bài tập thực hành hoá lý

6:Lý do ta phải làm sạch các erlen trước khi chuẩn độ : - Vì khi chuẩn độ bằng Na2S2O3 để xác định nồng độ các chất tham gia phản ứng mà Erlen không sạch thì ta đã vô tình chuẩn độ luô

BÀI THỰC HÀNH I XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG CỦA PHẢN ỨNG

Gọi [ FeCl3 ] [ FeCl2][ KI ] [I2] [ KCl] là nồng độ của các chất cân bằng

C0FeCl3 , C0KI , nồng độ ban đầu của FeCl3 , KI (trước khi pha loãng)

CFeCl3, CKI là nồng độ sau khi pha loãng để đưa vào phản ứng đầu của FeCl3 và

Hằng số cân bằng Kc được tính theo công thức :

Chuẩn bị thí ngiệm theo hướng dẫn dưới đây:

Bảng 1.1 thể tích các hóa chất có trong các erlen

- Lấy thêm 8 erlen loại 100ml , cho vào mỗi erlen 30ml nước cất , làm lạnh bằng đá

-Đổ dung dịch erlen 1 vào erlen 2 , ghi thời điểm bắt đầu phản ứng (t=0)

Sau khoảng thời gian 10 , 20 , 30 , 40,50,60 … phút mỗi lần lấy 15ml dung dịch vào erlen đã làm lạnh , tiến hành chuẩn độ bằng Na2S2O3 0,01N với chỉ thị

hồ tinh bột , chuẩn độ đến khi mất màu xanh tím (nâu)

Khi nào thể tích Na2S2O3 dùng cho 2 lần chuẩn độ liền kề nhau thì kết thúc chuẩn độ

Dựa vào V Na2S2O3 lần chuẩn độ cuối cùng để tính nồng độ các chất tại thời điểm cân bằng Đối với erlen 3 và 4 cũng tiến hành tương tự

2.3:Ta tiến hành chuẩn độ nhiều lần vì :

- Khi ta cho tiến hành cho các chất hóa học với nhau thì chúng mới xảy ra phản ứng hóa học , qua các thời gian thì xảy ra tốc độ khác nhau , thế nên khi nào ta chuẩn độ thể tích Na2S2O3 không thay đổi nữa sau hai lần chuẩn độ liền kề nhau thì khi đó phản ứng đã cân bằng ( hay còn gọi phản ứng đã dừng lại )

2.4:Lý do ta không thực hiện chuẩn độ khi nhiệt độ không ổn định :

- Khi nhiệt độ không ổn định thì kết quả sẽ không chính xác , vì thí nghiệm này cần ở môi trường lạnh thì phản ứng hóa học mới xảy ra mạnh , nên khi nhiệt độ môi trường không ổn định sẽ dẫn tới khi ta chuẩn độ sẽ không chính xác được

6:Lý do ta phải làm sạch các erlen trước khi chuẩn độ :

- Vì khi chuẩn độ bằng Na2S2O3 để xác định nồng độ các chất tham gia phản ứng mà Erlen không sạch thì ta đã vô tình chuẩn độ luôn các chất có trong đó , khi đó lượng thể tích Na2S2O3 sẽ bị lệch

I- là nồng độ ban đầu của Fe3+ , I-

N1 , n2 là bậc của phản ứng lần lượt theo Fe3+ ,I

Lấy logarit 2 vế phương trình (1 ) trở thành :

Lg (- n1lg C0

Fe3+ +n2lgC0

I- (2 )Nếu tiến hành thí nghiệm với C0

5.5.1: xác dịnh bậc riêng của Fe 3 (thí nghiệm a )

Dùng ống hút cho vào 4 bình tam giác các hóa chất theo lượng chính xác

như hình 5.1

tính thời gian , lắc mạnh dung dịch Phản ứng Fe3+ + I- I2 với hồ tinh bột tạo dung dịch xanh nâu

 Dùng Na2S2O3 0,01N chuẩn độ đến hết màu (nâu) , ghi nhận t1 lúc hóa chất mất màu và V1 Na2S2O3 đã dùng

