›
›

Phúc trình thực tập Hóa lí - Võ Trường Giang

pdf 25 trang ngocly 2080
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Phúc trình thực tập Hóa lí - Võ Trường Giang", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfphuc_trinh_thuc_tap_hoa_li_vo_truong_giang.pdf

Nội dung text: Phúc trình thực tập Hóa lí - Võ Trường Giang

  1. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Bài 1 XÁC ĐỊNH BIẾN THIÊN NĂNG LƯỢNG TỰ DO, ENTALPI, ENTROPI CỦA QUÁ TRÌNH HOÀ TAN BORAX TRONG NƯỚC I. MỤC ĐÍCH: Trong bài thực tập này sẽ xác định độ tan S của muối ít tan Borax ở các nhiệt độ khác nhau, từ đó xác định tích số hòa tan K sp phụ thuộc theo nhiệt độ. Sau đó bằng phương pháp đồ thị, sẽ tính được HGS0,, 0 0 của sự hòa tan này. II. TÓM TẮT CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Ở một nhiệt độ xác định, muối Borax hòa tan vào nước có cân bằng hòa tan sau: 2 Na2 B 4 O 7( r ) 2 Na B 4 O 7 S( mol/l) 2S S Muối Natri Borat hòa tan vào nước là một base trung bình : 2 B4 O 7 7 H2 O 4 H 3 BO 3 2 OH S 2S Bằng phương pháp chuẩn độ một thể tích đã biết của dung dịch Borax với dung dịch HCl 2 chuẩn, chúng ta tính được nồng độ của anion BO4 7 . 2 B4 O 7 5 H2 O 2 H 4 H 3 BO 3 2 Gọi S là độ tan của Borax thì nồng độ của ion BO4 7 tìm được trong quá trình chuẩn độ với HCl cũng chính là S và Na  2 S 2 2 3 Khi đó ta có: K sp =Na  B4 O 7  4 S 0 0 Mặt khác ta có : RTln Ksp H S H 01 S 0 Suy ra : lnK . sp R T R 1 Từ phương trình này, chúng ta vẽ đồ thị hàm số ln K theo biến số , được đường thẳng sp T H 0 hệ số góc là : tg R S 0 Và tung độ góc là : R Thế HST0,, 0 vào phương trình : GHTS0 0 0 ta sẽ tìm được G 0 . Vậy , qua việc khảo sát quá trình hòa tan của Borax, ta đã xác định được các đại lượng nhiệt động của quá trình. III. KẾT QUẢ: CV Theo định luật đương lượng: CAVA=CBVB C AA B V B Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 1
  2. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 2­ CB 0.25VA Khi đó [B4O7 ] = S = = (mol/L). Với VA là thể tích dung dịch HCl đọc từ buret 2 8 Bảng số liệu sau: V 2­ + 3 lnK t°C T°K 1/T HCl (ml) [B4O7 ] [Na ]=2S Ksp=4S sp 50 323 0.00310 32.8 0.0010 0.0021 4.31E­09 ­19.263 45 318 0.00314 28.4 0.0009 0.0018 2.80E­09 ­19.695 40 313 0.00319 20.4 0.0006 0.0013 1.04E­09 ­20.688 35 308 0.00325 17.5 0.0005 0.0011 6.54E­10 ­21.148 30 303 0.00330 12.5 0.0004 0.0008 2.38E­10 ­22.157 Đồ thị sự phụ thuộc của lnKsp theo 1/T: Từ đồ thị suy ra phương trình đường thẳng: 1 H 0 lnKsp = ­ 14166. + 47,48 => Suy ra : tgα = = ­14166 T R H 0 tg 14166 H0 117776,1 J / mol R S 0 24,68 S0 24,68.8,314 205,18 J / mol R G 0 ở nhiệt độ chuẩn 25 0 C (298K) G 0 = H 0 ­ T S 0 = 117776,1 – 205,18.(273 + 25) = 56632,46 J ≈ 56,63 KJ Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 2
