(FULL) MẪU ĐÁP ÁN BÁO CÁO TH HÓA LÝ ĐHCN TP.HCM (file nén đủ 9 bài TH)

CHẤT CHỈ THỊ, ĐỘ TAN TÍCH SỐ TAN, TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG, HẰNG SỐ CÂN BẰNG CỦA PHẢN ỨNG, CÂN BẰNG LỎNG RẮN, PHÂN HỦY PHỨC ION MANGAN, GIẢN ĐỒ PHA HỆ 3 CẤU TỬ, XÚC TÁC ĐỒNG THỂ PHÂN HỦY H2O2, ĐỘ TĂNG ĐIỂM SÔI

BÁO CÁO THỰC HÀNH HÓA LÍ Bài 1: Chất chỉ thị màu, hằng số điện li acid – base yếu

Lớp: DHHC15

Ngày thực hiện: 27/08/2021

I. Mục đích thí nghiệm:

− Xác định khoảng pH

− Hằng số điện ly của dung dịch acid yếu

− Hằng số điện ly của dung dịch base yếu

II. Cơ sở lí thuyết:

1. Chỉ thị:

Chỉ thị acid - base là những acid – base hữu cơ có màu sắc thay đổi tùy theo nồng độ của H+ trong dung dịch Mỗi chỉ thị sẽ đổi màu ở những khoảng pH nhất định và thông thường để chuyển hẳn từ màu này sang màu kia khoảng pH đó gần bằng 2 đơn vị Muốn dùng chỉ thị

để xác định chính xác pH của một dung dịch, người ta kết hợp cùng một lúc nhiều chỉ thị có khoảng chuyển màu kế tiếp nhau Khi đó mỗi giá trị pH sẽ ứng một tổ hợp nhiều màu Càng nhiều chỉ thị thì xác suất các tổ hợp màu đó trùng nhau càng ít Do đó pH đo được càng chính xác

Ví dụ: Phenolphtalein ở môi trường acid: không màu; môi trường base: màu hồng Phạm vi pH từ 8 - 10

Metyl da cam môi trường acid: màu đỏ; môi trường base: màu vàng Phạm vi pH từ 3,1 – 4,4

2. Hằng số điện ly của acid và base yếu:

Các acid – base yếu là các acid – base điện li kém khi hoàn tan trong nước với Ca, Cb là nồng độ acid, base ban đầu

HA ↔ H+ + A

-Ta có: Ka=

2

[ ] [ ]

a

H K HA

+

=

(do [H+]=[A-]) Tại thời điểm cân bằng: [HA]=Ca

2

a

a

H K

C

+

=

MOH ↔ M+ + OH

-Ta có: Kb=

2

b

OH K

MOH

−

=

(do [M+]=[OH-]) Tại thời điểm cân bằng: [MOH]=Cb

2

b

b

OH K

C

−

=

3. Công thức tính pH:

Với dung dịch acid mạnh: pH= -lgH+= -lg Ca

Với base mạnh: pH = 14 + lg Cb

Với acid yếu: pH= (pKa -lgCa) Với base yếu: pH= 14 – (pKa – lgCb)

Trong đó: pKa = -lgKa (Ka - hằng số điện li của acid)

pKb= -lgKb (Kb - hằng số điện li của base)

III. Thực nghiệm:

Thí nghiệm 1: Lập thang màu – khoảng pH của dung dịch acid:

− Dùng pipet 10mL lấy 10mL dung dịch HCl 0,1N cho vào ống nghiệm 1

− Lấy 1mL dung dịch trong ống 1 và 9mL nước cất vào ống nghiệm 2

− Lấy 1mL dung dịch trong ống 2 và 9mL nước cất vào ống nghiệm 3

− Lấy 1mL dung dịch trong ống 3 và 9mL nước cất vào ống nghiệm 4 Ta

sẽ thu được các dung dịch HCl 0,1N; 0,01N; 0,001N; 0,0001N

− Dùng pipet cho vào 8 ống nghiệm đã đánh dấu 1, 2, 3, 4, 1’, 2’, 3’, 4’

lượng acid theo bảng sau:

Ống nghiệm

1 và 1’ 2 và 2’ 3 và 3’ 4 và 4’

