›
›

Giáo trình Thí nghiệm hóa đại cương

pdf 48 trang phuongnguyen 120
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Thí nghiệm hóa đại cương", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfgiao_trinh_thi_nghiem_hoa_dai_cuong.pdf

Nội dung text: Giáo trình Thí nghiệm hóa đại cương

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC – MƠI TRƯỜNG GIÁO TRÌNH THÍ NGHIỆM HĨA ĐẠI CƯƠNG Tháng 10 – 2008 Trang: 1
  2. MỤC LỤC Nội Quy Và Các Quy Định An Tồn Trong Phịng Thí Nghiệm: 3 Bài 1: Kỹ thuật phịng thí nghiệm: 4 Bài 2: Nhiệt phản ứng: 10 Bài 3: Phân tích thể tích: 13 Bài 4: Xác định bậc phản ứng: 15 Bài 5: Dung dịch đệm: 17 Bài 6: Điều chế và xác định khối lượng phân tử khí Oxi: 20 Bài 7: Xác định đương lượng của Magie: 22 Bài 8: Sự biến đổi vật lý và hố học: 24 Bài 9: Dung dịch điện ly: 27 Bài 10: Xác định khối lượng phân tử bằng phương pháp nghiệm đơng: 33 Tài Liệu Tham Khảo: 35 Trang: 2
  3. NỘI QUI VÀ CÁC QUI ĐỊNH AN TỒN TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM A. NỘI QUI PHỊNG THÍ NGHIỆM: 1. Đi làm thí nghiệm phải đúng ngày, giờ qui định. 2. Chuẩn bị bài thí nghiệm trước khi vào phịng thí nghiệm. 3. Để túi xách vào đúng nơi qui định, chỉ để tập ghi chép tại bàn thí nghiệm. 4. Kiểm tra dụng cụ hĩa chất trước khi làm thí nghiệm, nếu cĩ hư hỏng hay thiếu thì báo ngay cho cán bộ hướng dẫn (CBHD), sau khi làm thí nghiệm sinh viên (SV) phải chịu trách nhiệm về hĩa chất, dụng cụ. 5. Làm việc nghiêm túc, cẩn thận, khơng đùa giỡn gây mất trật tự. Nếu làm hư vỡ dụng cụ do cẩu thả, khơng đúng kỹ thuật thì phải bồi thường. 6. Khơng hút thuốc, ăn uống trong phịng thí nghiệm. 7. Khơng tiếp khách trong phịng thí nghiệm. 8. Khơng được phép tự ý rời khỏi phịng thí nghiệm trong khi đang thực hành mà khơng được phép của CBHD. 9. Khơng tự ý làm những thí nghiệm khơng cĩ trong bài mà khơng cĩ sự đồng ý và hướng dẫn của CBHD. 10. Khơng di dời các chai hĩa chất từ chỗ này sang chỗ khác, trong trường hợp thật sự cần thiết, sau khi sử dụng hĩa chất mượn từ nơi khác phải trả về đúng chỗ ban đầu. 11. Làm xong thí nghiệm, trước khi ra về phải rửa sạch dụng cụ, sắp xếp lại hĩa chất làm vệ sinh chỗ làm thí nghiệm, khĩa điện nước xong, bàn giao cho tổ trực trước khi ra về. 12. Mỗi tổ làm xong thí nghiệm phải trình bảng số liệu của các thí nghiệm cho CBHD kiểm tra và ký tên xác nhận vào bảng số liệu. Nộp phúc trình kèm theo bảng số liệu đĩ. B. CÁC QUI ĐỊNH VỀ AN TỒN TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM: 1. Khơng hút các hĩa chất độc, axit đặc, kiềm đặc bằng miệng. 2. Lấy hĩa chất xong phải đậy ngay nút chai lại và trả về vị trí ban đầu. 3. Khơng mồi lửa đèn cồn bằng một đèn cồn đang cháy khác. 4. Khơng để hĩa chất chạm vào mắt, da, quần áo. 5. Khơng cho nước vào axít đặc. 6. Phải mặc áo blouse khi vào phịng thí nghiệm. Trang: 3
  4. 7. Phải cĩ thẻ bảo hiểm, nếu khơng phải cĩ giấy cam đoan (xin mẫu ở phịng đào tạo). Sinh viên cĩ trách nhiệm đọc kỹ và tuân thủ các qui định nêu trên, nếu vi phạm sẽ bị đình chỉ thí nghiệm. Phịng thí nghiệm sẽ khơng chịu trách nhiệm về những tai nạn xảy ra do sinh viên khơng tuân thủ các qui định về an tồn nêu trên. Trang: 4
  5. Bài 1: KỸ THUẬT PHỊNG THÍ NGHIỆM I/ Giới thiệu: Kỹ thuật phịng thí nghiệm (PTN). Nĩi chung sẽ được lần lượt giới thiệu trong quá trình thực tập lâu dài của sinh viên ở các năm học. Trong bài mở đầu này chỉ giới thiệu những gì cơ bản nhất mà sinh viên cần nắm trước khi làm bài thí nghiệm đầu tiên tại phịng TN. Các loại dụng cụ thơng dụng nhất trong phịng thí nghiệm hố học: 1. Cân: Là dụng cụ đo lường dùng để xác định khối lượng của một vật, trong phịng thí nghiệm thường phân biệt 2 loại cân: cân kỹ thuật và cân phân tích. - Cân kỹ thuật là cân dùng để cân các khối lượng tương đối lớn (vài trăm gam), khối lượng nhỏ nhất mà cân kỹ thuật cân được khoảng 1g. Các loại cân kỹ thuật thường dùng là: cân Robeval, cân quang, cân bàn, - Cân phân tích là cân dùng để cân các khối lượng nhỏ từ 100g trở xuống đến 0,1mg (0,0001g) do đĩ người ta cũng thường gọi cân phân tích là cân 4 số lẻ hoặc cân 2 số lẻ. Cĩ các loại cân phân tích: cân phân tích thường, cân phân tích điện, cân phân tích điện tử, Khơng nên nhầm lẫn rằng cân phân tích luơn luơn chính xác hơn cân kỹ thuật, nĩ chỉ chính xác hơn khi cân các khối lượng nhỏ, vì vậy khơng dùng cân phân tích để cân các khối lượng lớn hơn 200g. Trong trường hợp cân 1 lượng nhỏ 10g, 20g, nếu khơng cần độ chính xác cao, ta nên dùng cân kỹ thuật để nhanh hơn. Những quy định khi sử dụng cân: - Trước khi cân hay sau một loạt phép cân liên tục cần kiểm tra lại trạng thái thăng bằng của cân và đĩa cân, lau bụi trên đĩa cân rồi mới tếp tục cân. - Khi sử dụng, thấy cân khơng bình thường, báo ngay với CBHD, khơng tự ý sửa chữa. - Khơng được cân vật nặng hơn khối lượng quy định của từng cân. - Khơng đụng mạnh vào cân khi cân đang dao động, chỉ đặt hoặc lấy quả cân, vật cân sau khi đã khố cân. Mở khố hay đĩng khố phải nhẹ nhàng, thận trọng. - Khi cân hố chất khơng để trực tiếp lên đĩa cân, phải để trên mặt kính đồng hồ, chén sứ, lọ cân Cân các chất dễ hút ẩm, chất lỏng bốc hơi dễ làm hỏng cân Trang: 5
  6. nhất thiết phải dùng lọ rộng miệng cĩ nút nhám với lượng lớn hoặc lọ cân với lượng nhỏ. - Khơng cân vật quá nĩng hay quá lạnh. Vật cân phải cĩ nhiệt độ phịng. Nếu cân vật nĩng hay lạnh phải đặt vào bình hút ẩm để trở lại nhiệt độ phịng rồi mới cân. - Khi cân chỉ được mở hai cửa bên, cửa trước chỉ dùng khi sửa chữa hoặc tháo lắp cân. - Phải dùng cặp để gắp quả cân, khơng được cầm tay. Các quả cân phải để đúng vị trí. - Trong một thí nghiệm, nếu cần cân nhiều lần, để tránh sai số nên thực hiện trên cùng một cân. Các dụng cụ thuỷ tinh: Gồm 3 loại chính sau: a) Dụng cụ để đựng hố chất: cốc thuỷ tinh (becher), bình tam giác (erlen), bình cầu. b) Dụng cụ để lấy hố chất - Loại cĩ thể tích chính xác: Ống hút (pipet bầu 1ml, 5ml, 25ml ), bình định mức (fiol) 100ml, 250ml, 1000ml các loại này cĩ sai số rất nhỏ để lấy các thể tích chính xác. - Loại cĩ chia độ: Gồm ống nhỏ giọt (buret), ống hút (pipet cĩ khắc vạch), ống đong các loại cốc thuỷ tinh và bình tam giác đơi khi cũng chia độ. Ngồi buret là loại cĩ độ chính xác cao, các loại dụng cụ thuỷ tinh cĩ chia độ khác nĩi chung cĩ độ chính xác khơng cao lắm. (cĩ hình vẽ kèm theo) Sử dụng pipet: Pipet cĩ 2 loại: loại pipet cĩ dung tích cố định và loại chia độ. Pipet thường cĩ dung tích 10, 20, 25 và 50ml và những micro pipet dung tích 1, 2 và 5ml. Cách sử dụng pipet: muốn lấy chất lỏng vào pipet phải dùng quả bĩp cao su (đối với hố chất, đối với nước chúng ta cĩ thể dùng bằng miệng) để tạo ra sự chênh lệch áp suất, tay trái cầm pipet, chú ý ngĩn trỏ của tay trái để gần miệng trên pipet cĩ thể sẵn sàng bịt lại khi lấy chất lỏng. Đặt đầu hở quả bĩp cao su vào miệng pipet. Nhúng pipet vào chất lỏng và thả lỏng từ từ tay phải để chất lỏng vào pipet cho tới quá ngấn trên của pipet một chút. Dùng ngĩn trỏ tay trái bịt lại. Nhấc pipet lên khỏi Trang: 6
