ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO THÍ NGHIỆM Bộ môn: Hóa đại cương Giảng viên: Võ Nguyễn Lam Uyên Nhóm 11 - L33: Bùi Minh Triết Đặng Minh Triết Phạm La Vi - MSSV: 2213604 MSSV: 2213605 MSSV: 2213930 *Lưu ý: Các dụng cụ cần được tráng bằng dung dịch trước khi bắt đầu thí nghiệm. BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI 2 Ngày TN: Thứ năm ngày 16 tháng 2 năm 2023 Tổ: 11 Lớp: L33 Tên: Bùi Minh Triết MSSV: 2213604 I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: Đo hiệu ứng nhiệt của các phản ứng khác nhau và kiểm tra định luật Hess. II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: Dụng cụ: - Nhiệt lượng kế - Becher (100 ml) - Đũa khuấy thủy tinh - Phễu - Burret và giá burret - Nhiệt kế Hóa chất: - NaOH 1M - HCl 1M - CuSO4 khan - NH4Cl (tinh thể) 1. Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế: a) Tiến trình: - Công thức: Q = (mo.co + mc).Δt - Trong đó: moco: nhiệt dung của nhiệt lượng kế (cal/độ) mc: nhiệt dung của dung dịch trong nhiệt lượng kế (cal/độ) - Chú ý: m: cân/đo thể tích c: tra sổ tay moco: xác định bằng thực nghiệm *Lưu ý: Các dụng cụ cần được tráng bằng dung dịch trước khi bắt đầu thí nghiệm. 1 - Cách xác định moco: t1: 50 ml nước ở nhiệt độ phòng t3: dùng phễu đỏ t1 vào t2 cho đến khi nhiệt độ lớn nhất t2: 50 ml nước ở 60oC vào NLK Khi đó: Nhiệt do nước nóng và becher tỏa ra = nhiệt nước lạnh hấp thu: (mc + mo co )(t 2 − t 3 ) = mc(t 3 − t1 ) m o co = (t 3 − t1 ) − (t 2 − t 3 ) mc (t 2 − t 3 ) trong đó: m - khối lượng 50ml nước b) Kết quả: Lần 1 t1 29 t2 65 t3 47,5 moco 2,86 Tính giá trị moco: mo co = Lần 2 Lần 3 (47,5 − 29) − (65 − 47,5) . 50.1 = 2,86 (65 − 47,5) 2. Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl và NaOH: a) Tiến trình: t1: Dùng buret lấy 25ml dd NaOH vào becher 100ml t2: Dùng buret lấy 25ml dd HCl 1M vào NLK Cho Cmuối = 1M, Dmuối = 1,02g/ml t3: Dùng phễu đổ nhanh t1 vào t2, khuấy đều Tìm Q theo công thức Q = (mo.co + mc).Δt *Lưu ý: Các dụng cụ cần được tráng bằng dung dịch trước khi bắt đầu thí nghiệm. 2 b) Kết quả: Lần 1 29 29 35 323,16 t1 t2 t3 Q (cal) Qtb (cal) ΔHtb (cal/mol) Lần 2 29 29 34 269,30 296,23 -11849,2 Lần 3 Lần 1: Khối lượng của muối sau phản ứng: mNaCl = DNaCl . VNaCl = DNaCl . (VHCl + VNaOH ) = 1,02 . (25 + 25) = 51(g) 𝑡 +𝑡2 𝑄 = (𝑚𝑜 𝑐𝑜 + 𝑚𝑐). (𝑡3 − 1 𝑄 296,23 𝑛 0,025 ΔHtb = − = − 2 ) = (2,86 + 51.1). (35 − 29+29 2 ) = 323,16 (cal) = -11849,2 (cal/mol) Vì ΔHtb < 0 nên phản ứng tỏa nhiệt. 3. Xác định nhiệt hòa tan CuSO4 khan - kiểm tra định luật Hess: a) Tiến trình: t1: Cho 50ml nước vào NLK cân 4g CuSO4 khan Cho mCuSO4 = 4g, mH2O = V = 50g t2: Cho nhanh 4g CuSO4 vào NLK, khuấy đều Tìm Q theo công thức Q = (moco+mc).Δt *Lưu ý: Các dụng cụ cần được tráng bằng dung dịch trước khi bắt đầu thí nghiệm. 3 b) Kết quả: Lần 1 29 38 511,74 -20469,6 Lần 2 29 38 511,74 -20469,6 -20469,6 Lần 3 t1 t2 Q (cal) ΔH (cal/mol) ΔHtb (cal/mol) Lần 1: Ta có : mCuSO4 = 4g nCuSO4 = 0,025mol Q = (mo co + mc). Δt = (2,86 + (50 + 4).1). (38 − 29) = 511,74(cal) 𝑄 511,74 𝑛 0,025 ΔH = − = − = - 20469,6(cal/mol) Vì ΔHtb < 0 nên phản ứng tỏa nhiệt. 