Báo cáo thực hành hóa lý 1

Nhiệt lượng tổng cộng ∆totH = ∆nH + ∆dilH  ∆nH = ∆totH - ∆dilHHiệu ứng nhiệt của một quá trình có thể xác định từ quá trình xảy ra trongnhiệt lượng kế do nó không kèm theo sự trao đổi n

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

Khoa Hóa Học



BÁO CÁO THỰC HÀNH HÓA LÝ 1

Họ và tên SV: Đặng Thị Nhung, Nguyễn Thu Ánh, Dương Kiến Huy.

MSSV: 4501106052, 4501106003, 4501106022

Mã lớp học phần: CHEM141906

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thanh Bình

TP Hồ Chí Minh, Chủ nhật, ngày 19, tháng 09, năm 2021

BÀI 1: NHIỆT TRUNG HÒA 3

BÀI 2: HỆ PHENOL – NƯỚC 12

BÀI 6: NGHIÊN CỨU CÂN BẰNG HÓA HỌC TRONG DUNG DỊCH BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG 26

IODIDE TRONG MÔI TRƯỜNG ACID 33 BÀI 8: PHẢN ỨNG THẾ GIỮA IODINE VÀ ACETONE TRONG MÔI TRƯỜNG ACID 41 BÀI 9: XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ PHÂN HỦY CỦA MỘT HỖN HỢP

SỬ DỤNG PHÉP ĐO KÍCH HOẠT 51 BÀI 10: XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG HOẠT HÓA CỦA PHẢN ỨNG ION 65 PHIẾU ĐIỂM DANH: 70

BÀI 1: NHIỆT TRUNG HÒA

(DỰ ĐOÁN KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM)

I MỤC ĐÍCH

Xác định nhiệt trung hòa của acid mạnh bằng base mạnh: trung hòa dungDịch acid chlohydric (HCl) bằng dung dịch sodium hydroxide (NaOH)

II TÓM TẮT CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Nhiệt trung hòa ∆nH là nhiệt lượng tỏa ra của phản ứng kết hợp giữahydroxyl ion OH- và hydronium ion H3O+ Đối với acid mạnh và base mạnh, cácphân tử chất tan phân li hoàn toàn thành ion trong dung dịch, nên phản ứng trunghòa được viết dưới dạng:

H3O+ + OH- → 2H2OVới ∆nH không phụ thuộc vào bản chất của acid mạnh và base mạnh

Nhiệt lượng tổng cộng

∆totH = ∆nH + ∆dilH

 ∆nH = ∆totH - ∆dilHHiệu ứng nhiệt của một quá trình có thể xác định từ quá trình xảy ra trongnhiệt lượng kế do nó không kèm theo sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài.Nhiệt tỏa ra từ quá trình bất kỳ làm nhiệt độ của hệ tăng lên một đại lượng ∆T Gọi

K là nhiệt dung của nhiệt lượng kế, ta có: ∆H + K ∆T = 0 → ∆H= -K ∆T

Xác định được K và ∆T, sẽ tính được ∆H

III HÓA CHẤT, DỤNG CỤ

- Nhiệt lượng kế, đũa thủy tinh, đũa khuấy, kính lúp, ống bóp cao su, nhiệt kếBeckmann.

- Dung dịch HCl 0,6 N (10n1); dung dịch NaOH 6 N; phenolphthalein, KCl khan

IV CÁCH TIẾN HÀNH

1 Đo nhiệt lượng tổng cộng của quá trình trung hòa acid mạnh bằng base mạnh (∆ tot H)

 Rửa sạch nhiệt lượng kế để đảm bảo phép đo được chính xác

Pha loãng 50 mL HCl 10n1 thành 500 mL HCl nồng độ n1 rồi cho 500 mL HCl n1này vào phích

 Lấy 10 mL NaOH đặc cho vào ampoule Ampoule chứa NaOH phải ngậptrong acid HCl

 Khuấy đều tay, theo dõi mực thủy ngân trong nhiệt kế Beckman, khi mựcthủy ngân đứng yên hoặc tăng giảm chậm thì bắt đầu thực hiện phản ứng

 Dùng đũa thủy tinh chọc thủng ampoule rồi để luôn đũa trong phích, khuấymạnh và theo dõi mực thủy ngân trong nhiệt kế

 Theo dõi mực thủy ngân trong nhiệt kế và ghi lại nhiệt độ, cách 10 giây đọcgiá trị một lần cho đến khi nhiệt độ không tăng hoặc thay đổi rất chậm thìdừng thí nghiệm