Cho các ống 1, 2, 3, 4 mỗi ống 1 giọt thymol xanh

Cho các ống 1’, 2’, 3’, 4’ mỗi ống 1 giọt methyl da cam

Thí nghiệm 2: Xác định khoảng pH của dung dịch acid X bằng chỉ thị

− Lấy 2 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 1mL dung dịch X

− Thêm vào ống nghiệm thứ nhất 1 giọt thymol xanh

− Thêm vào ống hai 1 giọt metyl da cam

− So sánh màu sắc của 2 ống nghiệm này với các tổ hợp 2 màu của thang đo pH

− Xác định khoảng pH dung dịch X

Thí nghiệm 3: Xác định hằng số điện ly của dung dịch acid yếu

− Làm thí nghiệm giống thí nghiệm 2 để xác định khoảng pH dung dịch

CH3COOH 0,1N

− Tính hằng số điện ly của dung dịch acid CH3COOH

Thí nghiệm 4: Lập thang màu – khoảng pH dung dịch base

− Tiến hành tương tự như cách tạo thang màu acid, chỉ thay dung dịch HCl 0,1N bằng dung dịch NaOH 0,1 N

− Cho các ống 5, 6, 7, 8 mỗi ống một giọt indigocarmin

− Cho các ống 5', 6', 7', 8' mỗi ống một giọt alizarin vàng R

Ống nghiệm

5 và 5’ 6 và 6’ 7 và 7’ 8 và 8’ Thể tích NaOH

(mL)

Thí nghiệm 5: Xác định khoảng pH của dung dịch base Y bằng chỉ thị

− Lấy 2 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 1ml dung dịch Y

− Thêm vào ống nghiệm thứ nhất 1 giọt indigocarmin

− Thêm vào ống hai 1 giọt alizarin vàng R, so sánh màu sắc của 2 ống

nghiệm này với các tổ hợp 2 màu của thang đo pH

− Xác định khoảng pH dung dịch Y

Thí nghiệm 6: Xác định hằng số điện ly của dung dịch base yếu

− Làm thí nghiệm giống thí nghiệm 5 để xác định pH dung dịch NH4OH 0,1N Tính hằng số điện ly của base NH4OH

IV. Trả lời câu hỏi:

1. Hằng số điện li Ka, Kb phụ thuộc vào nhiệt độ, bản chất của chất tan

2. Nguyên tắc của phương pháp dùng chỉ thị để xác định pH của một dung dịch: Chỉ thị acid - base là những acid – base hữu cơ có màu sắc thay đổi tùy theo nồng độ của H+ trong dung dịch Mỗi chỉ thị sẽ đổi màu ở những khoảng pH nhất định và thông thường để chuyển hẳn từ màu này sang màu kia khoảng pH

đó gần bằng 2 đơn vị

3. Sử dụng Phenolphtalein để dùng làm chất chỉ thị vì nó trong suốt không màu Trong chuẩn độ cần xác định chính xác thể tích gây đổi màu Khi thay đổi nồng

độ H+ trong dung dịch thì dung dịch sẽ chuyển không màu (acid) sang màu hồng (base), nên người thực hiện dễ dàng nhận ra

4. Sử dụng hỗn hợp các chất chỉ thị khi muốn xác định chính xác pH của dung dịch, người ta kết hợp cùng một lúc nhiều chỉ thị có khoảng chuyển màu kế tiếp nhau Khi đó mỗi giá trị pH sẽ ứng một tổ hợp nhiều màu Càng nhiều chỉ thị thì xác suất các tổ hợp màu đó trùng nhau càng ít Do đó pH đo được càng chính xác

V. Kết quả thí nghiệm:

Thí nghiệm 1:

Cho vào các ống 1, 2, 3, 4 mỗi ống một giọt thymol xanh

Cho vào các ống 1’, 2’, 3’, 4’ mỗi ống một giọt metyl da cam

Thí nghiệm 2:

Màu của dung dịch X:

Ống 1: có màu nằm ở khoảng giữa của ống 1 và ống 2 của thí nghiệm 1 (đỏ hồng – hồng nhạt)

Ống 2: có màu nằm ở khoảng giữa của ống 1’ và ống 2’ của thí nghiệm 1 (đỏ hồng – hồng nhạt)

CX= = 0,055 → pH= -lgCX = -lg (0,055) = 1,26

Thí nghiệm 3:

Ống 1: CH3COOH có màu nằm khoảng giữa ống 3 và ống 4 ở thí nghiệm 1 (vàng – vàng nhạt)

Ống 2: CH3COOH có màu nằm khoảng giữa ống 3’ và ống 4’ ở thí nghiệm 1 (hồng cam – vàng cam)