  3. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Bài 2 XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỆM LẠNH I. MỤC ĐÍCH: Xác định khối lượng phân tử của chất hữu cơ dựa vào phương trình nghiệm lạnh. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Để xác định khối lượng phân tử ta dựa vào biểu thức sau: g K dd M 1000 . (1) G Tdd 2 RT0 M 0 Với: K dd . H dd 1000 Kdd gọi là hằng số nghiệm lạnh chỉ phụ thuộc vào bản chất của dung môi. Với dung môi là nước thì Kdd = 1,86. III. KẾT QUẢ: 1.Nước tinh khiết: Kết quả đo nhiệt độ đông đặc của nước tinh khiết: t(s) 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 T(oC) 0.5 ­1.5 ­0.2 ­0.9 ­1 ­1.4 ­2.6 ­0.1 ­0.1 ­0.1 t(s) 300 330 360 390 420 450 480 T(oC) ­0.1 ­0.1 ­0.1 ­0.1 ­0.1 ­0.1 ­0.1 Đường cong nhiệt độ - thời gian của nước tinh khiết: Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 3
  4. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 2. Đường saccarozơ (C12H22O11): Kết quả đo nhiệt độ đông đặc của đường saccarozo (C12H22O11): t(s) 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 T(oC) 0.3 0.2 0 ­0.9 ­0 ­0.3 ­0.3 ­0.4 ­0.4 ­0.4 t(s) 300 330 360 390 420 450 480 T(oC) ­0.4 ­0.4 ­0.4 ­0.4 ­0.4 ­0.4 ­0.4 Đường biểu diễn nhiệt độ theo thời gian của dung dịch saccarose 3. Chất X Kết quả đo nhiệt độ đông đặc của chất X: t(s) 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 T(oC) 0.5 0.1 ­1 ­1.8 ­2 ­2.5 ­2.6 ­2 ­2.3 ­3.3 t(s) 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 T(oC) ­3.6 ­1.4 ­0.4 ­0.4 ­0.4 ­0.4 ­0.5 ­0.6 ­0.6 ­0.6 t(s) 600 630 660 690 720 750 780 810 840 870 T(oC) ­0.7 ­0.5 ­0.5 ­0.5 ­0.5 ­0.5 ­0.5 ­0.5 ­0.5 ­0.5 Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 4
  5. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Đường biểu diễn nhiệt độ theo thời gian của dung dịch X 4. Khối lượng của đường saccarozơ và chất X: a. Khối lượng của đường sacarozơ: g K đ 2 1,86 M = 1000. G = 1000. . = 372 g ΔTđ 50 (­0,1)­ (­0.3) b. Khối lượng của phân tử chất X: g K dd 2 1.86 M = 1000. = 1000. . = 186 g G T dd 50 (­0.1)­ (­0.5) Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 5
  6. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Bài 3 NGHIÊN CỨU CÂN BẰNG HOÁ HỌC CỦA PHẢN ỨNG - 2Fe3+ + 2I 2Fe2+ + I2 I. MỤC ĐÍCH Xác định hằng số cân bằng của phản ứng hóa học: 3+ ­ 2+ 2Fe + 2I 2Fe + I2 tại 2 nhiệt độ khác nhauvà từ đó tính hiệu ứng nhiệt trung bình ( H ) của phản ứng. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT  Biểu thức của hằng số cân bằng theo nồng độcủa phản ứng trên có dạng: [][]Fe2 2 I K 2 (1) c [][]Fe3 2 I 2  Xác định giá trị hằng số cân bằng ở hai nhiệt độ khác nhau K và K . Từ đó CT, 1 CT, 2 có thể xác định hiệu ứng nhiệt trung bình ( H ) của phản ứng trong vùng nhiệt độ khảo sát bằng phương trình đẳng áp Vant­Hoff: K CT, H 1 1 ln1 . K RTT CT,2 1 2 III. KẾT QUẢ Tại 30°C: VNa2S2O30,01N (mL) Thời gian phản ứng (phút) Bình 2 Bình 4 Bình 6 25 5.9 6.1 6.1 55 6.4 6.8 6.6 95 6.6 6.9 6.7 135 6.6 6.8 6.7 Bảng số liệu tính toán: Chất Bình 2 Bình 4 Bình 6 Nồng độ Nồng độ Nồng độ Nồng độ Nồng độ Nồng độ đầu cân bằng đầu cân bằng đầu cân bằng I2 0.000 0.0033 0 0.0034 0 0.0034 Fe2+ 0.000 0.0066 0 0.0068 0 0.0067 Fe3+ 0,015 0.0084 0,0165 0.0097 0,0135 0.0068 ­ I 0,015 0.0084 0,0135 0.0067 0,0165 0.0098 Kc 28.87 37.22 33.86 Kc 33.32 Tại 40°C: Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 6