 Dung dịch vừa chuẩn độ trở lại màu xanh lại dùng Na2S2O3 chuẩn độ

8 lần một bình , t không quá 15 phút

 Chú ý : Đồng hồ chỉ được bấm vào lúc cho hai chất tác dụng Khi

dung dịch đang chuẩn độ mất màu thì ghi nhận lại thời gian tại thời diểm đó

thời gian , lắc mạnh dung dịch Phản ứng Fe3+ + I- I2 với hồ tinh bột tạo dung dịch xanh nâu

 Dùng Na2S2O3 0,01N chuẩn độ đến hết màu , ghi nhận t lúc hóa chất mất màu và V1 Na2S2O3 đã dùng

 Dung dịch vừa chuẩn độ trở lại màu xanh lại dùng Na2S2O3 chuẩn độ

8 lần một bình , t không quá 15 phút

 Bậc của phản ứng I- xác định từ tang của góc tạo bởi đồ thị

Gọi a, b là nồng độ ban đầu (t=0) của CH3COOC2H5 và NaOH

Chuẩn bị dung dịch 5 erlen 10ml HCl và 2 giọt pp

cho vào 2 erlen khác

erlen có sẵn dung dịch HCl , chuẩn độ bằng NaOh 0,05N với chỉ thị

pp

ở nhiệt độ này ở 30 0C để axetat etyl thủy phân hết

các dữ kiện thu được khi chuẩn độ NaOH lần này ứng với t= ∞

 Khi ta để axit HCl lâu ngày ngoài không khí thì nó sẽ bay hơi dần ,

sẽ dẫn đến nồng độ không chuẩn ,dẫn đến chuẩn độ sẽ không chính xác sẽ dẫn đến sai số thí nghiệm

 Nồng độ các chất

NaOH và CH3COOC2H5 vào với nhau thì bắt đầu tính thời gian và tiến nhành chuẩn độ Đợi các thời gian 5, 10,15 ,20 … là thời gian tachuẩn độ Khi đun hỗn hợp còn lại để ester thủy phân hết để xem tốc

độ của phản ứng sau khi đun nóng sẽ như thế nào

 Xác định V∞ : thời điểm V∞ là thời điểm thể tích NaOH không thay đổi nữa , hay còn gọi là các chất tham gia đã hoàn toàn bị biến đổi

BÀI 7 XÚC TÁC ĐỒNG THỂ PHẢN ỨNG PHÂN HỦY H2O2

Thời điểm t : a-x x x

Vận tốc của phản ứng được biểu diễn :V= - =K[A] (1)

Biến đổi (1) ta được : K =

Với k là hằng số tốc độ phản ứng (thời gian -1) phản ứng phân hủy H2O2 với xúc tác Cu2+ diễn ra qua hai giai đoạn

Lượng H2O2 có trong hỗn hợp phản ứng ở thời điểm t được xác định bằng

H2O2 + KMnO4 K2SO4 + 2MnSO4+ 8H2O+ 5O2

Gọi a là lượng H2O2 ban đầu với số ml KMnO4 đã dùng ban đầu a-x là lượng

H2O2 còn lại sau thời gian t tương ứng với số KMnO4 đã dùng chuẩn độ ở thời điểm t

Khi đó hằng số tốc độ được tính theo (2)

Chu kì bán hủy là thời gian tiêu hao một nửa lượng tác chất , được tính theo công thức sau : t1/2 =ln2/k

 Lấy 6 erlen cho vào mỗi erlen 2ml H2SO4

 Lấy 20ml H2O2 cho vào erlen thứ 7 , 10 ml cho vào erlen thứ 8

 Sau các thời gian 5, 10,15 ,20 30 hút 2 ml và lặp lại thí ngiệm trên

Trong biểu thức K=

• Tại thời điểm t= 0 VKMnO4 = V0 = 7.5 ml

• Tại thời điểm t =5 phút : a-x = VKMnO4 = V2 = 6.2ml

t= 30 K4 = 0,023 -1

vậy Ktb = ( K1 + K2 +K3 + K4 +K5)/5 =0.0288 -1

chu kỳ bán hủy t=

làm thay đổi tốc độ và sản phẩm của phản ứng

nhau

chế phức tạp nối tiếp , giai đoạn là bậc 1 và quyết định cơ chế

ban đầu sảy ra phản ứng bậc 1

BÀI 8 : ĐỘ DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LY

• Độ dẫn điện của dung dịch chất điện ly : Theo thuyết Arhenius , các

chất điện ly khi hòa tan vào dung môi thích hợp sẽ có khả năng phân lythành các ion Độ dẫn điện của dung dịch của dung dịch chất điện ly tỉ

