3 0,1M

- Dung dịch H2SO4 0,4M

- Nuớc cất

III THỰC HÀNH

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

* Chuẩn bị 3 ống nghiệm đựng acid và 3 bình đáy bằng đựng Na2S2O3 và H2O theo bảng sau:

- Cho acid vào các ống nghiệm theo bảng số liệu

- Lần lượt cho H2O và Na2S2O3 0,1M vào 3 bình cầu

- Chuẩn bị đồng hồ bấm giây

- Lần lượt cho phản ứng từng cặp “ống nghiệm và bình cầu” như sau:

+ Đổ nhanh acid trong ống nghiệm vào bình cầu

+ Bấm đồng hồ

+ Lắc nhẹ bình cầu cho đến khi vừa thấy dung dịch chuyển sang đục thì bấm đồng

hồ lần nữa

+ Đọc Dt

+ Lặp lại mỗi thí nghiệm 2 lần nữa để lấy giá trị trung bình

2 Xác định bậc phản ứng theo H 2 SO 4

* Làm tương tự phần a với lượng acid và Na2S2O3 theo bảng sau:

STT

Ống nghiệm

V(ml) H2SO4 0,4M

Bình cầu V(ml) Na2S2O3 0,1M H2O

1

2

3

8

8

8

4

8

16

28

24

16

STT Ống nghiệm

V(ml) Na2S2O3 0,1M

Bình cầu V(ml) H2SO4 0,4M H2O

1

2

3

8

8

8

4

8

16

28

24

16

IV KẾT QUẢ

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

Tính giá trị bậc phản ứng theo Na2S2O3

- Từ Δttb của thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2 xác định m1

m1 =

log𝑡1𝑡2

log 2 = 0,82

- Từ Δttb của thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3 xác định m2

m2 = log

𝑡2

𝑡3

log 2 = 1,24 ➔bậc phản ứng theo Na2S2O3 = m1+𝑚2

2 = 1,03

2 Xác định bậc phản ứng theo H 2 SO 4

STT

Ống nghiệm V(ml) Na2S2O3 0,1M

Bình cầu

Δt1 (s) Δt2 (s) Δttb (s)

V(ml) H2SO4 0,4M

H2O

- Từ Δttb của thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2 xác định n1

n1 = log

𝑡1

𝑡2

log 2 = 0,101

- Từ Δttb của thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2 xác định n2

STT

Ống nghiệm

V(ml) H2SO4 0,4M

Bình cầu

Δt1 (s) Δt2 (s) Δttb (s) V(ml) Na2S2O3 0,1M H2O

n2 = log

𝑡2

𝑡3

log 2 = 0,138 ➔ bậc phản ứng theo H2SO4 = n1+𝑛2

2 = 0,12

V CÂU HỎI

1 Trình bày khái niệm về tốc độ của phản ứng hóa học? Hằng số tốc độ của một phản ứng

- Vận tốc phản ứng được định nghĩa là đại lượng đặc trưng cho diễn biến nhanh hay chậm của 1 phản ứng hóa học Trong dung dịch tốc độ phản ứng trung bình của 1 phản ứng hóa học được xác định bằng biến thiên nồng độ của 1 chất trong 1 đơn vị thời gian

- Hằng số tốc độ K là hằng số tỷ lệ cho biết mối quan hệ giữa nồng độ mol của chất phản ứng và tốc độ của 1 phản ứng hóa học Hằng số tốc độ có thể được tìm thấy bằng thực nghiệm, sử dụng nồng độ mol của các chất phản ứng và thứ tự phản ứng Các đơn vị của hằng số tốc độ phụ thuộc vào bậc phản ứng.Hằng số tốc độ không phải là hằng số thực, vì giá trị của nó phụ thuộc vào nhiệt độ và các yếu tố khác

2 Phân biệt bậc của phản ứng?

- Bậc phản ứng của 1 chất: chính là số mũ của chất đó trong phương trình động học,

là đại lượng đặc trưng cho mức độ phụ thuộc của tốc độ phản ứng và nồng độ của các chất tham gia phản ứng

- Bậc tổng của phản ứng: là tổng các bậc phản ứng của các chất trong phương trình động học Nếu tổng số mũ đó là 1,2,3,…Thì phản ứng được gọi là phản ứng bậc 1, bậc 2, bậc 3