  7. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 VNa2S2O30,01N (mL) Thời gian phản ứng (phút) Bình 2 Bình 4 Bình 6 25 6.8 7.3 6.7 55 7.1 7.8 6.8 95 7.2 7.9 6.8 135 7.2 7.9 6.8 Bảng số liệu tính toán: Bình 2 Bình 4 Bình 6 Chất Nồng Nồng độ Nồng độ Nồng độ Nồng độ Nồng độ độ đầu cân bằng đầu cân bằng đầu cân bằng I2 0.000 0.0037 0 0.0039 0 0.0034 Fe2+ 0.000 0.0074 0 0.0078 0 0.0068 Fe3+ 0,015 0.0076 0,0165 0.0087 0,0135 0.0067 I­ 0,015 0.0076 0,0135 0.0057 0,0165 0.0097 Kc 59.91 96.49 37.22 Kc 64.54 Sử dụng phương trình đẳng áp Van’t Hoff, a có: K c, T H 1 1 ln 2 = ­ .( ­ ) K R T T c, T 1 2 1 K TT H = ­ ln c, T2 .R.( 1 2 ) K TT c, T 1 1 2 64,54 303.313 = ­ ln . 8,314 . ( ) = 52129 J= 52,13kJ 33,32 303 313 Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 7
  8. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Bài 4: ĐỊNH LUẬT PHÂN BỐ VÀ CÂN BẰNG HOÁ HỌC I. MỤC ĐÍCH: Trong bài thí nghiệm này ta khảo sát sự hòa tan của chất tan là Iod vào hai dung môi không trộn lẫn là H2O và CCl4. Xác định hằng số phân bố của quá trình này. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Một chất tan A hòa tan được cả trong hai dung môi D1 và D2. Hai dung môi này không hòa tan vào nhau. Khi cho chất tan A vào hỗn hợp 2 dung môi, lắc mạnh thì chất tan A sẽ hòa tan vào cả 2 dung môi. Do 2 dung môi này không hòa tan vào nhau nên chúng sẽ phân lớp, dung môi nào nặng hơn sẽ lắng xuống lớp dưới. Để yên một thời gian để sự hòa tan chất tan A vào 2 dung môi trên đạt cân bằng. Lúc đó, theo định luật phân bố thì : Add1 K pb A dd 2 K pb : Hằng số phân bố, phụ thuộc vào bản chất của chất tan, dung môi, nhiệt độ và không phụ thuộc vào nồng độ. III. KẾT QUẢ Bảng kết quả: Bình 1 Thể tích dung dịch Na2S2O3 0,1N (mL) Nồng độ Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình Lớp dưới (1mL) C1 = 0,45 4.4 4.5 4.5 4.5 Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình Lớp trên (10mL) C2 = 0,005 0.6 0.5 0.5 0.5 Bình 2 Thể tích dung dịch Na2S2O3 0,1N (mL) Nồng độ Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình Lớp dưới (1mL) C1’ = 0,14 1.5 1.4 1.4 1.4 Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình Lớp trên (5mL) C2’ = 0,084 4.2 4.1 4.2 4.2 Kpb = C2/C1 = 0,011  Tính K (bình 2): ’ ’ C2 0,45 [I2] = C1 k =C1 0.14 0,0015mol/l C 0,005 1 ’ [KI3] = C2 – [I2] = 0,084 – 0,0015 = 0,0825 mol/l [KI] = [KI]0 – [KI3] = 0,1 – 0,0825 = 0,0175 mol/l KI  K= 3 = 3142,86 KI . I 2  Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 8
  9. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Bài 5: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG I. MỤC ĐÍCH: Trong bài này chúng ta sẽ xác định bậc riêng phần và bậc tổng quát của phản ứng: 3+ ­ 2+ 2Fe + 2I 2Fe + I2 II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Dựa vào phương pháp vi phân của Van Hoff: Giả sử vận tốc đầu của phản ứng được xác định bằng phương trình : dC n n k C1 C 2 0 Fe3 0 I dt t 0 Lấy logarit ta được dC n1 n2 lg lgk lg C0 Fe 2 lg C0 I dt t o Cố định một trong hai nồng độ ta sẽ xác định được n1 và n2. Từ đó xác định bậc chung của phản ứng n = n1 + n2. dC Xây dựng đồ thị