 Đến khi nhiệt độ không tăng hoặc thay đổi rất chậm thì dừng thí nghiệm

 LƯU Ý: Sau khi thực hiện phép đo trên, cho vài giọt phenolphtalein vào phích

để xem toàn bộ lượng acid HCl đã được trung hòa hết chưa bằng cách sau khicho dung dịch phải xuất hiện màu hồng tím, nếu chưa thì làm lại

2 Đo nhiệt pha loãng ∆H pl

Đo nhiệt pha loãng NaOH bằng cách tiến hành tương tự thí nghiệm trênnhưng thay 500 mL HCl bằng 500 mL nước cất Gọi số liệu đo được bằng ∆T2

3 Đo hằng số nhiệt lượng kế K

 Tiến hành như thí nghiệm (2), nhưng thay 10,00 mL NaOH đậm đặc bằngkhoảng 3g KCl và thể tích nước cất là 510 mL Xác định ∆T3 của quá trìnhhòa tan này Vì đây là quá trình thu nhiệt nên ∆T3 <0 (khuấy đều và chờ đểhòa tan hoàn toàn dung dịch KCl)

 Các thí nghiệm được làm lại 2 lần để lấy giá trị trung bình

IV DỰ ĐOÁN KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM

Để xác định chính xác độ chênh lệch nhiệt độ ∆T của quá trình bằng nhiệt kếBeckmann, cần theo dõi mực thuỷ ngân trên nhiệt kế trước và sau khi chọc thủngampoule 5 phút, cách mỗi 10 giây thì ghi nhiệt độ một lần Đường biểu diễn nhiệt

độ trên nhiệt kế Beckmanncủa một quá trình toả nhiệttheo thời gian có dạng nhưHình 1.2

Hình 1.2 Đường biến thiênnhiệt độ trên nhiệt kếBeckmann trong quá trìnhtoả nhiệt Đường biểu diễn

thay đổi nhiệt độ ban đầu (chưa chọc thủng ampoule), đoạn BC là quá trình truyềnnhiệt chính, đoạn CD là quá trình truyền nhiệt sau khi kết thúc phản ứng Để xácđịnh ∆T, vẽ các đường BM và CN cắt trục tung tại M và N Dựng đường trung trựccủa đoạn MN cắt đoạn BC tại Q Đường thẳng song song với trục tung đi qua Q sẽcắt đường nối dài đoạn thẳng AB và CD tại E và F Biến thiên nhiệt độ ∆T đượcxác định tương ứng với đoạn EF.

Quá trình trung hòa acid mạnh bằng base mạnh

Thời gian t

(s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

T ( o C) Lần 1

T ( o C) Lần 2

=> Dự đoán nhiệt độ của quá trình trung hòa này sẽ tăng dần theo thời gian

Pha loãng NaOH

=> Dự đoán nhiệt độ của quá trình pha loãng sẽ dao động thấp quanh nhiệt độ xác

định theo thời gian (tức gần như không đổi)

120

130

140

150160

( t t ') t

( t t ') t

Xác định Δ n H:

Gọ n2 là số đương lượng gam HCl dùng trong phản ứng trung hòa:

n2 = n1 V 10-3 (dlg)

V TRẢ LỜI CÂU HỎI

1 Nguyên tắc sử dụng phép đo nhiệt lượng kế

Vì quá trình xảy ra trong nhiệt lượng kế không kèm theo sự trao đổi nhiệtvới môi trường bên ngoài (quá trình đoạn nhiệt) Do đó, dựa trên sự thay đổi nhiệt

độ đo được trên nhiệt kế Beckmann, có thể xác định được hiệu ứng nhiệt của mộtquá trình nhất định Nhiệt tỏa ra từ quá trình bất kì làm nhiệt độ của hệ tăng mộtđại lượng Δ T Gọi K là nhiệt dung của nhiệt lượng kế (hằng số nhiệt lượng kế), tacó: ΔΗ + Κ.ΔΤ = 0 => ΔΗ = -Κ.ΔΤ

Xác định được K và ΔT, sẽ tính được ΔH Ở bài này, để xác định K, ta dựavào độ biến thiên nhiệt độ ΔT khi hoà tan một lượng muối potassium chloride(KCI)

Ta dùng KCl vì KCl dễ tan và giá trị tuyệt đối nhiệt hòa tan của chất này đủlớn để phản ứng

2 Cấu tạo và nguyên tắc sử dụng nhiệt kế Beckmann

Cấu tạo:

Nhiệt kế Beckmann là một thiết bị được sử dụng để đo những chênh lệchnhỏ của nhiệt độ, nhưng không phải là giá trị nhiệt độ tuyệt đối Chiều dài củanhiệt kế Beckmann thường là 40 - 50 cm Thang nhiệt độ thường bao gồm khoảng

5 ° C và nó được chia thành phần trăm độ Dùng kính lúp, có thể ước tính sự thayđổi nhiệt độ đến 0,003 ° C Điểm đặc biệt trong thiết kế nhiệt kế của Beckmann là

có một bình chứa ở đầu trên của ống, bằng cách đó lượng thủy ngân trong bầu cóthể tăng hoặc giảm giúp bố trí dụng cụ để đo chênh lệch nhiệt độ tại giá trị nhiệt độcao hoặc thấp Ngược lại, phạm vi của nhiệt kế thủy ngân trong thủy tinh điển hình

là cố định in trên thang đo

Nguyên tắc sử dụng:

Khi dùng nhiệt kế, phải để một lượng thủy ngân đủ trong bầu và thân để cho kếtquả đọc giữa các nhiệt độ cần thiết Hiệu chỉnh mực thủy ngân trong nhiệt kế nằmtrong khoảng giữa của thang đo (từ 2 đến 3 độ)

3 Có thể bỏ qua nhiệt pha loãng của dung dịch HCl vì:

Nồng độ đầu của HCl:

Co HCl= 0,1 M => nHCl=0,05mol

Pha loãng dung dịch HCl có n=0,5 mol; V=510ml

=> CHCl pha loãng = 0,098

Vậy acid HCl bị pha loãng ko đáng kể nên nhiệt pha loãng có thể bỏ qua

4 Trong thí nghiệm đo hằng số nhiệt lượng kế, cần dùng đến 507ml thay

vì 500ml nước là vì

Ở thí nghiệm số 3, 500ml nước là dùng thay cho 500ml HCl so với thínghiệm số 2, vì vậy khi đổi 10ml NaOH bằng 6g KCl, lượng dung môi trong quá

trình thí nghiệm sẽ bị sai sót vì vậy ko thể giữ nguyên lượng nước thêm vào ở thínghiệm 1 mà phải tăng thêm 1 lượng bằng đúng lượng 10ml NaOH thay thế bởi 6gKCl (nghĩa là ta cần pha 6g KCl trong nước cất thì mới đủ thể tích cần dùng).

5 Nếu thay dung dịch acid HCl bằng dung dịch acid acetic CH 3 COOH với cùng nồng độ thì kết quả giá trị nhiệt trung hòa đo được sẽ bị thay đổi vì:

- Ngoài quá trình nhiệt trung hòa, quá trình pha loãng thì còn sinh ra quátrình nhiệt phân ly của acid yếu nên không thể nào thu được kết quả như mongmuốn

6 Nồng độ NaOH có cần pha chính xác không?

Nồng độ NaOH trong trường hợp này không cần phải pha chính xác vì hai lí

do sau: Khi đo nhiệt pha loãng của NaOH và nhiệt tổng cộng của quá trình trunghòa HCI và NaOH, ta dùng lượng NaOH như nhau với điều kiện tiến hành nhưnhau (chỉ thay HCl bằng H2O) nên nhiệt pha loãng của NaOH ở hai trường hợp đó

là bằng nhau không cần quan tâm đến nồng độ Ta dùng HCl loãng nhưng lại sửdụng NaOH đặc nên lượng H+ sẽ hết trong phản ứng trung hòa, vì thế nhiệt trunghòa sẽ tính dựa trên số mol của H+ mà không cần quan tâm đến OH-

7 Việc thay đổi trật tự thực hiện phản ứng trung hòa bằng cách cho acid HCl đậm đặc vào ampoule, và dung dịch NaOH loãng vào phích là có thể vì:

Dựa theo định luật Hess: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học chỉ phụthuộc vào bản chất, trạng thái của các chất đầu và sản phẩm cuối chứ không phụthuộc vào đường đi của quá trình vậy nên cho NaOH vào HCl hay ngược lại là đềunhư nhau

8 Một số nguyên nhân dẫn đến sai số thực nghiệm khi đo hiệu ứng nhiệt là:

Các nguyên nhân có thể gây ra lỗi trong thí nghiệm này do

+ Trộn không đúng cách, đặt bầu nhiệt kế vào sai, đọc nhiệt kế không chínhxác, không đủ số đọc trên nhiệt kế và bị tràn