→ Khoảng pH của CH3COOH khoảng 3,5

3

0,001 0,0001 2

CH COOH

+

=

= 5,5.10-4

1

2

CH COOH CH COOH CH COOH

3

1

2 pK CH COOH

3

CH COOH

pK

= 6

→ K a= 10-6

Thí nghiệm 4:

Cho các ống 5, 6, 7, 8 mỗi ống một giọt indigocarmin

Cho các ống 5', 6', 7', 8' mỗi ống một giọt alizarin vàng R

Thí nghiệm 5:

Màu của dung dịch Y:

Ống 1: có màu nằm giữa ống 6 và 7 ở thí nghiệm 4 (xanh – xanh nhạt)

Ống 2: có màu nằm giữa ống 6’ và 7’ ở thí nghiệm 4 (đỏ cam – cam)

→ pH của dung dịch nằm ở khoảng pH=11,5

Thí nghiệm 6:

Ống 1: màu của dung dịch NH4OH nằm ở khoảng ống 7 và ống 8 thí nghiệm 4 (xanh nhạt – vàng nhạt)

Ống 2: màu của dung dịch NH4OH nằm ở khoảng ống 7’ và ống 8’ thí nghiệm 4 (cam – vàng)

→ pH ở khoảng 10,5

1

2 NH OH NH OH

1

2 pK NH OH

4

NH OH

pK

= 6

→K b= 10-6

VI. Thảo luận – Kết luận:

Qua thí nghiệm ta thấy được khi nồng độ 1 chất giảm dần thì màu chỉ thị pH của nó cũng giảm dần Hằng số điện ly càng lớn thì tính acid và base càng mạnh Trong quá trình làm có thể do ảnh hưởng của các chất chỉ thị không bảo quản kĩ

sẽ ảnh hưởng đến màu sắc chuẩn để làm thang đo pH

Số liệu chưa chính xác do chưa thực nghiệm thực tế, không thấy được màu sắc thực nghiệm

BÁO CÁO THỰC HÀNH HÓA LÍ Bài 2: ĐỘ TAN – TÍCH SỐ TAN

Lớp: DHHC15

Ngày thực hiện: 10/09/2021

I. Mục đích thí nghiệm:

Xác định điều kiện để hình thành một kết tủa trong dung dịch

Khảo sát sự ảnh hưởng các ion đồng loại đến khả năng tạo tủa

II. Cơ sở lí thuyết:

Định nghĩa tích số tan: Tích số tan của một chất điện ly ít tan được định nghĩa là tích số các nồng độ các ion tự do của nó trong dung dịch bão hòa ở một nhiệt độ nhất định với các số mũ tương ứng là các chỉ số của ion trong phân tử

Điều kiện tạo kết tủa của chất điện ly ít tan:

Với dung dịch chất điện ly ít tan AmBn ta có cân bằng sau:

AmBn (r) ↔ mAn+ (l) + nBm- (l)

Vì [AmBn] = 1 nên K = [An+]m [ Bm-]n là một hằng số và được gọi là tích số tan

T Như vậy T cũng là một loại hằng số cân bằng do đó nó chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất tan và nhiệt độ

[An+]m.[ Bm-]n = T: Dung dịch bão hòa trong đó vận tốc hòa tan bằng vận tốc kết tủa Kết tủa không tạo thành cũng không tan thêm vào dung dịch

[An+]m.[ Bm-]n < T: Dung dịch chưa bão hòa Vận tốc hòa tan lớn hơn vận tốc kết tủa, nếu ta thêm chất rắn vào thì nó sẽ tan cho đến khi đạt trạng thái cân bằng [An+]m.[ Bm-]n > T: Dung dịch quá bão hòa Tích số nồng độ của các ion

trong dung dịch lớn hơn tích số nồng độ bão hòa Khi đó các ion này sẽ kết hợp với nhau tạo thành kết tủa tách ra khỏi dung dịch làm giảm nồng độ của chúng trong dung dịch cho đến khi đạt trạng thái bão hòa

Như vậy dựa vào qui luật trên người ta có thể điều khiển được quá trình hòa tan hay kết tủa của các chất điện ly ít tan như sau: muốn hòa tan một kết tủa phải thêm

vào kết tủa đó các chất có tác dụng làm giảm nồng độ của các ion do kết tủa phân

ly ra Thường thì các chất này tạo phức bền với ion của kết tủa hoặc là tạo thành acid mạnh Muốn kết tủa một chất, phải thêm vào dung dịch một chất có chứa ion đồng loại với kết tủa còn gọi ion chung để làm tăng nồng độ của ion kết tủa trong dung dịch

III. Thực nghiệm:

+ Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của ion cùng loại đến độ tan

