Thí nghiệm môn hóa đại cương–Trường Đại học bách khoa - đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO
MÔN: THÍ NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG
Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thị Minh Hiếu Lớp: L55 Nhóm: 16 Thành viên:
● Trần Ngọc Duy - MSSV: 2513441
● Trần Minh Hoàng - MSSV: 2513455
● Trần Phan Anh Hưng - MSSV: 2513459 Năm học:2025-2026
BÀI 2: NHIỆT PHẢN ỨNG I. Thực hành:
1. Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế: - Công thức cần dùng: Q = (moco + mc)Δt (2.1)
- 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 - Các xác định moco:
B1:50ml nước ở nhiệt độ phòng cho vào becher →Ta đo được 𝑡 1
B2:50ml nước ở 60oC cho vào NLK 2→Ta đo được 𝑡 2
B3:Dùng phễu đổ 𝑡 vào 𝑡 , để 2 phút →Ta đo được 𝑡 1 2 3
*Khi đó: Nhiệt do nước nóng và becher tỏa ra = nhiệt nước lạnh hấp thu
(mc + m c )(𝑡 – 𝑡 ) = mc( 𝑡 – 𝑡 ) o o 2 3 3 1
((𝑡 −𝑡 )−(𝑡 −𝑡 )) m c = 𝑚𝑐 3 1 2 3
(2.2) trong đó: m – khối lượng 50ml nước o o (𝑡 −𝑡 ) 2 3
2. Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl và NaOH:
B1:Dùng buret lấy 25ml dd NaOH vào becher 100ml→Ta đo được 𝑡 1
B2:Dùng buret lấy 25ml dd HCl 1M vào NLK→Ta đo được 𝑡 2
B3:Dùng phễu đổ nhanh 𝑡 vào 𝑡 , khuấy đều→Ta đo được 𝑡 1 2 3
B4:Tìm Q theo công thức (2.1) →ΔH
(C muối 0,5M = 1 cal/độ, D = 1,02 g/ml )
3. Xác định nhiệt hòa tan CuSO4 khan – kiểm tra định luật Hess:
B1:Cho 50ml nước vào NLK→Ta đo được 𝑡1 B2:Cân 4g CuSO4 khan
B3:Cho nhanh 4g CuSO4 vào NLK, khuấy đều→Ta đo được 𝑡2
B4:Tìm Q theo công thức (2.1) →ΔHht
4. Xác định nhiệt hòa tan NH4Cl
Tương tự mục 3 nhưng thay CuSO4 bằng NH4Cl
II. Kết quả thí nghiệm
Thí nghiệm 1: Xác định nhiệt dung riêng của nhiệt lượng kế. Nhiệt độ oC Lần 1 t1 27 t2 56 t3 42 m0c0 (cal/độ) 3,571428571
Tính giá trị moco: m c =
((𝑡 −𝑡 )−(𝑡 −𝑡 )) o o 𝑚𝑐 3 1 2 3
=50.1. ((42−27)−(56−42)) =3,571428571 (𝑡 −𝑡 ) (56−42) 2 3
Thí nghiệm 2: Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa HCl và NaOH. Nhiệt độ oC Lần 1 t1 29 t2 28 t3 34,6 Q(cal) 326,7857143 ∆H(cal/mol) 13071,42857
Q = (m c + m c + m c ) ( 𝑡 (𝑡 +𝑡 ) - 1 2 ) o o HCl HCl NaCl NaCl 3 2
= (3,571428571 + 25 + 25)(34,6 - (29 + 28) ) 2 =326,7857143 (cal)
ΔH = 𝑄 = 326,7857143 =13071,42857 (cal/mol) 𝑛 0,025 (𝑡 +𝑡 )
Nếu 𝑡 ≠ 𝑡 thì Δt tính bằng hiệu số giữa 𝑡 và 1 2 1 2 3 2
Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt hòa tan CuSO4 khan, kiểm tra định luật Hess: Nhiệt độ oC Lần 1 t1 29 t2 34 m (g) CuSO4 4 Q(cal) 287,8571429 ∆H(cal/mol) 11514,28571
Q=(moco + mH2OcH2O + mCuSO4cCuSO4)(𝑡 – 𝑡 )=(3,571428571 + 50 + 4)(34 - 29) 2 1 =287,8571429 (cal)
ΔH = 𝑄 = 287,8571429 =11514,28571 (cal/mol) 𝑛 0,025
*Do đây là quá trình tỏa nhiệt nên ΔH mang dấu “ – “.*
Thí nghiệm 4: Xác định nhiệt độ hòa tan NH4Cl: Nhiệt độ oC Lần 1 t1 29 t2 26 m (g) NH4Cl 4 Q(cal) -172,7142857 ∆H(cal/mol) -2310,053571
Q = (moco + mH2OcH2O + mNH4ClcNH4Cl)( 𝑡 –𝑡 ) = (3,571428571 + 50 + 4)(26 - 29) 2 1 = -172,7142857 (cal)
ΔH = 𝑄 = −172,7142857 = -2310,053571 (cal/mol) 𝑛 4 53,5
*Do đây là quá trình tỏa nhiệt nên ΔH mang dấu “ + “.* III. Câu hỏi:
1. ΔHth 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 = 0,025 mol nHCl = 2.0,025 = 0,05 mol NaOH + HCl → NaCl + H2O 0,025 0,025
⇒NaOH phản ứng hết, tính theo NaOH.