lệ nghịch với điện trở

L=

Trong đó :

L là độ dẫn điện của chất điện ly

R là điện trở , R =

l chiều dài sợi dây dẫn điện trở riêng

tiết diện vật dẫn

Là độ dẫn điện của khối dung dịch nằm giữa hai điện cực trở ,

có tiết diện 1 cm2 và cách nhau 1cm , gọi x là độ dẫn điện riêng , ta có :

X =Trong đó : k = l/s là hằng số bình điện cực

1. Độ dẫn điện đương lượng :

Là độ dẫn điện của một khối lượng dung dịch với chiều dài 1 cm và tiết diện ngang có điện tích sao cho khối lượng dung dịch chất chứa 1 đương lượng gam chất điện ly

λ= trong đó : λ là độ dẫn điện ly mạnh

CN là nồng độ dung dịch điện ly

2. Hệ số phân ly :

Đối với chất điện ly mạnh như HCl ta có

Đối với chất điện ly yếu

3. Cách xác định độ dẫn điện ở nồng độ vô cùng loãng λ0 và hằng số điện ly K của chất điện ly yếu :

 Giả sử ta có chất điện ly yếu AB phân ly thành các ion sau :

A = A+ + B+ khi đó hằng số phân ly K tính theo biểu thức :

K = (λ4 C) /(λ0(λ0 –λ) )

C : là nồng độ dung dịch chất điện ly

gọi độ dẫn điện giới hạn

 Dựng đồ thị =f(C λ) biểu diễn các giá trị tự do – tính theo đồ thị , ngoại suy về C.λ =0 sẽ xác định được trong độ góc , độ dốc củ đường thẳng cho trị số 1/(λ0α K ) Từ các giá trị tìm đượctrên đồ thị tính được k , λ 0

Đo độ đẫn điện của 1 chất điện ly dựa trên việc đo điện trở dòng điện xoay chiều , vì vậy cần hạn chế tối đa ảnh hưởng của sự điện giải và sựphân cực Kích thước hình học cố định của điện cực đo bảo đảm phần dịch trong vùng đo được phục hồi ở điều kiện tiến hành đo

Đồ thị xác định λ0 của chất điện ly yếu :

1/λ

α 1/λ0

Mở vỏ bao điện cực ,nhúng điện cực vào cốc chứa 50ml dung dịch KCl

0,01N cần đo , chờ cho số ổn định và đọc kết quả

Tiến hành đo như trên từ nồng độ loãng đến đặc dần và chỉ cần dùng khăn

mềm lau nhẹ sau mỗi lần đo

Khi chuyển từ dung dịch này sang dung dịch khác , cần ngâm tráng điện cực

vài lần trong nước cất , dùng khăn mềm lau nhẹ và tráng lại điện cực bằng

chính dung dịch sắp đo để tránh sai số

Sau khi đo xong , tráng điện cực , lau khô rồi trả điện cực vào vỏ

Ngoại suy giá trị λ0 :

Vẽ đồ thị λ f (C) của HCl , suy ra giá trị λ0 của HCl :

BÀI 9 : XÁC ĐỊNH NGƯỠNG KEO TỤ CỦA Fe(OH)3

I Lý thuyết

1. Mục đích thí ngiệm :

Xác định ngưỡng keo tụ của Fe(OH)3 dưới tác dụng của chất điện ly Na2SO4

2. Nguyên tắc :

Các hệ keo khác với dung dịch thật cũng như dung dịch cao phân tử là có

bề mặt riêng rất phát triển , cho nên chúng là những hệ không bền vững

về mặt nhiệt động và do đó không bền vững tập hợp Trong các hệ keo luôn sảy ra quá trình tự chuyển theo chiều hướng từ trạng thái không bền sang trạng thái bền vững hơn - do đó tăng kích thước hạt dưới tác dụng của các yếu tố bên ngoài

