Mô tả cách tiến hành thí nghiệm, các phản ứng xảy ra và giải thích. Điều chế hệ keo, phản ứng bậc I thuỷ phân Ethyl acetat, phản ứng bậc II phản ứng xà phòng hoá Ethyl acetat. Sự hoà tan hạn chế của chất lỏng.
Trang 1CÂU HỎI ÔN TẬP MÔN HÓA LÝ DƯỢC
Bài 1: ĐIỀU CHẾ MỘT SỐ HỆ KEO VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ TÍNH
CHẤT CỦA CHÚNG a) Hãy trình bày nguyên tắc để điều chế hệ keo bằng phương pháp thay thế dung môi.
Cho dung dịch thật của một chất tan trong dung môi sơ cấp vào dung môi thứ cấp (chất tan phải tan tốt trong dung môi sơ cấp nhưng ít tan hoặc không tan trong dung môi thứ cấp và
2 dung môi phải tan tốt vào nhau) ta thu được dung dịch keo
b) Hãy trình bày cách điều chế hệ keo S bằng phương pháp thay thế dung môi, mô tả hiện
tượng khi tiến hành thí nghiệm
Cách điều chế: Cho lưu huỳnh vào rượu etylic, lắc cho tan Ta thu được dung dịch S/ C2H5OH Lưu huỳnh tan tốt trong cồn cao độ, không tan trong nước Khi thêm nước vào dung dịch S/C2H5OH độ cồn giảm thì độ tan của S giảm, các nguyên tử S ngưng tụ thành các tiểu phân phân tán trong cồn tạo hệ keo mờ đục
c) Trình bày thực nghiệm điều chế keo sắt (III) hydroxit, nêu hiện tượng khi tiến hành thí
nghiệm
Điều chế keo sắt (III) hydroxit: đun sôi 100ml nước cất trong cốc có mỏ 250ml trên bếp điện, cho vào đó 20ml dung dịch FeCl3 2% (chú ý cho từ từ cho đến hết) sau đó đun tiếp 5 phút ta thu được dung dịch keo Fe(OH)3
Hiện tượng: Hệ keo đỏ thẩm, trong suốt
d) Hãy viết cấu tạo của hạt keo sắt (III) hydroxit.
m Fe(OH)3 nFeO+ (n-x)Cl- xCl
Hạt keo
e) Dùng dung dịch nào để gây keo tụ hệ keo trên, chỉ có ion nào trong dung dịch này mới gây
keo tụ hệ keo? Na2SO4, SO4
2-f) Hãy trình bày cách xác định ngưỡng keo tụ thô, tinh và công thức tính ngưỡng keo tụ thô
và tinh
g) Cách xác định ngưỡng keo tụ thô:
Pha các dung dịch Na2SO4 có nồng độ 10-2N, 10-3N, 10-4N từ dung dịch Na2SO4 0,1N Cho vào 5 ống nghiệm keo Fe(OH)3, đánh số từ 1-5; cho vào ống nghiệm 1- 4 dung dịch Na2SO4 có nồng độ tương ứng 10-1N, 10-2N, 10-3N, 10-4N Qs hiện tượng xem ống nào bị đục và không bị đục bằng cách so sánh với ống 5
Nếu ống k bị đục và k+1 không bị đục, ta xác định được ngưỡng keo tụ thô có nồng độ ứng với ống k
Ɣ thô = C k ×1000 ×1
Cách xác định ngưỡng keo tụ tinh:
Lấy dung dịch chất điện ly có nồng độ ứng với ống k pha thành các dung dịch Na2SO4 0,8
Lớp quyết định thế hiệu
Trang 2một loại chất điện ly vừa pha Quan sát ống bị đục, ngưỡng keo tụ tinh ứng với nồng độ của chất điện ly đó
VD: Ống 0,6 C k đục, 0,4 C ktrong suốt 0,6 C k là ngưỡng keo tụ tinh
Ɣ tinh = 0.6 C k ×1000 ×1
1+5 =100 Ck(mN )
h) Hãy cho biết dụng cụ nào phải rửa sạch và sấy khô.
- 3 ống nghiệm để pha dung dịch Na2SO4
- 5 ống nghiệm để xác định ngưỡng keo tụ
- Pipet
Bài 2: SỰ HOÀ TAN HẠN CHẾ CỦA CHẤT LỎNG a) Hãy trình bày cách tiến hành khảo sát sự hòa tan hạn chế của phenol vào nước.
