Xây dựng và hoàn thiện một số bài thí nghiệm Olympic Hóa học

8/19/2019 Xây dựng và hoàn thiện một số bài thí nghiệm Olympic Hóa học

http://slidepdf.com/reader/full/xay-dung-va-hoan-thien-mot-so-bai-thi-nghiem-olympic-hoa-hoc 1/105

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA SƢ PHẠM

BỘ MÔN HÓA HỌC

---- ----

XÂY DỰNG VÀ HOÀN THIỆN MỘT SỐ BÀITHÍ NGHIỆM OLYMPIC HÓA HỌC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Chuyên ngành: Sƣ phạm Hóa học

GVHD: TS. Phan Thị Ngọc Mai SV thực hiện: Nguyễn Minh Đức

Mã số sinh viên: 2102152

Lớp: Sư phạm Hóa học Khóa 36

Cần Thơ, 2014

WW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOT.COMóng góp PDF bở i GV. Nguy ễ n Thanh Tú



TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA SƢ PHẠM

BỘ MÔN HÓA HỌC

---- ----

XÂY DỰNG VÀ HOÀN THIỆN MỘT SỐ BÀITHÍ NGHIỆM OLYMPIC HÓA HỌC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Chuyên ngành: Sƣ phạm Hóa học

GVHD: TS. Phan Thị Ngọc Mai SV thực hiện: Nguyễn Minh Đức

Mã số sinh viên: 2102152

Lớp: Sư phạm Hóa học Khóa 36

Cần Thơ, 2014





Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Phan Thị Ngọc Mai

SVTH: Nguyễn Minh Đức i

LỜI CÁM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài, ngoài sự nỗi lực, phấn đấu của bản thân, tôi

còn nhận được sự quan tâm, động viên và giúp đỡ của quý thầy cô, bạn bè, gia đình. Nhân đây tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến:

Cô Phan Thị Ngọc Mai đã trực tiếp hướng dẫn và theo sát tôi trong quá

trình thực hiện đề tài, luôn đôn đốc, động viên, chỉ dẫn và đóng góp ý kiến cho đề tài

luận văn của tôi được hoàn chỉnh hơn.

Thầy Nguyễn Mộng Hoàng, thầy Nguyễn Điền Trung đã tận tình chỉ

dạy, truyền đạt cho tôi nhiều kinh nghiệm quý báu, kiến thức hữu ích trong việc

nghiên cứu.

Tất cả các các Thầy Cô trong Bộ môn Sư phạm Hóa học đã tận tình

giảng dạy và trang bị cho tôi vốn kiến thức vô cùng quý báu trong suốt thời gian học

tập tại trường.

Tôi chân thành biết ơn gia đình đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi học tập,

nghiên cứu, và là nguồn động viên tinh thần to lớn giúp tôi vượt qua những khó khăn

để hoàn thành tốt đề tài.

Tập thể lớp Sư phạm Hóa học K36 đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt 4

năm học đại học.

Xin chân thành cám ơn!

Nguyễn Minh Đức






SVTH: Nguyễn Minh Đức ii

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

Ngày tháng năm 2014

Cán bộ hướng dẫn






SVTH: Nguyễn Minh Đức iii

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................


Cán bộ phản biện






SVTH: Nguyễn Minh Đức iv

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................


Cán bộ phản biện






SVTH: Nguyễn Minh Đức v

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN ...................................................................................................................iMỤC LỤC ....................................................................................................................... v

DANH MỤC CÁC BẢ NG .............................................................................................xi

DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................... xiii

TÓM TẮT .....................................................................................................................xiv

PHẦ N 1. MỞ ĐẦU ....................................................................................................... xv

1.1 Lí do chọn đề tài ...................................................................................................... xv

1.2. Mục đích của đề tài ................................................................................................. xv1.3. Các giả thuyết của đề tài ......................................................................................... xv

1.4. Phương pháp và phương tiện .................................................................................xvi

1.4.1. Phương pháp .......................................................................................................xvi

1.4.1.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận .....................................................................xvi

1.4.1.2. Phương pháp thực nghiệm ...............................................................................xvi

1.4.2. Phương tiện .........................................................................................................xvi

1.4.2.1. Dụng cụ - thiết bị .............................................................................................xvi

1.4.2.2. Hóa chất ...........................................................................................................xvi

1.5. Các bướ c thực hiện đề tài ......................................................................................xvi

PHẦ N 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI ............................................................... 1

2.1. Đương lượng và định luật đương lượ ng ................................................................... 1

2.1.1. Đương lượ ng của các nguyên tố ............................................................................ 1

2.1.2. Đương lượ ng của các hợ p chất .............................................................................. 12.1.2.1. Trong các phản ứng trao đổi ............................................................................... 1

2.1.2.2. Trong các phản ứng oxi hóa - khử ...................................................................... 2

2.1.3. Định luật đương lượ ng .......................................................................................... 2

2.1.4. Các phương pháp xác định đương lượ ng của các nguyên tố ................................. 2

2.1.4.1. Phương pháp xác định tr ực tiế p .......................................................................... 2

2.1.4.2. Phương pháp phân tích ....................................................................................... 2

2.1.4.3. Phương pháp đẩy hiđro ....................................................................................... 2

2.1.4.4. Phương pháp điện hóa ........................................................................................ 2






SVTH: Nguyễn Minh Đức vi

2.2. Tốc độ phản ứng và các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng ............................. 2

2.2.1. Khái niệm tốc độ phản ứng ................................................................................... 2

2.2.2. Ảnh hưở ng của các yếu tố khác nhau đến tốc độ phản ứng .................................. 3

2.2.2.1. Ảnh hưở ng của nồng độ ..................................................................................... 32.2.2.2. Ảnh hưở ng của nhiệt độ ..................................................................................... 4

2.2.2.3. Ảnh hưở ng của chất xúc tác ............................................................................... 5

2.3. Cân bằng hóa học ..................................................................................................... 6

2.3.1. Khái niệm về cân bằng hóa học ............................................................................. 6

2.3.2. Sự chuyển dịch cân bằng hóa học. Nguyên lí Le Chatelier .................................. 7

2.3.2.1. Ảnh hưở ng của nồng độ ..................................................................................... 7

2.3.2.2. Ảnh hưở ng của nhiệt độ ..................................................................................... 8

2.3.2.3. Ảnh hưở ng của áp suất ....................................................................................... 8

2.3.3. Hằng số cân bằng của phản ứng oxi hóa khử ........................................................ 9

2.4. Sơ lượ c về muối Mohr, muối kali iotua ................................................................. 10

2.4.1. Sơ lượ c về muối Mohr ......................................................................................... 10

2.4.1.1. Giớ i thiệu về muối Mohr .................................................................................. 11

2.4.1.2. Nguyên tắc điều chế muối Mohr ...................................................................... 11

2.4.1.3. Ứ ng dụng của muối Mohr ................................................................................ 11

2.4.2. Sơ lượ c về muối kali iotua ................................................................................... 12

2.4.2.1. Giớ i thiệu về muối kali iotua ............................................................................ 12

2.4.2.2. Nguyên tắc điều chế muối kali iotua ................................................................ 12

2.4.2.3. Ứ ng dụng của muối kali iotua .......................................................................... 13

2.5. Phản ứng este hóa. Phản ứng oxi hóa hiđrocacbon thơm và đồng đẳng ................ 13

2.5.1. Phản ứng este hóa ................................................................................................ 132.5.1.1. Cơ chế phản ứng este hóa ................................................................................. 13

2.5.1.2. Biện pháp nâng cao tốc độ và hiệu suất phản ứng este hóa ............................. 14

2.5.2. Phản ứng oxi hóa hiđrocacbon thơm ................................................................... 15

2.6. Một số phương pháp tách biệt và tinh chế chất r ắn ................................................ 16

2.6.1. Phương pháp chưng cất ....................................................................................... 16

2.6.2. Phương pháp kết tinh lại ...................................................................................... 17

2.6.2.1. Lọc ................................................................................................................... 17

2.6.2.2. R ửa k ết tủa ...................................................................................................... 18






SVTH: Nguyễn Minh Đức vii

2.6.3. Phương pháp chiết ............................................................................................. 18

2.6.4. Phương pháp kết tủa .......................................................................................... 19

2.7. Cách sử dụng và bảo quản dụng cụ trong phòng thí nghiệm. Một số kĩ năng thí

nghiệm cần thiết............................................................................................................. 192.7.1. Giớ i thiệu một số dụng cụ thườ ng sử dụng trong phòng thí nghiệm ............ 19

2.7.1.1. Dụng cụ đo lườ ng ............................................................................................ 19

2.7.1.2. Dụng cụ không thể đo lườ ng ......................................................................... 22

2.7.1.3. Một số thiết bị và dụng cụ khác .................................................................... 25

2.7.2. Bảo quản một số dụng cụ trong phong thí nghiệm ......................................... 30

2.7.2.1. Bảo quản dụng cụ thủy tinh........................................................................... 30

2.7.2.2. Bảo quản cân .................................................................................................. 31

2.7.3. Một số k ỹ năng thí nghiệm cần thiết ................................................................... 31

2.7.3.1. Lắc và khuấy ..................................................................................................... 31

2.7.3.2. Gạn, ép và lọc ................................................................................................... 32

2.7.3.3. Đun nóng và làm lạnh ....................................................................................... 34

2.7.3.4. Cô cạn hay cho bay hơi dung môi .................................................................... 35

2.7.3.5. Làm khô và chất làm khô ................................................................................. 35

2.7.3.6. Cách xử lý hóa chất dư hay phế thải ................................................................ 37

PHẦ N 3. THỰ C NGHIỆM ........................................................................................... 38

3.1. Xác định đương lượ ng gam magie ......................................................................... 38

3.1.1. Nguyên tắc ........................................................................................................... 38

3.1.1.1. Định luật đương lượ ng ..................................................................................... 38

3.1.1.2. Xác định đương lượ ng gam của magie ............................................................. 38

3.1.2. Dụng cụ................................................................................................................ 393.1.3. Hóa chất ............................................................................................................... 39

3.1.4. Thực hành ............................................................................................................ 39

3.1.4.1. Xác định thể tích hiđro ..................................................................................... 39

3.1.4.2. Xác định áp suất hiđro ...................................................................................... 40

3.1.4.3. K ết quả .............................................................................................................. 40

3.1.5. Câu hỏi ................................................................................................................. 40

3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học ......................... 41

3.2.1. Nguyên tắc ........................................................................................................... 41






SVTH: Nguyễn Minh Đức viii

3.2.1.1. Các yếu tố ảnh hưở ng đến tốc độ phản ứng ..................................................... 41

3.2.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học ................................................... 41

3.2.2. Dụng cụ................................................................................................................ 42

3.2.3. Hóa chất ............................................................................................................... 423.2.4. Thực hành ............................................................................................................ 42

3.2.4.1. Ảnh hưở ng của nồng độ chất phản ứng đến tốc độ phản ứng trong hệ đồng thể

....................................................................................................................................... 42

3.2.4.2. Ảnh hưở ng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng .................................................. 43

3.2.4.3. Ảnh hưở ng của chất xúc tác đồng thể đến tốc độ phản ứng ............................. 43

3.2.4.4. Ảnh hưở ng của chất xúc tác dị thể đến tốc độ phản ứng: Phản ứng phân hủy

hiđro peoroxit ................................................................................................................ 43

3.2.4.5. Ảnh hưở ng của diện tích bề mặt đến tốc độ phản ứng trong hệ dị thể ............. 43

3.2.5. Câu hỏi ................................................................................................................. 44

3.3. Xác định hằng số cân bằng của phản ứng: 2Fe3+ + 3I- 2Fe2+ + I-

3 ..................... 45

3.3.1. Nguyên tắc ........................................................................................................... 45

3.3.2. Dụng cụ................................................................................................................ 45

3.3.3. Hóa chất ............................................................................................................... 45

3.3.4. Thực hành ............................................................................................................ 45

3.3.4.1. Chuẩn độ lại dung dịch FeCl3 ~ 0,03M ............................................................ 45

3.3.4.2. Xác định [I3-] sau phản ứng .............................................................................. 46

3.3.5. Tính toán k ết quả ................................................................................................. 46

