TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI UNIVERSITY OF TRANSPORT AND COMMUNICATIONS * * * BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN HĨA HỌC Giáo Viên hướng dẫn : giáo Vũ Thị Xn Lớp : Cơng Trình Giao Thơng Việt-Nhật_k51 Nhóm sinh viên :05 Phạm Đình Ngọc Phốt _nhóm trưởng Đồn Huy Hồn Kiều Việt Qn Nơng Quốc Huy Nguyễn Hải Sơn 7.Đoàn Hoàng Sơn Hà Nội, ngày 08 tháng 05 năm 2011 BÀI CÂN BẰNG HĨA HỌC 1.Thí Nghiệm 1:Ảnh hưởng nồng độ đến chuyển dịch cân a.Mục đích Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất đến cân bằng: FeCl3 (Vàng) + 3KSCN (Không Màu) ↔ Fe(SCN)3 (Đỏ Máu) + 3KCl (Khơng Màu) b.Hóa chất,dụng cụ - Hóa chất: Dung dịch FeCl3 bão hòa Dung dịch KSCN bão hòa Tinh thể KCl Nước cất - Dụng cụ: ống nghiệm, ống đong, kẹp gỗ c.Tiến hành Cho vào ống nghiệm 10ml nước cất,thêm vào giọt dung dịch FeCl3 bão hòa giọt dung dịch KSCN bão hòa,lắc đều,quan sát màu dung dịch thu được.Chia dung dịch thu ống nghiệm: - Ống dùng để so sánh - Ống cho thêm vào 2-3 giọt FeCl3 bão hòa → So sánh với ống - Ống cho thêm vào 2-3 giọt KSCN bão hòa → So sánh với ống - Ống cho thêm vài tinh thể KCl,lắc cho tan hết → So sánh với ống d.Kết - Ống ta cho thêm vào 2-3 giọt FeCl3 bão hịa ống đậm màu ống - Ống ta cho thêm vào 2-3 giọt KSCN bão hịa ống đậm màu ống - Ống ta cho thêm vài tinh thể KCl ống trở nên nhạt màu e.Giải thích kết thu Màu đỏ máu thu phản ứng FeCl3 + 3KSCN ↔ Fe(SCN)3 + 3KCl (Vàng) (Không Màu) (Đỏ Máu) (Không Màu) Cơ sở lí thuyết dựa vào nguyên lí dịch chuyển cân Lơsactơrê phản ứng thuận nghịch trạng thái cân bằng.Khi tác động từ bên biến đổi nhiệt độ áp suất nồng độ cân chuyển dịch theo chiều làm giảm tác dụng bên ngồi đó.Như cho vào ông nghiệm (2) – giọt FeCl3 bão hòa ống (3) cho thêm 2-3 giọt KSCN bão hòa nồng độ FeCl3 tăng lên ống nồng độ KSCN tăng lên ống theo nguyên lí chuyển dịch cân Lơsactơrê cân chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ FeCl3 nồng độ KSCN tức chuyển dịch theo chiều thuận tạo nhiều Fe(SCN)3 ống (2) (3) làm cho ống (2) (3) có màu đỏ máu đậm ống Còn ống (4) ngược lại cho vào ống (4) vài tinh thể KCl lắc cho tan hết nồng độ KCl tăng lên cân chuyển dịch theo chiều nghịch làm nồng độ Fe(SCN)3 giảm màu ống nghiệm (4) nhạt ống 2.Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng nhiệt độ a.Mục đích Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ chất đến cân bằng: CH3COONa + H2O ↔ CH3COOH + Na+ + OH ∆H >0 Sự chuyển dịch cân theo dõi qua thay đổi nồng độ OH- , thay đổi nồng độ ion OH- theo dõi qua đổi màu phenolphtalein từ khơng màu thành có màu b.Hóa chất,Dụng cụ - Hóa chất: CH3COONa rắn; dung dich phenolphtalein - Dụng cụ: Cốc chịu nhiệt 100ml Cốc chịu nhiệt 250ml Ống nghiệm, bếp điện đèn cồn c.Tiến hành Đun 100ml nước nóng cốc chịu nhiệt 250ml Cho vào ống nghiệm hạt ngô tinh thể