+ Đối với các phản ứng đơn giản, bậc phản ứng trùng phân tử số

+ Trong các phản ứng phức tạp, bậc phản ứng được xác định bới giai đoạn chậm nhất nên bậc của phản ứng không trùng với phân tử số

+ Bậc phản ứng có thể bằng không hoặc không phải là số nguyên

3 Phản ứng một chiều bậc nhất, phản ứng một chiều bậc hai là gì?

- Phản ứng 1 chiều bậc nhất có dạng: A-> Sản phẩm

- Phản ứng 1 chiều bậc 2 có dạng:

+ Dạng 2A-> Sản phẩm

+ Dạng A+B-> Sản phẩm

BÀI 2: XÚC TÁC ĐỒNG THỂ PHẢN ỨNG PHÂN HỦY H2O2

I MỤC ĐÍCH

- Xác định hằng số tốc độ, chu kì bán hủy và năng lượng hoạt hóa của phản ứng phân hủy H2O2 với ion Cu2+ là chất xúc tác

II CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ NGUYÊN TẮC

- H2O2 tự phân hủy theo phản ứng sau:

H2O2 H2O + ½ O2

- Tốc độ của phản ứng tăng nhanh khi có xúc tác Pt, muối và oxyt của các kim loại chuyển tiếp,…

- Phản ứng tiến hành qua 2 giai đoạn:

1 HOOH O2 + 2H+ chậm

2 HOOH + 2H+ 2H2O nhanh

2H2O2 2H2O + O2

- Tốc độ phản ứng được xác định bởi giai đoạn 1 và do đó phản ứng xảy ra theo bậc 1

III DỤNG CỤ - HÓA CHẤT

1 Dụng cụ:

- Erlen 100ml: 5 cái

- Buret 25ml:1 cái ‘

- Pipet 10ml:4 cái

- Bể điều nhiệt : 1 cái

2 Hóa chất:

- H2O2

- H2SO4 10%

- CUSO4 0.05N

- KMNO4 0.01N

IV THỰC HÀNH

- Tiến hành lấy 20 ml dung dịch H2O2 5% cho vào 1 bình nón và lấy 10ml dung dịch CUSO4 0.005N cho vào 1 bình nón khác

- Đặt cả hai bình nón này vào nồi ở cùng nhiệt độ ( 300C) trong 20- 30p Sau đó trộn dung dịch H2O2 vào dung dịch CUSO4 và để ngay hỗn hợp này vào nồi

- Lấy 2ml hỗn hợp phản ứng cho vào 1 bình nón đã có sẵn 2ml H2SO4 10% rồi chuẩn

độ với KMNO4 0.001N Khi bắt đầu nhỏ giọt KMNO4 đầu tiên thì ghi thời gian ( bấm thì kế) Đó là thời điểm t=0 Ghi số ml KMNO4 đã dùng

- Sau 5, 10, 15, 20, và 30p lại lấy 2 ml mẫu thử đem chuẩn độ

V KẾT QUẢ

1 Kết quả thô

Thời gian ( phút ) t=0 t=5 t=10 t=15 t=20 t=30 KMNO4 (ml) 1 ml 0.9ml 0.79ml 0.67ml 0.59ml 0.5ml

2 Kết quả tính

- Vì sự phân hủy H2O2 trong dung dịch nước là phản ứng bậc 1, ta có :

• K = 1

t ln a

a−x

- Vì hằng số tốc độ của phản ứng bậc 1 không phụ thuộc vào cách biểu diễn nồng

độ, nên có thể thay nồng độ đầu a bằng thể tích KMNO4 đã dùng để chuẩn độ H2O2 tại thời điểm t = 0 giá trị a-x thay thế bằng thể tích KMNO4 dùng để chuẩn độ ở thời điểm t

- Ở nhiệt độ 300C , hằng số tốc độ phản ứng ở mỗi thời điểm là:

- K1=1

5ln1

0.9= 0.021 ( phút -1 )

- K2=1

10ln 1

0.79=0.023 ( phút -1 )

- K3=1

15ln 1

0.67= 0.026 ( phút -1 )

- K4=1

20ln 1

0.59= 0.026 ( phút -1 )

- K5=1

30ln 1

0.5= 0.023 ( phút -1 )

- K trung bình = k1+k2+k3+k4+k5

5 = 0.0238 ( phút -1 )

+ Chu kì bán hủy ( ở 300C):