3.3.6. Câu hỏi ................................................................................................................. 47

3.4. Điều chế muối Mohr ............................................................................................... 48

3.4.1. Nguyên tắc ........................................................................................................... 483.4.2. Dụng cụ................................................................................................................ 48

3.4.3. Hóa chất ............................................................................................................... 48

3.4.4. Thực hành ............................................................................................................ 48

3.4.5. Xác định lại hàm lượ ng FeSO4 trong sản phẩm .................................................. 49

3.4.6. Thử tính chất muối Mohr .................................................................................... 49

3.4.7. Câu hỏi ................................................................................................................. 49

3.5. Điều chế muối kali iotua ......................................................................................... 50

3.5.1. Nguyên tắc ........................................................................................................... 50






SVTH: Nguyễn Minh Đức ix

3.5.2. Dụng cụ................................................................................................................ 50

3.5.3. Hóa chất ............................................................................................................... 50

3.5.4. Thực hành ............................................................................................................ 51

3.5.5. Xác định độ tinh khiết của sản phẩm................................................................... 513.5.6. Thử tính chất của sản phẩm ................................................................................. 51

3.5.7. Câu hỏi ................................................................................................................. 52

3.6. Điều chế aspirin ...................................................................................................... 53

3.6.1. Nguyên tắc ........................................................................................................... 53

3.6.2. Dụng cụ................................................................................................................ 53

3.6.3 Hóa chất ................................................................................................................ 53

3.6.4. Thực hành ............................................................................................................ 53

3.6.5. Câu hỏi ................................................................................................................. 54

3.7. Điều chế axit benzoic ............................................................................................. 55

3.7.1. Nguyên tắc ........................................................................................................... 55

3.7.2.Dụng cụ................................................................................................................. 55

3.7.3. Hóa chất ............................................................................................................... 55

3.7.4. Thực hành ............................................................................................................ 55

3.7.5. Câu hỏi ................................................................................................................. 56

PHẦ N 4. K ẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬ N ....................................................................... 57

4.1. Xác định đương lượ ng gam magie ......................................................................... 57

4.1.1. K ết quả tính đương lượ ng gam magie ................................................................. 57

4.1.2. Tr ả lờ i câu hỏi ...................................................................................................... 59

4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học…………………….60

4.2.1. Ảnh hưở ng của nồng độ chất phản ứng đến tốc độ phản ứng trong hệ đồng thể 604.2.2. Ảnh hưở ng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng ..................................................... 61

4.2.4. Ảnh hưở ng của chất xúc tác dị thể đến tốc độ phản ứng .................................... 64

4.2.5. Ảnh hưở ng của diện tích bề mặt đến tốc độ phản ứng trong hệ dị thể ................ 64

4.2.6. Tr ả lờ i câu hỏi ...................................................................................................... 64

4.3. Xác định hằng số cân bằng của phản ứng: 2Fe3+ + 3I- 2Fe2+ + I-

3 ..................... 66

4.3.1. Chuẩn độ lại dung dịch FeCl3 ~ 0,03M ............................................................... 66

4.3.2. Xác định [I3-] sau phản ứng ................................................................................. 66

4.3.3. Tính nồng độ các cấu tử khác và tính hằng số cân bằng ..................................... 67






SVTH: Nguyễn Minh Đức x

4.3.4. Tr ả lờ i câu hỏi ...................................................................................................... 68

4.4. Điều chế muối Mohr ............................................................................................... 69

4.4.1. Tính hiệu suất điều chế muối Mohr ..................................................................... 69

4.4.2. Xác định lại hàm lượ ng FeSO4 trong sản phẩm .................................................. 694.4.2.1. Phần trăm khối lượ ng FeSO4 có trong muối Mohr theo lí thuyết .................... 69

4.4.2.2. Phần trăm khối lượ ng FeSO4 có trong muối Mohr điều chế đượ c ................... 69

4.4.3. Thử tính chất muối Mohr .................................................................................... 70

4.4.4. Tr ả lờ i câu hỏi ...................................................................................................... 71

4.5. Điều chế muối kali iotua………………………………………………………………….............. 72

4.5.1. Tính hiệu suất điều chế muối kali iotua .............................................................. 72

4.5.2. Xác định độ tinh khiết của sản phẩm................................................................... 72

4.5.3. Thử tính chất sản phẩm ....................................................................................... 73

4.5.4. Tr ả lờ i câu hỏi ...................................................................................................... 74

4.6. Điều chế aspirin ...................................................................................................... 75

4.6.1. Tính hiệu suất điều chế aspirin ............................................................................ 75

4.6.2. Xác định nhiệt độ nóng chảy của aspirin ............................................................ 75

4.6.3. Tr ả lờ i câu hỏi ...................................................................................................... 76

4.7. Điều chế axit benzoic ............................................................................................. 77

4.7.1. Tính hiệu suất điều chế axit benzoic ................................................................... 77

4.7.2. Xác định nhiệt độ nóng chảy của axit benzoic .................................................... 77

4.7.3. Tr ả lờ i câu hỏi ...................................................................................................... 78

PHẦ N 5. K ẾT LUẬ N VÀ KIẾ N NGHỊ ....................................................................... 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 80






SVTH: Nguyễn Minh Đức xi

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1. Dụng cụ bài xác định đương lượng gam magie ............................................ 39

Bảng 3.2. Bảng tra cứu ) bh(OH2P theo nhiệt độ khi làm thí nghiệm ................................ 40

Bảng 3.3. Mẫu ghi số liệu thí nghiệm bài xác định đương lượng của magie ................ 40

Bảng 3.4. Dụng cụ bài ảnh hưởng của các yếu tố đến tốc độ phản ứng và cân bằng hóa

học ................................................................................................................................. 42

Bảng 3.5. Dụng cụ bài xác định hằng số cân bằng ........................................................ 45

Bảng 3.6. Thể tích dung dịch FeCl3 ~ 0,03M và KI 0,03M .......................................... 46

Bảng 3.7. Dụng cụ bài điều chế muối Mohr ................................................................. 48

Bảng 3.8. Dụng cụ bài điều chế muối KI ...................................................................... 50

Bảng 2.9. Dụng cụ bài điều chế aspirin ......................................................................... 53

Bảng 3.10. Dụng cụ bài điều chế axit benzoic .............................................................. 55

Bảng 4.1. Số liệu thí nghiệm bài xác định đương lượng của magie ở 32C ................. 57

Bảng 4.2. Số liệu thí nghiệm bài xác định đương lượng của magie ở 31C ................. 58

Bảng 4.3. Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất phản ứng đến tốc

độ phản ứng trong hệ đồng thể ...................................................................................... 60

Bảng 4.4. Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng . 61

Bảng 4.5. Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của chất xúc tác đồng thể đến tốc độ

phản ứng ........................................................................................................................ 63

Bảng 4.6. Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của diện tích bề mặt đến tốc độ phản

ứng trong hệ dị thể ......................................................................................................... 64

Bảng 4.7. Kết quả định phân dung dịch FeCl3 bằng dung dịch Na2S2O3 0,01M ........... 66

Bảng 4.8. Thể tích dung dịch Na2S2O3 0,01M dùng để định phân hỗn hợp (1+2) ........ 66

Bảng 4.9. Thể tích dung dịch Na2S2O3 0,01M dùng để định phân hỗn hợp (3+4) ........ 66

Bảng 4.10. Khối lượng muối Mohr điều chế được qua các lần làm thí nghiệm ........... 69

Bảng 4.11. Thể tích dung dịch KMnO4 0,01M dùng để định phân dung dịch Fe2+ ...... 70

Bảng 4.12. Khối lượng muối kali iotua điều chế được qua các lần làm thí nghiệm ..... 72

Bảng 4.13. Thể tích dung dịch AgNO3 0,01M dùng để định phân dung dịch KI ......... 72

Bảng 4.14. Khối lượng aspirin điều chế được qua các lần làm thí nghiệm .................. 75

Bảng 4.15. Nhiệt độ nóng chảy của aspirin đo được qua các lần làm thí nghiệm ........ 76






SVTH: Nguyễn Minh Đức xii

Bảng 3.16. Khối lượng axit benzoic điều chế được qua các lần làm thí nghiệm .......... 77

Bảng 3.17. Nhiệt độ nóng chảy của axit benzoic đo được qua các lần làm thí nghiệm 78






SVTH: Nguyễn Minh Đức xiii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1. Các loại pipet .................................................................................................... 20

Hình 2. Các loại buret .................................................................................................... 21

Hình 3. Các loại ống đong ............................................................................................. 21

Hình 4. Các loại bình định mức ..................................................................................... 22

Hình 5. Cốc thủy tinh .................................................................................................... 22

Hình 6. Bình tam giác (erlen) ........................................................................................ 23

Hình 7. Các loại bình cầu .............................................................................................. 23

Hình 8.1. Các loại phễu nhỏ giọt ................................................................................... 24

Hình 8.2. Các loại phễu chiết ........................................................................................ 24

Hình 9. Các loại ống làm lạnh ....................................................................................... 25

Hình 10. Chày và cối sứ ................................................................................................ 25

Hình 11. Các loại bình Busne ........................................................................................ 25

Hình 12. Một số loại ống nối có nút nhám .................................................................... 26

Hình 13.2. Các loại phễu lọc ở áp suất thường và áp suất thấp .................................... 26

Hình 14. Bếp điện, đèn cồn và bếp cách thủy ............................................................... 27

Hình 15. Các loại cân .................................................................................................... 27

Hình 16. Lò nung và tủ sấy ........................................................................................... 28

Hình 17. Một số loại máy bơm hút chân không ............................................................ 28

Hình 18. Một số loại máy li tâm .................................................................................... 28

Hình 19. Ống nghiệm .................................................................................................... 29

Hình 20. Ống thiele ....................................................................................................... 29

Hình 21. Các bước đo nhiệt độ nóng chảy bằng ống thiele .......................................... 30

Hình 22. Cách xếp giấy lọc và cách lọc ở suất thường ................................................. 32

Hình 23. Hệ thống lọc áp suất thấp ............................................................................... 33

Hình 24. Lọc nóng dùng becher và phễu không đuôi ................................................... 34

Hình 25. Bộ dụng cụ thu và đo khí hiđro ...................................................................... 39

Hình 26. Bộ dung cụ thu và đo khí. ............................................................................... 44

Hình 27. Đồ thị sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ .................................. 62






SVTH: Nguyễn Minh Đức xiv

TÓM TẮT

Nhằm góp phần cung cấp thêm nguồn tài liệu tham khảo về các thí nghiệm hóahọc phục vụ cho việc học tập, nghiên cứu của sinh viên chuyên ngành Hóa học, các

chuyên ngành khác có liên quan đến Hóa học chuẩn bị thi Olympic và có bộ số liệu

chuẩn để chuẩn bị cho kì thi Olympic hóa học sinh viên toàn quốc. Đề tài “Xây dựng

và hoàn thiện một số bài thí nghiệm Olympic Hóa học” đã được thực hiện.

Qua quá trình nghiên cứu, tham khảo và vận dụng các lý thuyết có liên quan,

luận văn đã thiết kế 7 bài thí nghiệm thuộc các lĩnh vực hóa cơ sở 2, động hóa học,

nhiệt động hóa học, hóa vô cơ, hóa hữu cơ. Các bài thí nghiệm được xây dựng trên cơsở nguyên tắc, dụng cụ, hóa chất, thực hành và các câu hỏi thảo luận. Mỗi bài thí

nghiệm được lặp lại nhiều lần, lấy giá trị trung bình và xử lý số liệu.