+ Sai số dụng cụ đo là điều không tránh khỏi Vì sự gia tăng nhiệt độ có thểkhông quá lớn, dẫn đến có thể có sự sai số phần trăm ở mức thấp

Biện pháp khắc phục:

Có thể khắc phục sai số thực nghiệm khi đo hiệu ứng nhiệt bằng cách:

- Lựa chọn dụng cụ đo có độ chính xác cao (nhiệt lượng kế), không bị hưhỏng, mất số, hay những vấn đề khác

- Người thực hành thí nghiệm cần cẩn thận việc đong hóa chất, hiệu chỉnhnhiệt kế Beckmann chính xác

Điều kiện trong phòng thí nghiệm thoáng mát, không thay đổi nhiệt độ thất thường

BÀI 2: HỆ PHENOL – NƯỚC

(DỰ ĐOÁN KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM)

I MỤC ĐÍCH

- Xác định độ tan của phenol trong nước và của nước trong phenol ở những nhiệt

độ khác nhau

- Vẽ giản đồ “Nhiệt độ - thành phần” của hệ phenol – nước

II TÓM TẮT CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Ở mỗi nhiệt độ, độ tan của phenol trong nước và nước trong phenol có một

giá trị xác định Khi nhiệt độ tăng, độ tan của chúng vào nhau cũng tăng Đồ thị

biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ tan vào nhau có dạng như Hình 2.1

AK và BK lần lượt biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ tới đi tan của phenol

trong nước và của nước trong phenol

Đường AKB chia giản đồ thành 2 miền:

- Miền trong (tô màu) – hệ dịthể chứa 2 thành phần dungdịch: phenol tan trong nước

và nước tan trong phenol, khilắc mạnh hệ dị thể ở dướidạng một hỗn hợp đục

- Miền ngoài – hệ đồng thể(trong suốt), chứa một dungdịch duy nhất

2 Phương pháp đơn giản xây dựng giản đồ

AKB là tập hợp những điểm chuyển tiếp từ

dị thể sang đồng thể (từ đục sang trong), và ngược lại Nếu đun nóng hệ có

thành phần M từ nhiệt độ T1 đến nhiệt độ T, hệ vẫn là dị thể (đục) Đến nhiệt độ T

lớn hơn một chút, thì hệ chuyển sang đồng thể (trong)

Nếu tiếp tục đun hỗn hợp đến nhiệt độ T2 rồi cho nguội dần Suốt khoảng

nhiệt độ từ T2 đến T hỗn hợp vẫn trong, đến nhiệt độ T thì hệ bắt đầu đục

Như vậy căn cứ vào nhiệt độ bắt đầu trong và bắt đầu đục, sẽ xác định được

nhiệt độ T của điểm M trên đường AKB

Hình 2.1 Giản đồ nhiệt độ - thành phần của hệ phenol – nước

%

Khi thành phần thay đổi, bằng cách tương tự ta sẽ tìm được nhiều điểm trênđường AKB, và do đó sẽ được đường AKB.

 Ống đong 10 mL hoặc pipette 5 mL có chia vạch

 Phễu nhỏ, đũa khuấy, bếp điện, ống bóp cao su

 Lọ đựng phenol, NaOH, nước cất

IV CÁCH TIẾN HÀNH

 Dùng burette cho 3,00 mL nước cất (coi như 3 g) vào ống nghiệm 75 mL Sửdụng pipette hoặc ống đong lấy 4 g phenol (khoảng 3,80 mL phenol; mặt võngcủa phenol ứng với vạch 3,80 mL) cho vào ống nghiệm Nút kín ống nghiệm

để tránh thay đổi thành phần và tránh nhiễm độc phenol

 Cho nhiệt kế và đũa khuấy vào ống nghiệm trên rồi đậy nút lại

 Nhúng ống nghiệm vào cốc nước và đun cách thủy Khuấy đều tay ghi nhiệt độbắt đầu trong Lấy cốc ra khỏi bếp điện cho nguội dần, vẫn khuấy đều và ghinhiệt độ bắt đầu đục

 Hai nhiệt độ này phải chênh nhau rất ít (khoảng 0,2 - 0,5 °C)

 Lặp lại bước xác định nhiệt độ trong và nhiệt độ đục từ 2 đến 3 lần để xác địnhchính xác điểm chuyển đổi nhiệt độ T

 Sau đó, dùng buret cho thêm nước cất vào ống nghiệm trên theo bảng sau:

Số ml nước cất

Sau mỗi lần thêm nước cất thì thao tác tương tự thí nghiệm 1 để xác định ttrong và t đục ở thí nghiệm 2 đến thí nghiệm 12.

V KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM:

Để đơn giản, coi (g/ml) ta có số g nước cất = số ml nước cất thêm vào.Gọi:

m1: lượng nước trong hệ

m2: lượng phenol trong hệ

mhệ = m1 + m2: tổng lượng nước và phenol trong hệ

m hệ (g)

% phenol (%)

DỰ ĐOÁN:

- to trong sẽ tăng qua mỗi lần thêm nước cất vào, đến điểm giới hạn nhất định sẽbắt đầu giảm dần Nhưng việc giảm nhiệt độ chỉ tới 1 giá trị xác định, sẽ không thểgiảm nữa vì không thể hạ nhiệt độ xuống nhanh được

- to trong > t o đục do khi đun nóng hệ từ nhiệt độ T1 đến nhiệt độ T, hệ vẫn là dịthể, đến nhiệt độ T lớn hơn một chút, thì hệ mới chuyển sang đồng thể Nếu tiếptục đun hỗn hợp đến nhiệt độ T2 rồi cho nguội dần Suốt khoảng nhiệt độ từ T2 đến

T hỗn hợp vẫn trong, đến nhiệt độ T thì hệ bắt đầu đục

- to trung bình sẽ nằm trong khoảng 65 oC -> 45oC

VI CÂU HỎI:

1 Những lưu ý khi thực hiện thí nghiệm với phenol: Độc tính? Bảo hộ? An toàn khi thao tác? Sơ cấp cứu khi bị nhiễm độc phenol? (gợi ý: tìm MSDS của phenol)

Khi thực hiện thí nghiệm với phenol ta cần lưu ý các điểm sau:

Về độc tính của phenol:

 Phenol nguyên chất là một chất rắn tinh thể màu trắng, độc hại, dễ bay hơi nên

có thể gây nguy hiểm nếu hít phải

 Chúng có thể gây bỏng nếu tiếp xúc với da và gây tổn thương mắt

 Không được nuốt, nếu nuốt sẽ bị nhiễm độc

 Có thể gây tổn thương cho các cơ quan nếu tiếp xúc trong 1 thời gian dài,phenol được nghi ngờ gây biến đổi gen di truyền,…

Những trang thiết bị cần thiết khi tiến hành thí nghiệm với phenol:

 Kính bảo hộ thí nghiệm, tấm chắn mặt

 Trang phục thí nghiệm phù hợp: Quần áo, găng tay không thấm nước, giày bítchân, khẩu trang đạt chất lượng,…

An toàn khi thao tác:

Sau khi đáp ứng các yêu cầu về dụng cụ bảo hộ, ta tiến hành lấy hóa chất 1cách cẩn thận và nhanh chóng Rót dung dịch nước chứa phenol vào cốc đong 10

ml và cho vào ống nghiệm nhanh chóng vì phenol trong dung dịch nước đông rắnrất nhanh ở điều kiện thường Khi ta tiến hành thí nghiệm cần phải bịt nút kín ốngđựng hỗn hợp nước và phenol để tránh bị nhiễm độc hóa chất

Sơ cấp cứu khi bị nhiễm độc phenol:

 Với mắt: Rửa mắt bị ảnh hưởng với nhiều nước và chuyển đến các đơn vị cấpcứu ngay lập tức

 Với da: Rửa sạch ngay bằng xà phòng và nhiều nước loại bỏ tất cả quần áo vàgiày bị ô nhiễm Sử dụng dung dịch PEG / EtOH xối rửa cho khu vực bị ảnhhưởng Để yên trong 15 đến 30 giây, sau đó rửa lại bằng nước Tiếp tục chutrình nước - dung dịch PEG / EtOH trong ít nhất 15 phút (Dung dịch PEG /EtOH bao gồm 2 phần polyethylen glycol 400 đến 1 phần etanol Chỉ dùng cho

7 lần sử dụng ngoài) Kết thúc khử nhiễm bằng cách rửa kỹ bằng xà phòng vànước

 Khi hít phải: Tạo môi trường thoáng khí xung quanh Thở oxy nếu có thể vàchuyển đến các đơn vị cấp cứu ngay lập tức

 Khi nuốt phải: Không được ép nôn, không được sử dụng miệng để hô hấp nạnnhân và chuyển đến các đơn vị cấp cứu ngay lập tức

2 Quan sát màu của phenol Đối chiếu với màu phenol tinh khiết (tra cứu) Giải thích? Hiện tượng này có ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm?