theo lg C0 ta xác định được n1 và n2 dt t o Để xác định được vận tốc ở thời điểm đầu ta sử dụng phương trình kinh nghiệm sau : 1 1  Cx t 2+ Cx là nồng độ mol của Fe sinh ra ở mỗi thời điểm t t : thời gian phản ứng ; , : hằng số thực nghiệm dC dC 1 Lấy đạo hàm x tại t=0 ta có : ; Xây dựng đồ thị ta xác định được hằng số dt dt t 0  thực nghiệm  III.TÍNH TOÁN KẾT QUẢ : 1) Chuổi phản ứng 1 : Giữ nồng độ KI không đổi Bình 1: V Na S O t giây 2 2 3 C 1/C 1/t (mL) x x 23 1 0.0001 10000 0.0122 82 2 0.0002 5000 0.0071 140 3 0.0003 3333.33 0.0045 220 4 0.0004 2500 0.0033 305 5 0.0005 2000 0.0026 392 6 0.0006 1666.67 0.0020 510 7 0.0007 1428.57 0.0016 630 8 0.0008 1250 0.0016 Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 9
  10. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Bình 2 : V Na S O t giây 2 2 3 C 1/C 1/t (mL) x x 19 1 0.0001 10000 0.0526 51 2 0.0002 5000 0.0196 89 3 0.0003 3333.33 0.0112 133 4 0.0004 2500 0.0075 181 5 0.0005 2000 0.0055 243 6 0.0006 1666.67 0.0041 322 7 0.0007 1428.57 0.0031 407 8 0.0008 1250 0.0025 Bình 3 : V Na S O t giây 2 2 3 C 1/C 1/t (mL) x x 5 1 0.0001 10000 0.2000 24 2 0.0002 5000 0.0417 52 3 0.0003 3333.33 0.0192 85 4 0.0004 2500 0.0118 123 5 0.0005 2000 0.0081 168 6 0.0006 1666.67 0.0060 221 7 0.0007 1428.57 0.0045 279 8 0.0008 1250 0.0036 Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 10
  11. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Bình 4: V Na S O t giây 2 2 3 C 1/C 1/t (mL) x x 2 2 0.0002 5000 0.5000 16 4 0.0004 2500 0.0625 42 6 0.0006 1666.67 0.0238 82 8 0.0008 1250 0.0122 108 10 0.0010 1000 0.0093 161 12 0.0012 833.333 0.0062 218 14 0.0014 714.286 0.0046 291 16 0.0016 625 0.0034 Bảng giá trị lg1/β theo lgC0 3+ 3+ Bình β 1/β [Fe ]0 log1/β log[Fe ]0 1 79420 1,3.10­5 0.00167 -4.8999 -2.7773 2 11750 8,5.10­5 0.00333 -4.0700 -2.4776 3 42437 2,4.10­5 0.005 -4.6277 -2.3010 4 8112 0.00012 0.00667 -3.9091 -2.1759 Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 11
  12. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Vậy phản ứng có bậc 1,2 ≈ bậc 1 theo Fe3+ 2) Chuỗi thí nghiệm 2: Giữ nồng độ Fe3+ không đổi Bình 1 : V Na S O t giây 2 2 3 C 1/C 1/t (mL) x x 33 1 0.0001 10000 0.0303 133 2 0.0002 5000 0.0075 250 3 0.0003 3333.33 0.0040 407 4 0.0004 2500 0.0025 629 5 0.0005 2000 0.0016 883 6 0.0006 1666.67 0.0011 1158 7 0.0007 1428.57 0.0009 1467 8 0.0008 1250 0.0007 Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 12
  13. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Bình 2 V Na S O t giây 2 2 3 C 1/C 1/t (mL) x x 6 1 0.0001 10000 0.1667 14 2 0.0002 5000 0.0714 54 3 0.0003 3333.33 0.0185 97 4 0.0004 2500 0.0103 142 5 0.0005 2000 0.0070 207 6 0.0006 1666.67 0.0048 263 7 0.0007 1428.57 0.0038 341 8 0.0008 1250 0.0029 Bình 3 V Na S O t giây 2 2 3 C 1/C 1/t (mL) x x 3 1 0.0001 10000 0.3333 13 2 0.0002 5000 0.0769 27 3 0.0003 3333.33 0.0370 44 4 0.0004 2500 0.0227 66 5 0.0005 2000 0.0152 90 6 0.0006 1666.67 0.0111 116 7 0.0007 1428.57 0.0086 148 8 0.0008 1250 0.0068 Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 13