Nội dung đề tài gồm 7 bài thí nghiệm:

Bài 1. Xác định đương lượng gam của magie

Bài 2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học

Bài 3. Xác định hằng số cân bằng của phản ứng: 3

23 IFe2I3Fe2

Bài 4. Điều chế muối Morh

Bài 5. Điều chế muối k ali iotua

Bài 6. Điều chế aspirin

Bài 7. Điều chế axit benzoic






SVTH: Nguyễn Minh Đức xv

PHẦN 1. MỞ ĐẦU

1.1 Lí do chọn đề tài

Giáo dục Việt Nam thế kỉ XXI đang đứng trước những thời cơ và thách thức

lớn. Sự phát triển nhảy vọt của khoa học và công nghệ, đặc biệt là công nghệ thông tinvà truyền thông đã và đang đưa nhân loại bước sang một giai đoạn phát triển mới: thời

đại của nền kinh tế tri thức.

Trước xu thế hội nhập và toàn cầu hóa đang diễn ra mạnh mẽ như một tất yếu

của dòng chảy thời đại, phát huy nguồn lực con người chính là yếu tố cơ bản, là nền

tảng để thực hiện mục tiêu tăng trưởng kinh tế, phát triển xã hội. Đảng và nhà nước ta

đã xác định phát triển Giáo dục và Đào tạo là quốc sách hàng đầu.

Để thực hiện được chủ trương đó, một trong những nhiệm vụ trọng yếu là bồi

dưỡng tri thức, phát huy tiềm năng ẩn chứa trong mỗi con người. Đặc biệt là đào tạo

bồi dưỡng thế hệ trẻ để các em có thể phát huy tối đa năng lực và tri thức đóng góp

cho công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước.

Olympic hóa học sinh viên toàn quốc là kì thi được tổ chức hai năm một lần

nhằm tìm kiếm và phát triển những tài năng hóa học cho đất nước. Thí nghiệm hóa học

là một trong những phần quan trọng của kì thi này. Nhằm rèn luyện, tăng cường kĩnăng thực hành cho sinh viên và để góp phần cung cấp thêm nguồn tài liệu tham khảo

về các thí nghiệm để phục vụ cho việc học tập và nghiên cứu của các sinh viên chuẩn

bị thi Olympic, đề tài “Xây dựng và hoàn thiện một số bài thí nghiệm Olympic hóa

học” là nguồn tài liệu cần thiết cho sinh viên. Đây sẽ là một trong các tài liệu tham

khảo hữu ích không thể thiếu trong vô số các tài liệu có liên quan nhằm giúp sinh viên

nâng cao hiệu quả học tập của mình.

1.2. Mục đích của đề tài

Hoàn thành lại các bài thí nghiệm để có một bộ số liệu nhằm chuẩn bị cho kì thi

Olympic hóa học sinh viên toàn quốc.

1.3. Các giả thuyết của đề tài

Cũng giống như những môn học thực nghiệm khác, hóa học bao gồm những

phần lý thuyết có thể kiểm chứng bằng thực nghiệm. Với đề tài “Xây dựng và hoàn

thiện một số bài thí nghiệm Olympic Hóa học” chủ yếu vận dụng các kiến thức đãhọc về hóa cơ sở 2, động hóa học, nhiệt động hóa học, hóa vô cơ và hóa hữu cơ. Bên






SVTH: Nguyễn Minh Đức xvi

cạnh việc minh họa các nguyên lý đã được công nhận, mà còn phát triển được năng

lực nghiên cứu của sinh viên qua việc làm quen với các thao tác làm thí nghiệm và xử

lý số liệu thực nghiệm.

1.4. Phƣơng pháp và phƣơng tiện 1.4.1. Phƣơng pháp

1.4.1.1. Phƣơng pháp nghiên cứu lý luận

- Tìm kiếm, tham khảo các tài liệu có liên quan đến hóa đại cương từ sách vở,

Internet, …

- Lập đề cương chi tiết cho công việc cần làm.

1.4.1.2. Phƣơng pháp thực nghiệm

- Chuẩn bị dụng cụ, phương tiện và hóa chất thí nghiệm.

- Tìm hiểu kỹ các bài thí nghiệm.

- Tra cứu các số liệu cần thiết.

- Thực hiện thí nghiệm, mỗi thí nghiệm được thực hiện nhiều lần và lấy giá trị

trung bình.

- Ghi nhận kết quả, tập hợp số liệu và xử lý.

1.4.2. Phƣơng tiện 1.4.2.1. Dụng cụ - thiết bị

Dụng cụ: Buret, pipet, bình định mức, becher, erlen, ống đong, ống nghiệm,

nhiệt kế, đũa thủy tinh, chậu thủy tinh, ống nhỏ giọt, quả bóp cao su.

Thiết bị: Bộ xác định đương lượng gam magie, cân kỹ thuật, bể điều nhiệt.

1.4.2.2. Hóa chất

Các hoá chất tinh khiết công nghiệp cần dùng.

1.5. Các bƣớc thực hiện đề tài Đề tài được thực hiện qua các giai đoạn:

Giai đoạn 1: Chuẩn bị và tìm tài liệu.

- Nhận đề tài và viết đề cương chi tiết cho đề tài (tháng 09/2013).

- Tìm tài liệu tham khảo (từ tháng 09/2012 đến tháng 10/2013).

Giai đoạn 2: Chuẩn bị dụng cụ, hóa chất, tiến hành thí nghiệm (từ tháng 10/2013

đến tháng 04/2014).

Giai đoạn 3: Viết nội dung đề tài (tháng 04/2014).

- Tra cứu các số liệu cần thiết.






SVTH: Nguyễn Minh Đức xvii

- Tập hợp và xử lý số liệu.

- Viết bài luận văn.

Giai đoạn 4: Hoàn thành đề tài (tháng 05/2014).

- Nộp bản thảo luận văn cho giáo viên hướng dẫn nhận xét và góp ý. - Điều chỉnh và hoàn chỉnh bài luận văn.

- Báo cáo bảo vệ luận văn.






SVTH: Nguyễn Minh Đức 1

PHẦN 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI

2.1. Đƣơng lƣợng và định luật đƣơng lƣợng [2], [11]

2.1.1. Đƣơng lƣợng của các nguyên tố

Đương lượng của một nguyên tố là số phần khối lượng của nguyên tố đó kếthợp hay thay thế 1,008 phần khối lượng hiđro hoặc với 8 đơn vị của oxi trong các

phản ứng hóa học.

Theo định nghĩa trên, đương lượng là một đại lượng không có thứ nguyên.

Trong thực tế hóa học người ta thường dùng đương lượng gam, với quy ước: “Đương

lượng gam của một chất là khối lượng của chất đó biểu diễn bằng gam và có trị số

bằng đương lượng của nó”.

Đương lượng của một nguyên tố bằng khối lượng nguyên tử của nguyên tố đó

chia cho hóa trị của nó:n

AĐ

Trong đó: Đ: đương lượng của nguyên tố A.

A: khối lượng nguyên tử.

n: hóa trị của nguyên tố trong trường hợp được xét.

2.1.2. Đƣơng lƣợng của các hợp chất

Đương lượng của một hợp chất được tính như sau:n

MĐ

Trong đó: Đ: đương lượng của hợp chất A

M: khối lượng phân tử, ion

n: hóa trị hoặc mức oxy hóa của các nguyên tố; số H+ mà một phân

tử axit (hay base) cho (hay nhận) trong phản ứng trung hòa; số electron của một phân

tử hoặc ion trao đổi trong phản ứng oxy hóa – khử; giá trị tuyệt đối của điện tích ion

(dương hoặc âm).

2.1.2.1. Trong các phản ứng trao đổi

Đương lượng của axit HnX bằng khối lượng phân tử của axit chia cho số proton

trao đổi.

Đương lượng của bazơ M(OH)m bằng khối lượng phân tử của bazơ chia cho số

hiđroxyl trao đổi.

Đương lượng của muối M pXq bằng khối lượng phân tử của muối chia cho tổngsố điện tích dương của các ion kim loại (hay tổng số điện tích âm của các gốc axit).







2.1.2.2. Trong các phản ứng oxi hóa - khử

Bản chất của phản ứng oxi hóa – khử là sự trao đổi electron. Nếu trong phản

ứng một chất trao đổi (cho hay nhận) n electron thì đượng lượng của nó trong phản

ứng bằng khối lượng phân tử chia cho n.2.1.3. Định luật đƣơng lƣợng

Nồng độ đương lượng được biểu diễn bằng số đương lượng gam chất tan trong

1 lít dung dịch. Kí hiệu là N.

Định luật đương lượng: “Các chất tham gia phản ứng vừa đủ khi số đương

l ượng của chúng vừa bằng với nhau”.

2.1.4. Các phƣơng pháp xác định đƣơng lƣợng của các nguyên tố [12]

2.1.4.1. Phƣơng pháp xác định trực tiếp

Dựa trên phản ứng trực tiếp của chất cần xác định đương lượng với một chất đã

biết đương lượng. Bằng thực nghiệm xác định được khối lượng các chất tham gia phản

ứng sau đó dựa vào định nghĩa hoặc dựa vào định luật đương lượng, tính được đương

lượng chất cần tìm.

2.1.4.2. Phƣơng pháp phân tích

Dựa vào việc phân tích chính xác thành phần của một hợp chất của nguyên tố

cần xác định đương lượng với một nguyên tố đã biết đương lượng rồi tiếp tục tính toán

như phương pháp trên.

2.1.4.3. Phƣơng pháp đẩy hiđro

Phương pháp này dựa trên định nghĩa đương lượng và thường được áp dụng để

xác định đương lượng của các kim loại phản ứng với axit hoặc bazơ giải phóng hiđro.

2.1.4.4. Phƣơng pháp điện hóa

Phương pháp này dựa trên định luật Faraday. Một điện lượng 96500 Coulomb cho đi qua dung dịch chất điện giải sẽ phân

hủy hoặc tạo thành một đương lượng gam chất trên điện cực.

2.2. Tốc độ phản ứng và các yếu tố ảnh hƣởng đến tốc độ phản ứng [2]

2.2.1. Khái niệm tốc độ phản ứng

Tốc độ phản ứng hóa học được đo bằng độ biến thiên nồng độ của các chất

phản ứng (hay sản phẩm phản ứng) trong một đơn vị thời gian.

Giả sử, xét phản ứng xảy ra theo phương trình tổng quát sau:

aA + bB + …. → cC + dD + ….







Trong đó:

a, b,... là hệ số tỷ lượng của các chất đầu tham gia phản ứng.

c, d,... là hệ số tỷ lượng của các chất cuối (sản phẩm được tạo ra trong phản

ứng). Phương trình phản ứng trên gọi là phương trình tỷ lượng của phản ứng. Để biểu

diễn tốc độ phản ứng, người ta có thể chọn bất kỳ chất nào trong phản ứng (A, B, C,

D,…), nhưng trong thực tế, người ta thường chọn chất nào dễ theo dõi, dễ xác định

được lượng của chúng ở các thời điểm k hác nhau.

Giả sử, ở thời điểm t1, nồng độ của các chất là1 AC ,

1 BC ,… và1C C ,

1 DC ,… ở thời

điểm t2 (t2 > t1), nồng độ các chất là2 AC ,

2 BC ,… và2C C ,

2 DC ,…Tốc độ trung bình của

phản ứng là:

12

AA

tb,At -t

C -Cv 12

12

BB

tb,Bt -t

C -Cv 12

12

CC

tb,C t -t

C -C=v

12 12

DD

tb,D t -t

C -C=v

12

Tốc độ thực của phản ứng là đạo hàm nồng độ của một chất bất kỳ tham gia

phản ứng theo thời gian.

dt

dC-v A

A dt

dC-=v

B

B

dt

dC=v

C

C dt

dC=v

D

D

“Dấu trừ” đặt trước biểu thức tốc độ (viết cho các chất tham gia phản ứng) để

đảm bảo giá trị của tốc độ phản ứng luôn là một đại lượng dương.

Để cho cách biểu diễn tốc độ phản ứng là đơn giản, nghĩa là khi biểu diễn tốcđộ phản ứng theo chất A, B,… hoặc C, D,… đều cho cùng một giá trị, thì phải chia

cho hệ số tỷ lượng tương ứng của chúng:

dt

dC.

d

1=

dt

dC.

c

1=...=

dt

dC.

b

1-=

dt

dC.

a

1-=v

DCBA (1.1)

2.2.2. Ảnh hƣởng của các yếu tố khác nhau đến tốc độ phản ứng

2.2.2.1. Ảnh hƣởng của nồng độ

Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ của các chất tham gia phản ứngđược xác định bằng định luật tác dụng khối lượng, như sau: Tại một nhiệt độ không







đổi, tốc độ phản ứng luôn tỷ lệ thuận với tích số nồng độ của các chất phản ứng ở bất

cứ thời điểm nào.