  7. bề mặt chất lỏng, dùng giấy lau khơ chất lỏng bên ngồi pipet. Sau đĩ nâng ngấn trên của pipet lên ngang mắt, hé mở ngĩn trỏ cho chất lỏng chảy từ từ từng giọt cho tới khi vịm khum khớp với ngấn chia độ. Đưa pipet qua bình đựng, mở ngĩn trỏ cho chất lỏng chảy vào bình. Nếu pipet cĩ ngấn ở phía dưới thì dùng ngĩn trỏ điều chỉnh cho khum chất lỏng cịn lại khớp với ngấn dưới pipet. Nếu pipet khơng cĩ ngấn dưới để chất lỏng chảy hết, khơng dùng miệng thổi chất lỏng cịn dính lại đầu cuối pipet. Sau khi hút chất lỏng xong phải rửa sạch bằng nước sạch rồi mới cất vào chỗ quy định. Thực hành như sau: - Dùng pipet 10ml lấy 10ml nước từ becher cho vào erlen (hút nước bằng miệng). - Lặp lại phần thực hành trên nhưng hút nước bằng quả bĩp cao su. Sử dụng Buret: Dùng để đo một lượng nhỏ dung dịch, thường chính xác tới 0.1ml, vạch số 0 ở phía trên. Buret dùng để chuẩn độ cĩ dung tích 25ml và 50ml. Cĩ 2 loại buret: cĩ khố và khơng cĩ khố, ở đầu cuối của buret khơng cĩ khố, cĩ một ống cao su nối với ống thuỷ tinh đầu vuốt nhọn, ở giữa đoạn cao su cĩ kẹp mo. Khi dùng thì mở kẹp mo, chất lỏng sẽ chảy ra. Buret cĩ khố thuỷ tinh đựng được các chất lỏng trừ kiềm vì kiềm sẽ làm khố gắn chặt lại. Buret khơng cĩ khố khơng được dùng với các chất cĩ tác dụng với cao su như KMnO4, I2 Đổ chất lỏng vào buret phải dùng phễu cuống ngắn khơng chạm tới vạch số khơng. Sau đĩ mở khố để dung dịch chảy xuống chiếm đầy bộ phận buret nằm dưới khố đến tận đầu cùng của ống vuốt. Chú ý khơng để bọt khí ở phần chảy ra của buret. Chỉ được đưa buret về điểm 0, khi trong ống vuốt khơng cịn bọt khí. Dùng xong phải rửa sạch buret bằng nước, cặp vào giá, quay đầu hở xuống. Lấy khố nhám ra, bọc giấy lọc rồi đặt lại khố vào buret. Để đọc thể tích trên buret chính xác, thường để sau buret một mảnh gấy trắng, nửa dưới bơi đen làm màn ảnh. Do phản xạ ánh sáng, mặt khum sẽ hố đen và đọc được rõ. Thực hành như sau: - Dùng becher 50ml cho nước vào buret. - Kiểm tra khơng cĩ bọt khí cịn sĩt lại trong buret. - Chỉnh buret đến mức 0. - Dùng tay trái điều chỉnh khố buret cho 10ml nước từ buret vào becher. Sử dụng Nhiệt kế: Trang: 7
  8. Cĩ nhiều loại dụng cụ để đo nhiệt độ: nhiệt kế lỏng, nhiệt kế điện trở, piromet nhiệt điện, piromet quang học, Nhiệt kế lỏng là nhiệt kế cĩ chứa chất lỏng. Chất lỏng chứa trong nhiệt kế thường là rượu màu, thuỷ ngân, toluen, pentan Nhiệt kế chứa pentan đo nhiệt độ thấp đến -2200C. Nhiệt kế thuỷ ngân đo đến nhiệt độ cao nhất là 5500C Khi đo nhiệt độ một chất lỏng, nhúng ngập bầu thuỷ ngân của nhiệt kế vào chất lỏng, khơng để bầu thuỷ ngân sát vào thành bình. Theo dõi đến khi cột thuỷ ngân khơng thay đổi nữa mới đọc kết quả, khi đọc kết quả để mắt ngang với mực thuỷ ngân. Sử dụng nhiệt kế phải cẩn thận, tránh va chạm mạnh, rơi vỡ, khơng để nhiệt kế thay đổi nhiệt độ đột ngột. Khơng được đo nhiệt độ cao quá nhiệt độ cho phép của nhiệt kế, sẽ làm nhiệt kế nứt vỡ. Cần đặc biệt lưu ý thuỷ ngân và hơi thuỷ ngân rất độc, nếu khơng may nhiệt kế vỡ, dùng mảnh giấy thu gom những hạt thuỷ ngân vào lọ, khơng được nhặt bằng tay, khử thuỷ ngân cịn sĩt bằng bột Lưu Huỳnh, hoặc tạo hỗn hống với Kẽm đồng thời làm thay đổi khơng khí trong phịng: mở cửa, quạt thơng giĩ Xếp giấy lọc: Thực hành lọc nước bằng giấy lọc và phễu thuỷ tinh. Ứng dụng: tinh chế muối ăn bằng phương pháp kết tinh. - Dùng cân kỹ thuật cân 10g muối ăn cho vào becher cĩ chứa 50ml nước cất. - Đun nước, khuấy cho muối tan hết, khơng cần sơi. - Chuẩn bị phễu lọc nĩng, khi muối tan hết lọc nĩng qua phễu lọc thuỷ tinh. Hứng nước vào một bercher. - Đem dung dịch muối qua lọc cơ cho đến khi cĩ váng tinh thể thì dừng lại. - Để nguội, sau đĩ cho bercher vào chậu nước lạnh cho muối kết tinh hồn tồn. - Lọc chân khơng. Cân tính hiệu suất. Sử Dụng Dụng Cụ Bằng Sứ: Dụng cụ bằng sứ cũng sử dụng rộng rãi trong phịng thí nghiệm. Dụng cụ bằng sứ bền chắc, ít bị ăn mịn bởi hố chất, chịu được sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ, đặc biệt chịu được nhiệt độ cao hơn dụng cụ thuỷ tinh (cĩ thể tới 12000C). Song cĩ nhược điểm là nặng, khơng trong suốt và đắt tiền. Thường dùng là cốc, bát cơ, chén sứ, thuyền sứ, cối chày, thìa bay, Trang: 8
  9. Chén sứ: dùng để nung các chất, đốt cháy các chất hữu cơ khi xác định tro Cĩ thể đun trực tiếp trên đèn khí, khơng cần lưới amiang. Để nung đặt vào giá hình tam giác cân, giá này cĩ ba ống bằng sứ, chọn loại giá cĩ kích thước thích hợp để khi đặt chén nung vào giá phải ngập 1/3 chiều cao của chén, sau đĩ đặt lên vịng sắt và lắp vào giá sắt. Trong đa số trường hợp, khi nung cần đậy nắp. Khi lấy nắp ra phải dùng kìm để gắp. Nung xong làm nguội trong bình hút ẩm. Chén sứ cĩ thể chịu đến nhiệt độ 12000C trong lị nung. Khơng dùng chén sứ nung nĩng các chất kiềm như Na2CO3, acid HF nĩng chảy vì làm sứ phân huỷ. Bát sứ: dùng để cơ các dung dịch, trộn các hố chất rắn với nhau, đun chảy các chất Cĩ thể đun các bát sứ bằng các ngọn lửa trực tiếp nhưng nếu đun qua lưới amiang vẫn tốt hơn. Chày, cối sứ: dùng để nghiền hố chất rắn. Khi nghiền lượng chất rắn trong cối khơng quá 1/3 thể tích của cối. Đầu tiên dùng chày cẩn thận giã nhỏ những cục lớn cho đến khi kích thước bằng hạt đậu, sau đĩ dùng tay tỳ chày và xốy mạnh chày vào cối cho chất rắn nhỏ dần. Trong khi nghiền, thỉnh thoảng dừng lại, dùng bay để đảo trộn và dồn chất cần nghiền ra giữa cối. Khi đạt đến kích thước cần thiết dùng bay cạo sạch chất cần nghiền dính vào đầu chày và xung quanh thành cối sau đĩ đổ ra theo mỏ cối. Khi nghiền các chất để làm thí nghiệm nổ, cối chày cần sạch và nghiền riêng rẽ. Khơng được khuấy hỗn hợp nổ trong cối. Sau khi nghiền xong rửa sạch chày cối ngay. Rửa Dụng Cụ Hố Học: Rửa dụng cụ hố học cần biết tính chất của những chất làm bẩn dụng cụ. Từ đĩ chọn phương pháp rửa cũng như dung mơi để rửa. Cĩ 2 phương pháp rửa: phương pháp cơ học và phương pháp hố học. Phương pháp cơ học: Dụng cụ rửa là chổi lơng. Nếu chất bẩn khơng phải là chất béo, chất khơng tan trong nước thì dùng nước nĩng hoặc nước lạnh. Ví dụ rửa ống nghiệm cần chú ý: Trang: 9
  10. - Một tay cầm chổi, một tay cầm hơi chếch ống nghiệm. - Cho nước vào ống nghiệm, cầm chổi xoay nhẹ để cho lơng chổi cọ sát vào đáy và thành ống, đồng thời kéo chổi lên xuống, vừa kéo vừa xoay để rửa thành ống. - Khơng thọc mạnh chổi vào đáy ống nghiệm làm vỡ, gây xát thương. - Cần chọn chổi thích hợp với từng loại ống nghiệm. Sau khi rửa sạch bằng nước máy, dùng nước cất tráng lại. Để kiểm tra ống nghiệm sạch bằng cách cho nước cất vào đầy ống nghiệm úp ngược cho ống chảy hết, nếu ống sạch trên thành ống khơng cịn hạt nước bám vào, nếu ống cịn bẩn phải rửa lại. Đối với chất bẩn khơng tan trong nước, cĩ thể rửa bằng các dung mơi hữu cơ như: ete, axeton, xăng, rượu etylic, Phương pháp hố học: Thường dùng hỗn hợp sunfocromic, hỗn hợp dung dịch acid sunfuric với kali pemanganat, kiềm đặc, để rửa. Cách pha hỗn hợp sunfocromic: nghiền nhỏ 10g K2Cr2O7 cho vào cốc, tẩm ướt bằng 3 – 5ml nước, vừa khuấy vừa thêm 100ml H2SO4 98%. Sau khi rửa xong dụng cụ, hỗn hợp sunfocromic được đổ trở lại bình chứa để dùng lần sau. Khi nào hỗn hợp chuyển sang màu xanh đen mới bỏ đi. Hỗn hợp sunfocromic là chất oxi hố mạnh, tác dụng lên da và quần áo phải cẩn thận khi sử dụng. Dung dịch KMnO4 4% axit hố bằng H2SO4 đặc là dung dịch rửa tốt. Thường pha 4 – 5ml H2SO4 đặc vào 100ml dung dịch KMnO4 4%. Ngồi ra cĩ thể pha kiềm trong rượu bằng cách hồ tan 5 – 10g NaOH trong 100ml rượu etylic để rửa. Khi rửa các dụng cụ cần chú ý: Dụng cụ phải rửa sạch, tráng bằng nước cất rồi để vào nơi quy định. Khơng dùng giấy lọc, khăn mặt lau thành bên trong các dụng cụ vừa rửa xong, cĩ thể làm khơ trong tủ sấy (trừ các dụng cụ chia độ). Tiết kiệm và dùng chất rửa rẻ tiền, thu hồi dung dịch, chất quý và hố chất rắn cịn dùng được. Các dung dịch acid, kiềm đặc, chất độc, mùi thối khơng được đổ vào chậu rửa. II/ THỰC HÀNH: Pha lỗng dung dịch Trang: 10