4. Xác định nhiệt hòa tan NH4Cl: a) Tiến trình: t1: Cho 50ml nước vào NLK t2: Cho nhanh 4g NH4Cl vào NLK, khuấy đều cân 4g NH4Cl khan Tìm Q theo công thức Q = (mo.co+mc). Δt Cho mNH4Cl = 4g, mH2O = V = 50g b) Kết quả: t1 t2 Q (cal) ΔH (cal/mol) ΔHtb (cal/mol) Lần 1 29 25,5 -199,01 2660,56 Lần 2 29 25 -227,44 3040,64 2850,6 *Lưu ý: Các dụng cụ cần được tráng bằng dung dịch trước khi bắt đầu thí nghiệm. Lần 3 4 Lần 1: Ta có : m NH4Cl = 4g n NH4Cl = 0,0748 mol Q = (mo co = mc). Δt = (2,86 = (50 + 4).1). (25,5 − 29) = −199,01(cal) 𝑄 −199,01 𝑛 0,0748 ΔH = − = − = 2660,56 (cal/mol) Vì ΔHtb > 0 nên phản ứng thu nhiệt. III. TRẢ LỜI CÂU HỎI: 1. ΔHtb của phản ứng HCl + NaOH → NaCl + H2O sẽ được tính theo số mol HCl hay NaOH khi cho 25ml dung dịch HCl 2M tác dụng với 25ml dung dịch NaOH 1M? Tại sao? Trả lời: nNaOH = 0,025mol nHCl = 2.0,025 = 0,05mol NaOH 0,025 + HCl NaCl + H2O 0,05 Vì NaOH và HCl phản ứng tỉ lệ 1:1 nên HCl dư ΔHtb của phản ứng sẽ được tính theo số mol NaOH vì số mol HCl dư không tham gia phản ứng sinh nhiệt. 2. Nếu thay HCl 1M bằng HNO3 1M thì kết quả thí nghiệm 2 có thay đổi hay không? Trả lời: Không thay đổi vì HCl và HNO3 đều là axit mạnh, phân li hoàn toàn ra một ion H+ và cùng tham gia phản ứng trung hòa với NaOH tỉ lệ 1:1. *Lưu ý: Các dụng cụ cần được tráng bằng dung dịch trước khi bắt đầu thí nghiệm. 5 3. Tính ΔH3 bằng lí 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 do nhiệt lượng kế. − Do nhiệt kế. − Do dụng cụ đong thể tích hóa chất. − Do sunfat đồng bị hút ẩm. − Do lấy nhiệt dung riêng dung dịch sunfat đồng bằng 1 cal/mol.độ. Theo em, sai số nào là quan trọng nhất? Còn nguyên nhân nào khác không? Trả lời: - Theo định luật Hess: ΔH3 = ΔH1 + ΔH2 = -18,7 + 2.8 = -15,9 kcal/mol = -15900cal/mol - Theo thực nghiệm: ΔH3 = - 20469,6cal/mol Chênh lệch quá lớn. - Theo em mất nhiệt lượng do nhiệt lượng kế là quan trọng nhất, do quá trình thao tác không chính xác, nhanh chóng dẫn đến thất thoát nhiệt ra bên ngoài. - Sunfat đồng khan bị hút ẩm, lấy và cân không nhanh và cẩn thận dễ làm cho CuSO4 hút ẩm nhanh và ảnh hưởng đến quá trình phản ứng tỏa nhiệt. *Lưu ý: Các dụng cụ cần được tráng bằng dung dịch trước khi bắt đầu thí nghiệm. 6 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI 4 Ngày TN: Thứ năm ngày 16 tháng 2 năm 2023 Tổ: 11 Lớp: L33 Tên: Đặng Minh Triết MSSV: 2213605 I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: − Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đến vận tốc phản ứng. − Xác định bậc của phản ứng phân hủy Na2S2O3 trong môi trường axit bằng thực nghiệm. II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 1. Xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3: a) Tiến trình: Dùng buret cho Na2S2O3 0,1M vào 3 bình erlen Dùng buret cho H2O vào 3 bình erlen Lấy axit cho vào ống nghiệm bằng pipet Đổ nhanh lắc nhẹ Δt: Bấm giờ (đến khi dung dịch vừa chuyển sang đục) b) Kết quả: TN 1 2 3 Nồng độ ban đầu (M) Na2S2O3 H2SO4 4.10-4 8.10-4 8.10-4 8.10-4 16.10-4 8.10-4 Δt1 Δt2 Δttb 108 59 28 106 60 29 107 59,5 28,5 *Lưu ý: Các dụng cụ cần được tráng bằng dung dịch trước khi bắt đầu thí nghiệm. 