Đối với phản ứng dạng tổng quát (1.1) và căn cứ vào định luật tác dụng khối

lượng, ta có: ...C.C.k =v n

B

m

A (1.11)

Hằng số k trong phương trình (1.11) được gọi là hằng số tốc độ phản ứng. Hằng

số tốc độ phản ứng phụ thuộc vào bản chất của các chất tham gia phản ứng và nhiệt

độ.

m, n là bậc phản ứng với bậc m đối với A, bậc n đối với B và bậc chung của

phản ứng là m + n.

Khi CA = CB = … = 1 thì k v .Vậy, hằng số tốc độ phản ứng là tốc độ phản

ứng khi nồng độ các chất đều bằng nhau và bằng đơn vị. Thứ nguyên của k tùy thuộc

vào loại (bậc) phản ứng.

2.2.2.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ

Tốc độ của các phản ứng hóa học khác nhau phụ thuộc vào nhiệt độ theo những

cách thức và những mức độ khác nhau. Đa số phản ứng có tốc độ tăng khi tăng nhiệt

độ. Những nghiên cứu thực nghiệm cho thấy khi tăng nhiệt độ thêm 10C thì tốc độ phản ứng tăng từ 2 đến 4 lần.

Người ta thường gọi số lần tăng của tốc độ phản ứng khi tăng thêm 10C là hệ

số nhiệt độ của tốc độ phản ứng và kí hiệu bằng . Như vậy giữa hệ số nhiệt độ của

tốc độ phản ứng và các hằng số tốc độ phản ứng ở hai nhiệt độ t và t +10 có quan hệ

sau:

t

10t

k

k

hay10

t -t

1

212

v

v

với 42

Bằng những nghiên cứu Arrhenius đã đưa ra phương trình thực nghiệm biểu

diễn mối quan hệ giữa hằng số tốc độ phản ứng và nhiệt độ:

2

a

RT

E=

dT

K lnd

(1.12)

Lấy tích phân ta được : AlnRT

E-K ln a (1.13)

Trong đó: A là thừa số tần số.

Ea là năng lượng hoạt hóa của phản ứng (Ea > 0).







R là hằng số khí lý tưởng (R > 0).

T là nhiệt độ phản ứng (T > 0).

Từ biểu thức (1.12), ta thấy 0>dT

K lndtức là lnk và T đồng biến,

Như vậy, khi T tăng thì lnk tăng.

k tăng thì v tăng

T giảm thì lnk giảm

k giảm thì v giảm

Theo Arrhenius, chỉ có những phân tử nào có năng lượng dư tố i thiểu so với

năng lượng trung bình của phân tử thì mới có khả năng xảy ra phản ứng. Phần năng

lượng dư đó đượ c gọi là năng lượng hoạt hóa Ea. Nói cách khác, năng lượng hoạt hóalà phần năng lượng dư tối thiểu cần có của mỗi phân tử để phản ứng dẫn đến biến hóa

hóa học.

Từ phương trình (1.13), ta thấy ở nhiệt độ không đổi, năng lượng hoạt hóa của

phản ứng càng nhỏ thì tốc độ phản ứng càng lớn và ngược lại.

2.2.2.3. Ảnh hƣởng của chất xúc tác

a. Hiện tƣợng xúc tác, chất xúc tác

Xúc tác là hiện tượng làm thay đổi tốc độ của các phản ứng hóa học được thự c

hiện bởi một số chất, mà ở cuối quá trình các chất này vẫn còn nguyên vẹn.

Chất gây ra sự xúc tác được gọi là chất xúc tác.

Thông thường thuật ngữ “chất xúc tác” được dùng để chỉ các chất làm tăng tốc

độ phản ứng (thường được gọi là chất xúc tác dương). Các chất làm giảm tốc độ phản

ứng (chất xúc tác âm) thường được gọi là chất ức chế.

Tùy theo trạng thái của các thành phần trong phản ứng mà người ta chia các hệxúc tác ra làm hai loại: xúc tác đồng thể và xúc tác dị thể.

Trong các hệ xúc tác đồng thể, chất xúc tác và các chất phản ứng ở cùng một

pha (lỏng hay khí), phản ứng xảy ra trong toàn bộ thể tích của hệ phản ứng.

Trong các hệ xúc tác dị thể, chất xúc tác và các chất phản ứng ở các pha khác

nhau. Thông thường chất xúc tác ở pha rắn, còn các chất phản ứng ở pha lỏng hay khí.

Ngoài ra, còn một loại xúc tác sinh học đặc biệt do tác dụng của các chất men

thích hợp lên các chất phản ứng, đó là xúc tác men. b. Đặc điểm của các quá trình xúc tác







Chất xúc tác không làm thay đổi những đặc trưng nhiệt động của hệ phản ứng.

Như đã biết, nhiệt động học chỉ quan tâm đến trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ,

trong khi chất xúc tác còn nguyên vẹn sau quá trình phản ứng. Như vậy, sự có mặt của

chất xúc tác không ảnh hưởng gì đến các tính chất nhiệt động của hệ. Cụ thể, nếu một phản ứng không thể xảy ra về mặt nhiệt động thì việc dùng chất xúc tác cũng không

làm nó xảy ra được.

Chất xúc tác không làm thay đổi cân bằng của phản ứng, mà làm cho cân bằng

đạt được nhanh hơn; nói cách khác, chất xúc tác làm tăng tốc độ của cả phản ứng

thuận lẫn phản ứng nghịch với mức độ như nhau, hằng số cân bằng của phản ứng

không thay đổi.

Chất xúc tác có tính chọn lọc, nghĩa là một chất xúc tác chỉ xúc tác cho một

phản ứng hay một loại phản ứng nhất định. Nhờ tính chất chọn lọc của chất xúc tác mà

người ta có thể điều khiển để phản ứng xảy ra theo hướng nhất định, tạo ra các sản

phẩm nhất định.

Hệ quả

Chất xúc tác có vai trò làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng hóa học.

Theo phương trình (1.13) của Arrhenius thì năng lượng hoạt hóa nằm ở phần

lũy thừa vì vậy một sự thay đổi nhỏ của nó cũng kéo theo một sự thay đổi đáng kể của

tốc độ phản ứng. Như vậy ở nhiệt độ không đổi, năng lượng hoạt hóa của phản ứng

càng nhỏ thì tốc độ phản ứng càng lớn và ngược lại.

2.3. Cân bằng hóa học [2], [5], [6]

2.3.1. Khái niệm về cân bằng hóa học

Cũng giống như mọi quá trình tự nhiên khác, phản ứng hóa học xảy ra theo một

chiều nào đó và cuối cùng sẽ đạt đến trạng thái cân bằng. Chẳng hạn có phản ứng: aA + bB + …. cD + dD + ….

Phản ứng do chất A tác dụng với chất B,… để tạo ra chất C, D,… gọi là phản

ứng thuận, có vận tốc là vt. Phản ứng giữa chất C với chất D,… để tạo ra chất A, B,…

gọi là phản ứng nghịch, có vận tốc vn. Khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản

ứng nghịch vt = vn thì phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng hóa học.

Về nguyên tắc, mọi phản ứng hóa học đều là hai chiều. Tuy nhiên, nếu vận tốc

của một chiều nào đó lớn hơn hẳn vận tốc của chiều kia thì phản ứng được xem là một

chiều.







Trong điều kiện đẳng nhiệt – đẳng áp (T, P = const), nếu ∆G < 0 thì phản ứng

tự xảy ra, còn ∆G = 0 thì phản ứng đạt đến trạng thái cân bằng hóa học.

Cân bằng hóa học có các tính chất:

- Không thay đổi theo thời gian, nếu các điều kiện bên ngoài được giữ nguyên.- Có tính linh động, nghĩa là dưới tác dụng của các thông số bên ngoài (nồng

độ, nhiệt độ, áp suất,…) cân bằng sẽ chuyển dịch, nếu ngừng tác dụng thì cân bằng trở

về vị trí cũ.

- Có tính chất động, nghĩa là ở trạng thái cân bằng các thông số của hệ tuy

không thay đổi theo thời gian nhưng luôn có phản ứng giữa các chất đầu để tạo ra chất

cuối và ngược lại. Hai phản ứng đó xảy ra với vận tốc như nhau.

- Cân bằng hóa học có thể được xác lập theo hai chiều: chiều thuận và chiều

nghịch.

2.3.2. Sự chuyển dịch cân bằng hóa học. Nguyên lí Le Chatelier

Một hệ cân bằng được đặc trưng bởi các giá trị hoàn toàn xác định của các

thông số như nhiệt độ, áp suất, nồng độ của các cấu tử,… Nếu như bằng một cách nào

đó người ta làm thay đổi một trong các yếu tố này thì trạng thái của hệ sẽ bị thay đổi,

các thông số của hệ sẽ nhận những giá trị mới và do đó, hệ chuyển sang một trạng thái

mới. Thế nhưng khi tác động bên ngoài ấy bị loại bỏ thì hệ lại quay trở lại trạng thái

ban đầu. Hiện tượng trên đươc gọi là sự dịch chuyển cân bằng hóa học. Sự dịch

chuyển hóa học có ý nghĩa cả về lí thuyết cũng như về thực tiễn bởi vì sự hiểu biết

chiều hướng diễn biến của các quá trình hóa học cho phép điều khiển chúng để đạt

hiệu quả cao nhất.

Nguyên lí Le Chatelier: “ Mọi sự thay đổi của các yếu tố xác định trạng thái của

một hệ cân bằng sẽ làm cho cân bằng chuyển dịch về phía chống lại những thay đổiđó”.

2.3.2.1. Ảnh hƣởng của nồng độ

Giả sử có phản ứng: bB+aA dD+cC

ba

dc

oo

]B.[]A[

]D.[]C[lnRT+GΔ=K lnRT+GΔ=GΔ

Lúc cân bằng 0=GΔ







Nếu tăng nồng độ chất phản ứng ([A] hoặc [B]), 0<GΔ hệ không còn ở trạng

thái cân bằng nữa. Phản ứng theo chiều từ trái sang phải tiếp tục xảy ra cho đến khi

0=GΔ . Sự tăng nồng độ của các chất sản phẩm C và D sẽ gây nên kết quả ngược lại.

Nhƣ vậy: Khi tăng nồng độ của các chất phản ứng cân bằng sẽ chuyển dịch từ trái sang

phải.

Khi tăng nồng độ của các chất sản phẩm phản ứng cân bằng sẽ dịch chuyển từ

phải sang trái.

2.3.2.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ

Từ phương trình: K lnRTSTHG ooo rút ra:

R

SΔ+

RT

HΔ-=K ln

oo

(1.14)

Hay )R

SΔ+

RT

HΔ-exp(=K

oo

Nếu xem oHΔ và oSΔ là không phụ thuộc vào nhiệt độ, từ phương trình (1.14) ta

thấy:

- Đối với các phản ứng phát nhiệt ( 0<HΔ

), khi nhiệt độ tăng, số hạng RT

H

-

o

sẽgiảm dẫn đến K giảm. Điều đó có nghĩa là cân bằng chuyển dịch về phía phản ứng

nghịch, tức phản ứng thu nhiệt.

- Đối với các phản ứng thu nhiệt ( 0>HΔ ), khi nhiệt độ tăng, số hạngRT

HΔ-

o

sẽ

tăng dẫn đến K tăng. Điều đó có nghĩa là cân bằng chuyển dịch về phía phản ứng

thuận , tức phản ứng thu nhiệt.

Như vậy, trong cả hai trường hợp khi tăng nhiệt độ thì cân bằng đều chuyển

dịch về phía phản ứng thu nhiệt. Điều này phù hợp với nguyên lí Le Chatelier: “ Khi

tăng nhiệt độ thì cân bằng dịch chuyển về phía phản ứng thu nhiệt để hấp thụ bớt

lượng nhiệt đưa về hệ do đó giảm (chống lại) sự tăng nhiệt độ và ngược lại”.