• t1/2=ln2

Ktb= 29.12

VI Câu hỏi

1 Thế nào là chất xúc tác? Tác dụng của xúc tác đồng thể và xúc tác dị thể?

- Quá trình xúc tác là quá trình làm thay đổi tốc độ của một phản ứng hóa học của một hay nhiều chất phản ứng, nhờ vào sự tham gia của một chất thêm vào gọi

là chất xúc tác

- Xúc tác đồng thể là xúc tác trong đó chất xúc tác ở cùng pha với chất phản ứng

Xúc tác dị thể là xúc tác trong đó chất xúc tác ở khác pha với chất phản ứng.Chất xúc tác dị thể thường là chất rắn và phản ứng xảy ra trên bề mặt chất xúc tác Thường gặp nhất là những hệ xúc tác dị thể gồm pha rắn và pha khí (các chất tham gia phản ứng và sản phẩm phản ứng

2 Chu kì bán hủy là gì ?

- Chu kỳ bán rã , trong phóng xạ , là khoảng thời gian cần thiết để một nửa số hạt nhân nguyên tử của mẫu phóng xạ phân rã (thay đổi một cách tự phát thành các loại hạt nhân khác bằng cách phát ra các hạt và năng lượng), hoặc, tương đương, khoảng thời gian cần thiết để số lần phân rã trong một giây của một chất phóng xạ giảm đi một nửa

3 Năng lượng hoạt hóa là gì ? Nhận xét gì về giá trị năng lương hoạt hóa tính từ kết quả thí nghiệm?

- Năng lượng hoạt hóa của chất là năng lượng tối thiểu cần cung cấp cho các tiểu phân để chúng trở thành hoạt động (có khả năng phản ứng)

BÀI 3 : HẤP PHỤ TRONG DUNG DỊCH TRÊN

BỀ MẶT CHẤT HẤP PHỤ RẮN

I MỤC ĐÍCH

- Khảo sát sự hấp phụ acid acetic trong dung dịch trên than hoạt tính và thiết lập các đường đẳng nhiệt hấp phụ tương ứng

II DỤNG CỤ - HÓA CHẤT

1 Dụng cụ

- Becher: 6 cái

- Phễu lọc: 6 cái

- Buret 25ml: 1 cái

- Erlen 100ml: 5 cái

- Pipet 10ml: 3 cái

2 Hóa chất

- CH3COOH 0,2M

- Nước cất

- NaOH: 0.1N

- Phenolphtalein 1%

III THỰC HÀNH

- Dùng acid acetic CH3COOH 0,2M và nước cất, pha loãng các dung dịch sau trong 6 bình nón có nút nhám :

- Lắc đều các bình vừa pha

- Dùng cân phân tích cân 6 mẫu than hoạt tính, mỗi mẫu 1g

- Cho vào mỗi bình chứa dung dịch CH3COOH một mẫu than, đậy nút lắc mạnh trong vài phút Để yên 10 phút rồi lắc mạnh vài phút Để yên 30 phút xong đem lọc

- Ghi nhiệt độ thí nghiệm Nước qua lọc định phân bằng dung dịch NaOH 0,1N với chỉ thị phenolphtalein

- Với bình 1, 2, 3 định phân 3 lần, mỗi lần 5 ml nước qua lọc

- Với bình 4, 5 định phân 3 lần, mỗi lần 10 ml nước qua lọc

- Với bình 6 định phân 2 lần, mỗi lần 20 ml nước qua lọc

Lưu ý : than hoạt tính đã dùng đem rửa lại bằng nước nóng sau đó lọc, sấy rồi cho vào chai

để thu hồi lại

IV KẾT QUẢ

1 Báo cáo kết quả thô thể tích NaOH chuẩn độ (ml)

2 Kết quả tính toán

(mol/L)

C

Đồ thị log  theo logC:

Phương trình Freundlich

Phương trình có dạng log = 1/n logC + logK Từ đồ thị suy ra

• 1/n: 0,6411

• K: 0,0049

Đồ thị C/ theo C:

Phương trình Langmuir:

∁

=

∁

+

1 𝑘

- Suy ra:

1/ : 319,57

1/k :52,904

- Vậy k là 319,57

52,904 = 6,04 ,  là 100/31957

- Từ phương trình Langmuir, có thể xác định được bề mặt riêng S0 củachất hấp phụ theo công thức:

S0 =  N A0

= 100

31957× 6,023 × 1023× 21 = 3,96 × 1022 (m2/g)

V Câu hỏi:

1 Hãy nhận xét biểu thị sự hấp phụ CH3COOH trên than hoạt tính bằng đường đẳng nhiệt Freundlich hay Langmuir là thích hợp nhất

- Nếu muốn đánh giá quá trình hấp phụ của một chất trong một môi trường phức tạp, thì phương trình đường đẳng nhiệt Freundlich phù hợp hơn

- Tuy nhiên, nếu muốn đánh giá quá trình hấp phụ của một chất trong một môi trường đơn giản hơn, thì phương trình Langmuir phù hợp hơn

- Nếu xem đây là môi trường đơn giản vậy phương trình Langmuir phù hợp nhất

2 Đường đẳng nhiệt Freundlich có dạng thế nào khi 1/n =0, 1/n =1, 0<1/n <1 Trong mỗi trường hợp, hiện tượng hấp phụ xảy ra như thế nào?

- Khi 1/n = 0, đường đẳng nhiệt Freundlich trở thành đường đẳng nhiệt Langmuir:

- Khi 1/n = 1, đường đẳng nhiệt Freundlich trở thành đường thẳng:

- Khi 0 < 1/n < 1, đường đẳng nhiệt Freundlich có dạng cong lồi xuống Hiện tượng hấp phụ xảy ra khi nồng độ dung dịch tăng lên, khối lượng chất hấp phụ tăng lên

và đạt giá trị cực đại khi đạt giá trị bão hòa

3 Đường đẳng nhiệt Langmuir có dạng thế nào ở nồng độ C thật nhỏ? Ở C thật lớn? Ở điều kiện nào, các đường Langmuir và Freundlich có dạng tương

tự nhau

- C thật nhỏ: khi nồng độ C thật nhỏ, đường đẳng nhiệt Langmuir sẽ có dạng một đường thẳng với độ dốc bằng K, trong đó K là hằng số Langmuir

- C thật lớn: khi nồng độ C thật lớn, đường đẳng nhiệt Langmuir sẽ tiến gần đến giá trị bão hòa, tức là nồng độ hấp phụ của chất sẽ không còn tăng nữa

- Điều kiện nào, các đường Langmuir và Freundlich có dạng tương tự nhau: Khi nồng độ chất hấp phụ trong dung dịch rất thấp, các đường Langmuir và

Freundlich có dạng tương tự nhau Tuy nhiên, khi nồng độ chất hấp phụ trong dung dịch tăng lên, hai đường này sẽ có dạng khác nhau

Bài 4: CÂN BẰNG LỎNG – RẮN

I DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT

1 Dụng cụ:

- 8 ống nghiệm

- 1 bếp điện

- 8 nhiệt kế rượu 100°C

- 8 đũa khuấy vòng

- 1 becher 500ml

- 1 chậu nhựa

- 8 nút cao su

2 Hóa chất

- Naphtalen

- Diphenylamin

II CÁCH TIẾN HÀNH

- Pha hỗn hợp Naphtalen – Diphenylamin vào 8 ồng nghiệm theo bảng số liệu sau:

- Đun cách thủy ống nghiệm tới khi hỗn hợp vừa chảy lỏng hòan toàn Chú ý không đun quá lâu, chất rắn thăng hoa sẽ bám thành ống

- Lấy ống nghiệm ra lau khô ngoài ống Theo dõi sự hạ nhiệt độ theo thời gian, cứ sau 1 phút ghi nhiệt độ một lần Liên tục khuấy nhẹ và đều tay cho tới khi thấy vết tinh thể đầu tiên xuất hiện (ghi nhiệt độ này) thì ngưng khuấy (Có thể kiểm tra cho chắc chắn bằng cách nhúng ống nghiệm vào nước nóng trở lại cho hỗn hợp chảy lỏng và ghi lại nhiệt độ bắt đầu kết tinh)

- Sau đó tiếp tục theo dõi (không khuấy) và ghi nhiệt độ hỗn hợp nguội dần, cho tới

khi hỗn hợp hoàn toàn đông đặc

Chú ý : Khi nhiệt độ các ống nghiệm nguội đến khoảng 40°C thì sử dụng ống bao không

khí bên ngoài ống nghiệm và nhúng vào hỗn hợp “nước + 1 ít nước đá” (nhiệt độ nước làm lạnh không dưới 20°C) và tiếp tục ghi nhiệt độ cho đến khi nhiệt độ giảm xuống đến 28°C thì ngừng TN

III KẾT QUẢ

1 Kết quả thô