PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NHIỆT HÒA TAN

I.MỤC ĐÍCH:Xác định nhiệt hòa tan của axit oxalic trong nước dựa vào phương trình đẳngáp Van’t Hoff bằng cách đo độ hòa tan của axit oxalic ở các nhiệt độ khác nhau.II.LÝ THUYẾT:Tại nhiệt độ và áp suất không đổi , khi hòa tan chất rắn vào dung môi lỏngcó 2 quá trình đồng thời tồn tại quá trình hòa tan và quá trình kết tinh . Khí vận tôcquá trình hòa tan bằng quá trình kết tinh ,hệ đạt trạng thái cân bằng hòa tan dungdịch bão hòa chất rắn.Trong quá trình hòa tan ngoài quá trình chuyển pha từ rắn sang lỏng (nóngchảy) kèm theo hiệu ứng nhiệt nóng chảy (Hnc=Hcf) còn có quá trình tương tácgiữa các phân tử chất tan và dung môi (solvat hóa) để tạo thành dung dịch. Sựtương tác này là phức tạp và phụ thuộc vào bản chất của chất tan và dung môi .Quátrình solvat hóa kèm theo hiệu ứng nhiệt solvat hóa (Hsv).Nhiệt hòa tan là lượng nhiệt phát ra hay thu vào khi hòa tan 1 mol chất tanvào một lượng đủ lớn dung môi. Nhiệt hòa tan của chất răn tan trong dung môilỏng bao gồm nhiệt nóng chảy và nhiệt solvat hóa:Hht=Hnc+Hsv (1)Quá trình nóng chảy thường thu nhiệt (Hnc0) quá trình solvat hóa thườngphát nhiệt (Hsv>0) nên dấu của Hht tùy thuộc vào tương quan giữa độ lớn tuyệtđối của nhiệt nóng chảy và nhiệt độ solvat hóa.Tại cân bằng hòa tan ,độ tan của chất tan trong dung môi được xác địnhbằng nồng độ bão hòa của nó trong dung dịch.Khi nhiệt độ thay đổi , nồng độ bão hòa của chất tan cũng thay đổi. Sự phụthuộc độ tan vào nhiệt độ được biểu diển bằng phương trình đẳng áp Van’t Hoff:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

KHOA HÓA HỌC

Họ và tên sv: Mai Quang Hoàng

BẢN TƯỜNG TRÌNH HÓA HỌC

Bản tường trình số 5:

NHIỆT HÒA TAN

Thứ ba, ngày 31, tháng 12, năm 2013

I.MỤC ĐÍCH:

Xác định nhiệt hòa tan của axit oxalic trong nước dựa vào phương trình đẳng

áp Van’t Hoff bằng cách đo độ hòa tan của axit oxalic ở các nhiệt độ khác nhau

II.LÝ THUYẾT:

Tại nhiệt độ và áp suất không đổi , khi hòa tan chất rắn vào dung môi lỏng

có 2 quá trình đồng thời tồn tại quá trình hòa tan và quá trình kết tinh Khí vận tôc quá trình hòa tan bằng quá trình kết tinh ,hệ đạt trạng thái cân bằng hòa tan dung dịch bão hòa chất rắn

Trong quá trình hòa tan ngoài quá trình chuyển pha từ rắn sang lỏng (nóng chảy) kèm theo hiệu ứng nhiệt nóng chảy (Hnc=Hcf) còn có quá trình tương tác giữa các phân tử chất tan và dung môi (solvat hóa) để tạo thành dung dịch Sự tương tác này là phức tạp và phụ thuộc vào bản chất của chất tan và dung môi Quá trình solvat hóa kèm theo hiệu ứng nhiệt solvat hóa (Hsv)

Nhiệt hòa tan là lượng nhiệt phát ra hay thu vào khi hòa tan 1 mol chất tan vào một lượng đủ lớn dung môi Nhiệt hòa tan của chất răn tan trong dung môi lỏng bao gồm nhiệt nóng chảy và nhiệt solvat hóa:

Hht=Hnc+Hsv (1)

Quá trình nóng chảy thường thu nhiệt (Hnc0) quá trình solvat hóa thường phát nhiệt (Hsv>0) nên dấu của Hht tùy thuộc vào tương quan giữa độ lớn tuyệt đối của nhiệt nóng chảy và nhiệt độ solvat hóa

Tại cân bằng hòa tan ,độ tan của chất tan trong dung môi được xác định bằng nồng độ bão hòa của nó trong dung dịch