  11. Dùng pipet bầu lấy 10ml dung dịch HCl 1M cho vào bình định mức 100ml. Kế đĩ thêm nước vào gần vạch trên cổ bình định mức bằng ống đong. Cuối cùng, dùng bình xịt nước cho từng giọt nước cho đến khi đến vạch. Đậy nút bình định mức, lắc đều. Ta thu được 100ml dung dịch HCl 0,1M. Kiểm tra nồng độ dd acid đã pha lỗng - Lấy buret tráng sạch bằng nước cất, sau đĩ tráng bằng dung dịch NaOH 0,1M. - Cho dd NaOH 0,1M vào buret, sau đĩ chuẩn đến vạch 0. - Dùng pipet 10ml cho vào erlen đã tráng bằng nước cất (khơng tráng thêm bằng axit HCl) 10ml dung dịch HCl 0,1M vừa pha xong, thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein. Cho từ từ dung dịch NaOH trên buret vào erlen, vừa cho vừa lắc đều cho đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt thì dừng lại. Đọc thể tích dung dịch NaOH 0,1 M đã dùng ở trên. - Tính lại nồng độ dung dịch acid vừa pha lỗng. - Lặp lại 3 lần lấy kết quả trung bình. III/ ĐỘ NGỜ VÀ SAI SỐ TRONG PHÉP ĐO: a) Độ ngờ: Độ ngờ là một đại lượng biểu thị mức độ lập lại của một phép đo. Chỉ những phép đo cĩ độ lặp lại cao mới đáng tin cậy. Độ ngờ được xác định như sau: 1. Từ một loạt các giá trị đo (3 hoặc nhiều hơn) xác định giá trị trung bình. 2. Đối với mỗi giá trị đo, xác định độ lệch so với giá trị trung bình. 3. Xác định trung bình của các độ lệch (khơng xét đến dấu). Đĩ là độ ngờ. Ví dụ: Khi đo nồng độ của 1 acid bằng phương pháp chuẩn độ, ta thu được 4 giá trị là 0,1026M; 0,1018M; 0,1020M; 0,1024M. - Giá trị trung bình là (0,1026 + 0,1018 + 0,1020 + 0,1024)/4 = 0,1022 M - Độ lệch giá trị của mỗi phép đo là : 0,0004 ; 0,0004 ; 0,0002; 0,0002 - Trung bình của các độ lệch : (0,0004+ 0,0004 + 0,0002 + 0,0002)/4 = 0,0003 Như vậy giá trị trung bình đo được khơng chắc là 0,1022M mà nằm trong khoảng 0,1019 đến 0,1025 và kết quả phải được viết dưới dạng 0,1022M 0,0003M. Từ đĩ ta thấy kết quả đo được sẽ khơng chính xác ở số lẻ thứ 4 và ghi số 4 lẻ, khơng ghi là 0,102200M 0,003. Do đĩ cần phân biệt ý nghĩa khác nhau của các con số 0,1M; 0,10M và 0,100M . Cĩ n số lẻ được ghi ra cĩ nghĩa là sự nghi ngờ xảy ra ở số lẻ thứ n. Trang: 11
  12. b) Sai số: Sai số là sự khác nhau giữa giá trị đo được và giá trị thật. Ví dụ: giá trị đo được của nồng độ acid vừa nêu là 0,1022M. Giá trị thực của nồng độ acid được xác định bằng nhiều phương pháp hiện đại hơn là 0,1014M. Sai số của phép đo là 0,1022M – 0,1014 = + 0,0008. Dấu của sai số cho biết phép đo giữa thu được giá trị lớn hay nhỏ trị thực. Tĩm lại, độ ngờ liên quan đến sai số ngẫu nhiên cịn “sai số” liên quan đến sai số hệ thống. Ghi chú: Bài này SV tự tập tính tốn cho quen, khơng nộp báo cáo. Từ bài 2 trở đi mỗi SV nộp 1 bản báo cáo theo mẫu ở cuối giáo trình thí nghiệm này. Trang: 12
  13. Bài 2: NHIỆT PHẢN ỨNG I/ GIỚI THIỆU: Các quá trình hố học xảy ra đều cĩ kèm theo hiệu ứng nhiệt do sự thay đổi enthalpy của phản ứng. Nếu quá trình xảy ra kèm theo sự thu nhiệt thì H > 0, ngược lại quá trình xảy ra kèm theo sự tỏa nhiệt thì H 0) hoặc thu vào ( t < 0). H phản ứng sẽ được tính bằng cách chia Q cho số mol đã phản ứng. Đơn vị H là cal/mol (lưu ý dấu của H). Lưu ý trước khi thí nghiệm: Cẩn thận khi sử dụng nhiệt kế, khơng được dùng nhiệt kế làm đũa khuấy vì bầu thuỷ ngân rất dễ vỡ và thuỷ ngân khi rơi ra là một chất độc cĩ thể bay hơn ở nhiệt độ thường. Trang: 13
  14. Dụng cụ – Hố chất: Dụng cụ : Hố chất : Nhiệt lượng kế. NaOH 1M Becher 100 ml (2 cái) HCl 1M Đũa khấy thuỷ tinh CuSO4 khan Phễu thuỷ tinh NH4Cl (tinh thể) Buret – Giá buret Nhiệt kế 100oC II/ TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM: 1/ Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế: Vì cơng thức tính nhiệt lượng là Q = mc t trong đĩ m là khối lượng tất cả các chất được nung nĩng hay làm lạnh bao gồm các hố chất và cả nhiệt lượng kế đựng chúng, do đĩ cơng thức trong trường hợp thí nghiệm là: Q = (moco + mc). t (2.1) moco: nhiệt dung của nhiệt lượng kế (cal/độ) mc: nhiệt dung của dung dịch trong nhiệt lượng kế (cal/độ) Trong đĩ: m: xác định bằng cách cân hoặc đo thể tích. c: tra sổ tay. moco: phải xác định bằng thực nghiệm Cách xác định moco: Lấy 50ml nước ở nhiệt độ phịng cho vào becher bên ngồi. Đo nhiệt độ t1. Lấy 50ml nước khoảng 60oC cho vào nhiệt lượng kế sau khoảng 2 phút. Đo nhiệt độ t2. Dùng phễu đổ nhanh 50ml nước ở nhiệt độ phịng vào 50ml nước nĩng trong nhiệt lượng kế sau khoảng hai phút. Đo nhiệt độ t3. Khi đĩ: nhiệt độ nước nĩng và becher toả ra bằng nhiệt độ nước lạnh hấp thụ. (mc + moco).(t2-t3) = mc.(t3-t1) (t3 t1 ) (t 2 t3 ) moco = .mc (2.2) (t2 t3 ) Trong đĩ m: khối lượng 50ml nước (g) c: nhiệt lượng riêng của nước (1cal/g độ) Trang: 14
  15. 2/ Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hồ HCl và NaOH HCl + NaOH NaCl + H2O Dùng buret lấy 25 ml dung dịch NaOH 1M cho vào becher 100ml để bên ngồi. Đo nhiệt độ t1. Dùng buret lấy 25ml dung dịch HCl1M cho vào becher trong nhiệt lượng kế. Đo nhiệt độ t2. Dùng phễu đổ nhanh becher chứa dung dịch NaOH vào becher chứa HCl trong nhiệt lượng kế. Khuấy đều dung dịch trong nhiệt lượng kế. Đo nhiệt độ t3. Xác định Q phản ứng theo cơng thức (2.1) từ đĩ xác định H. Cho nhiệt dung riêng của dung dịch muối 0.5M là 1cal/g độ, khối lượng riêng là 1,02g/ml. 3/ Xác định nhiệt hồ tan CuSO4 khan – kiểm tra định luật Hess: CuSO khan + 5H O H1= -18,7 Kcal/mol CuSO .5H O 4 2 4 2 + H O + H O 2 2 H = +2,8 Kcal/mol 2 H = H + H 3 1 2 dd CuSO Chúng ta sẽ xác định hiệu ứng nhiệt hồ tan của CuSO4 khan ( H3) bằng thực nghiệm. Lấy vào nhiệt lượng kế 50ml nước. Đo nhiệt độ t1. Cân chính xác khoảng 4g CuSO4 khan. Cho nhanh 4g CuSO4 vừa cân nhiệt lượng kế, khuấy đều cho CuSO4, tan hết. Đo nhiệt độ t2. Xác định Q theo cơng thức (2.1) trong đĩ: m: khối lượng dd CuSO4 khan. c: nhiệt dung riêng dd CuSO4 (lấy gần đúng bằng 1 cal/độ). Từ Q suy ra Hht. 4/ Xác định nhiệt độ hồ tan của NH4Cl: Làm tương tự TN 3 nhưng thay CuSO4 khan bằng NH4Cl. Cho nhiệt lượng riêng của dd NH4Cl gần đúng là 1cal/mol độ. Cách xác định nhiệt độ sau khi phản ứng xảy ra: Do các quá trình trung hồ hay hồ tan cần phải cĩ thời gian để xảy ra hồn tồn, cần phải cĩ thời gian để dung dịch phản ứng truyền nhiệt cho becher và do nhiệt Trang: 15
  16. lượng kế khơng cách nhiệt hồn tồn, nhiệt độ sau phản ứng (hoặc tăng dần) theo thời gian, nên muốn cĩ giá trị t chính xác ta phải làm như sau: - Đo nhiệt độ trước phản ứng trong nhiệt lượng kế. - Đổ chất phản ứng vào. Đo nhiệt độ sau mỗi 30 giây. - Vẽ đồ thị nhiệt độ theo thời gian. - Xác định t bằng đồ thị như hình vẽ. Tuy nhiên trong thí nghiệm, ta đợi khoảng 2 phút cho giá trị nhiệt độ ổn định thì ghi nhận giá trị đĩ (hoặc chỉ cần đợi nhiệt độ khơng cịn thay đổi nữa thì giá trị đọc được). Trang: 16