2.3.2.3. Ảnh hƣởng của áp suất

Ở đây chỉ xét sự thay đổi áp suất chung của cả hệ đến sự chuyển dịch cân bằng

hóa học. Ảnh hưởng của sự thay đổi áp suất riêng của từng cấu tử giống ảnh hưởng

của sự thay đổi nồng độ.







Đối phản ứng tổng quát ở pha khí: bB+aA dDcC

b

B

a

A

d

D

c

C

p P.P

P.P=K

Vì Pi = xi.P (Pi: áp suất riêng của khí i trong hỗn hợ p, xi: phần mol của khí i, P:áp suất chung của hỗn hợp), nên có thể viết:

n

x

) ba(-)dc(

b

B

a

A

d

D

c

C

b

B

a

A

d

D

c

C

p P.K P.x.x

x.x

)P.x.()P.x(

)P.x.()P.x(K

) b+a(-)d+c(=nΔ biến thiên số mol khí trong hệ phản ứng.

Giả sử hệ ở trạng thái cân bằng ta có:

nΔ

x

o

p

oP.K lnRT+GΔ=K lnRT+GΔ=GΔ

Ở nhiệt độ cố định, nếu thay đổi áp suất chung của cả hệ, giá trị GΔ chỉ phụ

thuộc vào nΔP . Chúng ta phân biệt các trường hợp sau:

- Khi 0=nΔ , nghĩa là số phân tử khí ở hai vế của phương trình phản ứng bằng

nhau, nΔ

x

o P.K lnRT+GΔ=GΔ . Trạng thái cân bằng của hệ không thay đổi. Nói cách

khác, sự thay đổi áp suất chung của cả hệ không làm chuyển dịch cân bằng.

- Khi 0>nΔ , nghĩa là số phân tử khí ở vế phải của phương trình phản ứng lớn

hơn ở vế trái. Khi áp suất chung P của cả hệ tăng lên, giá trị của nΔP tăng lên, biếnthiên thế đẳng áp G của hệ trở thành dương ( )0G . Phản ứng sẽ xảy ra theo chiều

từ phải sang trái. Nói cách khác, cân bằng chuyển dịch về phía có số phân tử khí ít

hơn.

- Khi 0<nΔ , ngh ĩa là số phân tử khí ở vế trái của phương trình phản ứng lớn

hơn ở vế phải. Khi áp suất chung P của cả hệ tăng lên, giá trị của nΔP giảm xuống,

biến thiên thế đẳng áp G của hệ trở thành âm ( )0<GΔ . Phản ứng sẽ xảy ra theo

chiều từ trái sang phải. Nói cách khác, cân bằng chuyển dịch về phía có số phân tử khí

ít hơn và ngược lại.

Như vậy, khi tăng áp suất chung của cả hệ, cân bằng sẽ chuyển dịch về phía có

số phân tử khí ít hơn để chống lại sự tăng áp suất. Điều này phù hợp với nguyên lí Le

Chatelier.

2.3.3. Hằng số cân bằng của phản ứng oxi hóa khử [2]

Xét phản ứng oxi hóa – khử gồm hai cặp oxi hóa – khử ở dạng tổng quát:







111 Kh→ne+Ox ]Ox[

]Kh[lg

Fn

RT-E=E

1

1

1

o

11

222 Kh→ne+Ox ]Ox[

]Kh[lg

Fn

RT -E=E

2

2

2

o

22

Phản ứng trong hệ được biểu diễn bằng phương trình:

12212112 Khn+Oxn→Khn+Oxn

Với:

2112 GΔn-GΔn=GΔ

)FEnn-(-FEnn-= 221112

)E-E(Fnn-= 2112

Khi phản ứng đạt trạng thái cân bằng 0=GΔ , tức là 0E -E 21 hay 21 E=E .

Như vậy, lúc cân bằng ta có:

]Ox[

]Kh[lg

Fn

RT -E

]Ox[

]Kh[lg

Fn

RT -E

2

2

2

o

2

1

1

1

o

1

Thực hiện sự chuyển đổi vế đối với các số hạng, ta có:

]Ox[

]Kh[lg

Fn

RT -

]Ox[

]Kh[lg

Fn

RTE -E

2

2

21

1

1

o

2

o

1

Nhân cả hai vế vớ i n1n2 rồi tiến hành những biến đổi toán học tương ứng, chúng

ta thu được:

12

12

n

2

n

1

n

2

n

1o

2

o

121]Kh[]Ox[

]Ox[]Kh[lg

F

RT)E -E(nn

Biểu thức12

12

n

2

n

1

n

2

n

1

]Kh[]Ox[

]Ox[]Kh[

chính là hằng số cân bằng của phản ứng.

Do đó:RT

)E -E(FnnK lno2

o121

Hay:059,0

)E -E(nnK lg

o

2

o

121

Chú ý: Khi n1 = n2 = n, phản ứng có dạng: 1221 Kh+Ox→Kh+Ox

Với]Kh][Ox[

]Ox][Kh[=K

21

21 và059,0

)E -E(nK lg

o

2

o

1

2.4. Sơ lƣợc về muối Mohr, muối kali iotua 2.4.1. Sơ lƣợc về muối Mohr

[3], [4], [13]







2.4.1.1. Giới thiệu về muối Mohr

Muối Mohr có công thức hóa học là FeSO4.(NH4)2SO4.6H2O: là những tinh thể

đơn tà màu xanh lục, trong suốt, khối lượng riêng 1,87 g/cm3, không bị biến đổi khi

cất trữ. Mất nước kết tinh ở nhiệt độ gần 100C.2.4.1.2. Nguyên tắc điều chế muối Mohr

Muốn điều chế thành phẩm hạng tinh khiết phân tích người ta hòa tan riêng một

lượng FeSO4.7H2O (tinh khiết) và một lượng vừa đủ (NH4)2SO4 (tinh khiết) trong một

ít nước, đun nóng cả hai dung dịch đến 60 70C, rót chung vào bát sứ và sau khi đã

axit hóa bằng H2SO4 đặc (tinh khiết hóa học) người ta vừa để nguội vừa khuấy liên

tục. Sau một ngày đem lọc hút bột tinh thể đã rơi xuống, rửa bằng ancol 50%, ép giữa

2 3 tờ giấy lọc và phơi khô ở trong chỗ mát cho đến khi tinh thể không dính đũa thủy

tinh.

2.4.1.3. Ứng dụng của muối Mohr

Sắt là nguyên tố vi lượng rất cần thiết và quan trọng cho đời sống của con

người. Thiếu sắt gây cho con người mệt mỏi, chóng mặt hay cáu giận…Sắt là nguyên

tố tham gia vào cấu tạo thành phần Hemoglobin của hồng cầu, myoglobin của cơ vân

và các sắc tố hô hấp ở mô bào trong các enzim như catalaza, peroxiđaza…Sắt là thành phần quan trọng của nhân tế bào. Do đó dung dịch chuẩn Fe2+ rất quan trọng trong y

học, trong dược phẩm. Mặt khác dung dịch chuẩn Fe2+ còn rất cần thiết cho ngành hóa

học phân tích và trong công nghiệp luyện kim.

Trong hóa học phân tích để pha dịch chuẩn Fe2+, ta phải pha trong môi trường

axit. Sở dĩ phải làm điều đó vì tất cả các muối Fe(II) đều dễ chuyển thành các hợp chất

Fe(III) theo cơ chế sau:

OH+Fe 2+2 ++ H+)OH(Fe

OH+)OH(Fe 2

+ +

2 H+)OH(Fe

OH+O+)OH(Fe4 222 3)OH(Fe4

Trong không khí có hơi nước, do đó các muối Fe(II) đều dễ chuyển thành

Fe(III). Vậy làm thế nào để bảo quản muối Fe(II)?. Muối Mohr đáp ứng được điều

này. Do đó, ứng dụng quan trong của muối Mohr trong ngành hóa học phân tích là làm

thuốc thử, dùng để pha dung dịch chuẩn Fe2+

. Một trong những ứng dụng của dungdịch chuẩn Fe2+ là dùng để định lượng hỗn hợp Fe2+ và Fe3+ bằng phương pháp chuẩn







độ trắc quang vì Fe2+ tạo phức có màu với 1,10 - phenanthrolin. Dung dịch chuẩn Fe2+

còn dùng trong chuẩn độ oxi hóa khử: chuẩn độ dung dịch KMnO4, K 2Cr 2O7…

2.4.2. Sơ lƣợc về muối kali iotua [4], [13]

2.4.2.1. Giới thiệu về muối kali iotua Kali iotua là những tinh thể hình lập phương, trong suốt hoặc mờ đục, khối

lượng riêng 3,115 g/cm3, bền ở ngoài không khí khô. Muối nóng chảy ở 686C , khi để

nguội nó đông lại thành một khối tinh thể có ánh xà cừ. Kali iotua rất dễ tan trong

nước, lúc tan hấp thụ nhiệt. Dưới ánh sáng, dung dịch bị vàng dần vì giải phóng iot.

Dung dịch KI hòa tan iot tạo thành hợp chất KI3 không bền.

KI tan trong ancol và axeton. Ancol nóng hòa tan rất nhiều KI, để nguội KI kết

tinh lại thành những tinh thể hình kim. Nó cũng tan trong pyriđin (0,26% ở 10C,

1,1% ở 116C).

2.4.2.2. Nguyên tắc điều chế muối kali iotua

Thành phẩm có độ tinh khiết thuốc thử được điều chế theo 2 phương pháp sau:

a. Đi từ nguyên liệu sắt và iot tinh thể

Cho vào bình cầu một lượng bột sắt, thêm nước vừa lắc vừa thêm từng lượng

nhỏ iot đã tính trước (lưu ý dùng bột sắt dư). Đun nóng nhẹ hỗn hợp cho đến khi hòa tan hoàn toàn iot, dung dịch sẽ có màu lục nhạt hoặc vàng thẫm.

Phương trình phản ứng:

3Fe + 4I2 Fe3I8

Đổ chất lỏng khỏi bột sắt dư, đun nóng dung dịch cho đến sôi và cho vào dung

dịch đun sôi một lượng đã tính trước K 2CO3 17%. Đổ hỗn hợp tương đối đặc vào bát

sứ, đun thêm, hỗn hợp càng sinh ra Fe3O4 càng lỏng dần. Mẫu dung dịch lấy để thử,

sau khi đã lọc cần phải không màu và không có sắt (trường hợp ngược lại cần cho

thêm dung dịch đun sôi một ít K 2CO3).


Fe3I8 + 4K 2CO3 Fe3O4 + 8KI + 4CO2

Lọc hỗn hợp, rửa kết tủa Fe3O4. Lấy cả nước rửa và nước lọc đun đến sôi và lọc

lần nữa, cô đến khi có váng tinh thể và cho kết tinh dần (lúc đầu để chỗ ấm sau lạnh).

Tách những tinh thể đã lắng xuống, rửa với một ít nước đá. Đổ nước rửa vào nước cái

và cô lần nữa cho đến khi được tinh thể.







b. Đi từ nguyên liệu iot tinh thể và dung dịch kali hiđroxit

Lấy một lượng iot tinh thể hòa tan vào dung dịch KOH 30%, đun nóng. Cho

luồng khí H2S vào dung dịch đến bão hòa để khử KIO3.

Phương trình phản ứng: 3I2 + 6KOH KIO3 + 5KI + 3H2O

KIO3 + 3H2S KI + 3S + 3H2O

Thêm H2SO4 vào dung dịch sau phản ứng, đun cách thủy để loại hết mùi H2S và

cho tác dụng với huyền phù BaCO3 để loại hết ion SO42- (thử để đảm bảo kết tủa đã

hoàn toàn). Lọc lấy kết tủa và rửa kết tủa với nước. Lấy cả nước lọc và nước rửa cô

đến khi bắt đầu kết tinh sẽ được thành phẩm tinh thể.

