Thí-nghiệm-hóa ĐẠI HỌC PDF

Preview

Summary

Download Thí-nghiệm-hóa ĐẠI HỌC PDF

Description

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG

GVHD: CÔ TRẦN THỊ THANH THÚY NHÓM: 9 CÁC THÀNH VIÊN TRONG NHÓM MSSV 1. Kiều Thị Hoài Thu 2. Nguyễn Minh Ngọc Sơn 3. Lê Thị Thanh Thảo 4. Trần Anh Thơ

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1, 2021

BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG I.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế Ta có: m = 50 (g) ; c = 1 (cal/g.độ) => m.c = 50 (cal/độ) Nhiệt độ oC

Lần 1

Lần 2

t1

29

30

t2

66

67.5

t3 moco (cal/độ) moco TB = 2.06 (cal/độ)

48 2.77

49 1.35

Lần 1: moco = mc (t3 – t1) −¿ (t2 −¿ t3) = 50 (48 – 29) −¿ (66 −¿ 48) = 2.77 cal/độ (66 −¿ 48)

(t2 – t3)

Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl và NaOH Ta có: cNaCl

0.5M

= 1 (cal/g.độ) ; ρNaCl

0.5M

= 1.02 (g/ml), nNaCl =

0.05*0.5 = 0.025 (mol) ; VNaOH = 25 (ml) ; VHCl = 25 (ml) Nhiệt độ oC

Lần 1

Lần 2

t1 t2 t3

28.5 30 35

28.5 29.8 34.9

Q(cal) Qtrung binh (cal) ∆H (cal/mol)

305.095

305.095 305.095 -11346.8

Lần 1 m = ( VNaOH + VHCl )*1.02 = ( 25 + 25 )*1.02 = 51 (g) 2

Q

= ( moco TB+mc )*(t3 –

Q

= ( 2.06+51)*(35

∆H =

−Q tb n

=

)

−30+28.5 2

) =305.095 (cal)

−305.095 =−12203.8 0.025

(cal/mol)

 ∆H ¿ 0 nên phản ứng tỏa nhiệt Thí nghiệm 3:Xác định nhiệt hòa tan của CuSO4 khan-kiểm tra định luật Hess Ta có: cCuSO4 = 1 (cal/g.độ) ; mCuSO4 = 4 (g) ; mnước = 50 (g) 4

nCuSO4 = 160 =0.025(mol)

Nhiệt độ oC

Lần 1

Lần 2

t1

28.9

28.5

t2

33

Q (cal)

34 308.33

229.84 6 9193.84

∆H (cal/mol) ∆Htb (cal/mol)

-12333.2 -10763.52

Lần 1: Q = (mocoTB+mnướccnước+mCuSO4cCuSO4)(t2 −¿ t1)

Q = (2.06+50+4)(33 −¿ 28.9) = 229.846(cal) Q

∆H = − n

=−

229.846 0.025

=

−¿ 9193.84 (cal/mol) => Phản ứng tỏa nhiệt

Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt hòa tan của NH4Cl Ta có: cNH4Cl=1(cal/g.độ) ; mNH4Cl = 4(g) ; mnước=50(g) ; nNH4Cl =

4 53.5

=

0.0748(mol)

3

Nhiệt độ oC

Lần 1

Lần 2

t1

29

28

t2

21

25

Q (cal)

−¿ 171.1

∆H (cal/mol) ∆Htb (cal/mol)

−¿ 228.13

2287.4

3049.87 2668.6

Lần 1: Q = (mocoTB+mnướccnước+mNH4ClcNH4Cl) (t2 −¿ t1) Q = (2.06+50+4)(21 −¿ 29) = 448.48(cal)