  14. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Bình 4: V Na S O t giây 2 2 3 C 1/C 1/t (mL) x x 2 3 0.0003 3333.33 0.5000 18 6 0.0006 1666.67 0.0556 52 9 0.0009 1111.11 0.0192 97 12 0.0012 833.333 0.0103 157 15 0.0015 666.667 0.0064 237 18 0.0018 555.556 0.0042 349 21 0.0021 476.19 0.0029 497 24 0.0024 416.667 0.0020 Bảng giá trị lg1/β theo lgC0 ­ ­ Bình β 1/β [I ]0 log1/β log[I ]0 1 28606 3,4958.10­5 0,0025 -4,4565 -2,6021 2 50465 1,9816.10­5 0,005 -4,7030 -2,3010 3 25726 3,8871.10­5 0,0075 -4,4104 -2,1249 4 5360 0,00018657 0,01 -3,7292 -2,0000 ===> Phản ứng bậc 0,996 ≈ bậc 1 theo I- Vậy: Phản ứng có bậc 1 theo Fe3+ , bậc 1 theo I- và bậc 2 tổng quát. Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 14
  15. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Bài 6 KHẢO SÁT TỐC ĐỘ THUỶ PHÂN ESTER. XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG HOẠT HÓA CỦA PHẢN ỨNG I. MỤC ĐÍCH: Khảo sát tốc độ thủy phân ester ở nhiều nhiệt độ để từ đó xác định năng lượng hoạt hóa của phản ứng. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Trong bài thí nghiệm này, ester được chọn là acetat etyl. Đây là phản ứng bậc một nên: k t lg(a x ) 1 lg a (*) 2.303 a: nồng độ đầu của acetat etyl ; a­x: nồng độ của acetat etyl ở thời điểm t. Theo dõi tốc độ phản ứng bằng cách định phân lượng acid CH3COOH sinh ra tại từng thời điểm. ­ Gọi V là thể tích dung dịch NaOH cần dùng để chuẩn độ 10ml mẫu lúc phản ứng đã xảy ra hoàn toàn ; V0 là thể tích dung dịch NaOH cần dùng để chuẩn độ 10ml mẫu lúc bắt đầu phản ứng ; Vt là thể tích dung dịch NaOH cần dùng để chuẩn độ 10ml mẫu ở thời điểm t. Vì thể tích tỉ lệ với nồng độ nên phương trình (*) có dạng: k t lg(VV ) 1 lg(VV ) t 2.303 0 Vẽ đường biểu diễn lg(VV t ) theo t, suy ra k1 từ hệ số góc của đường biểu diễn. III. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1. Thực hiện phản ứng ở 300C V = VT1+ VT2 VT1: là thể tích NaOH cần định phân HCl trong 10ml mẫu hỗn hợp ở thời điểm t. VT2: là thể tích NaOH cần định phân CH3COOH trong 10ml mẫu hỗn hợp ở thời điểm phản ứng hoàn toàn. * Tìm VT1: Trong hỗn hợp gồm: 5ml ester acetat etyl + 95ml HCl = 100ml. Nồng độ trong hỗn hợp của HCl là: CN = (0,2.95)/100 = 0,19N Thể tích NaOH cần định phân HCl là: CB.VB=CA.VA hay 0,1.VB=0,19.10 VB = 19 ml => Vậy VT1= 19ml * Tìm VT2: VT2=(5000d)/M =(5000.0,897)/88 = 50,96 ml V =19+ 50.97 = 69.97 ml T, phút Vt, ml V VV t lg(VV t ) 5 19.2 50.77 1.7056 15 19.7 50.27 1.7013 25 20.5 49.47 1.6943 69.97 35 21.1 48.87 1.6890 45 21.8 48.17 1.6828 55 22.2 47.77 1.6792 Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 15
  16. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Đồ thị biểu diễn lg(VV t ) theo T Ta có: tk lg(VV ) 1 lg(VV ) t 2.303 0 -3 ­1 Hệ số góc của đường thẳng = ­ 0,0006 = ­ k1/2,303 ===> k1 = 1,38.10 (s ) 2. Ở nhiệt độ 400C: T, phút V1, ml V VV t lg(VV t ) 05 18.8 51.17 1.7090 15 21.4 48.57 1.6864 25 23.1 46.87 1.6709 69.97 35 25.2 44.77 1.6510 45 27.4 42.57 1.6291 55 30.3 39.67 1.5985 -3 ­1 Hệ số góc của đường thẳng = ­ 0,0021= ­ k2/2,303 ==> k2 = 4,8.10 (s ) 3. Năng lượng hoạt hóa Ea k E 1 1 lg 2 a k12.303RT T 1 T 2 k 4,8.10 3 Rlg 2 8,314.lg 3 k1 1,38.10 Ea 42686J/mol 42,7kJ/mol 1 1 1 1 Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – 303Quách313 Hoài Tân (2092159) 16 TT1 2