  17. BÀI 3: PHÂN TÍCH THỂ TÍCH I/ CHUẨN BỊ LÝ THUYẾT: - Khái niệm về các loại nồng độ. - Đường cong chuẩn độ axit – bazơ. - Chất chỉ thị màu. - Cách tính kết quả thí nghiệm, sai số và độ ngờ. II/ NGUYÊN TẮC: Chuẩn độ axit – bazơ là quá trình thực hiện phản ứng giữa axit và bazơ. Khi hai chất tác dụng vừa đủ, ta nĩi phản ứng đã kết thúc. Điểm kết thúc gọi là điểm tương đương. Khi đĩ số đương lượng H+ sẽ bằng số đương lượng OH-. Hay: C1.V1 = C2.V2 Với: C1 là nồng độ dung dịch axit, (M) hoặc (N). C2 là nồng độ dung dịch bazơ, (M) hoặc (N). V1 là thể tích dung dịch axit, ml. V2 là thể tích dung dịch bazơ, ml. Tại điểm kết thúc, dung dịch thu được chính là dung dịch muối của phản ứng trung hồ MA. HA + MOH = H2O + MA Tuỳ theo tính chất của muối MA mà pH tại điểm kết thúc sẽ cĩ giá trị khác nhau chứ khơng nhất thiết phải bằng 7. Đối với axit hay bazơ đa bậc. Ví dụ như H3PO4, do chúng phân ly theo các bước khác nhau nên tuỳ thuộc từng bước đĩ sẽ cĩ nhiều điểm kết thúc khác nhau. + - -3 H3PO4 H + H2PO4 K1 = 7,6.10 . - + 2- -8 H2PO4 H + H2PO4 K2 = 6,2.10 . 2- + 3- -13 HPO4 H + HPO4 K1 = 4,4.10 . Để lựa chọn chất chỉ thị màu thích hợp cho phản ứng ta phải xác định đường cong chuẩn độ bằng cách đo pH của dung dịch axit (hay bazơ) tương ứng với từng thể tích của dung dịch bazơ (hay axit) thêm vào. Khi biểu diễn trên đơ thị (hình vẽ) ta sẽ thu được giản đồ đường cong chuẩn axit – bazơ. Trang: 17
  18. Đối với axit đa bậc sẽ cĩ các bước nhảy tương ứng với các bậc. Trên hình vẽ, ta thấy ở gần điểm kết thúc phản ứng giá trị pH thay đổi rất đột ngột khi thêm vào một lượng nhỏ dung dịch bazơ. Dựa vào bước nhảy giá trị pH ta cĩ thể lựa chọn chỉ thị màu cĩ khoảng pH đổi màu trong bước nhảy pH của đường cong chuẩn độ. III/ DỤNG CỤ VÀ HỐ CHẤT: Dụng cụ: Hố chất: - Buret 25ml - HCl định chuẩn - Pipet khắc vạch 10ml - H3PO4 định chuẩn - Erlen 125ml - NaOH 0,1M - Bercher 50ml - Metyl da cam - Máy đo pH - Phenol phtalein - Giá đỡ buret và pipet IV/ THỰC HÀNH: 1/ Thiết lập đường cong chuẩn độ: TN1: Dùng pipet lấy 10ml dung dịch HCl định chuẩn cho vào bercher. Lấy dung dịch NaOH 0,1M cho vào buret. Dùng máy đo pH của dung dịch HCl sau mỗi lần cho thêm NaOH 0,1M từ buret vào dung dịch HCl theo bảng sau: VNaOH ml 0 2 4 6 8 9 9,2 9,4 9,8 10 11 12 pH 2/ Chuẩn bị axit HCl bằng NaOH: a) Dùng thuốc thử phenol phtalein: TN2: Dùng pipet lấy 10ml dung dịch định chuẩn cho vào erlen, thêm vào 2 giọt thuốc thử phenol phtalein. Dùng buret nhỏ từ từ dung dịch NaOH 0,1M xuống erlen chứa dung dịch HCl và thuốc thử trên (vừa nhỏ vừa lắc erlen). Khi dung dịch trong erlen chuyển sang màu hồng nhạt, ngừng thêm dung dịch NaOH. Đọc thể tích dung dịch NaOH 0,1M đã dùng trên buret. Đo giá trị pH của dung dịch sau khi đổi màu. Lặp lại thí nghiệm 2 - 3 lần. Trang: 18
  19. b) Dùng thuốc thử metyl da cam: TN3: Lặp lại thí nghiệm ở phần a, nhưng thay phenol phtalein bằng thuốc thử metyl da cam. Phản ứng chuẩn độ kết thúc khi dung dịch trong erlen chuyển từ màu đỏ sang màu da cam (lặp lại 2 – 3 lần). 3/ Chuẩn độ dung dịch H3PO4 bằng NaOH: TN4: Dùng pipet lấy 10ml dung dịch H3PO4 định chuẩn cho vào erlen. Thêm vào thuốc thử metyl da cam và 2 giọt phenol phtalein (cĩ thể cho phenol phtalein sau khi dung dịch trong erlen chuyển sang màu cam). Chuẩn bị buret chứa trong dung dịch NaOH 0,1M giống như các phần thí nghiệm trên. Nhỏ từ từ dung dịch NaOH 0,1M xuống erlen (lắc nhẹ) cho tới khi màu của dung dịch trong erlen chuyển từ đỏ sang cam. Đọc thể tích NaOH 0,1 M đã dùng (V1). Đo giá trị pH1 bằng pH kế. Tiếp tục nhỏ dung dịch NaOH 0,1M xuống erlen trên cho tới khi màu của dung dịch chuyển từ cam sang màu hồng cam (màu hồng + màu cam). Đọc thể tích NaOH 0,1 M đã dùng (V2). Đo giá trị pH2 bằng pH kế. Lưu ý: phản ứng chuẩn độ chỉ dừng lại khi màu dung dịch trong erlen khơng biến mất khi lắc. Để chính xác cần lấy bình tia nước tráng dung dịch bám trên thành erlen xuống. Lặp lại thí nghiệm 2 – 3 lần. Trang: 19
  20. Bài 4: XÁC ĐỊNH BẬC PHẢN ỨNG I/ LÝ THUYẾT: Với một phản ứng hố học A + B C + D vận tốc phản ứng được định nghĩa là: đại lượng đặc trưng cho diễn biến nhanh hay chậm của một phản ứng hố học. Dấu (-) nếu C là biến thiên nồng độ sản phẩm. Biểu thức để tính vận tốc phản ứng là: C V = t Trong đĩ k là hằng số ở một nhiệt độ nhất định. n bậc phản ứng theo A, m bậc phản ứng theo B: C n m V = = kCA. CB t n + m: bậc tổng quát của phản ứng. m và n là của các số được xác định bằng thực nghiệm chứ khơng thể rút ra trực tiếp từ phương trình phản ứng. II/ MỤC ĐÍCH: - Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đến vận tốc phản ứng - Xác định bậc của phản ứng phân huỷ Na2S2O3 trong mơi trường acid bằng thực nghiệm. III/ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM: Phản ứng phân huỷ Na2S2O3 trong mơi trường acid diễn ra như sau: H2SO4 + Na2S2O3 Na2SO4 + H2SO3 + S Để đo vận tốc phản ứng ta phải xác định tỉ số C/ t, trong đĩ C là biến thiên nồng độ sản phẩm (ta chọn lưu huỳnh) trong khoảng thời gian t, thường trong thực nghiệm người ta cố định C và đo t. Giá trị C phải nhỏ để coi như nồng độ các chất chưa thay đổi đáng kể và vận tốc xác định được là vận tốc tức thời. Tuy nhiên nếu quá nhỏ thì t cũng rất nhỏ, khĩ đo. Trong thí nghiệm này ta cố định C bằng cách ghi nhận thời gian từ lúc đầu phản ứng đến khi dung dịch bắt đầu chuyển sang đục. Như vậy khi vận tốc phản ứng tăng chỉ cĩ t giảm cịn nồng độ lưu huỳnh sinh ra trong khoảng thời gian t lúc nào cũng như nhau (độ đục như nhau). Trang: 20
  21. a) Để xác định bậc phản ứng theo Na2S2O3 ta cố định nồng độ H2SO4, tăng dần nồng độ Na2S2O3. Ví dụ ở thí nghiệm 1, nồng độ Na2S2O3 là x, nồng độ H2SO4 là y, thời gian t là t1, ở thí nghiệm 2, nồng độ Na2S2O3 là 2x, nồng độ H2SO4 là y, thời gian là t2, ta cĩ: C m n V1 = = kx y t1 C m n V1 = = k(2x) y t 2 t t t1 m lg 1 / 2 = 2 lgt1/t2 = mlg2 m = t2 lg 2 b) Để xác định bậc phản ứng theo H2SO4, ta cố định nồng độ Na2S2O3 và tăng dần nồng độ acid H2SO4. Kết quả tính n cũng được thực hiện tương tự như khi tính m. IV/ THỰC HÀNH: a) Xác định bậc phản ứng Na2S2O3. 3 bình đáy bằng đựng Na2S2O3 và H2O theo bảng sau: Ống nghiệm Bình cầu TN V(ml) H2SO4 0,4M V(ml) Na2S2O3 0,1M V(ml) H2O 1 8 4 28 2 8 8 24 3 8 16 16 - Dùng pipet khắc vạch lấy acid cho vào ống nghiệm. - Dùng buret cho H2O vào 3 bình cầu trước, sau đĩ tráng buret bằng Na2S2O3 0,1M rồi tiếp tục dùng buret để cho Na2S2O3 vào các bình cầu. - Chuẩn bị đồng hồ bấm giây. - Lần lượt cho phản ứng từng cặp ống nghiệm và bình cầu như sau: Đổ nhanh acid trong ống nghiệm vào bình cầu. Bấm đồng hồ. Lắc nhẹ bình cầu cho đến khi vừa thấy dung dịch chuyển sang đục thì bấm đồng hồ lần nữa. Đọc t. Trang: 21
  22. - Lặp lại mỗi thí nghiệm 1 lần nữa để lấy giá trị trung bình. b) Xác định bậc phản ứng theo H2SO4 Làm tương tự phần a với lượng acid và Na2S2O3 theo bảng sau: Ống nghiệm Bình cầu TN V(ml) H2SO4 0,4M V(ml) Na2S2O3 0,1M V(ml) H2O 1 4 8 28 2 8 8 24 3 16 8 16 Trang: 22