 Phenol sử dụng thí nghiệm là phenol trong dung dịch nước có màu hồng nhạtcòn phenol tinh khiết có màu trắng Phenol có tính acid yếu, trong dung dịchnước xuất hiện cân bằng:

C6H5OH + H2O ⇌ C6H5O- + H3O+

 Hiện tượng này không ảnh hưởng nhiều đến kết quả thí nghiệm vì khi hệchuyển sang hệ đồng thể ta vẫn quan sát được hiện tượng trong của hệ vàngược lại

3 Xác định số pha (phases) phân bố trong miền trong và miền ngoài của đồ thị.

 Đường biểu diễn các điểm nhiệt độ chuyển tiếp chia giản đồ thành 2 miền: + Miền trong là hệ dị thể bao có 2 pha

+ Miền ngoài là hệ đồng thể có 1 pha

4 Cách xác định thành phần của một hệ phenol – nước bất kì theo thí nghiệm trên? (Nội suy tuyến tính? Phi tuyến tính?)

 Nội suy tuyến tính là nội suy theo đường thẳng, lập phương trình đường thẳng

đi qua các điểm của hệ rồi suy ra thành phần của hệ

 Phi tuyến tính là dựa vào đường cong của hệ rồi xác định thành phần hệ

 Phương pháp được sử dụng để xác định thành phần của hệ là nội suy tuyến tính

do ta chỉ khảo sát thí nghiệm ở một khoảng nhiệt độ và khi nối các điểm (14điểm) lại thực tế là đường thẳng

BÀI 3: ĐỊNH LUẬT PHÂN BỐ

(Kết quả thực nghiệm)

I MỤC TIÊU:

Xác định hệ số phân bố KD của iodine trong hệ 2 dung môi CCl4 và H2O

Xác định KC của phản ứng KI + I2 KI3 (trong dung dịch nước)

 Nếu chất tan không phân li và không liên hợp trong hai dung môi, thì tỉ số nồng

độ của nó trong hai dung môi được gọi là hệ số phân bố KD Với chất tan là I2, 2 dung môi là nước và CCl4 ta có

Dung dịch I2 trong

CCl4

Lắc mỗi lọ khoảng 30 phút, để yên vài phút để hỗn hợp phân lớp Xác định nồng

độ I2 trong mỗi lớp của từng lọ bằng phương pháp chuẩn độ

 Lọ 1:

Chuẩn 25 ml dung dịch I2 trong H2O (lớp trên) bằng Na2S2O3 0,001 N với chất chỉ thị hồ tinh bột

Chuẩn 2 ml dung dịch I2 trong CCl4 (lớp dưới) bằng Na2S2O3 0,01 N bằng cách cho

2 ml dung dịch I2/CCl4 vào bình tam giác đã chứa sẵn 5-10 ml dung dịch KI 5% rồichuẩn bằng dung dịch Na2S2O3 0,01 N ngay trong binh (lắc mạnh bình và nhỏ Na2S2O3 chậm, dùng chất chỉ thị hồ tinh bột)

Chỉ cho hồ tinh bột vào dung dịch chuẩn độ sau khi dung dịch có màu vàng rơm

IV KẾT QUẢ VÀ TÍNH TOÁN (đo tại 30ºC)

V1, V3, V5: số ml dung dịch Na2S2O3 0,001N dùng để chuẩn độ lớp trên ở các lọ

V2, V4, V6: số ml dung dịch Na2S2O3 0,01N dùng để chuẩn độ lớp dưới ở các lọ

 Lọ 1: (ml)

Lần

Lớp trên (V1) Lớp dưới (V2)

Tính toán tương tự lọ 1 ta được KD (lọ 2) = 1687

Vậy hằng số phân bố trung bình của lọ 1 và lọ 2 là KD = 1831

C(KI3)cb = C(I2)tổng cộng – C(I2 (KI))= =

C(KI)cb = C0(KI) – C(KI3)cb = 0,001 – =

Vậy Kc = = 714,3

Câu 1: Có thể thay CCl 4 bằng chất khác được không? Chất thay thế phải có những tính chất gì?

Có thể thay bằng các dung môi không phân cực như CS2, acetone…

Câu 2: Trong quá trình định phân I 2 trong CCl 4 , tại sao phải dùng 5-10 ml dung dịch KI 5% với 2 mL I2 trong CCl 4 ?