Q

∆H = − n

=−

448.48 0.0748

= 5995.72 (cal/mol) => Phản ứng thu nhiệt

II.TRẢ LỜI CÂU HỎI 1.∆Htb của phản ứng HCl+NaOH → NaCl+H2O sẽ được tính theo số mol HCl hay NaOH khi cho 25 ml dd HCl 2M tác dụng với 25 ml dd NaOH 1M. Tại sao? Do tính ra ta được số mol của HCl là 0.05 và số mol của NaOH là 0.025 mà theo phương trình suy ra HCl còn dư là 0.025 mol mà ∆H phản ứng được tính dựa trên số mol chất phản ứng nên sẽ được tính theo số mol NaOH. 2.Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi hay không? Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 vẫn không thay đổi vì HNO3 cũng là một axit mạnh phân li hoàn toàn và tác dụng với NaOH cũng là một phản ứng trung hòa. 3.Tính ∆H3 bằng lý thuyết theo định luật Hess. So sánh với kết quả thí nghiệm. Hãy xem 6 nguyên nhân có thể gây ra sai số trong thí nghiệm này: - Mất nhiệt độ do nhiệt lượng kế - Do nhiệt kế - Do dụng cụ đong thể tích hóa chất 4

- Do cân - Do sunphat đồng bị hút ẩm - Do lấy nhiệt dung riêng sunphat đồng bằng 1 cal/mol.độ Theo em sai số nào là quan trọng nhất, giải thích? Còn nguyên nhân nào khác không? Theo định luật Hess: ∆H3=∆H1+∆H2=-18.7+2.8=-15,9 (kcal/mol) Theo thực nghiệm: ∆H3= -10,266 (kcal/mol) Theo em nguyên nhân gây ra sai số có thể là: - Mất nhiệt độ do nhiệt lượng kế do trong quá trình thí nghiệm thao tác không chính xác, nhanh chóng dẫn đến thoát nhiệt ra môi trường bên ngoài. - Sunphat đồng bị hút ẩm do trong lúc cân và đưa vào thí nghiệm thao tác không nhanh chóng.

BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG

5

I. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM a) Bậc phản ứng theo Na2S2O3 Nồng độ ban đầu (M)

TN

∆t1

1

Na2S2O3 0.1

H2SO4 0.4

100.5

2 3

0.1 0.1

0.4 0.4

50.5 29

Từ ∆ttb của TN1 và TN2 xác định m1 :

m1 =

∆t1 ) ∆t2 lg 2

lg (

lg(

=

100.5 ) 50.5 lg2

= 0.99 Từ ∆ttb của TN2 và TN3 xác định m2 : lg (

m2 = lg (

50.5 ) 29 lg2

∆t2 ) ∆t3 lg2

=

= 0.8

Bậc phản ứng theo Na2S2O3 = ( m1+m2 )/2 = (0.99+0.8)/2 = 0.89 b) Bậc phản ứng theo H2SO4 TN

[Na2S2O3]

[H2SO4]

∆t

1 2

0.1 0.1

0.4 0.4

58.21 56.89

3

0.1

0.4

52.04

Từ ∆ttb của TN1 và TN2 xác định n1 :

n1 =

∆t1 ) ∆t2 lg 2

lg (

=

lg(

58.21 ) 56.89 lg2

= 0.033

Từ ∆ttb của TN2 và TN3 xác định n2 :

6

n2 =

∆t1 ) ∆t2 lg 2

lg (

=

lg (

56.89 ) 52.04 lg2

= 0.128

Bậc phản ứng theo H2SO4 = (n1+ n2)/2 = ( 0.33+0.128 )/2 = 0.229 II. TRẢ LỜI CÂU HỎI 1.Trong TN trên, nồng độ của Na2S2O3 và của H2SO4 đã ảnh hưởng thế nào lên vận tốc phản ứng. Viết lại biểu thức vận tốc phản ứng. Xác định bậc phản ứng. Nồng độ của Na2S2O3 tỉ lệ thuận với vận tốc phản ứng. Nồng độ của H2SO4 hầu như không ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng. Biểu thức vận tốc phản ứng: v=k. [Na2S2O3]1.13. [H2SO4]0.207 Bậc phản ứng 1.13+0.207=1.337 2.Cơ chế của phản ứng trên có thể được viết như sau: H2SO4 + Na2S2O3 → Na2SO4 + H2S2O3 H2S2O3 → H2SO3 + S↓

(1) (2)