  23. Bài 5: DUNG DỊCH ĐỆM I/ CHUẨN BỊ LÝ THUYẾT: Sinh viên cần nắm vững định nghĩa, cách pha chế và tác dụng của dung dịch đệm. Cách tính pH của hai loại dung dịch đệm và bazơ với các muối tương ứng. II/ NGUYÊN TẮC: 1/ Hệ đệm axit: Được pha chế từ axit axetic và muối Natri axetat. So sánh màu của dung dịch đệm trên với dung dịch axit axetic (cĩ cùng nồng độ trong dung dịch đệm) với thuốc thử là metyl da cam. Trong dung dịch axit axetic điện ly theo phương trình: - + CH3COOH CH3COO + H (5-1) Khi cho thêm muối natri axetat vào dung dịch cũng tồn tại phương trình điện ly: - + CH3COONa CH3COO + Na (5-2) Do nồng độ ion axetat trong dung dịch tăng làm cân bằng phản ứng (5-1) chuyển dịch về phía nghịch dẫn tới nồng độ ion H+ trong dung dịch giảm đi. Khi thêm các dung dịch bazơ (hay axit) mạnh vào dung dịch đệm với một lượng xác định, ta thấy pH của dung dịch đệm hầu như khơng thay đổi. 2/ Hệ đệm bazơ: Tương ứng như hệ đệm axit, khi điều chế hệ đệm bazơ từ một bazơ và muối của nĩ, trong dung dịch cũng xảy ra quá trình điện ly theo các phương trình. + - Ví dụ : NH4OH NH4 + OH (5-3) + - NH4Cl NH4 + Cl (5-4) Khi so sánh màu của dung dịch đệm bazơ với dung dịch bazơ cĩ cùng nồng độ (với chất chỉ thị là phenol phtalein) ta cũng thấy cĩ sự khác biệt. Khi thêm vào dung dịch đệm bazơ các dung dịch axit (hoặc bazơ) mạnh với một lượng xác định ta cũng thấy pH của dung dịch đệm hầu như ít thay đổi. III/ DỤNG CỤ VÀ HĨA CHẤT Dụng cụ: - Ống nghiệm: 10 cái - Pipet 10ml: 2 cái Trang: 23
  24. Hĩa chất: - HCl 0,1M - NH4Cl 0,1M - NH4OH 0,1M - NaOH 0,1M - CH3COOH 0,1M - CH3COONa 0,1M - Thuốc thử metyl da cam - Thuốc thử phenol phtalein IV/ THỰC HÀNH 1/ Chuẩn bị các dung dịch chuẩn về màu của các chất chỉ thị trong các mơi trường: TN1: Ống A: 2ml dung dịch HCl 0,1M + 1 giọt metyl da cam. Ống B: 2ml dung dịch NaOH 0,1M + 1 giọt metyl da cam. Ống C: 2ml dung dịch HCl 0,1M + 1 giọt phenol phtalein. Ống D: 2ml dung dịch NaOH 0,1M + 1 giọt phenol phtalein. Ghi nhận màu sắc của 4 ống nghiệm trên. 2/ Dung dịch đệm axit yếu và muối của nĩ: a) Điều chế dung dịch đệm: TN2: Ống 1: Cho vào ống nghiệm 2ml dung dịch CH3COOH 0,1M và 1 giọt mêtyl da cam, lắc đều, ghi nhận màu M1. Dùng pH kế đo giá trị pH1. Thêm vào ống nghiệm trên (từng giọt) 2ml dung dịch muối CH3COONa 0,1M, lắc đều, ghi nhận màu M2. Dùng pH kế đo giá trị pH2. Ống 2: Cho vào ống nghiệm 4ml nước cất và 1 giọt mêtyl da cam. Ống 3: Cho vào ống nghiệm 2ml dung dịch CH3COOH 0,1M và 1 giọt phenol phtalein, lắc đều, ghi nhận màu M1. Dùng pH kế đo giá trị pH1. Thêm vào ống nghiệm trên (từng giọt) 2ml dung dịch muối CH3COONa 0,1M, lắc đều, ghi nhận màu M2. Dùng pH kế đo giá trị pH2. Ống 4: Cho vào ống nghiệm 4ml nước cất và 1 giọt phenol phtalein, lắc đều, ghi nhận màu. Trang: 24
  25. b) Thử tính đệm: TN3: Thêm từ từ từng giọt dung dịch HCl 0,1 M vào các ống nghiệm 1, 2 ở phần a. Lắc đều cho tới khi các dung dịch trong ống nghiệm 1 và 2 đổi sang màu đỏ, ghi nhận lượng HCl 0,1 M đã dùng và đo các giá trị pH của dung dịch sau khi đổi màu. Thêm từ từ từng giọt dung dịch NaOH 0,1 M vào các ống nghiệm 3, 4 ở phần a. Lắc đều cho tới khi các dung dịch trong ống nghiệm 3 và 4 đổi sang màu hồng, ghi nhận lượng NaOH 0,1 M đã dùng và đo các giá trị pH của dung dịch sau khi đổi màu. 3/ Dung dịch đệm bazơ và 2 muối của nĩ: a) Điều chế dung dịch đệm: TN4: Ống 5: Cho vào ống nghiệm 2ml NH4OH 0.1M và 1 giọt phenol phtalein lắc đều, ghi nhận màu M3. Đo giá trị pH3. Thêm vào ống nghiệm trên (từng giọt) 2ml dung dịch muối NH4Cl 0,1M, lắc đều, ghi nhận màu M4. Đo giá trị pH4. Ống 6: Cho vào ống nghiệm 4ml nước cất và một giọt phenol phtalein. Ống 7: Cho vào ống nghiệm 2ml dung dịch NH4OH 0,1M và 1 giọt metyl da cam, lắc đều, ghi nhận màu M3. Đo giá trị pH3. Thêm vào ống nghiệm trên (từng giọt) 2ml dung dịch muối NH4Cl 0,1M, lắc đều, ghi nhận màu M4. Đo giá trị pH4. Ống 8: Cho vào ống nghiệm 4ml nước cất và một giọt metyl da cam, lắc đều, ghi nhận màu. c) Thử tính đệm: TN5: Thêm từ từ từng giọt dung dịch NaOH 0,1 M vào các ống nghiệm 5 và 6 ở phần b. Lắc đều cho tới khi các dung dịch trong ống nghiệm 5 và 6 đổi màu, ghi nhận lượng NaOH 0,1 M đã dùng. Đo pH dung dịch sau khi đổi màu. Thêm từ từ từng giọt dung dịch HCl 0,1 M vào các ống nghiệm 7 và 8 ở phần b. Lắc đều cho tới khi các dung dịch trong ống nghiệm 7 và 8 đổi màu, ghi nhận lượng HCl 0,1 M đã dùng. Đo pH dung dịch sau khi đổi màu. Trang: 25
  26. Bài 6: ĐIỀU CHẾ VÀ XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ KHÍ OXI I/ MỤC ĐÍCH: - Điều chế khí oxi. - Dựa vào phương trình Clapeyron – Mendeleyev xác định khối lượng phân tử khí oxi. II/ TĨM TẮT NỘI DUNG: Khí oxi được điều chế nhờ phản ứng nhiệt phân kali clorat cĩ xúc tác mangan dioxit: MnO2 2KClO3 2KCl + 3O2 Dựa vào phương trình Clapeyron – Mendeleyev, ta xác định khối lượng phân tử M của khí oxi: mRT M PV Trong đĩ: m: khối lượng khí oxi. P: áp suất khí oxi. V: thể tích khí oxi. T: nhiệt độ tuyệt đối. R: hằng số khí lý tưởng. III/ DỤNG CỤ VÀ HĨA CHẤT Dụng cụ: Ống đo, chậu thuỷ tinh, ống nghiệm chịu nhiệt, nhiệt kế, đèn cồn, giúa sắt, ống thuỷ tinh, cân phân tích. Hĩa chất: kali clorat KClO3, mangan dioxit MnO2, dung dịch colodion. IV/ THỰC HÀNH: a) Lắp bộ dụng cụ như hình 6.1. b) Dùng cân kỹ thuật cân một lượng KClO3 khoảng 2g và 0,4g MnO2, trộn kỹ với nhau, sau đĩ cho vào ống nghiệm chịu nhiệt (đã được sấy khơ trước) rồi cân ống nghiệm đĩ trên cân phân tích, được giá trị m1. Lắp ống nghiệm vào giá cĩ lĩt bơng. Cho nước vào đầy ống đo, úp ngược ống đo cĩ nước vào chậu thuỷ tinh đựng nước và chú ý khơng để cĩ bọt khí trong ống đo. Trang: 26
  27. Làm kín hệ thống bằng cách bơi dung dịch colodion vào những chỗ tiếp xúc. Bắt đầu đun nhẹ tồn ống nghiệm, sau đĩ tập trung ngọn lửa vào chỗ cĩ hố chất rắn. Phản ứng xong, tháo ống dẫn khí ra ngồi rối mới tắt đèn. Để yên ống nghiệm trên giá đến khi thật nguội rồi đem cân trên cân phân tích, được khối lượng m2. Để nhiệt độ của khí trong ống đo hạ xuống đến nhiệt độ phịng; đọc thể tích của khí oxi; đọc chiều cao cột nước so với mặt nước trong chậu. V. TÍNH KẾT QUẢ: Ghi các kết quả vào bảng: Đại lượng Kết quả Đơn vị Khối lượng khí oxi m = m1 – m2 g Thể tích khí oxi V = ml Áp suất khí quyển đo bằng H = mmHg áp kế Áp suất hơi nước bão hồ f = mmHg ở nhiệt độ phịng Chiều cao cột nước so với h = mm mặt nước trong chậu Áp suất khí oxi h mmHg P H f 13,6 Nhiệt độ phịng khi làm thí t = oC nghiệm T = t + 273 oK Hằng số khí lý tưởng R = 62360 mmHg.mol-1.K-1 mRT Tính khối lượng phân tử khí oxi: M PV Khối lượng phân tử chính xác của oxi là 32, như thế sai số tương đối của kết quả là: 32 M x100% 32 Trang: 27
  28. ng nghi m ng d n khí Ố ệ Ố ẫ KClO3 + MnO2 Oxi Ống đong N c ướ Giá s t ắ Hình 6.1 Bộ dụng cụ điều chế và xác định khối lượng phân tử khí oxi Trang: 28
  29. Bài 7: XÁC ĐỊNH ĐƯƠNG LƯỢNG CỦA MAGIE I. MỤC ĐÍCH: Xác định đương lượng của nguyên tố Magie, từ đĩ cĩ thể suy ra khối lượng nguyên tử của Magie. II. TĨM TẮT NỘI DUNG: Đương lượng của một nguyên tố là số phần khối lượng của nguyên tố đĩ cĩ thể thay thế (hay kết hợp) với 1,008 phần khối lượng của hidro hoặc 8 phần khối lượng của oxi trong các phản ứng hố học. Đương lượng của nguyên tố A cĩ liên hệ đơn giản với khối lượng của nguyên tử của A và số oxi hố Z của nĩ khi tạo thành hợp chất như sau: Khối lượng nguyên tử A ĐA = Số oxi hóa Z Để xác định đương lượng của nguyên tố Mg ta cân một lượng chính xác m1 gam kim loại Mg rồi cho tác dụng hết với dung dịch HCl. + 2+ Mg + 2H Mg + H2 Đo thể tích khí H2 thốt ra tại một nhiệt độ và áp suất xác định, áp dụng phương trình Clapeyron – Mendeleyev ta tính được khối lượng m2 của lượng khí H2 đã bị Mg đẩy ra. Cứ m1 g Mg đẩy được m2 g khí H2. Phễu (6) Vậy ĐMg g Mg đẩy được 1,008 g khí H2. 1,008 x m 1 Ống nghiệm (1) Ống dẫn khí (4) HCl + Mg ĐMg = m2 Ống thuỷ tinh (3) III. DỤNG CỤ – HỐ CHẤT: Ống thuỷ tinh a) Hố chất: khắc vạch (2) - Mg kim loại đã được cạo sạch lớp oxit. Ống cao su (5) - Dung dịch H2SO4 20%. b) Dụng cụ: Hình 7.1 Bộ dụng cụ dể xác định đương lượng magie - Ống nghiệm khơ Trang: 29