Dùng pipet lấy 10ml dung dịch CH3COONa 4N và 10ml AgNO3 0,1N cho vào Becher

Khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, đem li tâm toàn bộ dung dịch và kết tủa trong máy

li tâm, gạn bỏ phần nước phía trên

Thêm 10 ml nước cất vào ống nghiệm đang chứa kết tủa, lắc nhẹ một lúc

Li tâm cho tủa lắng hết xuống đáy ống nghiệm ta sẽ thu được dung dịch

CH3COOAg bão hòa bên trên Chia lượng dung dịch này làm 3 phần bằng nhau, cho vào 3 ống nghiệm:

Ống 1: Thêm từ từ từng giọt dung dịch CH3COONa 4N vào (khoảng 2ml)

Ống 2: Thêm khoảng 2ml dung dịch HNO3 đậm đặc, sau đó đun nóng, ghi nhận mùi thoát ra

Ống 3: Thêm vào vài giọt dung dịch NH4OH đậm đặc

Quan sát và giải thích hiện tượng trong từng ống nghiệm

+ Thí nghiệm 5: Xác định điều kiện hình thành kết tủa

Cho vào ống nghiệm thứ nhất: 2ml dung dịch CaCl2 0,0002 N và 2ml dung dịch

Na2SO4 0,0002 N lắc đều và đun nhẹ

Cho vào ống nghiệm thứ hai: 2ml dung dịch CaCl2 0,2N và 2ml dung dịch Na2SO4

0,2N lắc đều đun nhẹ

Quan sát hiện tượng xảy ra trong hai ống nghiệm Giải thích và viết phương trình phản ứng? Cho biết TCaSO4 = 10-5

+ Thí nghiệm 6: So sánh khả năng tạo kết tủa của các ion trong cùng một dung dịch

Dùng pipet lấy 1ml dung dịch NaCl 0,5N; 1ml dung dịch KI 0,5N; 2,5ml nước cất

và 0,5ml dung dịch HNO3 2N cho vào ống nghiệm

Thêm vào ống nghiệm 2 ml dung dịch AgNO3 0,1N, lắc đều cho đến khi kết tủa không tạo thêm

Nhận xét màu dung dịch và chuyển toàn bộ dung dịch vào ống ly tâm để ly tâm tách kết tủa

Gạn phần nước bên trên vào ống nghiệm thứ hai (phần kết tủa được giữ lại ở ống nghiệm đầu để so sánh)

Thêm tiếp vào ống nghiệm thứ hai: 2ml dung dịch AgNO3 0,1 N; lắc nhẹ cho đến khi có kết tủa xuất hiện, cho toàn bộ vào ống li tâm để tách kết tủa

Tiếp tục gạn phần nước bên trên sang ống nghiệm thứ 3 và tiến hành tương tự như ống thứ 2 cho đến khi nào kết tủa không tạo thành nữa

Ghi số lần ly tâm và so sánh kết tủa của các lần ly tâm về màu sắc kết tủa và lượng kết tủa

Giải thích hiện tượng (biết tích số tan của các chất: TAgCl = 1,8.10-10 và TAgI =

1,1.10-16

IV. Trả lời câu hỏi:

1. Bản chất của tích số tan Những yếu tố ảnh hưởng đến tích số tan?

Tích số tan của một chất điện li ít tan được định nghĩa là tích số nồng độ các ion tự

do trong dung dịch bão hòa ở một nhiệt độ nhất định với các số tương ứng là các chỉ số của ion trong phân tử

Yếu tố phụ thuộc vào bản chất của chất tan và nhiệt độ

2. Trình bày qui luật của tích số tan Ứng dụng của qui luật này trong sự hòa tan

và tạo thành kết tủa của các chất điện li ít tan? Nồng độ dung dịch ảnh hưởng như thế nào đến sự hòa tan, kết tủa?