Dựa vào kết quả TN có thể kết luận phản ứng (1) hay (2) là phản ứng quyết định vận tốc phản ứng tức là phản ứng xảy ra chậm nhất không? Tại sao? Lưu ý trong các TN trên, lượng axit H2SO4 luôn luôn dư so với Na2S2O3. -Phản ứng (1) là phản ứng trao đổi ion nên xảy ra rất nhanh. -Phản ứng (2) là phản ứng tự oxh khử nên xảy ra rất chậm. => Phản ứng (2) quyết định vận tốc phản ứng và là phản ứng xảy ra chậm nhất vì bậc của phản ứng là bậc của phản ứng (2). 3.Dựa trên cơ sở của phương pháp TN thì vận tốc xác định được trong các TN trên được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời? Vận tốc xác định bằng ∆c/∆t vì ∆c≈0 nên vận tốc trong các TN được xem là vận tốc tức thời. 4.Thay đổi thứ tự cho H 2SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng có thay đổi hay không, tại sao? Thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng vẫn không thay đổi. Vì ở một nhiệt độ xác định thì bậc của phản ứng chỉ phụ thuộc vào bản chất của hệ 7

(nồng độ, nhiệt độ, diện tích bề mặt tiếp xúc, áp suất) mà không phụ thuộc vào thứ tự chất phản ứng.

BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH I.KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Xử lý kết quả thí nghiệm 1.-Thí nghiệm 1: Xác định đường cong chuẩn dộ HCl bằng NaOH pH 14 12 10 8 6 4 2 VNaOH (ml)

0 0

5

10

15

-Điểm pH tương đương là 7. -Bước nhảy pH từ 3.36 đến 10.56. 2.-Thí nghiệm 2: Lần VHCl 1 10ml 2

10ml

VNaOH 10.4ml

CNaOH (N) 0.1

CHCl (N) 0.104

Sai số 0.004

10.5ml

0.1

0.105

0.005

3.-Thí nghiệm 3: 8

Lần 1

VHCl 10ml

VNaOH 10.4ml

CNaOH (N) 0.1

CHCl (N) 0.104

Sai số 0.004

2

10ml

10.6ml

0.1

0.106

0.006

4.-Thí nghiệm 4: Lần

Chất chỉ thị

VCH3COOH (ml)

VNaOH (ml)

CNaOH (N)

CCH3COOH (N)

1 2

Phenol phtalein Metyl organe

10 10

10.1 3.2

0.1 0.1

0.1 0.032

II.TRẢ LỜI CÂU HỎI 1.Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH, dường cong chuẩn độ có thay đổi hay không, tại sao? Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH thì đường cong chuẩn độ vẫn không thay đổi vì đượng lượng phản ứng của các chất không thay đổi, chỉ có bước nhảy là thay đổi. Nếu dùng nồng độ nhỏ thì bước nhảy nhỏ và ngược lại. 2.Việc xác định nồng độ axit HCl trong các thí nghiệm 2 và 3 cho kết quả nào chính xác hơn, tại sao? Việc xác định nồng độ axit HCl trong các thí nghiệm 2 và 3 thì thí nghiệm 2 cho ta kết quả chính xác hơn. Vì phenol phtalein có bước nhảy pH trong khoảng 810 còn metyl organe là 3.1-4.4 mà điểm tương đương của hệ là 7. 3.Từ kết quả thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic bằng chỉ thị màu nào chính xác hơn, tại sao? Từ kết quả thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit acetic bằng phenol phtalein cho ta kết quả chính xác hơn. Vì phenol phtalein có bước nhảy pH trong khoảng 8-10 còn metyl organe là 3.1-4.4 mà điểm tương đương của hệ > 7. 4.Trong phép phân tích thể tích nếu đổi vị trí của NaOH và axit thì kết quả có thay đổi không, tại sao? Trong phép phân tích thể tích nếu thay đổi vị trí của NaOH và axit thì kết quả vẫn không thay đổi vì bản chất của phản ứng vẫn là phản ứng trung hòa và chất chỉ thị cũng vẫn sẽ đổi màu tại điểm tương đương.

9

10...