Sự tăng kích thước hệ keo có thể diển ra theo hai hiện tượng sau :

 Sự tái kết tinh trong toàn hệ : Các hạt nhỏ có áp suất hơi và độ hòa tan lớn hơn so với hạt nhỏ có xu hướng hòa tan và các hạt thì lớn dần, dẫn đến số hạt sẽ giảm xuống , kích thước hạt sẽ tăng lên Nhưng vìcác pha phân tán thường có độ hòa tan nhỏ nên sự tái kết tinh sảy ra chậm và ít gặp

thành tập hợp lớn hơn Sự keo tụ rất phổ biến đổi với các hệ keo trong môi trường phân tán lỏng và khí Các hệ keo có thể tụ dưới tác dụng của nhiều yếu tố như thời gian , sự thay đổi nồng độ của pha phân tán , thây đổi nhiệt độ , tác dụng của cơ học , ánh sáng , chất điện ly … Trong những yếu tố đó chất điện ly đóng vai trò quan trọng về mặt lý thuyết cũng như thực tiễn

Tất cả chất điện ly đều có khả năng keo tụ các hệ keo tụ ở những nồng độ xácđịnh Nồng độ tối thiếu của chất điện ly có khả năng gây nên sự keo tụ sau một thời gian xác định gọi là ngưỡng keo tụ Chỉ những ion tích điện ngược dấu với hạt keo mới có khả năng keo tụ Khả năng keo tụ của ion tích điện càng lớn nếu hó trị của chúng càng cao Hai kết luận này được gọi là quy tắc Sulze – Hacdi Quy tắc này phù hợp với biểu thức :

K / Z6

Trong đó : :là ngưỡng keo tụ

Z :là điện tích của ion keo tụ trong chất điện ly

a, Điều chế dung dịch keo :

nón 250 ml rồi nhỏ từng giọt 30ml dung dịch FeCl3 0,2% từ phiểu chiết vào nước đang sôi

 Sau khi nhỏ hết , đun nhẹ thêm vài phút rồi nhấc bình ra khỏi bếp , ta được dung dịch keo trong suốt màu đỏ thẫm

b, Pha chất điện ly

 Pha 10ml dung dịch Na2SO4 với các nồng độ sau :

C1 =0.0001N C2= 0.001N

C3= 0.001N C4= 0.01N

c, Xác định ngưỡng keo tụ khô :

và 1ml dung dịch Na2SO4 có các nồng độ tương ứng từ C1 đến C4

nghiệm : ống nào là không có keo tụ , ống nào đục hoặc có xuất hiện

kết tủa là có keo tụ

nghiệm có nồng độ có chất điện ly nhỏ nhất , ký hiệu là C* để xác

định ngưỡng keo tụ chính xác

d, Xác định ngưỡng keo tụ chính xác :

 Pha 10ml dung dịch Na2SO4 có nồng độ C* trong bình định mức , sau

đó pha loãng theo bảng dưới Khi pha song nhớ lắc kỹ từng ống

nghiệm

vào ống 1ml Na2SO4 có nồng độ tương ứng từ C1 đến C9 Lắc kỹ

từng ống nghiệm có nồng độ rồi quan sát

C1= 0.2C

*

C1=0.3C

*

C1=0.4C

*

C1=0.5C

*

C1=0.8

C*

C1=0.9

Chọn ống keo có nồng độ 0,01N của Na2SO4 có hiện tượng keo tụ sảy ra

0.8

C*

C1=0.9

có keo tụ

có keo tụ

có keo tụ

có keo

tụ

có keo tụ

có keo

tụ

có keo

tụ Chọn ống 2 có nồng độ chất điện ly nhỏ nhất để tính ngưỡng keo tụ chính xáctheo công thức :