  30. - Dụng cụ để đo và thu khí H2 - Cân phân tích - Áp kế - Nhiệt kế IV. TIẾN HÀNH: a) Lắp bộ dụng cụ như hình 7.1 b) Cân chính xác khoảng 0,15g Mg trên cân phân tích. Đong 5ml dung dịch H2SO4 20% cho vào ống nghiệm khơ. Lắp ống nghiệm nằm nghiêng như hình 7.1. Cho Mg vừa cân vào bên trong, để phía trên thành ống nghiệm và khơng cho tiếp xúc với dung dịch axit. Kiểm tra mức độ kín của hệ thống bằng cách nâng cao và hạ thấp ống (3) khoảng 15 đến 20cm. Nếu mực nước trong ống (2) chỉ thay đổi khơng đáng kể thì cĩ nghĩa ống đã kín. Trường hợp khơng kín cần xiết chặt chỗ tiếp xúc, bơi dung dịch colodion. Chỉ khi nào hệ thống đã kín mới bắt đầu thí nghiệm. Thăng bằng mực nước ở ống (2) và ống (3) rồi ghi mực nước ở ống (2), được giá trị V1ml. Nghiêng ống nghiệm cho Mg tiếp xúc với axit, rồi đặt lại ống nghiệm như cũ. Khí H2 thốt ra sẽ đẩy mực nước trong ống (2) xuống thấp dần. Khi Mg phản ứng hết, mực nước trong ống (2) thơi khơng hạ xuống nữa; để 5 đến 10 phút cho nhiệt độ ống nghiệm trở lại nhiệt độ phịng, thăng bằng mực nước trong ống (2) và ống (3), ghi mực nước trong ống (2) được V2ml. V. TÍNH KẾT QUẢ: Đại lượng Kết quả Đơn vị Khối lượng Mg m1 = g Ap suất khí quyển H = mmHg Áp suất hơi nước bão hồ f = mmHg Ap suất khí H2 P = H – f = mmHg Nhiệt độ phịng T = t + 273 oK Thể tích khí H2 V = V1 – V2 = ml Trang: 30
  31. Khối lượng khí hidro sinh ra: MPV 2 PV m 2 RT 62360 T Đương lượng nguyên tố Mg: 1,008 x m1 ĐMg = m2 Khối lượng nguyên tử của Mg thu được từ thí nghiệm: AMg = 2 x ĐMg Khối lượng nguyên tử chính xác của Mg là 24,305; như thế sai số tương đối của kết quả là: 24 ,305 A Mg x 100 % 24 ,305 Trang: 31
  32. Bài 8: SỰ BIẾN ĐỔI VẬT LÝ VÀ HỐ HỌC I/ MỤC ĐÍCH: - Bằng nhiều phương pháp khác nhau tạo ra những biến đổi của vật chất. - Trắc nghiệm và quan sát vật chất trước và sau khi biến đổi chúng. - Giải thích kết quả trắc nghiệm và xác định thành phần trong vật chất ban đầu cĩ bị biến đổi hay khơng? - Phân loại các biến đổi vật lý và hố học. II/ LÝ THUYẾT: - Phần lớn các biến đổi xảy ra trong vật chất được xếp loại là sự biến đổi vật lý hoặc hố học. Sự biến đổi vật lý xảy ra khi khơng cĩ bất cứ sự biến đổi thành phần nào đi theo. Biến đổi hố học dẫn đến kết quả cĩ sự biến đổi thành phần, nghĩa là một chất bị biến đổi thành một hay nhiều chất mới. - Dung dịch là kết quả tạo thành của một hay nhiều chất được gọi là chất tan được hồ tan trong một chất khác gọi là dung mơi. Trong dung dịch lỏng chất tan cĩ thể là khí, lỏng, hoặc rắn; dung dịch là chất lỏng. Một số chất hồ tan rắn cĩ thể thu lại từ dung dịch lỏng nhờ vào việc làm bay hơi dung mơi. III/ DỤNG CỤ – HỐ CHẤT: 1. Dụng cụ: - Ống nghiệm chịu nhiệt - Kẹp ống nghiệm - Đũa khuấy - Đèn cồn - Becher 250ml - Bát sứ (đĩa làm bay hơi) - Kẹp (dùng để kẹp chén nung). 2. Hố chất: - Dạng rắn gồm: NH4Cl; CuCO3; FeCl3.6H2O; NaCl; dây Mg; NaHCO3. - Dạng lỏng gồm: HCl 6M; Kali Ferrocyanur K4Fe(CN)6 0,1M; Ca(NO3)2 0,1M; Amoni Thiocyatnat NH4SCN 0,1M. Trang: 32
  33. III/ THỰC HÀNH: 1. Thí nghiệm 1: 1. Chuẩn bị hai ống nghiệm sạch, cho vào mỗi ống 0,5g NaCl rắn. 2. Làm ướt đầu đũa khuấy bằng nước cất rồi nhúng đầu đũa ướt đĩ vào trong mẫu sao cho cĩ vài tinh thể rắn NaCl bám dính vào đĩ. Đưa đầu đũa cĩ dính tinh thể NaCl đốt trên ngọn lửa đèn cồn. 3. Quan sát màu ngọn lửa, ghi kết quả vào bảng. 4. Thêm 5ml nước cất vào mỗi ống nghiệm, lắc đều cho muối tan hết 5. Thêm 10 giọt dung dịch AgNO3 0,1M vào một trong hai ống nghiệm, lắc kỹ và ghi nhận xét. 6. Ống nghiệm cịn lại (ống khơng cho AgNO3 vào) đem cơ cạn và thu lấy chất rắn cịn lại trong ống (lưu ý vừa đun vừa lắc nhẹ, và hướng miệng ống về nơi khơng cĩ người, tuyệt đối khơng để dung dịch nĩng bắn ra ngồi khỏi miệng ống). 7. Tiến hành làm lại từ bước 2 đến bước 5 đối với chất rắn vừa thu được ở bước 6. Ghi lại các nhận xét (kết quả). 2. Thí nghiệm 2: 1. Chuẩn bị hai ống nghiệm nhỏ và khơ, cho khoảng 0,1g CuCO3 rắn vào mỗi ống nghiệm. Ghi lại màu của chất rắn. 2. Gõ nhẹ vào ống nghiệm cho chất rắn cịn bám trên thành ống nghiệm rơi xuống đáy ống nghiệm hết. 3. Cho từng giọt HCl 6M vào một trong hai ống nghiệm cho đến khi phản ứng hồn tồn. Ghi kết quả vào bảng. 4. Ống nghiệm cịn lại đem đun mạnh dưới ngọn lửa đèn cồn (tối thiểu là 5 phút). Ghi nhận lại màu sắc của mẫu này sau khi đun. 5. Để ống nghiệm này nguội trong 10 phút, sau đĩ thêm từng giọt HCl 6M cho đến khi chất rắn tan ra. Để ý và ghi các tác động của chất rắn đối với HCl. 3. Thí nghiệm 3: 1. Chuẩn bị hai ống nghiệm, cho vào mỗi ống khoảng 0,1g FeCl3.6H2O. 2. Thêm 6ml nước cất vào một trong hai ống, lắc cho đến khi chất rắn tan hồn tồn. Ghi màu của dung dịch vào bảng. 3. Lấy thêm hai ơng nghiệm sạch khác, đổ 1/3 lượng dung dịch trong ống nghiệm trên vào mỗi ống, ta được ba ống đều chứa dung dịch sắt III với lượng như nhau. Trang: 33
  34. 4. Thêm 5 giọt dung dịch AgNO3 0,1M vào một trong ba ống, lắc kỹ và ghi kết quả. 5. Thêm 5 giọt NH4SCN 0,1M vào một trong hai ống cịn lại, lắc kỹ và ghi kết quả. 6. Thêm 5 giọt K4Fe(CN)6 0,1M vào ống cịn lại, lắc kỹ và ghi kết quả. 7. Đun ống nghiệm chứa chất rắn cịn lại ở bước 1 với ngọn lửa thật nhỏ cho đến khi nĩ vừa tan chảy, khơng được gây sự quá nhiệt đối với mẫu. 8. Để chất tan chảy nguội trong khoảng 5 phút. Lưu ý mẫu vẫn ở dạng lỏng ngay cả khi nguội dần. 9. Thêm khoảng 6ml nước cất vào mẫu đã nguội và lắc cho đến khi mẫu hồ tan. Để ý và ghi màu của dung dịch. 10. Chia dung dịch này (ở bước 9) thành ba phần bằng nhau như đã làm ở bước 3, làm lại các thí nghiệm đối với các mẫu này như đã mơ tả ở bước 4, 5 và 6. Ghi lại các kết quả. 4. Thí nghiệm 4: 1. Chuẩn bị hai ống nghiệm sạch và khơ. Cho vào mỗi ống khoảng 0,2g NaHCO3 rắn. Đánh dấu ống 1, ống 2. Ghi lại màu của chất rắn. 2. Thêm khoảng 5ml nước cất vào ống 1 và lắc cho đến khi tan hồn tồn. 3. Thêm tiếp 15 giọt dung dịch Ca(NO3)2 vào ống, lắc kỹ và ghi kết quả. 4. Thêm từ từ một cách cẩn thận vào ống 2 khoảng 1ml HCl 6M. 5. Làm bay hơi dung dịch ở bước 4 và thu hồi chất rắn, ghi lại màu chất rắn. 6. Để cho ống nghiệm nguội dần, rồi thêm 5ml nước cất vào chất rắn thu hồi và lắc cho đến khi tan. Sau đĩ cho thêm 15 giọt dung dịch calci nitrat 0,1M vào lắc kỹ và ghi nhận xét. 5. Thí nghiệm 5: 1. Cho khoảng 0,1g NH4Cl vào một ống nghiệm nhỏ (ống nghiệm phải khơ và sạch), và 1,5g NH4Cl vào becher 250ml. Ghi dáng vẻ bên ngồi của chất này. 2. Thêm 2 – 3ml nước vào mẫu trong ống nghiệm và lắc cho chất rắn tan hết. 3. Thêm 5 giọt dung dịch AgNO3 0,1M vào dung dịch chứa trong ống nghiệm, lắc kỹ và ghi kết quả vào bảng. 4. Đặt becher cĩ chứa NH4Cl lên vỉ đun. Đặt đĩa bay hơi sạch, khơ lên miệng becher. 5. Đun becher cho đến khi thấy một lớp chất rắn bám vào đáy của đĩa làm bay hơi, hoặc là cho đến khi phần lớn chất rắn dưới đáy becher đã thăng hoa hết. Trang: 34