2.4.2.3. Ứng dụng của muối kali iotua

Iot là nguyên tố rất cần thiết và quan trọng cho đời sống của con người. Thiếu

iot có thể gây nên những tác hại cho sức khỏe như sinh bệnh bướu cổ hay thiểu năng

trí tuệ ở trẻ em. Để bổ sung iot cho cơ thể người người ta thường trộn một lượng hợp

chất của iot (thường là KI hoặc KIO3) vào muối ăn. Trong muối iot có khoảng 2,5%

KI.

Kali iotua cũng được dùng cho mục đích cấp cứu phơi nhiễm phóng xạ. 2.5. Phản ứng este hóa. Phản ứng oxi hóa hiđrocacbon thơm và đồng đẳng

2.5.1. Phản ứng este hóa [8], [9]

Phản ứng este hóa thực chất là sự axyl hóa nhóm hiđroxi, hay nói cách khác là

sự thế hiđro của nhóm hiđroxi bằng nhóm axyl. Tác nhân axyl hóa trong trường hợp

này có thể là bản thân axit cacboxylic (R -COOH), anhiđrit axit [(RCO)2O] hay

halogenua axit (R-COX). Phản ứng giữa ancol và axit cacboxylic để tạo ra este là quan

trọng hơn cả.

2.5.1.1. Cơ chế phản ứng este hóa

Phản ứng có thể xảy ra theo hai cách:

R CO

O H + H O R ' R C

O

O

R '+ H O H

(1.15)



http://vi.wikipedia.org/wiki/S%E1%BB%A9c_kh%E1%BB%8Fe



http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=B%C6%B0%E1%BB%9Bu_c%E1%BB%95&action=edit&redlink=1



http://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Thi%E1%BB%83u_n%C4%83ng_tr%C3%AD_tu%E1%BB%87&action=edit&redlink=1













R CO

O H + H O R ' R C

O

O

R '+ H O H

(1.16)

Bằng phương pháp nguyên tử đánh dấu người ta đã xác định rằng phản ứnggiữa ancol với axit hữu cơ xảy ra theo hướng (1.15) còn hướng (1.16) thường xảy ra

giữa ancol và axit vô cơ không chứa oxi.

Cơ chế phản ứng este hóa xúc tác bởi axit:

R C

O

OH +

H+

CH3

C OH

OH

R '

O H

R C OH

OH

O R '

H

R C OH

OH

OR '

+ H

H+

R C OR '

OH

R C

O

R '

+ H

R C OH2

OH

OR '

2.5.1.2. Biện pháp nâng cao tốc độ và hiệu suất phản ứng este hóa

Phản ứng este hóa là phản ứng thuận nghịch. Vì vậy bình thường khi đạt tới

trạng thái cân bằng, hiệu suất este không vượt quá 66,7%. Tuy nhiên, có thể chuyển

dịch cân bằng theo chiều thuận, bằng cách như sau:

+ Dùng dư một trong các chất tham gia phản ứng, tức là tăng nồng độ chất phản

ứng. Thông thường dùng dư ancol.

+ Giảm nồng độ chất tạo thành trong phản ứng. Trường hợp này nếu este là chất

có nhiệt độ sôi thấp, ví dụ etyl axetat, người ta cất lấy este ngay trong quá trình phản

ứng. Còn nếu este có nhiệt độ sôi cao hơn nước thì người ta đuổi nước ra khỏi môi

trường phản ứng.

+ Ở điều kiện thường phản ứng este hóa xảy ra rất chậm. Chẳng hạn, khi trộn

lượng mol bằng nhau của ancol và axit cacboxylic ở nhiệt độ phòng thì phải sau 16

năm mới đạt trạng thái cân bằng. Vì vậy, để tăng nhanh tốc độ phản ứng cần phải đunnóng hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ thích hợp, thông thường trong khoảng 100 150C.







+ Các axit vô cơ như axit sunfuric có tác dụng xúc tác phản ứng este hóa, nhưng

nếu nồng độ quá cao thì có thể làm giảm khả năng phản ứng, vì khi đó xảy ra cả quá

trình tạo ra ion oxoni của ancol, mà ion oxoni này không có khả năng kết hợp với

nguyên tử cacbon của nhóm cacboxyl: R-O-H + H+

R-+OH2

Trong một số tr ường hợp, người ta thay axit H2SO4 đặc bằng hiđroclorua khan

(HCl).

+ Nếu độ phân cực của nhóm cacboxyl trong tác nhân axyl hóa càng lớn thì

phản ứng este hóa xảy ra càng dễ dàng. Do vậy phản ứng este hóa bởi anhiđrit axit và

đặc biệt là clorua axit xảy ra dễ hơn nhiều so với axit cacboxylic.

R CO

X+ H O R ' R C

O

O

R '+ HX

R CO

O

C

O

R

+ H O R ' R C

O

O

R '+ RCOOH

Ngoài ra cũng có thể điều chế este bằng một số phương pháp khác như cho dẫnxuất halogen tác dụng với muối của axit cacboxylic hoặc cho axit cacboxylic tác dụng

với điazometan:

RCOONa + R’X RCOOR’ + NaX

RCOOH + CH2 N2 RCOOCH3 + N2

2.5.2. Phản ứng oxi hóa hiđrocacbon thơm [8] ,[9], [10]

Oxy hóa là một quá trình tương tác của hợp chất hữu cơ với các tác nhân oxy

hóa như: O2, O3, Cl2, Br 2, HNO3, KMnO4,…

Benzen là hợp chất bền vững dưới tác nhân oxy hóa như axit cromic, axit

HNO3, KMnO4. Như vậy, benzen khó oxy hóa hơn so với hiđrocacbon no.

Vòng thơm sẽ bị phá vỡ khi tiến hành oxy hóa bởi oxy không khí có mặc xúc

tác V2O5 ở nhiệt độ 450C 500C và phản ứng thực hiện ở pha khí.

O2

( CO2 )

CH COOH

CH COOH ( H2O )

CH C

CH CO

O

O







Naphtalen cũng bị oxy hóa nằng O2 không khí với sự có mặt của V2O5 nhưng

nhiệt độ phản ứng thấp hơn 325C 450C.

O2

O

O

O2

( CO2)

COOH

COOH( H2O)

C

C

O

O

O

Các đồng đẳng của benzen (ankyl benzen) dễ bị oxy hóa hơn so với benzen.

Dưới tác dụng của các chất oxy hóa thông thường thì mạch nhánh bị oxy hóa còn vòng

thơm vẫn giữ nguyên. Trong đó nguyên tử cacbon (hay cacbon benzyl) bị oxi hóa

thành -COOH.

Ví dụ:

CH3H3C MnO4

-

toH+

COOHHOOC

Điều kiện để oxi hóa là ankyl benzen có hiđro benzylic, nêu không có hiđro

benzylic thì oxi hóa xảy ra rất khó khăn. Các nhóm thế khác như -CH2OH, C=C,…

cũng dễ bị oxi hóa tương tự gốc ankyl.

Khi oxy hóa hiđrocacbon thơm có mạch nhánh dài thì chỉ nguyên tử cacbon gắn

trực tiếp với nhân bị giữ lại và tạo thành nhóm cacboxyl, phần còn lại tạo axit

cacboxylic tương ứng.

Ví dụ:

CH2CH2CH3MnO4

-

toH+

COOH + H2OCO2 +

2.6. Một số phƣơng pháp tách biệt và tinh chế chất rắn [10], [13], [14]

2.6.1. Phƣơng pháp chƣng cất

Chưng cất là quá trình chuyển chất lỏng thành hơi rồi ngưng tụ thành lỏng.

Để chuyển chất lỏng thành hơi, tiến hành đun sôi chất lỏng đó. Chất lỏng sôi khi

áp suất hơi của nó bằng áp suất khí quyển. Khi áp suất khí quyển giảm thì nhiệt

độ sôi của chất giảm. Vớ i một chất tinh khiết thì nhiệt độ sôi không đổi trong quá

trình đun, nếu không có hiện tượng hơi quá nhiệt do đun mạnh.

Nếu nhiệt độ sôi của chất thấp hơn nhiệt độ chất đó bị phân hủy thì có thể







tiến hành chưng cất ở áp suất thườ ng. Còn nếu nhiệt độ sôi của chất cao hơn nhiệt

độ phân hủy thì phải tiến hành chưng cất ở áp suất thấ p.

Phương pháp chưng cất thường dùng để tách biệt (tinh chế) các chất có

nhiệt độ sôi khác nhau ra khỏi hỗn hợ p của nó. Có nhiều phương pháp chưng cấtkhác nhau tùy thuộc vào tính chất của hỗn hợ p chất lỏng.

- Vớ i các chất có nhiệt độ sôi xa nhau thườ ng chọn phươ ng pháp cất đơn

hay cất thườ ng.

- Vớ i các chất có nhiệt độ sôi gần nhau thườ ng chọn phương pháp chưng

cất phân đoạn.

- Phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước dùng để tách biệt các chất trong

hỗn hợp, trong đó có một chất không tan trong nướ c và dễ bay hơi với hơi nướ c.

Thông thườ ng, phương pháp này đượ c lựa chọn khi thỏa mãn các điều kiện trên

và không thực hiện đượ c với hai phương pháp trên.

Các phương pháp chưng cất trên có thể tiến hành ở áp suất bình thườ ng

hoặc ở áp suất thấp tùy vào đặc điểm tính chất của hỗn hợp chưng cất.

2.6.2. Phƣơng pháp kết tinh lại

K ết tinh là quá trình hình thành và phát triển của tinh thể từ tr ạng thái nóng

chảy, dung dịch hay khí.

Phương pháp kết tinh lại là phương pháp tinh chế quan tr ọng dựa trên tính

bão hòa của chất r ắn cần tinh chế khi đun nóng trong dung môi thích hợ p, loại bỏ

chất phụ và chất k ết tinh tr ở lại khi làm lạnh.

Quá trình k ết tinh lại gồm các giai đoạn sau:

- Hòa tan mẫu chất r ắn không tinh khiết trong dung môi thích hợ p.

- Lọc nóng dung dịch trên để loại bỏ chất phụ không tan.- Làm lạnh dung dịch hoặc đuổi bớt dung môi để tạo dung dịch bão hòa và

gây mầm k ết tinh.

- Làm khô tinh thể.

Quy trình này có thể làm lại nhiều lần để thu đượ c chất tinh khiết.

2.6.2.1. Lọc

Lọc nhằm mục đích tách chất r ắn ra khỏi chất lỏng. Thực tế là cho dung

dịch đi qua một màng lọc, chất r ắn sẽ bị giữ lại trên màng. Dụng cụ đơn giản là

phễu thủy tinh.







+ Lọc ở áp suất thườ ng:

Giấy lọc phải đặt vào phễu thấp hơn miệng phễu chừng 3 5 mm. Khi lọc

cẩn thận rót dung dịch cần lọc vào phễu nhờ đũa thủy tinh, theo đũa này dòng

dung dịch chảy vào thành phễu. Để tiết kiệm thời gian, lúc đầu chỉ nên rót dungdịch bên trên k ết tủa, khi nướ c lọc gần hết mớ i rót cả nướ c lọc lẫn k ết tủa vào

phễu lọc. Lượ ng k ết tủa không được đầy quá 1/3 chiều cao tờ giấy lọc. Khi lọc

các dung dịch nóng (để tránh chất tan k ết tinh khi gặ p lạnh hoặc các dung dịch có

độ nhớ t cao) thì nên lọc nóng. Lúc lọc nóng ta có thể thêm một lượ ng thừa dung

môi, sau khi lọc xong đun đuổi bớ t dung môi.

+ Lọc ở áp suấ t thấ p:

Phương pháp này dùng để lọc nhanh, có thể dùng bơm hút nướ c hoặc bơm

hút chân không để tạo áp suất thấp hơn áp suất khí quyển ở điều kiện bình thườ ng.

Nhờ sự chênh lệch áp suất mà dung dịch chảy nhanh hơn.