7 Gọi m là bậc phản ứng của Na2S2O3: 107 ∆ttb1 m1 = lg(∆ttb2) lg(2) = m2 = lg(2) lg(2) = 0,847 59,5 ∆ttb2 lg(∆ttb3) lg(59,5) = lg(28,5) lg(2) = 1,062 Bậc phản ứng theo Na2S2O3 = 𝑚1+ 𝑚2 2 = 0,9545 2. Xác định bậc phản ứng theo H2SO4: a) Tiến trình: (như TN1) b) Kết quả: TN 1 2 3 Nồng độ ban đầu (M) Na2S2O3 H2SO4 -4 8.10 4.10-4 8.10-4 8.10-4 8.10-4 16.10-4 Δt1 Δt2 Δttb 56 48 45 54 49 46 55 48,5 45,5 Gọi n là bậc phản ứng của Na2S2O3: n1 = ∆ttb1 ) ∆ttb2 lg( lg(2) = n2 = lg(2) lg(2) = 0,181 48,5 ∆ttb2 lg(∆ttb3) 55 ) 48,5 lg( = lg(45,5) lg(2) = 0,092 Bậc phản ứng theo Na2S2O3 = 𝑛1+ 𝑛2 2 = 0,1365 III. TRẢ LỜI CÂU HỎI: 1. Trong TN trên, nồng độ của Na2S2O3 và H2SO4 của đã ảnh hưởng thế nào lên vận tốc phản ứng? Viết lại biểu thức tính vận tốc phản ứng. Xác định bậc của phản ứng. Trả lời: − Nồng độ của Na2S2O3 tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng. − Nồng độ của H2SO4 hầu như không ảnh hưởng tới tốc độ phản ứng. *Lưu ý: Các dụng cụ cần được tráng bằng dung dịch trước khi bắt đầu thí nghiệm. 8 − Biểu thức vận tốc phản ứng: v = k.[Na2S2O3]0,9545.[H2SO4]0,1365 Bậc phản ứng: 0,9545 + 0,1365= 1,091. 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 là phản ứng xảy ra chậm nhất không? Tại sao? Lưu ý trong các TN trên, lượng H2SO4 luôn dư so với Na2S2O3. Trả lời: - Phản ứng (1) là phản ứng trao đổi ion nên xảy ra rất nhanh. - Phản ứng (2) là phản ứng tự oxi hóa khử nên xảy ra rất chậm. Phản ứng (2) quyết định tốc độ phản ứng và là phản ứng xảy ra chậm nhất vì bậc của phản ứng là bậc của phản ứng (2). 3. Dựa vào cơ sở 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? Trả lời: Vận tốc xác định bằng ∆𝐶 ∆𝑇 vì ∆C = 0 nên vận tốc trong các thí nghiệm được xem là vận tốc tức thời. 4. Thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng có thay đổi không, tại sao? Trả lời: *Lưu ý: Các dụng cụ cần được tráng bằng dung dịch trước khi bắt đầu thí nghiệm. 9 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 không phụ thuộc vào thứ tự chất phản ứng mà chỉ phụ thuộc vào bản chất của hệ (nồng độ, nhiệt độ, diện tích bề mặt tiếp xúc, áp suất). *Lưu ý: Các dụng cụ cần được tráng bằng dung dịch trước khi bắt đầu thí nghiệm. 10 BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI 8 Ngày TN: Thứ năm ngày 23 tháng 2 năm 2023 Tổ: 11 Lớp: L33 Tên: Phạm La Vi MSSV: 2213930 I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM: − Dựa trên việc thiết lập đường cong chuẩn độ một axit mạnh bằng một bazơ mạnh lựa chọn chất chỉ thị màu thích hợp cho phản ứng chuẩn độ axit HCl bằng dung dịch NaOH chuẩn. − Áp dụng chuẩn độ xác định nồng độ một axit yếu. II. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: Dụng cụ: − Buret 25ml − Pipet 10ml − Erlen 150ml Hóa chất: − HCl − NaOH 0,1M − CH3COOH − Giấy thử pH − Phenolphtalein − Metyl da cam − Nước cất 1. Thí nghiệm 1: Xác định đường cong chuẩn độ HCl bằng NaOH: VNaOH(ml) pH 0 2 4 6 8 9 9,2 9,4 9,6 9,8 10 11 12 13 0.96 1.14 1,33 1,59 1,98 2,38 2,56 2,73 3,36 7,26 10,56 11,70 11,97 12,01 *Lưu ý: Các dụng cụ cần được tráng bằng dung dịch trước khi bắt đầu thí nghiệm. 11 Xác định: pH điểm tương đương: 7 Bước nhảy pH: từ pH 3,36 đến pH 10,56 *Lưu ý: Các dụng cụ cần được tráng bằng dung dịch trước khi bắt đầu thí nghiệm. 12 2. Thí nghiệm 2: a) Tiến trình: Cho 10ml HCl ?M + 10ml H2O + 2 giọt phenolphtalein vào erlen 150ml bằng pipet 10ml Cho NaOH 0,1M vào ngang vạch 0 của buret Vừa nhỏ giọt NaOH vừa lắc nhẹ → dung dịch chuyển màu hồng bền → đọc V NaOH đã dùng. b) Kết quả: Lần VHCl (ml) VNaOH (ml) CNaOH (N) 1 2 3 10 10 10 ̅ 𝐶𝐻𝐶𝑙 = 9,8 9,7 9,7 0,098+0,097+0,097 3 𝑆𝑎𝑖 𝑠ố 𝑡𝑟𝑢𝑛𝑔 𝑏ì𝑛ℎ = 0,1 0,1 0,1 CHCl (N) Sai số 0,098 0,097 0,097 0,002 0,003 0,003 = 0,0973 0,002+0,003+0,003 3 = 0,0027 𝐶𝐻𝐶𝑙 = 0,0973 ± 0,0027 3. Thí nghiệm 3: a) Tiến trình: như TN2 nhưng thay phenolphtalein bằng metyl da cam. Dung dịch đổi màu từ đỏ sang cam. b) Kết quả: *Lưu ý: Các dụng cụ cần được tráng bằng dung dịch trước khi bắt đầu thí nghiệm. 13 Lần VHCl (ml) VNaOH (ml) CNaOH (N) 1 2 3 10 10 10 9,8 9,8 9,8 0,1 0,1 0,1 CHCl (N) Sai số 0,098 0,098 0,098 0,002 0,002 0,002 4. Thí nghiệm 4: a) Tiến trình: như TN2 nhưng thay HCl bằng CH3COOH. Làm thí nghiệm 2 lần với lần đầu dùng phenolphtalein, lần 2 bằng metyl da cam. b) Kết quả: Chuẩn độ CH3COOH với Phenolphtalein: Lần 1 2 VHCl (ml) VNaOH (ml) CNaOH (N) 10 10 10,1 10,2 0,1 0,1 CHCl (N) Sai số 0,101 0,102 0,001 0,002 CHCl (N) Sai số 0,035 0,035 0,065 0,065 Chuẩn độ CH3COOH với Metyl da cam: Lần 1 2 VHCl (ml) VNaOH (ml) CNaOH (N) 10 10 3,5 3,5 0,1 0,1 III. TRẢ LỜI CÂU HỎI: 1. Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH, đường cong chuẩn độ có thay đổi hay không, tại sao? Trả lời: Không thay đổi do đương lượng phản ứng của các chất không thay đổi. *Lưu ý: Các dụng cụ cần được tráng bằng dung dịch trước khi bắt đầu thí nghiệm. 14 2. Việc xác định nồng độ axit HCl trong các thí nghiệm 1 và 2 cho kết quả nào chính xác hơn, tại sao? Trả lời: Xác định nồng độ acid HCl bằng phenolphtalein sẽ cho kết quả chính xác hơn, do bước nhảy pH của pp (khoảng từ 8-10) gần điểm tương đương của hệ (≈7) hơn so với bước nhảy pH của metyl da cam (khoảng từ 3,1-4,4). 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? Trả lời: Xác định nồng độ acid CH3COOH bằng phenolphtalein sẽ cho kết quả chính xác hơn, do bước nhảy pH của pp (khoảng từ 8-10) gần điểm tương đương của hệ (>7) hơn so với bước nhảy pH của metyl da cam (khoảng từ 3,14,4). 4. Trong phép phân tích thể tích nếu đổi vị trí của NaOH và axit thì kết quả có thay đổi không, tại sao? Trả lời: Nếu đổi vị trí của NaOH và acid thì kết quả vẫn không thay đổi do bản chất phản ứng vẫn không đổi (vẫn là phản ứng trung hòa). *Lưu ý: Các dụng cụ cần được tráng bằng dung dịch trước khi bắt đầu thí nghiệm. 15