Qui luật của tích số tan:

Với dung dịch chất điện ly ít tan AmBn ta có cân bằng sau:

AmBn ↔ mAn+ + nBm-

Vì [AmBn] = 1 nên K = [An+]m [ Bm-]n là một hằng số và được gọi là tích số tan

T Như vậy T cũng là một loại hằng số cân bằng do đó nó chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất tan và nhiệt độ

[An+]m.[ Bm-]n = T: dung dịch bão hòa, tốc hòa tan bằng vận tốc kết tủa Kết tủa không tạo thành cũng không tan thêm vào dung dịch

[An+]m.[ Bm-]n < T: Dung dịch chưa bão hòa Vận tốc hòa tan lớn hơn vận tốc kết tủa, nếu ta thêm chất rắn vào thì nó sẽ tan cho đến khi đạt trạng thái cân bằng [An+]m.[ Bm-]n > T: Dung dịch loại này quá bão hòa Tích số nồng độ của các ion trong dung dịch lớn hơn tích số nồng độ bão hòa Khi đó các ion này sẽ kết hợp với nhau tạo thành kết tủa tách ra khỏi dung dịch làm giảm nồng độ của chúng trong dung dịch cho đến khi đạt trạng thái bão hòa

Ứng dụng của quy luật tích số tan trong sự hòa tan và tạo thành kết tủa của các chất điện ly ít tan

Muốn hòa tan một kết tủa phải thêm vào kết tủa đó các chất có tác dụng làm giảm nồng độ của các ion do kết tủa phân ly ra Thường thì những chất này tạo phức bền với ion của kết tủa hoặc tạo thành acid mạnh

Muốn kết tủa một chất, phải thêm vào dung dịch một chất có ion đồng loại với kết tủa để tăng nồng độ của ion kết tủa trong dung dịch

Nồng độ dung dịch ảnh hưởng đến sự hòa tan, kết tủa:

Vì chất điện li ít tan nên [AmBn]=1  Ksp=[An+]m.[Bm-]n là một hằng số và được gọi

là tích số tan T Kí hiệu T hay Ksp Ksp bằng tích số nồng độ tuy nhiên tích nồng độ các ion không bắt buộc phải bằng hằng số tích số tan mà còn tồn tại:

Nếu tích số nồng độ các ion < Ksp thì không có kết tủa tạo thành mặc dù muối tạo thành có thể là muối ít tan theo quy tắc hòa tan Điều này là bởi vì nồng độ của các ion không đủ lớn để làm quá trình kết tinh hình thành kết tủa có thể xảy ra

Nếu tích nồng độ các ion > Ksp thì nồng độ của các ion đủ lớn cho sự kết tủa có thể xảy ra

Tích nồng độ các ion trong dung dịch quyết định đến sự hòa tan, kết tủa

V Kết quả thí nghiệm:

Thí nghiệm 4: khảo sát sự ảnh hưởng của ion cùng loại đến độ tan Ống 1: Kết tủa

được tạo thêm

Hiện tượng: khi cho thêm CH3COONa vào thì xuất hiện tinh thể tách ra khỏi dung dịch Vì khi thêm vào nồng độ của ion CH3COO- tăng lên do đó tích số nồng độ của ion lớn hơn tích số tan Do đó, CH3COOAg tách khỏi dung dịch

Ống 2: có mùi giấm bay ra

CH3COONa + HNO3 CH3COOH + NaNO3

Hiện tượng: khi cho thêm HNO3 vào thì tạo ra acid acetic nên có mùi giấm bay ra Ống 3: Có kết tủa đen tạo thành

2CH3COOAg + 2NH4OH 2CH3COONH4 + Ag2O + H2O

Hiện tượng: khi cho NH4OH vào tạo nên kết tủa Ag2O có màu đen

Thí nghiệm 5: Xác định điều kiện hình thành kết tủa

CaCl2 + Na2SO4 CaSO4 + 2NaCl

Ống 1: Không có hiện tượng

Hiện tượng: Vì [Na+].[Cl-]= 0.0004 x 0.0004 = 1.6.10-7 < TCaSO4 =10-5

dung dịch này chưa bão hòa nên không có kết tủa xuất hiện

Ống 2: Xuất hiện kết tủa trắng

Hiện tượng: : Vì [Na+].[Cl-]= 0.4 x 0.4= 0.16 > TCaSO4 =10-5

dung dịch này quá bão hòa nên có kết tủa xuất hiện

Thí nghiệm 6: So sánh khả năng tạo tủa của các ion trong cùng một dung dịch

+ Khi chưa li tâm dung dịch có màu vàng

+ Sau khi 5 lần ly tâm dung dịch có màu trắng sữa Hiện tượng:

+ Khi chưa li tâm có màu vàng vì tích số tan TAgI =1,1.10-16 < TAgCl =1,8.10-10

nên AgI tạo kết tủa sớm hơn AgCl và có màu vàng

Sau khi thêm AgNO3 vào thì nồng độ ion Ag+ trong dung dịch tăng lên, tiếp tục tạo kết tủa cho đến khi nồng độ ion I- hết Ion Ag+ sẽ tiếp tục tạo kết tủa