Thực hiện như sau cho tất cả các ống nghiệm
- Lấy nhiệt kế và que khuấy cho vào ống nghiệm, nhúng ống nghiệm vào ly nước Đun cách thủy ly nước từ từ đồng thời khuấy đều tay Khi hỗn hợp trong suốt, ghi nhận nhiệt
độ t’ Đó là nhiệt độ khi hai tướng lỏng chuyển thành một tướng (hệ dị thể chuyển sang hệ đồng thể)
- Nhấc ly ra khỏi bếp, vừa khuấy vừa quan sát cho đến khi hỗn hợp đục trở lại Ghi nhận nhiệt độ t” (đó là nhiệt độ mà hệ chuyển thành dị thể)
- Nếu t’ và t” cách nhau ≤ 0,5oC, kết quả có thể chấp nhận
- Từ đó tính t1 = t '+t ''
2
- Tiến hành 3 lần cho mỗi ống nghiệm để có : t = t 1+t 2+t 33
- Từ kết quả thu được xây dựng giản đồ sự hoà tan hạn chế phenol trong nước
b) Hãy dựng dạng của giản đồ biểu diễn độ tan của phenol - nước ở áp suất p không đổi.
c) Hãy chỉ ra giá trị của nhiệt độ tới hạn và nêu ý nghĩa của nhiệt độ tới hạn.
Ý nghĩa của nhiệt độ tới hạn: Nhiệt độ tới hạn của phenol và nước hòa tan hoàn toàn (đồng thể) 70oC là nhiệt độ thấp nhất mà hệ đồng thể tại mọi nồng độ phenol
Điểm K ứng với nhiệt độ to K, trên nhiệt độ này phenol và nước hoà tan vào nhau theo bất kỳ tỷ
lệ nào Nhiệt độ to K được gọi là nhiệt độ tới hạn của sự hoà tan.
Trang 3Bài 3: PHẢN ỨNG BẬC I: THUỶ PHÂN ETHYL ACETAT
a) Hãy nêu cách tiến hành khảo sát hằng số tốc độ phản ứng thủy phân ethyl acetat trong môi
trường acid ở 40 oC
- Lấy chính xác 50ml dd HCl 0,2N (dùng bình định mức) cho vào bình nón A 250ml
- Lắp sinh hàn khí và đặt bình A vào bếp cách thủy 40oC khoảng 15 phút để ổn định nhiệt độ
- Cho vào 4 bình nón B (dùng bình nón 100ml) mỗi bình khoảng 30ml nước cất (dùng ống đong) và 3 giọt phenolphtalein Ngâm các bình B vào nước đá
- Hút chính xác 2ml ethyl acetat (dùng pipet chính xác) cho vào bình A Bấm đồng hồ ta
có thời điểm t = 0 (phản ứng bắt đầu) đồng thời lắc đều và hút ngay 2ml hỗn hợp trong bình A cho vào bình B
- Định phân ngay dd trong bình B trên bằng dd NaOH 0,05N
- Luôn luôn giữ bình A trong bếp cách thủy ở 40oC Căn cứ vào đồng hồ bấm tại thời điểm
t =15, 30, 45 phút dùng pipet hút 2ml hỗn hợp trong bình A cho vào bình B và định phân bằng dd NaOH 0,05N như trên
- Gọi n(ml) là thể tích NaOH 0,05N định phân sau mỗi thời điểm như vậy ta có các giá trị n0, n15, n30, n45 tương ứng với các thời điểm 0,15,30,45 phút
- Sau đó tiếp tục đun cách thủy bình A ở nhiệt độ 80oC trong vòng 1h cho phản xảy ra hoàn toàn Hút 2ml hỗn hợp trong bình A cho vào bình B và đem định phân để có giá trị n
∞
b) Hãy trình bày các phản ứng xảy ra trong bình A và mô tả thành phần của bình A tại thời
điểm t = 0, t = t và t = ∞
CH3COOC2H5 + H2O ↔ CH3COOH + C2H5OH
c) Hãy trình bày phản ứng chuẩn độ xảy ra trong bình B tại thời điểm t = 0, t = t và t = ∞
t = 0 HCl + NaOH NaCl + H2O
t = t HCl + NaOH NaCl + H2O
CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O
t = ∞ HCl + NaOH NaCl + H2O
CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O
d) Hãy giải thích ý nghĩa của các giá trị sau: n o , n❑, n❑−n o ,n❑−n t
n o: là thể tích NaOH 0,05N dùng để chuẩn độ lượng HCl trong 2ml hỗn hợp từ bình A
n❑: là thể tích NaOH 0,05N dùng để chuẩn độ lượng HCl và CH3COOH aN trong 2ml hỗn hợp từ bình A
n❑−n o: là thể tích NaOH 0,05N dùng để chuẩn độ lượng CH3COOH aN trong 2ml hỗn hợp
từ bình A
n❑−n t: là thế tích NaOH 0,05N dùng để đo lượngCH3COOC2H5 còn lại trong2ml hỗn hợp
từ bình A tại thời điểm t
Trang 4e) Hãy nêu vai trò của 30 ml nước cất trong bình B.