CH3COONa sau thêm 5ml nước cất lắc cho tan hết.Chia hai ống nghiệm: - Ống thêm vào 1-2 giọt phenolphtalein - Ống nhúng vào nước nóng vài phút thêm 1-2 giọt phenolphtalein so sánh với ống d.Kết - Ống cho thêm vào 1-2 giọt phenolphtalein dung dịch có màu hồng nhạt gân không màu - Ống sau ta nhúng vào nước nóng vài phút thêm 1-2 giọt phenolphtalein dung dịch có màu hồng nhạt e.Giải thích kết - Ở ống nhạt có màu hồng nhạt gần không màu có tạo thành OHnhưng nồng độ nhỏ - Ở ống phản ứng xảy nhiệt độ cao phản ứng thu nhiệt (∆H > 0) Nhiệt độ tăng lên theo nguyên lí dịch chuyển cân Lơsactơrê phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận đẻ giảm nhiệt độ xuống tạo nhiều OH- ống có màu hồng BÀI CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG 1.Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng nồng độ đến tốc độ phản ứng a.Mục đích Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Na2S2O3( Natri thiosunphat) đến tốc độ phản ứng: H2SO4 + Na2S2O3 → Na2SO4 + SO2↑ + S↓ + H2O Qua việc đo thời gian phản ứng nồng độ Na2S2O3 khác b.Hóa chất.Dụng cụ - Hóa chất: Dung dịch H2SO4 20% Dung dịch Na2S2O3 1%,2%,3%,4% - Dụng cụ: 01 đồng hồ bấm giây 08 ống nghiệm 01 ống đong c.Tiến hành - Lấy bốn ống nghiệm đánh dấu A, B, C, D cho vào ống 1ml dung dịch H2SO4 20% - Lấy bốn ống nghiệm khác đánh dấu A’, B’, C’, D’ cho vào: Ống A’ 1ml dung dịch Na2S2O3 1% Ống B’ 1ml dung dịch Na2S2O3 2% Ống C’ 1ml dung dịch Na2S2O3 3% Ống D’ 1ml dung dịch Na2S2O3 4% Đổ ống A vào ống A’, đo thời gian từ hai dung dịch bắt đầu tiếp xúc với có vẩn đục màu trắng S → thời gian phản ứng t1(s) Tương tự với ống B B’ → thời gian phản ứng t2(s) Tương tự với ống C C’ → thời gian phản ứng t3(s) Tương tự với ống D D’ → thời gian phản ứng t4(s) d.Kết (ml) (ml) Thời gian phản ứng (s) 1,0 1,0 1%) 100 1,0 1,0 (2%) 80 1,0 1,0 (3%) 50 1,0 1,0 (4%) 35 STT V H2SO4 20% V Na2S2O3 Ghi Chú e.Giải thích kết Theo định luật tác dụng khối lượng vận tốc phản ứng hóa học nồng độ khơng đổi tỉ lệ với tích số nồng đọ chất tham gia phản ứng Biểu thức toán học định luật aA + bB → cC + dD a b v = k [A] [B] v vận tốc phản ứng thời điểm [A] [B] nồng đọ mol chất A,B K số tỉ lệ hay gọi số vận tốc phản ứng phụ thuộc vào chất phản ứng,nhiệt đọ phản ứng mà không phụ nồng đọ chất tham gia phản ứng Vì nồng độ Na2S2O3 phản ứng tăng dần từ 1%,2%,3%,4% vận tốc phản ứng thời điểm tăng dần làm cho thời gian phản ứng giảm dần từ ống đến ống Còn màu vẩn đục trắng tăng dần theo thứ tự nồng độ Na2S2O3 tăng dần phản ứng tạo nhiều S↓ 2.Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng nhiệt độ đến tốc độ phản ứng a.Mục đích Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ chất đến tốc độ phản ứng: H2SO4 + Na2S2O3 → Na2SO4 + SO2↑ + S↓ + H2O Qua việc đo thời gian phản ứng Na2S2O3 4% H2SO4 20% nhiệt độ khác b.Hóa chất, dụng cụ - Hóa chất: Dung dịch H2SO4 20% Dung dịch Na2S2O3 4% - Dụng cụ: 01 đồng hồ bấm giây 01 nhiệt kế 01 bếp điện đèn cồn 08 ống nghiệm c.Tiến hành - Lấy bốn ống nghiệm đánh dấu A, B, C, D cho vào ống 1ml dung dịch H2SO4 20% - Lấy bốn ống nghiệm đánh dấu A’, B’, C’, D’ cho vào ống 1ml dung dịch Na2S2O3 4% Đổ ống A vào ống A’ nhiệt độ phòng ghi thời gian phản ứng t1(s) Đổ ống B vào ống B’ nhiệt độ phòng +10oC ghi thời gian phản ứng t2(s) Đổ ống C vào ống C’ nhiệt độ phòng +20oC ghi thời gian phản ứng t3(s) Đổ ống D vào ống D’ nhiệt độ phòng +30oC ghi thời gian phản ứng t4(s) Để đun nóng hai ống nghiệm đến nhiệt độ mong muốn ta cho ống nghiệm vào cốc 250ml chứa nước nguội đun bếp điện, dùng nhiệt kế đo nhiệt độ nước đến đạt nhiệt độ cần thiết đổ ống axit vào ống muối d.Kết STT V H2SO4 20% (ml) V Na2S2O3 4% (ml) Nhiệt độ (oC) Thời gian phản ứng (s) 75 1,0 1,0 top 1,0 1,0 top +10oC 55 1,0 1,0 top +20oC 40 1,0 1,0 top +30oC 25 Ghi Chú e.Giải thích kết Dựa theo quy tắc Vanhoff : nhiệt độ tăng lên 10oC vận tốc phản ứng tăng lên từ đến lần số tăng vận tốc phản ứng nhiệt độ tăng lên 10oC gọi hệ số nhiệt độ phản ứng kíhiệu γ Với vT+10 kT+10 γ = ───── = ───── vT kT Trong vT vT+10 vận tốc nhiệt độ T T+10 kT kT+10 nhiệt độ T T+10 nhiệt độ T2 phản ứng có vận tốc v2 nhiệt độ T1 phản ứng có vận tốc v1 v2 = v1.γ(T1 – T2)/10 vận tốc tỉ lệ nghịch với thời gian v2 t1 ── = ── V1 t2 Vì nhiệt độ phản ứng tăng lên 10oC dẫn tới vận tốc phản ứng tăng dẫn đến thờii gian giảm BÀI TÍNH CHẤT DUNG DỊCH 1.Thí nghiệm 1: Đo nhiệt độ sơi nước cất a.Mục đích Đo nhiệt độ sơi nước cất b.Hóa chất, dụng cụ - Hóa chất : nước cất - Dụng cụ : cốc chịu nhiệt 250ml, bếp điện đèn cồn c.Tiến hành Cho 50ml nước cất vào cốc chịu nhiệt 250ml đun sôi, dùng nhiệt kế đô nhiệt độ sôi d.Kết Khi nước sôi nhiệt kế 980C.Vậy nước sôi 980C e.Nhận xét Áp suất bão hòa nước 980C áp suất khí phịng thí nghiệm nước sơi 2.Thí nghiệm 2: Đo nhiệt độ sơi dung dịch NaCl bão hịa a.Mục đích Đo nhiệt độ sơi dung dịch NaCl bão hịa b.Hóa chất, dụng cụ - Hóa chất : Dung dịch NaCl bão hòa - Dụng cụ : cốc chịu nhiệt 250ml, bếp điện đèn cồn c.Tiến hành Cho 50ml dung dịch NaCl bão hòa vào cốc chịu nhiệt 250ml đun sôi, dùng nhiệt kế đô nhiệt độ sôi d.Kết Khi dung dịch NaCl bão hịa sơi nhiệt kế 1060C.Vậy dung dịch NaCl bão hòa 1060C e.Nhận xét nhiệt độ sôi dung dịch NaCl bão hịa cao nhiệt độ sơi nước cất Trong dung dịch chứa chất tan không bay áp suất dung dịch nhỏ áp suất dung môi nguyên chất.Khi nhiệt độ tăng lên áp suất dung dịch tăng.Muốn có áp suất áp suất bên ngồi dung dịch phải nhiệt độ cao nên nhiệt độ sôi dung dịch cao nhiệt độ sơi dung mơi 3.Thí nghiệm 3: Đo pH dung dich axit yếu đơn bậc a.Mục đích Sử dụng giấy thị vạn đo pH số dung dich CH3COOH nồng độ khác b.Hóa chất, dụng cụ - Hóa chất : Dung dich CH3COOH 1,0M ; 0,1M ; 0,01M Giấy thị vạn - Dụng cụ : Một tờ giấy trắng c.Tiến hành Sử dụng giấy thị vạn đo pH dung dịch CH3COOH 1,0M ; 0,1M ; 0,01M cách nhỏ giọt dung dịch cần đo vào mẫu giấy thị đặt tờ giấy màu trắng,so với bảng màu có sẵn → ghi lấy giá trị pH d.Kết CH3COOH 1,0M 0,1M 0,01M pH e.Nhận xét Tích số ion nước [H3O+].