  35. 6. Ngừng đun becher, để nguội khoảng vài phút, và cẩn thận lấy đĩa làm bay hơi xuống để trên tờ giấy lọc. 7. Cạo chất rắn bám vào đĩa làm bay hơi, cho chất rắn lên tờ giấy lọc. Ghi nhận hình dạng chất rắn đã thu được. 8. Cho khoảng 0,1g chất rắn thu được vào ống nghiệm nhỏ, sạch, rồi thêm 2 – 3 ml nước cất. 9. Sau khi chất rắn tan hết, tiến hành thử với dung dịch AgNO3 0,1M như đã tiến hành ở bước 3. Ghi lại kết quả. 6. Thí nghiệm 6: 1. Chuẩn bị hai đoạn dây Mg dài khoảng 5cm. Ghi nhận hình dáng màu sắc bên ngồi của kim loại này vào bảng. 2. Đặt một đoạn dây vào một ống nghiệm và thật cẩn thận thêm 10 giọt HCl 6M vào. Ghi kết quả quan sát được khi phản ứng xảy ra. 3. Đoạn dây cịn lại, kẹp một đầu bằng dụng cụ kẹp chén nung, và để đầu kia vào ngọn lửa đèn cồn cho đến khi Mg bắt cháy. Lưu ý: Khơng được nhìn trực tiếp vào kim loại đang cháy, phải đeo kính phịng TN vào. 4. Thu lấy sản phẩm cháy (trừ phần kim loại đã khơng cháy) và ghi lại dáng vẻ của nĩ. 5. Cho sản phẩm này vào ống nghiệm nhỏ và xử lý với HCl 6M như đã làm ở bước 2. Ghi lại kết quả này. Trang: 35
  36. Bài 9: DUNG DỊCH ĐIỆN LY I/ MỤC ĐÍCH: - Tìm hiểu khả năng dẫn điện của dung dịch điện ly. - Cân bằng acid – bazơ. Độ pH của dung dịch. Chất chỉ thị acid – bazơ. - Cân bằng tạo kết tủa. Tích số tan. - Điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch. II/ TĨM TẮT NỘI DUNG: 1. Lý thuyết điện ly: Khi hồ tan acid, bazơ và muối vào nước, phân tử các chất này phân ly thành các phần tử nhỏ hơn mang điện tích gọi là ion: ion dương (cation) và ion âm (anion). Quá trình phân tử phân ly thành ion được gọi là sự điện ly, cịn chất phân ly thành ion trong dung dịch (hoặc khi đun nĩng chảy) được gọi là chất điện ly. Do sự điện ly mà số tiểu phân cĩ trong dung dịch tăng lên so với số phân tử hồ tan, do đĩ làm giảm áp suất hơi bão hồ nhiều hơn, làm tăng điểm sơi và làm hạ điểm đơng đặc nhiều hơn. Cũng do sự cĩ mặt của các ion trái dấu mà khi đặt dung dịch vào điện trường thì các ion chuyển dời cĩ hướng về các điện cực, vì vậy mà dung dịch điện ly cĩ khả năng dẫn điện. Đơ điện ly là đại lượng đặc trưng cho mức độ điện ly của một chất. Độ điện ly là tỷ số giữa số mol chất điện ly (n) với tổng số mol chất hồ tan (n0). n n 0 Hồ tan một chất điện ly yếu AmBn vào nước ta cĩ cân bằng: Ion hóa n+ m- AmBn Phân tử hóa mA + nB Áp dụng định luật khối lượng ta cĩ: m n A n B m K     A m B n  Trang: 36
  37. Hằng số cân bằng K được gọi là hằng số điện ly. Giá trị của nĩ chỉ phụ thuộc vào bản chất chất điện ly, dung mơi và nhiệt độ. Đối với cùng một dung mơi và ở nhiệt độ xác định, chất điện ly cĩ hằng số K càng nhỏ thì nĩ càng kém điện ly. Với những chất phân tử điện ly ra hai ion ta cĩ: 2 K Cx 1 Đĩ chính là biểu thức tốn học của định luật pha lỗng (Ostwald). Nếu << 1 ta cĩ 1- 1 thì K = C. 2 K C Dung dịch càng lỗng, độ điện ly càng lớn. 2. Cân bằng acid – bazơ. Lý thuyết proton (Bronsted – Lowry): Acid là tất cả những tiểu phân (phân tử hoặc ion) cĩ khả năng cho proton H+, bazơ là tất cả những tiểu phân cĩ khả năng nhận proton H+. Khi cho proton, acid tạo thành bazơ liên hợp với nĩ; khi nhận proton, bazơ tạo thành acid liên hợp với nĩ. Ví dụ: Acid Bazơ liên hợp + + NH4 - H NH3 Bazơ Acid liên hợp - + OH + H H2O Thực chất của phản ứng giữa một acid với một bazơ là sự chuyển proton. Độ mạnh của một acid phụ thuộc vào khả năng cho proton của nĩ. + A + H2O B + H3O Hằng số acid: B H O  K 3 A A Chỉ số acid: pKA = - lg KA Hằng số acid KA càng lớn (tức là chỉ số acid pKA càng nhỏ) thì lực acid càng mạnh. Độ mạnh của một bazơ phụ thuộc vào khả năng nhận proton của nĩ - B + H2O A + OH Trang: 37
  38. Hằng số bazơ: A OH  K Kx H O  B 2 B  Chỉ số bazơ: pKB = - lg KB Hằng số bazơ KB càng lớn (tức chỉ số bazơ pKB càng nhỏ) thì lực bazơ càng mạnh. Nước là chất điện ly rất yếu và lưỡng tính: + - H2O + H2O H3O + OH + - -14 o Ta cĩ tích số ion của nước KW = [H3O ][OH ] = 10 ở 25 C. Cân bằng điện ly của nước luơn tồn tại trong nước nguyên chất cũng như dung dịch nước. Trong nước nguyên chất và dung dịch trung tính: + - -7 [H3O ] = [OH ] = 10 + - + -7 - -7 Dung dịch acid [H3O ] > [OH ] [H3O ] > 10 , [OH ] 10 + - Như vậy ta cĩ thể dựa vào nồng độ ion H3O hay ion OH để biết tính chất mơi trường của một dung dịch. Tuy nhiên để biểu thị mơi trường một cách tiện lợi hơn, người ta sử dụng đại lượng chỉ số hidro pH (hoặc chỉ số hidroxyl pOH) với quy ước: + Chỉ số hidro pH = - lg [H3O ] Chỉ số hidroxyl pOH = - lg [OH-] pH + pOH = 14 (250C) Dung dịch trung tính: pH = pOH = 7 Dung dịch acid: pH 7 Dung dịch bazơ: pH > 7, pOH < 7. Thuỷ phân muối là phản ứng trao đổi giữa các ion của muối với các ion của nước. Theo Bronsted – Lowry, phản ứng thuỷ phân thực chất là phản ứng chuyển proton như mọi phản ứng acid – bazơ. Cĩ ba loại muối bị thuỷ phân là: muối acid yếu – bazơ mạnh; muối acid mạnh – bazơ yếu; muối acid yếu – bazơ yếu. 3. Chất điện ly ít tan: Tại nhiệt độ xác định, trong dung dịch bão hồ chất điện ly ít tan tích số hoạt độ các ion với số mũ tương ứng là một hằng số, hằng số này cĩ tên là tích số tan. n+ m- Ví dụ: AmBn (r) mA + nB Trang: 38
  39. Áp dụng định luật tác dụng khối lượng vào cân bằng dị thể ta cĩ: m n T a A n a B m const Vì dung dịch bão hồ chất điện ly khĩ tan cĩ nồng độ rất nhỏ, nên đa số trường hợp cĩ thể coi hoạt độ bằng nồng độ, khi đĩ biểu thức tích số tan cĩ dạng đơn giản hơn: n m m n T A  B  Am Bn Tích số tan là hằng số cân bằng, độ lớn của nĩ chỉ phụ thuộc bản chất chất tan, nhiệt độ. Giữa tích số tan T của chất điện ly ít tan AmBn với độ tan S của nĩ (biểu thị bằng nồng độ mol) liên hệ với nhau qua biểu thức: T mm nnS m n AmBn Theo quy tắc tích số tan, chất điện ly ít tan sẽ kết tủa khi tích số nồng độ các ion (với số mũ thích hợp) – chặt chẽ hơn phải là các hoạt độ của ion – vượt quá giá trị tích số tan ở nhiệt độ đã cho. Ngược lại, kết tủa chất điện ly ít tan sẽ hồ tan khi giảm nồng độ các ion của chúng sao cho tích số nồng độ các ion nhỏ hơn giá trị tích số tan tại nhiệt độ đĩ. 4. Chiều hướng của phản ứng trao đổi ion trong dung dịch: Phản ứng trao đổi (ion) trong dung dịch xảy ra theo chiều hướng tạo thành sản phẩm là chất ít tan (hoặc ít tan hơn), chất điện ly (hoặc chất ít điện ly hơn), chất dễ bay hơi. Ví dụ: - HCl + NaOH NaCl + H2O + - H + OH H2O (chất ít điện ly) - AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3 Ag+ + Cl- AgCl (chất ít tan) - Na2S + H2SO4 Na2SO4 + H2S 2- + S + 2H H2S (chất bay hơi) Trong bài thí nghiệm này ta tìm hiểu: 1. Khả năng dẫn điện của nước, một vài dung dịch acid, bazơ, muối 2. Đo pH một vài dung dịch acid, bazơ, muối bằng giấy đo pH. 3. Sự thay đổi màu theo mơi trường của một số chỉ thị acid – bazơ. Trang: 39