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 và đây là phản ứng trung hòa.
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 = -15900 cal/mol - Theo thực nghiệm: ΔH3 =-11425 cal/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 ảnh hưởng đến hiệu ứng nhiệt CuSO4.5H2O.
BÀI 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG I. Thực hành:
1. Xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3:
- Dùng pipet vạch lấy axit cho vào ống nghiệm.
- Dùng puret cho nước vào 3 erlen.
- Sau đó tráng buret bằng Na2S2O3 0,1M rồi tiếp tục dùng puret cho Na2S2O3 vào 3 erlen.
- Lần lượt cho phản ứng từng cặp ống nghiệm và erlen như sau:
● Đổ nhanh axit trong ống nghiệm vào erlen.
● Bấm đồng hồ (khi 2 dung dịch tiếp xúc nhau).
● Lắc nhẹ sau đó để yên quan sát, khi vừa thấy dung dịch chuyển sang đục thì bấm đồng hồ.
- Lặp lại TN lấy giá trị trung bình.
2. Xác định bậc phản ứng theo H2SO4:
Làm tương tự thí nghiệm 1 với lượng axit và Na2S2O3 theo bảng sau:
II. Kết quả thí nghiệm:
1. Bậc phản ứng theo Na2S2O3: TN
Nồng độ ban đầu (M) Δt1 Δt2 ΔtTB Na2S2O3 H2SO4 1 0,1 0,4 112 130 121 2 0,1 0,4 62 65 63,5 3 0,1 0,4 30 34 32
Từ ΔtTB của TN1 và TN2 xác định m1 (tính mẫu): 𝑡 𝑙𝑔 1 𝑚 = 𝑙𝑔 121 𝑡 2 = 63,5 = 0,9302 (g) 1 𝑙𝑔2 𝑙𝑔2
Từ ΔtTB của TN2 và TN3 xác định n2: 𝑡 𝑙𝑔 2 𝑚 = 𝑙𝑔 63,5
𝑡 3 = 32 = 0,9887 (g) 2 𝑙𝑔2 𝑙𝑔2 𝑚 +𝑚 0,9302+0,9887
Bậc phản ứng theo Na2S2O3 = 1 2 =
= 1,9189 = 0,95945 2 2 2
2. Bậc phản ứng theo H2SO4: TN
Nồng độ ban đầu (M) Δt1 Δt2 ΔtTB Na2S2O3 H2SO4 1 0,1 0,4 60 63 61,5 2 0,1 0,4 51 57 54 3 0,1 0,4 41 42 41,5
Từ ΔtTB của TN1 và TN2 xác định m1 (tính mẫu): 𝑡 𝑙𝑔 1 𝑡 𝑙𝑔 61,5 54 𝑚 = = 0,1876 (g) 2 = 1 𝑙𝑔2 𝑙𝑔2
Từ ΔtTB của TN2 và TN3 xác định n2: 𝑡 𝑙𝑔 2 𝑚 = 𝑙𝑔 54 𝑡 3 = 41,5 = 0,3789 (g) 2 𝑙𝑔2 𝑙𝑔2 𝑚 +𝑚 0,1876 + 0,3789
Bậc phản ứng theo Na2S2O3 = 1 2 =
= 0,5674 =0,2837 2 2 2
III. 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 tính vận tốc phản ứng. Xác định bậc của phản ứng. Trả lời:
- Nồng độ Na2S2O3 tỉ lệ thuận với tốc độ phản ứng, nồng độ H2SO4 hầu như
không ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng.
- Biểu thức tính vận tốc: V = k. 0,95945 0,2837 [𝑁𝑎 𝑆 𝑂 ] .[𝐻 𝑆𝑂 ] 2 2 3 2 4
- Bậc của phản ứng: 0,95945 + 0,2837= 1,24315
2. Cơ chế của phản ứng trên có thể được viết như sau:
H2SO4 + Na2S2O3 → Na2SO4 + H2S2O3
H2S2O3 → H2SO3 + S
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. Trả lời:
- (1) là phản ứng trao đổi ion nên tốc độ phản ứng xảy ra rất nhanh.
- (2) là phản ứng tự oxi hóc khử nên tốc độ phản ứng xảy ra rất chậm.
→ Phản ứng (2) là phản ứng quyết định tốc độ phản ứng.
3. Dựa trên cơ sở của phương pháp thí nghiệm thì vận tốc xác định được
trong các thí nghiệm trên được xem là vận tốc trung bình hay vận tốc tức thời? Trả lời:
- Vận tốc được xác định bằng ΔC/Δt vì ΔC~0 (biến thiên nồng độ của lưu huỳnh
không đáng kể trong khoảng thời gian Δt ) nên vận tốc trong các thí nghiệm trên
được xem là vận tốc tức thời.
4. Thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng có thay đổi hay không? Tại sao? Trả lời:
- Thay đổi thứ tự cho H2SO4 và Na2S2O3 thì bậc phản ứng không thay đổi. Ở
một nhiệt độ xác định bậc phản ứng chỉ phụ thuộc vào bản chất của hệ (nồng
độ, nhiệt độ, diện tích bề mặt, áp suất) mà không phụ thuộc vào thứ tự chất phản ứng.
BÀI 8: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH
I. Phân tích thể tích:
1. Thí nghiệm 1:
● Xây dựng đường cong chuẩn độ
2. Thí nghiệm 2:
● Chuẩn độ axit – bazo với thuốc thử phenolphtalein
● Tráng buret bằng NaOH 0,1N, cho NaOH 0,1N vào buret.
● Dùng pipet 10ml lấy 10ml dd HCl cho vào erlen 150ml, thêm 10ml nước
cất + 2 giọt phenolphtalein.
● Tiến hành chuẩn độ
3. Thí nghiệm 3:
● Tương tự thí nghiệm 2, thay phenolphtalein bằng metyl orange (đỏ→cam)
4. Thí nghiệm 4:
● Tương tự thí nghiệm 2, thay HCl bằng axit axetic
● Làm thí nghiệm 4 lần, 2 lần đầu: phenolphtalein, 2 lần sau: metyl orange.
II. Kết quả thí nghiệm:
Xử lí kết quả thí nghiệm: 1. Thí nghiệm 1:
Xác định đường cong chuẩn độ HCl bằng NaOH. Xác định:
pH điểm tương đương: 7,26.
Bước nhảy pH: từ pH 3,36 đến pH 10,56.
Chất chỉ thị thích hợp: phenolphthalein. 2. Thí nghiệm 2:
Điền đầy đủ các giá trị vào bảng sau: Lần VHCl(ml) VNaOH(ml) CNaOH(N) CHCl(N) Sai số 1 10 11,1 0,1 0,111 0,00 2 10 11,1 0,1 0,111 0,00 CtbHCl = 0,111; N=0,1 3. Thí nghiệm 3:
Điền đầy đủ các giá trị vào bảng sau: Lần VHCL(ml) VNaOH(ml) CNaOH(N) CHCl(N) Sai số 1 10 10,8 0,1 0,108 0,00 2 10 10,8 0,1 0,108 0,00 4. Thí nghiệm 4:
Điền đầy đủ các giá trị vào bảng sau: Lần Chất chỉ thị V (ml) (N) CH3COOH VNaOH(ml) CNaOH(N) CCH3COOH 1 Phenolphtalein 10 8,85 0,1 0,0885 2 Metyl orange 10 4,3 0,1 0,043
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:
- Khi thay đổi nồng độ HCl và NaOH, đường cong chuẩn độ không thay đổi do
phương pháp chuẩn độ HCl bằng NaOH được xác định dựa trên phương trình: HCl + NaOH → NaCl + H2O C .V = C .V HCl HCl NaOH NaOH
- Với VHCl và CNaOH cố định nên khi CHCl tăng hay giảm thì VNaOH cũng tăng hay
giảm theo. Từ đó ta suy ra, dù mở rộng ra hay thu hẹp lại thì đường cong chuẩn độ không đổi.
- Tương tự đối với trường hợp thay đổi nồng độ NaOH
2. Việc xác định nồng độ axit HCl trong các thí nghiệm 2 và 3 cho kết quả
nào chính xác hơn? Tại sao? Trả lời:
- Xác định nồng độ axit HCl trong thí nghiệm 2 cho kết quả chính xác hơn. Vì
phenolphtalein giúp ta xác định màu chính xác hơn, rõ ràng hơn, do chuyển từ
không màu sang hồng nhạt , dễ nhận thấy hơn từ màu đỏ sang da cam.
3. Từ kết quả thí nghiệm 4, việc xác định nồng độ dung dịch axit axetic bằng
chỉ thị màu nào chính xác hơn? Tại sao? Trả lời:
- Phenol phtalein chính xác hơn metyl orange vì axit axetic là axit yếu nên điểm
định mức lớn hơn 7 nên dùng phenol phtalein thì chính xác hơn metyl orange
(bước nhảy 3,0 – 4,4 cách quá xa).
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: Không thay đổi vì:
-Nguyên tắc: Chuẩn độ dựa trên sự trung hòa hoàn toàn số mol H+ và OH− tại
điểm tương đương: Caxit×Vaxit=Cbazơ×Vbazơ
-Ảnh hưởng: Việc đổi vị trí (tức là đổi chất chuẩn và chất phân tích) chỉ làm
đảo ngược vai trò của Vaxit và Vbazơ trong công thức, nhưng mối quan hệ về số
mol vẫn được giữ nguyên.
-Điểm tương đương: Đối với axit mạnh/bazơ mạnh, pH tại điểm tương đương
vẫn là ≈ 7, nên chất chỉ thị (như phenolphtalein) vẫn phù hợp. කHẾTක