  17. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Bài 7: XÚC TÁC ĐỒNG THỂ PHẢN ỨNG PHÂN HỦY H2O2 I. MỤC ĐÍCH Xác định hằng số tốc độ, chu kỳ bán hủy, năng lượng hoạt hóa của phản ứng phân hủy 2+ H2O2 với ion Cu là xúc tác. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT H2O2 tự phân hủy xảy ra theo hai giai đoạn: + 1. HOOH O2 + 2H (giai đoạn chậm) + 2. HOOH + 2H 2H2O 2H2O2 2H2O + O2 Tốc độ tổng quát của phản ứng được xác định bởi giai đoạn chậm và do đó phản ứng xảy ra theo bậc 1. ln (a-x) = -kt + lna Với a: nồng độ H2O2 ban đầu; x: nồng độ H2O2 tham gia phản ứng Lúc đầu H2O2 xem như chưa phân hủy và đem chuẩn độ với KMnO4: ta có sự liên hệ giữa a, a­x, Vo, Vt (là thể tích lúc đầu và theo từng thời gian chuẩn độ của KMnO4) là: a V o a x VVo t III. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM a. Thực hiện phản ứng ở 30oC: t, phút 0 5 10 15 20 30 V KMnO4 6.1 5.0 4.4 4.0 3.8 3.5 lnV KMnO4 1.81 1.61 1.48 1.39 1.34 1.25 Đồ thị lnV theo t : KMnO 4 Hệ số góc của đồ thị là ­0,017, suy ra k ( 0,017) 0,017 Vậy hằng số vận tốc phản ứng là k = 0,017 Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 17
  18. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Tính chu kì bán phân hủy: 0,693  40,76 0,017 b. Thực hiện phản ứng ở 40oC: t, giây 0 5 10 15 20 30 14. 13, 12, V 16 14 11 KMnO 4 7 2 5 lnV 2,7 2,6 2,6 2,5 2,5 2,3 KMnO 4 73 88 39 80 26 98 Đồ thị lnV theo t : KMnO 4  K2 = 0,047 τ2= 0,693/k = 14,74. k E 1 1 0,047 E 1 1 Năng lượng hoạt hóa: ln 2 a ln a k RTT 0,017 R 313 303 1 2 1  Ea = 80184 (J/mol) Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 18
  19. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Bài 8: XÁC ĐỊNH G, H VÀ S CỦA MỘT PHẢN ỨNG ĐIỆN HÓA I. MỤC ĐÍCH: Xác định những đặc tính nhiệt động học bằng kỹ thuật điện hoá. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Sự thay đổi năng lượng tự do của một phản ứng điện hoá liên quan đến thế E của hệ điện hoá: G = ­ nFE (1) n là số electron trao đổi cho 1 mol chất phản ứng F hằng số Faraday Nếu điện thế được đo ở những nhiệt độ khác nhau, sự thay đổi Entropy ở áp suất không đổi được biểu diễn bằng phương trình: d G S (2) dT Thế (1) vào (2): d nFE dE S S nF (3) dT dT dE Từ (3) ta thấy là hệ số góc của đồ thị thì sự phụ thuộc thế E vào nhiệt độ. dT Trong thí nghiệm này chúng ta khảo sát một hệ điện hoá gồm 2 điện cực Zn2+/Zn và Cu2+/Cu tiếp xúc nhau qua một cầu muối KCl bão hoà. Zn ­ 2e Zn 2+ Cu2+ + 2e Cu Cu2+ + Zn Cu +Zn2+ Sự phụ thuộc của E vào nồng độ, nhiệt độ, được xác dịnh bằng phương trình Nernst: 0 RT asp EEpu pu ln (5) nF atc Trong hầu hết các trường hợp hoạt độ thường được thay thế bởi nồng độ. Phương trình 0,059 sp  (5) được viết: EE 0 lg (6) pu pu n tc  sp Khi nồng độ [Zn2+] và [Cu2+] trong dung dịch như nhau thì lg giảm tới 0. Trong tc  điều kiện này, thế E của pin bằng với E0. Từ E dựa vào (2) ta tính được G. Ngoài ra trong thí nghiệm này, giá trị thế cũng được đo ở những nhiệt độ khác nhau. III. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: Nhiệt độ oC 6,5 26 50 Điện thế E 1,056 1,06 1,064 Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 19