- Giảm sai số của quá trình chuẩn độ
- Giữ nhiệt độ thấp lâu hơn
f) Hãy nêu vai trò của phenolphtalein trong bình B
Là chất chỉ thị màu
g) Hãy nêu vai trò của việc ngâm lạnh bình B
Để ngừng phản ứng thủy phân ethyl acetat
h) Hãy thiết lập phương trình tính hằng số tốc độ phản ứng k theo các giá trị t, n❑−n o , n❑−n t
CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OH
t = 0 HCl + NaOH NaCl + H2O
t = t HCl + NaOH NaCl + H2O
CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O
x = (nt −n 0) 0.05
2 = 0,0025.(nt – no)
t = ∞ HCl + NaOH NaCl + H2O
CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O
a
a = (n❑−n 0 ).0 05
2 = 0,0025.(n❑−n o)
Hằng số tốc độ k phản ứng bậc 1
k= 2,303t lg a
2,303
(n ∞−n o)×0,0025
0,0025×(n ∞−n o)−0,0025 ×(n t−n o)=2,303t lg n ∞−n o
n ∞−n t
i) Hãy cho biết dụng cụ nào phải rửa sạch và sấy khô
- Bình định mức lấy HCl
- Pipet
Bài 4: PHẢN ỨNG BẬC II: XÀ PHÒNG HOÁ ETHYL ACETAT
a) Hãy nêu cách tiến hành khảo sát hằng số tốc độ phản ứng thủy phân ethyl acetat trong môi
trường base ở nhiệt độ phòng
- Hút chính xác 100ml dung dịch NaOH 0,05N cho vào bình nón nút mài 250ml (bình A) Lắp sinh hàn khí và để ổn định khoảng 15 phút ở nhiệt độ phòng
- Cho vào 5 bình nón (B) dùng bình nón 100ml mỗi bình chính xác 10ml dung dịch HCl 0,05N và 3 giọt phenolphtalein Ngâm các bình B vào nước đá
- Dùng pipet khắc vạch cho 0,35 ml ethyl acetat vào bình A (coi đó là thời điểm t0 – phản ứng bắt đầu xảy ra) Lắc đều.Để yên
- Sau 2 phút, hút chính xác 10ml hỗn hợp trong bình A cho vào bình B Lắc đều, chuẩn độ ngay bằng dung dịch NaOH 0,05N
Trang 5- Tiếp tục làm như trên ở các thời điểm 4,6,8,10 và 12 phút
- Đặt bình A có lắp ống sinh hàn khí vào bếp cách thủy ở 60-70oC trong khoảng 1h đề phản ứng xảy ra hoàn toàn Xác định n❑ bằng cách hút chính 10ml hỗn hợp từ bình A cho vào 1 bình B chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,05N
b) Hãy trình bày các phản ứng xảy ra trong bình A và mô tả thành phần của bình A tại thời
điểm t = 0, t = t và t = ∞
CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH
c) Hãy trình bày các phản ứng xảy ra trong bình B và mô tả thành phần của bình B tại thời
điểm t = 0, t = t và t = ∞
NaOH + HCl NaCl + H2O
t = t (tham gia) 0.05-x 0.05-x
(còn lại) 0 0.05-(0.05-x) = x
t = ∞(tham gia) 0.05-a 0.05-a
d) Hãy trình bày phản ứng chuẩn độ xảy ra trong bình B tại thời điểm t = 0, t = t và t = ∞
HCl + NaOH NaCl + H2O
t = t (tham gia) x x
t = ∞(tham gia) a a
e) Hãy giải thích ý nghĩa của các giá trị sau: n t v à n❑
n t: là thể tích NaOH 0,05N dùng để chuẩn độ lượng HCl còn lại trong 10ml dd trong bình
B tại thời điểm t
n❑: là thể tích NaOH 0,05N dùng để chuẩn độ lượng HCl còn lại trong 10ml dd trong bình
B tại thời điểm phản ứng xảy ra hoàn toàn
f) Hãy nêu vai trò của 10 ml dung dịch HCl 0,05 N trong bình B
Để trung hòa lượng NaOH 0,05N trong 10ml hỗn hợp trong bình A tại các thời điểm 2,4,6,8,10,12 phút và khi phản ứng xảy ra hoàn toàn
g) Hãy nêu vai trò của phenolphtalein trong bình B
Là chất chỉ thị màu
h) Hãy nêu vai trò của việc ngâm lạnh bình B
Để ngưng phản ứng xà phòng hóa ethyl acetat tại các thời điểm 2,4,6,8,10,12 phút
i) Hãy thiết lập phương trình tính hằng số tốc độ phản ứng k theo các giá trị t, n t v à n❑
Bình A CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH
t = t (tham gia) 0.05-x 0.05-x
t = ∞(tham gia) 0.05-a 0.05-a
Trang 6Phản ứng chuẩn độ
HCl + NaOH NaCl + H2O
t = t (tham gia) x x
t = ∞(tham gia) a a
Ta có: x = nt 0,0510
x: là nồng độ ethyl acetat đã tham gia phản ứng tại thời điểm t
a=n❑.0 05
10 a: nồng độ ethyl acetat ban đầu
k= t (a−b)2,303 lg b (a−x)
t ( n❑.0.05
10 −0.05)
.lg
0.05 ( n❑.0.05
10 −
nt 0,05
10 )
n❑.0.05
nt 0,05
10 )
=
10.2,303
0.05+(n❑−10)lg
10.(n❑−n t)
n❑(10−nt)
j) Hãy cho biết dụng cụ nào phải rửa sạch và sấy khô
- Pipet
- Bình nón nút mài