[OH-] = 10 -14 Độ pH định nghĩa pH = -lg [H3O+] hay pH =-lg [H+] Với pH7 mơi trường bazơ Vậy CH3COOH có nồng độ nhỏ pH lớn 4.Thí nghiệm Đo pH dung dich bazơ yếu a.Mục đích Sử dụng giấy thị vạn đo pH số dung dich NH4OH nồng độ khác b.Hóa chất, dụng cụ - Hóa chất : Dung dich NH4OH 1,0M ; 0,1M ; 0,01M Giấy thị vạn - Dụng cụ : Một tờ giấy trắng c.Tiến hành Sử dụng giấy thị vạn đo pH dung dịch NH4OH 1,0M ; 0,1M ; 0,01M cách nhỏ giọt dung dịch cần đo vào mẫu giấy thị đặt tờ giấy màu trắng,so với bảng màu có sẵn → ghi lấy giá trị pH d.Kết NH4OH 1,0M 0,1M 0,01M pH 10 e.Nhận xét Như thí nghiệm NH4OH có nồng độ lớn pH lớn 5.Thí nghiệm 5.Điều kiện hịa tan chất điện li tan a.Mục đích Khảo sát điều kiện hịa tan chất điện li tan CaCO3 b.Hóa chất, dụng cụ - Hóa chất : Dung dịch CaCl2 0,00002M Dung dịch K2CO3 0,00002M - Dụng cụ : Ống nghiệm, ống đong c.Tiến hành Cho vào ống nghiệm 1ml dung dịch CaCl2 0,00002M 1ml dung dịch K2CO3 0,00002M d.Kết Khơng có tượng xảy e.Giải thích kết Xét chất điện li tan AmBn có cân dung dịch AmBn ↔ mAn+ + nBmLúc dung dịch bão hịa có T AmBn = [An+]m [Bm-]n Vậy điều kiện hòa tan chất điện li tan có hịa tan tích số nồng độ chất dung dịch nhỏ tích số tan ống nghiệm khơng có kết tủa 6.Thí nghiệm 6.Điều kiện kết tủa chất điện li tan a.Mục đích Khảo sát điều kiện hịa tan chất điện li tan CaCO3 b.Hóa chất, dụng cụ - Hóa chất : Dung dịch CaCl2 0,2M Dung dịch K2CO3 0,2M - Dụng cụ : Ống nghiệm, ống đong c.Tiến hành Cho vào ống nghiệm 1ml dung dịch CaCl2 0,2M 1ml dung dịch K2CO3 0,2M d.Kết Xuất kết tủa trắng CaCO3 e.Giải thích kết Phương trình phản ứng xảy CaCl2 + K2CO3 → CaCO3 ↓ + 2KCl Xảy phản ứng trao đổi muối CaCl2 K2CO3 Do nồng độ CaCl2 K2CO3 lớn nên phản ứng xảy nhanh xuất kết tủa trắng CaCO3 ↓ BÀI XÁC ĐỊNH ĐƯƠNG LƯỢNG CỦA KIM LOẠI a.Mục đích Xác định đương lượng kim loại Mg b.Hóa chất, dụng cụ - Hóa chất : Dung dịch HCl 1:4, Mg kim loại - Dụng cụ : Cân phân tích, thiết bị xác định đương lượng kim loại (hình vẽ) c.Tiến hành Cân xác 0,0491 gam kim loại Mg cho vào thìa A.Cho khoảng 20ml dung dịch HCl vào bình B, mở khóa (1), (2) cho axit vào bình C.Hạ từ từ thìa đựng kim loại xuống ngập vào dung dịch axit, đồng thời mở khóa (3) cho tồn khí đẩy Piston xilanh D.Khi phản ứng kết thúc, đọc thể tích khí xilanh d.Kết Thể tích khí H2 V = 34.5 (ml) (1) Tính khối lượng H2 tử phươg trình trạng thái khí lý tưởng m = M P.V R.T Với V thể tích khí H2 đo từ thí nghiệm V= 34.5ml =0,0345 (l) T nhiệt độ phịng lúc làm thí nghiệm T= 310C= 