Khi nhiệt độ thay đổi , nồng độ bão hòa của chất tan cũng thay đổi Sự phụ thuộc độ tan vào nhiệt độ được biểu diển bằng phương trình đẳng áp Van’t Hoff:

2

ln

RT

H dT

S



(2) Trong đó: -S: Độ tan (mol/lit)

-T:Nhiệt độ (K) -R:Hằng số khí lý tưởng Tích phân bất định 2 vế phương trình(2) và chuyển sang lg ta được:

C T

A S Hay

C RT

H















lg :

303 , 2 lg

(3) C: Là hằng số tích phân Nếu xem Hht không phụ thuộc vào nhiệt độ , từ phương trình (3) cho thấy lgS phụ thuộc tuyến tính vào 1/T xác định độ tan ứng với mổi nhiệt độ, xây dựng

đồ thị biểu diển hàm lgS=f(1/T), xác định hệ số góc của đường thẳng có thể xác định được Hht



R

H A

303 ,

2    









(4)

III CÁCH TIẾN HÀNH

Chuẩn bị bình tam giác đựng axit oxalic và nước đem nung cách thủy cho đến bão hòa ở nhiệt độ 50oC bằng cách đưa nhiệt kế vào nữa mực nước dung dịch (vì nếu đưa sát đáy bình thì nhiệt độ đó là của bình và sẽ cao hơn nhiệt độ dung dịch axit oxalic).Dùng pipet lấy 2ml dung dịch axit oxalic bão hòa vào cốc nhỏ vài giọt phenolphtalein vào dung dịch.Đem chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,5N bằng cách lấy buret gắn vào giá rót dung dịch NaOH vào buret sau đó bắt đầu chuẩn độ bằng cách cho nhỏ giọt từ từ NaOH vào axit oxalic và lắc nhẹ cốc.Ban đầu khi nhỏ phenolphtalein vào dung dịch axit oxalic thì dung dịch không màu( vì phenolphtalein cho vào axit bị mất màu).Cho nhỏ giọt NaOH vào đến khi xuất hiện màu hồng nhạt tồn tại khoảng 30 giây thì ta ngừng chuẩn độ và đọc thể tích của dung dịch NaOH.Tiến hành tương tự với các nhiệt độ tiếp theo là 45 40 35 30.để lấy được dung dịch ở các nhiệt độ thấp hơn ta đưa bình ra môi trường để hạ nhiệt

độ và muốn hạ nhanh ta đưa nhúng nhẹ đáy bình vào nước khi đến nhiệt độ cần tiến hành chuẩn độ thì ta dùng pipet lấy ra 2ml để tiến hành.Mổi thí nghiệm làm 2 lần để lấy trung bình

IV.CÁCH TÍNH TOÁN

phương trình phản ứng: 2NaOH+H2C2O4 → Na2C2O4 + 2H2O

theo công thức đương lượng: CN1.V1= CN2 V2 (1)

Trong đó: CN1: Nồng độ đương lượng NaOH (=0,5N)

V1: Thể tích của dung dịch NaOH (ml)

CN2: Nồng độ đương lượng của acid oxalic (N)

V2: Thể tích của dung dịch acid oxalic (= 2ml)

 Từ (1) suy ra 2

1 1 2

.

V

V C

N 

= 2 7,875

5 , 31 5 ,

0  

N

Mà ta có CN=n.CM n: số nguyên tử hidro trong acid oxalic

C

2

875 ,





 Ta tính tương tự với các thể tích khác được như ở bảng:

STT T,K

VNaOH 0.05 N,ml

S,mol/l LgS 1/T Lần 1 Lần 2 Trung bình

1 323 30,5 32,5 31,5 3,9375 0,595 3,10.10-3

2 318 28,5 29 28,75 3,59375 0,556 3,14.10-3

3 313 25,5 26,5 26 3,25 0,512 3,19.10-3

4 308 20,5 24,5 22,5 2,8125 0,449 3,25.10-3

5 303 17 19,5 18,25 2,28125 0,358 3,30.10-3

6 298 15 16 15,5 1,9375 0,287 3,36.10-3

Ta có :Góc =50o =>=130o

5 5 ) 130 tan(

303 2 303

2 )

tan(         R o 

R A



cal/mol Vậy nhiệt hòa tan của của quá trình trên là:  5.5cal mol

=> Nhận xét: Dựa vào đồ thị biểu diễn cho ta thấy khi nhiệt độ càng tăng khả năng hòa tan của acid oxalic càng lớn, ngược lại quá trình hòa tan diễn ra chậm

Biểu đồ biểu thị sự phụ thuộc của LgS vào 1/T