Vì I2 dễ bay hơi, nên ta phải dùng KI 5% vào để giảm sự bay hơi của I2 theo cân bằng I2 + KI KI3

Câu 3: Cho biết yếu tố ảnh hưởng đến sai số thí nghiệm xác định hệ số phân bố?

 Sai số do dụng cụ thí nghiệm: sai số của pipet, buret

 Sai số do thao tác của người thực hiện: không đậy nắp bình cẩn thận khiến Iodine bay hơi, thao tác dùng pipet lấy dung dịch và dùng buret chuẩn độ chưa thành thạo, không quan sát đúng thời điểm chuyển đổi màu sắc khi chuẩn độ…

Câu 4: Trình bày các nguyên tắc an toàn lao động, tránh phơi nhiễm dung môi hữu cơ?

 Mặc, đeo đầy đủ các vật dụng bảo hộ (găng tay, khẩu trang, kính bảo hộ, giây, áoblouse…)

 Thực hiện thí nghiệm cẩn thận, tránh làm đổ, làm rơi vải

 Lấy hóa chất xong đậy nắp cẩn thận

 Biết chinh xác đặc tính, độ độc hại của hóa chất hữu cơ mình đang sử dụng

 Cần biết các nguyên tắc sơ cứu tại chỗ khi sự cố xảy ra

BÀI 6: NGHIÊN CỨU CÂN BẰNG HÓA HỌC TRONG DUNG

DỊCH BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG

(Kết quả thực nghiệm)

 Sử dụng được máy đo quang phổ, máy đo pH

 Xác định mật độ quang, hằng số cân bằng, độ điện li của dung dịch chỉ thịphenolphthalein bằng phương pháp trắc quang

 Chất chỉ thị là những chất có khả năng thay đổi màu sắc tùy thuộc vào độ pHcủa môi trường, do có sự tách ion H+ hoặc OH- làm thay đổi cấu trúc electroncủa phân tử dẫn đến sự thay đổi phổ hấp phụ khả kiến của ion được tạo thành

 Màu của chỉ thị phụ thuộc vào pH môi trường theo công thức sau:

pH = pK – log (với K là hằng số điện li của chỉ thị, là độ điện li) (1)

Khi chỉ thị phân li một nửa, pH = pK Giá trị pH này được gọi là điểm chuyển đổi của chỉ thị

Với K được xác định bằng phương trình (1), độ phân li được xác định bằng

phương pháp trắc quang theo công thức (A là mật độ quang của dung dịch hay còn được gọi là độ hấp phụ, A0 là độ hấp phụ cực đại khi chất chỉ thị phân li hoàn toàn)

Pha các dung dịch đệm có pH khoảng 8 – 11 theo bảng dưới, rồi xác định

pH dung dịch bằng máy đo pH

Sau đó đo độ hấp phụ của csc dung dịch đệm có chứa phenolphthalein bằngmáy đo quang phổ với bước sóng hấp phụ 553 nm, bắt đầu với dung dịch nhạt màunhất, mỗi thí nghiệm đo 2 lần.

Đồ thị mật độ quang phụ thuộc pH dung dịch

0.1 0.5 0.9 1.0 1.1 1.0 8.5

*** Nhận xét

Điểm chuyển đổi màu của chỉ thị ( = 0,5) ứng với pH 9,6

Vậy khoảng thay đổi màu của chỉ thị phenolphthalein nằm ở khoảng từ 9,5 đến10,6

Câu 1: Những chất như thế nào có thể được sử dụng làm chỉ thị pH?

Chất chỉ thị màu là những axit hữu cơ yếu hay bazo hữu cơ yếu, có khả năng điện

ly thuận nghịch (HA); A- và HA có màu khác nhau

- Thường là những axit yếu hữu cơ (HIn), hoặc bazơ yếu hữu cơ (InOH) Trong đó,dạng axit liên hợp và dạng bazơ liên hợp có màu khác nhau

- Điều kiện chọn chỉ thị:

+ Tính axit hoặc bazơ của chỉ thị phải yếu hơn chất xác định

+ Màu sắc của chỉ thị phải thay đổi rõ rêt tại điểm kết thúc chuẩn

+ Ngoài ra còn phụ thuộc vào: nhiệt độ, dung môi, lực ion và môi trường ion củadung dịch

Câu 2: Vì sao màu sắc của chỉ thị phụ thuộc vào pH dung dịch?

Do có sự tách ion H+ hoặc OH- khỏi phân tử làm thay đổi cấu trúc electron củaphân tử và do đó thay đổi phổ hấp thụ ánh sáng khả kiến của ion được tạo thành

Câu 3: Điểm chuyển đổi của chỉ thị là gì?