Cắt giấy lọc vừa bằng phễu lọc Bunsne. Đặt giấy lọc vào phễu, tẩm ướ t

bằng ít nướ c, mở bơm hút nướ c hoặc chân không. Nếu hệ thống lọc đã kín (tờ

giấy lọc ép chặt vào đáy phễu), trướ c tiên ta chuyển nướ c lọc r ồi đến k ết tủa lên

phễu.

2.6.2.2. R ử a k ết tủa

- R ửa gạn: Rót dung dịch vào k ết tủa trong cốc thủy tinh. Dùng đũa thủy

tinh khuấy cẩn thận, để lắng k ết tủa. rót dung dịch vào trong phễu lọc, đổ tiế p

thêm một lương nướ c r ửa mớ i. Lặ p lại động tác này vài lần với nướ c r ửa cho đến

khi k ết tủa sạch chất bẩn.

- R ửa trên phểu lọc: Chuyển toàn bộ k ết tủa lên giấy lọc, chờ cho nướ c r ửa

bên trên k ết tủa chảy gần hết. Rót theo đũa thủy tinh một lượng nướ c r ửa sao chovừa đủ ngậ p toàn bộ k ết tủa. Khi toàn bộ lượng nướ c r ửa chảy hết, mớ i rót thêm

một lượng nướ c r ửa mớ i vào.

Để kiểm tra xem việc r ửa hoàn tất chưa, ta thu một ít nướ c r ửa vào một ống

nghiệm nhỏ, dùng hóa chất thử xem chất cần loại bỏ còn hay không.

2.6.3. Phƣơng pháp chiết

Phương pháp chiết là phương pháp tách chấ t từ hỗn hợ p bằng dung môi

thích hợ p. Có thể chiết từ hỗn hợ p dung dịch hay từ chất r ắn.

Tùy theo bản chất của chất bị chiết và môi trườ ng chúng đang tồn tại để







chọn dung môi chiết cho thích hợp, nghĩa là dung môi đó chỉ hòa tan hoặc hòa tan

nhiều chất định chiết mà không hòa tan hay ít hòa tan các chất khác trong hỗn

hợ p. Quá trình chiết k ết thúc khi đã chiết hết chất cần chiết. Điều này có thể kiểm

tra bằng màu hay sắc kí.2.6.4. Phƣơng pháp kết tủa

Một trong những phương pháp đơn giản nhất để tách riêng các chất, nhất là

để tinh chế các thuốc thử, là chuyển tạ p chất hay chất chính thành k ết tủa. Điều đó

có thể thực hiện đượ c nếu khi tác dụng vớ i một thuốc thử thích hợ p, các cấu tử bị

tách khỏi hỗn hợ p có thể tạo đượ c hợ p chất ít tan.

Ngoài ra, ngườ i ta còn sử dụng r ộng rãi phương pháp cộng k ết các tạ p chất

vào các chất góp hữu cơ hoặc vô cơ, nghĩa là những hợ p chất mà khi k ết tủa

chúng sẽ đồng thờ i cộng k ết cả các tạ p chất cần loại.

2.7. Cách sử dụng và bảo quản dụng cụ trong phòng thí nghiệm. Một số kĩ

năng thí nghiệm cần thiết [7], [9], [14]

2.7.1. Giớ i thiệu một số dụng cụ thƣờ ng sử dụng trong phòng thí nghiệm

2.7.1.1. Dụng cụ đo lƣờ ng

Để hạn chế sai số do những dụng cụ này gây ra, khi dùng cần phải lưu ý: - Những dụng cụ để đo lườ ng phải thật sạch sẽ.

- Sử dụng ở điều kiện nhiệt độ nhất định, thườ ng là ở nhiệt độ phòng.

- Không được đem đun nóng những dụng cụ này.

Pipet

Có 2 loại pipet: Pipet thủy tinh và pipet tự động.

Pipet thủy tinh

Có 2 loại: Pipet định mức và pipet chia độ.

- Pipet định mức (pipet có bầu): Trên thân có bầu và có ngấn dùng để lấy

những thể tích cần độ chính xác cao. Dung tích của pipet ghi trên bầu, có nhiều

loại: 2 ml, 5 ml, 10 ml.

+ Loại 1 ngấn: Dung tích của pipet tính từ ngấn đến phía dướ i của pipet.

+ Loại 2 ngấn: Dung tích của pipet tính từ ngấn trên đến ngấn dướ i.

- Pipet chia độ: Có nhiều vạch trên thân để chia dung tích trong ống. Loại

pipet này dùng để lấy thể tích nhỏ 1/5 ml, 1/10 ml. Độ chính xác không cao.







Pipet tự động

Có 2 loại: Pipet cố định và pipet bán cố định.

- Pipet cố định: Dung tích của pipet ghi trên thân. Có nhiều loại: 20 μl, 50

μl, 100 μl, 500 μl, 1000 μl.- Pipet bán cố định: Là loại pipet có thể điều chỉnh thể tích dịch cần lấy

theo ý muốn.

Trên pipet có ghi dung tích tối thiểu và tối đa. Có nhiều loại pipet bán cố

định.

Hình 1. Các loại pipet

Buret

Là dụng cụ đo thể tích dung dịch một cách chính xác và đượ c dùng cho

phép chẩn độ. Buret thườ ng dùng có dung tích 25 ml. Trên thân buret có vạchchia độ tớ i 1/10 ml và có khóa. Thường buret đượ c giữ cố định trên giá. Khi dùng

để tránh sai số về thể tích nên cho chảy vớ i tốc độ chậm. Sau khi dùng xong phải

r ửa sạch ngay, tráng bằng nướ c cất, lau khô và bôi mỡ vào khóa để tránh bị k ẹt.







Hình 2. Các loại buret

Ống đong Ống đong có nhiều cỡ : 5 ml, 10 ml, 25 ml, 50 ml, 100 ml, 200 ml , dùng để

đong những chất lỏng. Độ chính xác không cao. Thân ống có vạch chia độ. Thân

ống đong càng lớn độ chính xác càng kém.

Hình 3. Các loại ống đong

Bình đị nh m ứ c Bình có cổ dài và nhỏ. Trên cổ có ngấn đánh dấu dung tích của bình. Phần

đáy hình cầu có ghi dung tích của bình. Bình để pha dung dịch cần độ chính xác

cao và các dung dịch bay hơi. Bình định mức có nhiều cỡ : 10 ml, 50 ml, 200 ml,

500 ml, 1000 ml.







Hình 4. Các loại bình định mức

2.7.1.2. Dụng cụ không thể đo lƣờ ng

Những dụng cụ vớ i kích cỡ khác nhau đượ c sản xuất để sử dụng trong phòng thí nghiệm. Những bình này có thể được định cỡ , có thể không. Sự định cỡ

chỉ là ước lượng nên không dùng để xác định thể tích chính xác. Những bình này

chủ yếu để đựng hoặc chuyển dung dịch từ bình chứa này sang bình chứa khác,

gồm các dụng cụ sau:

C ố c có m ỏ (becher)

Có hình tr ụ miệng r ộng, trên đỉnh có mỏ. Thường dùng để rót hoá chất,

đựng hoá chất hoặc để cô dung dịch,…

Hình 5. Cốc thủy tinh Bình tam giác (er len)

Dùng để chuẩn độ dung dịch là chủ yếu, ngoài ra còn dùng để tr ộn hóa

chất, thực hiện các phản ứng có chất dễ bay hơi. Một số erlen cổ nhám dùng cho

hệ thống chưng cất.

Khi dùng ta chỉ cần tráng thật sạch bằng nướ c cất, tuyệt đối không đượ c

tráng erlen vớ i dung dịch cần định phân.







Hình 6. Bình tam giác (erlen)

Bình c ầu

Có nhiều dạng bình cầu thủy tinh vớ i nhiều kiểu dáng khác nhau: Bình cầuđáy tròn, đáy bằng, bình hình quả lê, bình cổ ngắn, bình cổ dài, bình có nhánh,

bình không nhánh, bình 1 cổ, 2 cổ, 3 cổ,… vớ i các dung tích khác nhau tùy thuộc

vào mục đích sử dụng.

Bình cầu đáy tròn thường dùng để thực hiện phản ứng ở nhiệt độ thườ ng hoặc

đun nóng ở nhiệt độ sôi, chưng cất ở áp suất thườ ng hoặc áp suất thấ p. Bình cầu hình

quả lê thườ ng dùng khi thực hiện với lượ ng nhỏ.

Bình cầu 1 cổ Bình cầu 2 cổ Bình cầu 3 cổ

Hình 7. Các loại bình cầu

Ph ễ u nh ỏ gi ọt và ph ễ u chi ế t

Phễu nhỏ giọt hay phễu brom dùng để cho hóa chất vào bình phản ứng,

thường có chia độ mililit.

Phễu chiết dùng để tách biệt hai chất lỏng không tr ộn lẫn vào nhau, cấu tạo

của chúng giống nhau và chỉ khác về dung tích.







Hình 8.1. Các loại phễu nhỏ giọt

Hình 8.2. Các loại phễu chiết

Ống mao qu ản

Dùng để đo nhiệt độ nóng chảy hay dùng thay cho đá bọt khi đun sôi hay

chưng cất làm cho chất lỏng sôi đều. Thườ ng tự làm lấy ống mao quản trong

phòng thí nghiệm. Ống mao quản dùng để xác định nhiệt độ nóng chảy có đườ ng

kính 0,5 0,8 mm, dài 60 80 mm. Cách làm: Lấy ống thủy tinh có đườ ng kính 5

8 mm, hơ và xoay đều trên ngọn lửa đèn khí cho đến khi thủy tinh mềm ra, đưara ngọn lửa vừa xoay, vừa kéo về hai phía cho thủy tinh cứng lại và có ống mao

quản có đườ ng kính thích hợ p. Tốc độ kéo càng nhanh, mao quản càng nhỏ và

ngượ c lại. Cắt lấy từng đoạn 120 160 mm, hơ điểm giữa trên ngọn lửa để cắt

đồng thời thu đượ c ống mao quản hàn một đầu.

Mao quản dùng cho chưng cất chân không có đườ ng kính 1 1,5 mm hàn

kính một đầu, cách kéo tương tự như trên.

Ống làm l ạnh ( ố ng sinh hàn)

Có công dụng ngưng tụ hơi của chất lỏng ở nhiệt độ cao, dùng nhiều trong







hệ thống phản ứng.

Ống làm lạnh ruột bầu Ống làm lạnh ruột thẳng Ống làm lạnh ruột xoắn

Hình 9. Các loại ống làm lạnh

2.7.1.3. Một số thiết bị và dụng cụ khác

Chày, c ố i s ứ và bát s ứ

Chày, cối dùng để nghiền chất r ắn.

Bát sứ dùng để tr ộn các hoá chất r ắn vớ i nhau, nung chảy các chất,…

Hình 10. Chày và cối sứ

Bình l ọc busne

Dùng làm bình lọc ở áp suất thấ p, có thể thay bằng ống ngiệm có nhánh khi

làm lượ ng nhỏ.

Hình 11. Các loại bình Busne







Ống n ố i

Có nhiều loại khác nhau, dùng để nối các bộ phận của hệ thống phản ứng.

chúng đượ c lắ p ghép qua nút nhám hoặc qua nút cao su hay ống cao su.

Hình 12. Một số loại ống nối có nút nhám

Ph ễ u l ọc

Có nhiều loại phễu khác nhau về hình dạng và kích thướ c. Phễu lọc dùng

để sang lấy hóa chất hoặc để lọc.

Hình 13.1. Các loại phễu thông thườ ng

Hình 13.2. Các loại phễu lọc ở áp suất thường và áp suất thấp

B ếp điện, đèn cồn, b ế p cách th ủy

Là các dụng cụ dùng để đun nóng.







Đèn cồn Bếp điện Bếp cách thủy

Hình 14. Bếp điện, đèn cồn và bếp cách thủy

Cân

Cân được dùng để xác định khối lượ ng của vật. Cân là dụng cụ không thể

thiếu trong mỗi phòng thí nghiệm.Một số loại cân thườ ng dùng trong phòng thí nghiệm:

- Cân đĩa: Dùng để cân những vật có tr ọng lượ ng từ 20 g đến 10 kg. Có thể

cân hơn hoặc kém 0,5 g

- Cân quang: Cân đượ c những vật có tr ọng lượ ng từ 0,05 g đến 20 g

- Cân chính xác: Dùng để cân những vật có tr ọng lượ ng từ 1 mg đến vài g.