  20. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 dE S nF 2 96500 2 10 4 38,6J / mol .0K dT Ở 26oC: ∆G = ­ nFE = ­ 2.96500.1,06 = ­204580 J/mol ∆H = ∆G + T∆S = ­204580 + 299.38,6 = 193038,6 J/mol ≈ 193,04 KJ/mol IV. Trả lời câu hỏi: 1. Trong nguyên tố Galvani: Tại anod xảy ra quá trình oxi hóa. Tại catod xảy ra quá trình khử. Dòng electron chạy từ anod sang catod. 2. Một pin có kết quả : toC 26,5 2,5 80 E (V) 0,465 0,454 0,493 Ở 26.5oC: dE 0,493 0,465 0,0005 dT 80 26,5 dE 0,0005 VK / 0 dT dE 0 S0 nF 2.96500.0,0005 96,5 J / mol . K . 299,5 K dT G nFE 2.96500.0,465 89745 J / mol 299,5 0K H0 G 0 T S 0 60843,25 J / mol ≈ ­ 60,84 KJ/mol 299,5KKK 299,5 299,5 Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 20
  21. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Bài 9 KHẢO SÁT TỐC ĐỘ THUỶ PHÂN ESTER. XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG HOẠT HÓA CỦA PHẢN ỨNG I. MỤC ĐÍCH: Khảo sát sự hấp thụ acis axetic trong dung dịch trên than hoạt tính và thiết lập đường đẳng nhiệt hấp thụ tương ứng. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT: Trong bài này, chúng ta nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chất tan CH3COOH lên độ hấp phụ của nó trên than hoạt tính ở nhiệt độ không đổi trong dung môi nước. CC Độ hấp phụ a (mmol/g) lên bề mặt than có thể tính từ công thức: a 0 .V .1000 m C0, C là nồng độ đầu và nồng độ tại cân bằng hấp phụ của dung dịch acid axetic (mol/lit); V thể tích dung dịch trong đó xảy ra sự hấp phụ; m khối lượng chất hấp phụ. C C 1 Phương trình Langmuir: . Ta có thể xác định amax và k1 theo đồ thị. a amax ka max 1 Phương trỉnh kinh nghiệm Freundlich: lga lg k lg C 2 Do đó có thể xác định hằng số kinh nghiệm kF và n từ số liệu thực nghiệm. III. TIẾN HÀNH & KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Từ dung dịch CH3COOH 2M pha loãng thành những dung dịch có nồng độ như sau: Bình 1 2 3 4 5 6 V dung dịch (ml) 200 200 200 200 200 200 V CH3COOH 2M 3 6 9 12 15 20 Nồng độ mol/l 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.2 Chuẩn độ lại dung dịch axit đã pha bằngdung dịch NaOH với thuốc thử phenolphtalein. Bình 1 2 3 4 5 6 V (ml) NaOH 0,1N 6.1 12.2 18.5 12.3 15.9 21.4 Vo axit (ml) được chuẩn độ 20 20 20 10 10 10 Nồng độ axit (Co) 0.031 0.061 0.093 0.123 0.159 0.214 Sau khi thêm than hoạt tính, chuẩn độ lại bằng NaOH. Bình 1 2 3 4 5 6 V (ml) NaOH 0,1N 3.6 9.2 15.5 10.7 14 19.3 V1 axit (ml) được chuẩn độ 20 20 20 10 10 10 Nồng độ axit (C) 0.018 0.046 0.0775 0.107 0.14 0.193 Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 21
  22. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Tính toán các giá trị Bình 1 2 3 4 5 6 Giá trị a 0.417 0.500 0.500 0.533 0.633 0.700 C 0.021 0.058 0.093 0.115 0.155 0.215 C/a 0.050 0.116 0.186 0.216 0.245 0.307 lga ­0.380 ­0.301 ­0.301 ­0.273 ­0.198 ­0.155 lgC ­1.678 ­1.237 ­1.032 ­0.939 ­0.810 ­0.668  amax = 1/1,301 = 0,769  kLangmuir = 1/ (0,044.0,769) = 29,55. Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 22