Khi chỉ thị phân li được một nửa, pH= pK Giá trị pH này được gọi là điểm chuyểnđổi của chỉ thị Có thể quan sát thấy sự thay đổi màu sắc chỉ thị khi tỉ lệ nồng độ

của các dạng chỉ thị nằm trong khoảng 0,1 đến 10 Như vậy, biên độ thay đổi màucủa chỉ thị nằm trong khoảng pH = pK 1

Câu 4 Trình bày cách xác định độ phân li và hằng số phân li?

Độ phân li: với A là mật độ quang hay độ hấp thụ, chúng được đo bằng phươngpháp trắc quang

Hằng số phân li: pH = pK - log

Câu 5: Cho biết vai trò của dung dịch đệm trong thí nghiệm trên?

Vai trò là giúp duy trì độ pH trong khoảng xác định khi cho thêm dung dịch mớivào

Câu 6: Cấu trúc của phenolphthalein:

Khi pH đạt đến một giá trị từ 8 đến 12, cấu trúc của phenolphthalein (HIn) sẽ biếnđổi thành base liên hợp dạng In- do quá trình ion hóa, cùng với đó là giải phóngbước sóng mà ta có thể quan sát bằng mắt thường (ở đây cụ thể là màu hồng)

Bài 7: KHẢO SÁT ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG KHỬ H2O2 BỞI

IODIDE TRONG MÔI TRƯỜNG ACID

(Kết quả thực nghiệm)

Khảo sát sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng theo thời gian Xác định hằng sốtốc độ phản ứng bậc 1, từ đó suy ra hằng số tốc độ phản ứng bậc 2

Xét phản ứng khử H2O2 bởi iodide trong môi trường acid

H2O2 + 2HI  2H2O + I2Phản ứng trên xảy ra theo 2 giai đoạn

H2O2 + HI  HIO + H2O (1)HIO + HI  I2 + H2O (2)Giai đoạn (1) xảy ra chậm, giai đoạn (2) xảy ra nhanh và đến cùng K2 >> K1.Nên tốc độ phản ứng được quyết định bởi giai đoạn 1

Với phương trinh động học của phản ứng: v = K1.C(H2O2).C(HI) (đây là phảnứng bậc 2 và K1 là hằng số tốc độ của phản ứng bậc 2)

Nếu thực hiện phả ứng với điều kiện nồng độ dung dịch HI không đổi, phảnứng sẽ trở thành phản ứng giả bậc 1: v= K1’.C(H2O2) trong đó K1’ = K1.C(HI) là hằng

số tốc độ của phản ứng giả bậc 1

Gọi:

V∞ là số ml dung dịch Na2S2O3 cần để chuẩn lượng I2 được giải phóng dotoàn bộ H2O2 đã phản ứng với HI

Vt là số ml dung dịch Na2S2O3 cần để chuẩn lượng I2 được giải phóng sauthời gian t

 log(V∞ - Vt) =

III TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM

Dùng pipet cho vào ống đong 1000ml đung 10ml dung dịch KI 0,5N

Dùng ống đong thêm 50ml dung dịch H2SO4 1N và một vài giọt hồ tinh bột.Nếu xuất hiện màu xanh thì phải cho thêm từng giọt Na2S2O3 cho đến lúc mất màu(về nguyên tắc thì chưa cho H2O2 thì chưa có màu xanh)

Thêm nước cất vào cho đến 450ml, đổ sang cốc 1000ml, khuấy đều bằngmáy khuấy

Trên cốc là burret chứa sẵn dung dịch Na2S2O3 0,5N

Sau đó nhanh chóng cho tiếp 1ml dung dịch Na2S2O3 khác vào cốc và ghi lạithời gian xuất hiện màu xanh của chỉ thị hồ tinh bột.

Thực hiện tương tự cho đến khi tổng thể tích Na2S2O3 cho vào hệ phản ứng

là 20,00ml

** Xác định V ∞

Cho vào binh tam giác 250ml có nút nhám đung 25,00ml dung dịch KI 0,5N

và 25,00ml dung dịch H2SO4 8N và một ít hồ tinh bột (nếu xuất hiện màu xanhthêm từng giọt Na2S2O3 cho mất màu xanh)

Dùng pipet lấy 10,00ml dung dịch H2O2 3% cho vào bình Sau 20 phút, đemchuẩn độ toàn bộ lượng I2 được giải phóng bằng V (ml) Na2S2O3 0,5N