3040K P áp suất khí P= 1atm Vậy khối lượng khí H2 m=( 2x x 0,0345)/(0,082x304)=2.768x10-3 gam (2) Áp dụng định luật đương lượng để tính đương lượng kim loại mH2 mkl mkl ĐH2 0,0464 ─── = ─── => Đkl = ────── = ──────── = 16.763 ĐH2 Đkl mH2 2.768x10-3 2.768x10-3 BÀI XÁC ĐỊNH HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA Q TRÌNH HỊA TAN a.Mục đích Xác định hiệu ứng nhiệt q trình hịa tan Na2SO4 b.Hóa chất, dụng cụ - Hóa chất : Na2SO4 tinh thể - Dụng cụ : Cân phân tích, nhiệt kế điiện tử, bình nhiệt lượng kế( Hình vẽ) c.Tiến hành Lấy xác 10ml nước cất (dùng pipet) cho vào nhiệt lượng kế (1), bật máy khuấy từ , đo nhiệt độ T1 Cân 1.999 gam Na2SO4 cho vào nhiệt lượng kế (1) , bật máy khuấy từ cho hịa tan hồn muối ,sau theo dõi nhiệt độ q trình hịa tan, kết húc ghi nhiệt độ T2 Từ kết xác định ∆T = T2 – T1 d.Kết nhận xét Với m = 1,999 gam ta có T1= 31,20C = 304,20K T2= 32,40C = 305,40K => ∆T = T2 – T1= 305,4 – 304,2 = 1,20K Lượng nhiệt tỏa hòa tan m= 1,999 gam muối Na2SO4.10H2O Q = (CH2O.mH2O + Ck.mk) ∆T = (CH2O.d.V + Ck.mk) ∆T = (4,185.1.10 + 0,8.164,5) 1,2 = 208,14 (J) Nhiệt hòa tan mol : Q.M Na2SO4 ∆Hht = - ─────── m Na2SO4 208,14.324 = - ─────── =- 22490,36 (J/mol) 1,999 BÀI XÁC ĐỊNH SỨC ĐIỆN ĐỘNG PHÂN HỦY VÀ QUÁ THẾ KHI ĐIỆN PHÂN NƯỚC a.Mục đích Xác định phân hủy trình điện phân nước b.Hóa chất, dụng cụ - Hóa chất : Nước cất axit hóa dung dịch H2SO4 (pH=3) - Dụng cụ : Thiết bị xác định phân hủy q trình điện phân nước bố trí qua hình c.Tiến hành Mở khóa (1) cho nước vào buret (2) tới vạch xác định.Bật công tắc máy chỉnh lưu (3), tăng dần ( 0,1V lần 1,0V) đến cực bắt đầu xuất bọt khí.Đọc điện áp biến áp – phân hủy ( Eph).Đo điện áp phịng điện phân d.Tính toán kết Thu Eph = 2,2V Nhiệt độ phịng điện phân T = 310C 1.Tính sức điện động phân cực điện phân nước pH = => [H+] = 10-3 M => [OH-] = 10-11 M φ 2H+/H2 =φ 2H+/H2 RT RT 8,314.( 31 + 273) + + + ─── ln [H ] = ─── ln [H ] =─────────────ln 10-3 = F F 96500 = - 0,1809( V ) φ O2/2OH- =φ O2/2OH- RT + ─── ln [H+] F 8,314.( 31 + 273) = 0,402 - ─────────────ln 10-11 96500 = 1,0653 ( V) Epc = φ O2/2OH- - φ 2H+/H2 = 1,0653 – ( -0,1809) = 1,2462 (V) 2.Tích điện phân nước η = Eph - Epc = 2,2 - 1,2462 = 0,9538 (V) ... điện phân nước b .Hóa chất, dụng cụ - Hóa chất : Nước cất axit hóa dung dịch H2SO4 (pH=3) - Dụng cụ : Thiết bị xác định phân hủy trình điện phân nước bố trí qua hình c.Tiến hành Mở khóa (1) cho nước... khơng màu thành có màu b .Hóa chất,Dụng cụ - Hóa chất: CH3COONa rắn; dung dich phenolphtalein - Dụng cụ: Cốc chịu nhiệt 100ml Cốc chịu nhiệt 250ml Ống nghiệm, bếp điện đèn cồn c.Tiến hành Đun 100ml... Theo định luật tác dụng khối lượng vận tốc phản ứng hóa học nồng độ khơng đổi tỉ lệ với tích số nồng đọ chất tham gia phản ứng Biểu thức toán học định luật aA + bB → cC + dD a b v = k [A] [B] v