  23. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 n = 1/0,21 = 4,76 k = 0,9 * Nhận xét tính hấp thụ acid acetic của than hoạt tính: Độ hấp phụ acid acetic của than hoạt tính tăng khi nồng độ ban đầu của dung dịch acid acetic tăng và ngược lại. Vậy, độ hấp phụ của than hoạt tính đối với dung dịch acid acetic tỉ lệ thuận với nồng độ ban đầu của dung dịch acid acetic. Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 23
  24. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Bài 10 KHẢO SÁT CÁC HỆ KEO I. MỤC ĐÍCH: Khảo sát sự keo tụ của Fe(OH)3 bằng chất điện ly và quan sát sự thẩm tích của keo qua màng bán thấm (bong bóng heo). II KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 1. Điều chế keo Fe(OH)3: Lấy 200ml nước cất cho vào bình nón 250, đun sôi. Tắt bếp rồi thêm từng giọt dung dịch FeCl3 1N đến khi hết 5ml.Ta được keo dương màu nâu sẫm. FeCl3 + 3H2O = Fe(OH)3 + 3HCl Bề mặt hạt keo bị phản ứng một phần: Fe(OH)3 + HCl FeOCl + 2H2O FeOCl FeO+ +Cl­ + ­ + ­ x+ ­ mFe(OH)3 + n FeO + nCl [mFe(OH)3.nFeO (n­x)Cl ] .xCl Micell keo dương Sau đó để nguội keo trong không khí. 2. Keo tụ keo Fe(OH)3 bằng chất điện ly: Đánh dấu “+” những ống bị keo tụ và dấu “­” những ống không bị keo tụ. Ống nghiệm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Keo Fe(OH)3 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Nước cất 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 Chất điện ly 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 Nhận xét KCl ­ ­ ­ ­ ­ ­ + + + + Nhận xét K2SO4 ­ + + + + + + + + + Ngưỡng keo tụ cho mỗi chất điện ly, tức nồng độ của chất điện ly tối thiểu trong ống đủ gây nên keo tụ:  .N .103  V Với  và N là thể tích (ml) và nồng độ ban đầu (đlg/l) của chất điện ly ở ống đầu tiên bị keo tụ. V là tổng thể tích hoá chất trong ống nghiệm (10ml). 3,5.3.103 Ngưỡng keo tụ đối với chất điện ly KCl:  1050 mmol/l = 1,050 mol/l 10 1.0,01.103 Ngưỡng keo tụ đối với chất điện ly K2SO4  1 mmol/l 10 3. Keo ưa lỏng: a. Điều chế: Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 24
  25. Phúc trình thực tập Hóa lí – CNHH Học kì 1 năm học 2011 - 2012 Keo tinh bột: 0.5g tinh bột + 100ml nước cất. Đun nhẹ, khuấy đều đến khi tinh bột tan hết. Nhắc xuống để nguội. Keo anbumin: lấy một lòng trắng trứng gà + 100ml nước cất, khuấy đều là được keo anbumin. b. Thẩm tích keo: 2+ 2­ Ống 1: thử bằng dung dịch Ba , thấy xuất hiện kết tủa màu trắng. Như vậy, ion SO4 2­ đã thẩm tích ra ngoài.Vì SO4 là một ion nên kích thước nhỏ do đó có thể khuếch tán qua màng bán thấm ra môi trường bên ngoài. Ống 2: thử bằng dung dịch iod, không có hiện tượng. Như vậy, tinh bột không bị thẩm tích do tinh bột ở dạng dung dịch keo nên kích thước hạt to. Do đó không khuếch tán được qua màng bán thấm. c. Bọt: Ống nghiệm Thể tích nước + bọt (ml) Độ bền của bọt (s) Ống 1 33 35 Ống 2 38 79 Ống 3 46 229 Nhóm 10: Võ Trường Giang (2092127) – Quách Hoài Tân (2092159) 25