3:Mô ta cấu tạo của keo Fe(OH)3 :

các phân tử này xiết chặt lại với nhau hơn trong dung dịch nên thấy

rõ ràng hơn , chúng là hệ không bền vững về mặt nhiệt động và do

đó không bền vững khi tập hợp Thế nên khi chúng ta lắc mạnh thì các hệ keo này nhanh chóng hòa tan vào dung dịch và sau một thời gian dài thì hệ keo này mới hình thành lại

2:Tính chất của hệ keo và dung dịch thật :



không bền vững về bề mặt tập hợp Các hệ keo luôn sảy ra quá trình (chuyển theo chiều hướng từ trạng thái không bền sang trạng thái bền hơn - đó là sự tăng cường kích thước hạt dưới tác dụng của các yếu tố bên ngoài

chúng lâu hình thành , sau một thời gian dài để keo tụ thì mới hình thành keo tụ này nhưng nhanh chóng tan ra và hòa tan vào dung dịch

BÀI 10 : HẤP PHỤ TRONG DUNG DỊCH TRÊN BỀ MẶT CHẤT HẤP

bề mặt pha Ở đây ít nhất có 2 cấu tử : dung môi chất tan và chất tan Cấu

tử nào đó hấp phụ và cạnh tranh nhau các vị trí trên bề mặt

Trong hấp phụ các chất trên bề mặt chất hấp phụ rắn nguyên nhân chủ yếu của sự hấp phụ là do năng lượng dư bề mặt ranh giới phân chia pha rắn – khí – hay lỏng Các lực tương tác trong bề mặt hấp phụ này có thể

là các lực Van der Waals hay lực gây nên do tương tác hóa học hay có thể do 2 loại tương tác trên Lượng chất bị hấp phụ tùy thuộc vào các yếu

- Độ hấp phụ a (mol/g) lên bề mặt than có thể được tính từ công thức :

-Để đo độ hấp phụ , cho vào các bình thể tích dung dịch V như nhau

của chất hấp phụ

-Xác định nồng độ chất tan trước khi hấp phụ C0 và nồng độ sau khi cân bằng C Trong dung dịch bỏ qua sự hấp phụ của dung môi Từ kết quả thực nghiệm ta dựng đồ thị a= f( C )

Một số phương trình thực nghiệm và lý thuyết đã được sử dụng để biểu thị các đường đẳng nhiệt hấp phụ :

Phương trình Feundlich: là phương trình thực nghiệm cho sự hấp phụchất khí hay chất hòa tan trong dung dịch , thích hợp ở khoảng nồng

: độ che phủ bề mặt

amax số mol tối đa bị hấp phụ trên 1g chất rắn sao cho phân tử tạo đơnlớp :

 Chuẩn độ lại dung dịch ra pha bằng dung dịch NaOh với thuốc thử

phenolphatein Bình 1,2,3 lấy 20ml acid và bình 4,5,6 lấy 10ml acid

để chuẩn độ Mỗi bình chuẩn độ 3 lần

chứa 100ml dung dịch acid trên lắc kỹ trong 20 phút

độ bằng NaOH

hấp phụ có thể có tính được lượng acid đã hấp phụ bởi m (g) than

hoạt tính trong 100ml dung dịch từng bình

 Hấp phụ là quá trình sảy ra khi một chất khí hay chất lỏng bị hút trên

bề mặt một chất rắn xốp Chất khí hay hơi được gọi là chất bị hấp phụ

-Hấp phụ vật lý thường nhiệt không lớn , gần bằng nhiệt hóa lỏng hay bay hơi của chất bị hấp phụ ở điều kiện hấp phụ và thường nhỏ hơn 20KJ/mol

-Hấp phụ hóa học thường nhiệt khá lớn từ 40 – 80KJ/mol , nhiều khi gần bằng nhiệt của phản ứng hóa học

diện tích bề mặt , vật hấp phụ chính là hàm lượng bề mặt của chất

bị hấp phụ : x= nchất bị hấp phụ /Schất hấp phụ

hấp phụ tại thời điểm cân bằng