  40. 4. Cân bằng acid – bazơ trong dung dịch. 5. Cân bằng tạo kết tủa chất điện ly ít tan. III/ DỤNG CỤ – HỐ CHẤT: 1. Dụng cụ: - Điện cực than chì - Bĩng đèn 6V, ampe kế, ắc quy 6V. - Các ống nghiệm khơ và sạch. 2. Hố chất: - Các dung dịch C2H5OH 0,1M; HCl 0,1M; NaOH 0,1M; Na2SO4 0,1M; CH3COOH 0,1M; NH4OH 0,1M. 2 2 2 - Dung dịch SrCl2 0,004M; d CaCl2 0,004M; d CaCl2 bão hồ; d Na2SO4 2 0,005M; d NaCH3COO 0,1M. - CH3COOH đặc, NaCH3COO tinh thể, NH4Cl tinh thể, KCl tinh thể. - Chỉ thị phenoltalein, metyl da cam, giấy quỳ. IV/ THỰC HÀNH: Thí nghiệm 1: Độ dẫn điện của nước và của dung dịch Lắp bộ dụng cụ đo độ dẫn điện của dung dịch như hình 9.1 Nguồn điện Khóa một chiều Ampe kế Điện cực Bóng đèn Hình 9.1 Sơ đồ xác dụng cụ định độ dẫn điện Trang: 40
  41. Nhúng hai điện cực vào cốc nước cất. Đĩng mạch điện. Quan sát xem đèn cĩ sáng khơng và đọc cường độ dịng điện trên ampe kế, rối ngắt mạch. 2 Thay cốc nước cất lần lượt bằng các d C2H5OH 0,1M; HCl 0,1M; NaOH 0,1M; Na2SO4 0,1M; CH3COOH 0,1M; NH4OH 0,1M. Đọc cường độ dịng điện ứng với mỗi dung dịch. Lưu ý: Đối với mỗi phép đo, cốc chứa lượng dung dịch phải như nhau sao cho mức dung dịch đúng đến vạch ghi sẵn trên điện cực. Trước mỗi lần thí nghiệm cần rửa sạch điện cực bằng nước cất và lau khơ. Hãy so sánh độ dẫn điện của các dung dịch nĩi trên và giải thích kết quả nhận được. Riêng đối với dung dịch CH3COOH và NH4OH, sau khi đã đo xong độ dẫn điện thì đổ hai thể tích bằng nhau của hai dung dịch đĩ vào với nhau, lắc đều rồi tiến hành đo độ dẫn điện của dung dịch hỗn hợp nhận được theo phương pháp trên. Độ dẫn điện của dung dịch mới cĩ khác với độ dẫn điện của dung dịch CH3COOH và NH4OH ban đầu khơng? Giải thích? Dung dịch Cường độ Dung dịch Cường độ H2O Na2SO4 C2H5OH CH3COOH HCl NH4OH CH3COOH NaOH với NH4OH Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của sự pha lỗng đến độ điện ly Tiến hành xác định độ dẫn điện của dung dịch CH3COOH đặc như thí nghiệm 1. Sau đĩ đo độ dẫn điện của các dung dịch CH3COOH đặc đã được pha lỗng 2, 4, 8, 16, 32, 64 và 128 lần. So sánh kết quả thu được. Vẽ đồ thị sự phụ thuộc của cường độ dịng điện của dung dịch vào độ pha lỗng và giải thích hình dạng của đồ thị nhận được. Thí nghiệm 3: Đo pH bằng giấy đo pH. Dùng đũa thuỷ tinh sạch chấm một giọt nước cất lên một mẫu giấy thử pH. Đọc giá trị của pH bằng cách so màu trên thang màu. Trang: 41
  42. Làm thí nghiệm tương tự với các dung dịch HCl 0,1M; NaOH 0,1M; Na2SO4 0,1M; CH3COOH 0,1M; NH4OH 0,1M; NaCH3COO 0,1M; NH4Cl 0,1M. Ghi kết quả thành bảng. Thí nghiệm 4: Chỉ thị acid – bazơ. Lấy ba ống nghiệm, cho vào ống (1) một giọt phenoltalein, ống (2) một giọt metyl da cam, ống (3) một mẫu quỳ tím. Thêm vào mỗi ống 2 giọt dung dịch HCl 0,1M. Quan sát màu từng ống nghiệm. Chuẩn bị ba ống nghiệm khác với các chất chỉ thị màu như trên. Thêm vào mỗi ống 2 giọt dung dịch NaCl 0,1M. Quan sát mẫu từng ống. Cũng chuẩn bị ba ống nghiệm với các chất chỉ thị màu như trên. Thêm vào mỗi ống 2 giọt dung dịch NaOH 0,1M. Kết quả thí nghiệm ghi vào bảng sau: Màu chất chỉ thị trong mơi trường Chất chỉ thị màu Axit Trung tính Bazơ Phenoltalein Metyl da cam Quỳ Thí nghiệm 5: Cân bằng trong dung dịch acid yếu. Lấy 2 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 2 giọt dung dịch CH3COOH 0,1M với một giọt chỉ thị metyl da cam. Một ống để so sánh, cịn một ống thêm vào vài tinh thể NaCH3COO, lắc mạnh. So sánh màu trong hai dung dịch, giải thích. Thí nghiệm 6: Cân bằng trong dung dịch bazơ yếu. Lấy 2 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 2 giọt dung dịch NH4OH 0,1M với một giọt chỉ thị phenoltalein. Một ống để so sánh, cịn một ống thêm vào vài tinh thể NH4Cl, lắc mạnh. So sánh màu trong hai dung dịch, giải thích. Thí nghiệm 7: Sự tạo thành và hồ tan kết tủa. Cho 10 giọt dung dịch Na2CO3 vào một ống nghiệm. Thêm 2 giọt dung dịch CaCl2 bão hồ, lắc ống nghiệm. Quan sát. Thêm tiếp vào ống nghiệm từng giọt dung dịch HCl cho tới dư. Quan sát và giải thích. Trang: 42
  43. Bài 10: XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỆM ĐƠNG I/ MỤC ĐÍCH: Xác định khối lượng phân tử một chất tan khơng điện ly bằng cách đo độ hạ nhiệt độ đơng đặc của dung dịch. II/ TĨM TẮT NỘI DUNG: Với dung dịch lỗng, chất tan khơng điện ly, theo định luật Raoult, độ hạ nhiệt độ đơng đặc tỷ lệ thuận nồng độ Molan chất tan: T = T0 – T1 = K x Cm trong đĩ: T0: Nhiệt độ đơng đặc của dung mơi nguyên chất. T1: Nhiệt độ đơng đặc của dung dịch. K: Hằng số nghiệm đơng, phụ thuộc vào bản chất của dung mơi. Hằng số nghiệm đơng của Benzen là 5,120C. Cm: Nồng độ Molan chất tan. Nếu g là số g chất tan (cĩ khối lượng mol phân tử là M) trong G gam dung mơi thì nồng độ Molan của chất tan là: g 1000 C x m M G Khi đĩ: g 1000 T Kx x M G Ta rút ra: g 1000 M Kx x T G III/ DỤNG CỤ – HỐ CHẤT: 1. Nhiệt lượng kế, nhiệt kế Beckmann 2. Dung mơi benzen, nước đá 3. Chất cần xác định KLPT Trang: 43
  44. IV/ THỰC HÀNH: 1. Cân benzen: Dùng cân cân khối lượng ống nghiệm thuỷ tinh F, được m1. Đổ benzen vào ống nghiệm với lượng vừa đủ ngập bầu thuỷ ngân nhiệt kế (khoảng 5g). Cân lại ống được m2. Vậy khối lượng benzen cĩ trong ống nghiệm F là: m2 – m1. 2. Chuẩn bị chất làm, lạnh: Chậu nước đá vụn. 3. Định nhiệt độ đơng đặc bezen: Cắm nhiệt kế Beckmann qua nút đậy của ống F, nhúng ống F trực tiếp vào chậu nước đá, khuấy cho tới khi bắt đầu kết tinh, lúc này nhiệt độ sẽ dừng lại, ghi nhiệt độ kết tinh gần đúng T0’. Sau đĩ lấy ống F ra, đặt vào cốc nước máy cho benzen tan ra. Cho ống F vào trong một ống nghiệm khác lớn hơn gọi là bao D, nhúng D vào chậu nước đá vụn, khuấy 0 đều cho tới khi nhiệt kế chỉ (T0’ + 0,1 ). Ngừng khuấy và để yên cho tới khi nhiệt độ xuống thấp hơn T0’ thì benzen kết tinh và toả nhiệt nên nhiệt độ lại tăng, khi nhiệt độ ngừng lại, dùng kính lúp đọc nhiệt độ T0, đĩ là nhiệt độ kết tinh của benzen ta thu được trong lần thí nghiệm đầu. Lấy ống F ra khỏi bao D và làm tan benzen, rồi lại tiếp tục cho ống F vào bao D và lặp lại thí nghiệm làm đơng đặc benzen hai lần nữa. Giá trị trung bình cộng của ba lần xác định được xem là nhiệt độ đơng đặc của benzen thu được bằng thực nghiệm. 4. Định nhiệt độ đơng đặc của dung dịch: Cân một lượng chính xác 0,3 g chất X (chất cần xác định KLPT, phịng thí nghiệm phát) là chất tan khơng điện ly, cần xác định khối lượng mol phân tử. Cho vào ống F, khuấy cho tan. Sau đĩ tiến hành xác định nhiệt độ kết tinh của dung dịch 3 lần và lấy giá trị trung bình T1. V/ KẾT QUẢ: BẢNG NHIỆT ĐỘ ĐƠNG ĐẶC: Gần đúng Chính xác Trung bình 1/ Dung mơi T0’ = 2/ T0 = 3/ 1/ Dung dịch 2/ T1 = 3/ Trang: 44
  45. Từ các giá trị thu được ở trên, ta tìm giá trị T = T0 – T1, và tìm được giá trị khối lượng mol phân tử chất tan X: g 1000 M Kx x X T G Trang: 45
  46. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Hà Thị Ngọc Loan – Thực hành Hố Học Đại Cương – Nhà xuất bản Giáo Dục. 2. PGS. Vũ Đăng Độ - Cơ sở lý thuyết cc qu trình hố học – Nh xuất bản Gio dục – 1994. 3. Thực tập hố học đại cương B – Võ Duy Thanh – Võ Văn Bé – tủ sách Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên. 4. Thí nghiệm hố đại cương – Trường Đại Học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh. 5. Thực hành hố học đại cương – Nguyễn Đức Chung – Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh. 6. Hố học đại cương – Nguyễn Đức Chung – Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh. 7. Hố đại cương – Nguyễn Đình Soa – Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh. Trang: 46
  47. PHỤ LỤC Buret Đèn cồn Trang: 47
  48. Trang: 48