Độ chính xác từ 1/10 mg đến 1/100 mg. Cân chính xác có nhiều loại:

- Cân dao động tự do còn gọi là cân phân tích.

- Cân không dao động.

- Cân dây.

- Cân ghi tự động.

- Cân điện tử.

Cân điện tử Cân phân tích

Hình 15. Các loại cân







Lò nung và t ủ s ấ y

Tủ sấy Lò nung

Hình 16. Lò nung và tủ sấy

Máy bơm hút chân không

Hình 17. Một số loại máy bơm hút chân không

Máy l i tâm

Hình 18. Một số loại máy li tâm







Ống nghi ệm

Hình 19. Ống nghiệm

Ống th iele

Là dụng cụ dùng để đo nhiệt độ nóng chảy của chất r ắn.

Hình 20. Ống thiele

Cách đo nhiệt độ nóng chảy bằng ống thiele:

+ Nghiền nhỏ mẫu cần xác định nhiệt độ nóng chảy.

+ Cho chất cần xác định nhiệt độ nóng chảy vào ống mao quản.

+ Dùng dây cao su buộc ống mao quản vào nhiệt k ế .

+ Lắ p ống thiele vào giá. Cho chất lỏng tải nhiệt (thườ ng là glixerol) vào ống

thiele.

+ Nhúng nhiệt k ế cùng vớ i ống mao quản vào trong glixerol. Lưu ý glixerol

phải ngậ p hết chất cần xác định nhiệt độ nóng chảy.

+ Dùng nguồn nhiệt đun nóng ống thiele.

+ Ghi nhận khoảng nóng chảy của chất cần xác định.







Hình 21. Các bước đo nhiệt độ nóng chảy bằng ống thiele

2.7.2. Bảo quản một số dụng cụ trong phong thí nghiệm

2.7.2.1. Bảo quản dụng cụ thủy tinh

R ử a d ụng c ụ th ủy tinh

Những dụng cụ thủy tinh sau khi làm thí nghiệm xong đều phải r ửa sạch

ngay. Dung dịch r ửa có thể chuẩn bị: 47 g natri photphat (Na3PO4), 28 g natri

oleat hoà tan trong 500 ml với nướ c cất.

Những dụng cụ bị bẩn phải ngâm trong dung dịch hỗn hợ p: Natri hoặc kali

đicromat và axit sunfuric trong 24 giờ . Sau khi ngâm vớ i dung dịch sunfocromic

dụng cụ phải đượ c r ửa với nước thườ ng, tráng bằng nướ c cất và để khô trên bàn,

trên giá hoặc tủ sấy. Chú ý, vớ i những dụng cụ đo lườ ng bằng thủy tinh phải làm

khô bằng không khí tránh làm biến dạng thủy tinh dẫn đến thay đổi độ chính xác.

Dụng cụ chia độ chính xác cần r ửa cẩn thận đảm bảo thật sạch và khô tr ướ c khi

dùng. Nếu dùng dụng cụ thủy tinh còn ướ t phải tráng từ 2 đến 3 lần bằng dung

dịch sẽ đượ c dùng.

Riêng dụng cụ thủy tinh đựng bạc nitrat (AgNO3) r ửa hoàn toàn bằng nướ c

thườ ng r ồi tráng bằng nướ c cất.Cách pha dung dịch sunfocromic:

- Dung dịch đặc gồm: Kali đicromat 50 g nghiền nhỏ.

- Axit sunfuric công nghiệ p 500 ml.

- Gạn lấy dịch r ồi thêm vào 1 thể tích axit mớ i.

- Dung dịch loãng gồm:

+ Dung dịch kali đicromat 10% trong 1 thể tích.

+ Axit sunfuric công nghiệ p 1/2 thể tích. Đổ axit vào dung dịch đicromat

r ồi lắc đều.







Làm khô d ụng c ụ th ủy tinh

Sau khi r ửa sạch đem sấy dụng cụ thủy tinh khoảng 20 phút trong tủ sấy ở

120C (cần tráng một ít vớ i axeton nếu là dụng cụ có miệng nhỏ: Bình cầu có

nhánh). Đối vớ i dụng cụ cần đượ c sử dụng gấ p nên tráng một ít axeton và làm khô bằng máy sấy.

Bôi m ỡ khóa th ủy tinh

- Mỡ bôi khóa buret: lanolin, vazơlin. Hai loại này lấy lượ ng bằng nhau.

Đun cách thủy cho tan hết, tr ộn đều. Nếu buret dùng kali permanganat thì dùng

vazơlin tinh khiết để bôi.

- Mỡ bôi khóa chân không: parafin, cao su sống. Hai chất này lấy bằng

nhau, đun chảy r ồi tr ộn đều.

2.7.2.2. Bảo quản cân

- Cân phải để nơi vững chắc, cao ráo, không có ánh nắng chiếu vào, cân

chính xác cần phải đặt nơi cố định, tốt nhất nên có buồng riêng.

- Khi di chuyển phải nhẹ nhàng, phải tháo quang và đòn cân.

- Không cân quá sức, sức cân là tr ọng lượ ng tối đa có thể đặt lên đĩa cân và

đượ c ghi trên cán cân.

- Không đổ tr ực tiế p hóa chất lên đĩa cân.

- Đối vớ i cân phân tích, phải luôn kiểm tra đĩa cân.

2.7.3. Một số kỹ năng thí nghiệm cần thiết

2.7.3.1. Lắc và khuấy

Khi tiến hành thí nghiệm hòa tan hay phản ứng vớ i các chất khác pha nhau

chủ yếu là chất r ắn và chất lỏng thì cần phải thực hiện lắc hay khuấy.

Khi thực hiện thí nghiệm trong bình hở với lượ ng nhỏ chất và phản ứng xảyra nhanh thì có thể lắc.

Khi thực hiện phản ứng vớ i thờ i gian lâu và yêu cầu cần phải lắc, thì phải

dùng máy lắc hay máy khuấy. Máy khuấy có thể là một mô tơ quay có lắ p que

khuấy hay máy khuấy bằng từ trườ ng (máy khuấy từ). Khi cần đun nóng và đòi

hỏi hệ thống kín thì có thể dùng máy khuấy từ có bếp đun nóng nhưng thiết bị này

thườ ng có hạn chế là đun nóng trong khoảng nhiệt độ không cao lắm. Do đó, cần

phải lắ p máy khuấy cơ vớ i bộ phận làm kín tiế p nối giữ que khuấy bình phản ứng

và mô tơ quay.







2.7.3.2. Gạn, ép và lọc

Khi tách chất r ắn ra khỏi dung môi, trong trườ ng hợp đơn giản nhất, ngườ i

ta dùng phương pháp gạn. Bằng cách, để chất r ắn lắng thành k ết tủa sau đó tiến

hành gạn.Thông thường để tách chất r ắn ra khỏi chất lỏng ngườ i ta dùng phương

pháp lọc.

Lọc là cho chất lỏng đi qua màng lọc. Màng lọc có thể là giấy lọc với độ

mịn khác nhau, vải lọc, bông, có thể là thủy tinh xố p vớ i các kích cỡ khác nhau.

- Lọc ở áp suất thườ ng: Xế p giấy lọc sau đó cho vào phễu lọc và tiến hành

lọc ở áp suất bình thườ ng.

Chú ý: Khi đổ dung dịch lọc vào phễu lọc phải đổ cẩn thận và từ từ theo

đũa thủy tinh để tránh làm rách giấy lọc.

Cách xế p giấy lọc và thao tác lọc như hình dướ i.

Hình 22. Cách xếp giấy lọc và cách lọc ở suất thường

- Lọc dướ i áp suất kém

Phương pháp này thường được dùng để rút ngắn thờ i gian lọc và làm khô tinh

thể.

Dụng cụ gồm có:

+ Một phễu bucher hoặc phễu xố p thủy tinh.

+ Một bình lọc chân không.

+ Hệ thống bơm tia hoặc bơm chân không để tạo áp suất kém.

Trong trườ ng hợ p dùng phễu bucher, ta phải đặt thêm vào phễu một tờ giấy lọc

có đườ ng kính nhỏ hơn đườ ng kính của phễu.

Trước khi đổ dung dịch vào phễu ta nên thấm giấy lọc vớ i một ít dung môi để







giấy lọc dính chặt vào đáy phễu.

(1) phễu lọc, (2) nơi gắn vòi hút chân không, (3) bình lọc chân không, (4) r on cao su

Hình 23. Hệ thống lọc áp suất thấp

- Lọc khi dung dịch còn nóng

Lọc dung dịch còn nóng để tách những chất không tan trong dung dịch nóng và

chất tan trong dung dịch nóng vì nếu để nguội các tinh thể sẽ k ết tinh, khó lọc và

không tách chất tan và chất không tan ra đượ c.

Dụng cụ gồm có:

+ Một cái phễu không đuôi

+ Một becher

+ Một bếp đun cách thủy.

Cách làm:

+ Đặt một becher có chứa sẵn một ít dung môi trên dụng cụ đun cách thủy.

+ Đặt lên miệng becher một cái phễu vớ i một giấy lọc xế p.

+ Chuyển dung dịch nóng lên giấy lọc.

1

3

24







(1) giấy lọc, (2) phễu không đuôi, (3) bếp đun, (4) becher

Hình 24. Lọc nóng dùng becher và phễu không đuôi 2.7.3.3. Đun nóng và làm lạnh

a. Đun nóng

Đun nóng để xúc tiến phản ứng, để tách và tinh chế các chất cũng như khi

xác định các hằng số vật lí.

Trong phòng thí nghiệm, các dụng cụ thường dùng để đun nóng đó là: Đèn

cồn, đèn khí, bếp điện, bế p cách thủy, bế p cách cát, bế p cách dầu, hơi nướ c, tủ

sấy, lò nung,...

- Khi đun nóng bằng ngọn lửa, không đun nóng một chỗ của bình mà phải

hơ đều thành bình. Phương pháp này chỉ dùng cho các dụng cụ chịu nhiệt.

- Nếu cần đun nóng ở nhiệt độ thấp hơn 100C thì dùng bế p cách thủy hay

bế p cách không khí, nếu cao hơn 100C thì dùng bếp điện tr ần có lướ i amiang hay

dùng bế p cách cát, cách dầu, bế p glyxerol, hay parafin tùy thuộc vào nhiệt độ cần

đun. Ở nhiệt độ 200C dùng bế p parafin hay glyxerol, ở 220C dùng bế p cáchdầu, từ 250 300C dùng axit H2SO4 đậm đặc, ở 400 500C dùng bế p cách

muối như hỗn hợ p NaNO3 (48,7%) và KNO3 (51,3%).

- Khi đun nóng bằng bế p cách chất lỏng, phải cho mức chất lỏng ở ngoài

cao hơn chất lỏng trong bình và giữ nhiệt độ của bếp cao hơn nhiệt độ phản ứng

khoảng 30 40C.

- Nếu đun nóng ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi thì phải thêm đá bọt hay

ống mao quản hàn kín một đầu đầu hở nhúng vào trong chất lỏng. Chú ý không

cho đá bọt vào bình trong lúc đang sôi vì sẽ làm cho chất lỏng trong bình sôi trào

4

2

1

3







lên, chỉ cho lúc bình đang nguội.

b. Làm lạnh

Khi tiến hành các phản ứng phát nhiệt mà lượ ng nhiệt làm thay đổi hướ ng

phản ứng, hoặc muốn làm nguội bớ t bình hay tiến hành các phản ứng ở nhiệt độ thấ p thì tiến hành làm lạnh. Tùy theo khoảng nhiệt độ cần làm lạnh mà sử dụng

các chất làm lạnh khác nhau.

- Nếu làm lạnh trong khoảng nhiệt độ không thấ p lắm thì sử dụng nước đá

lạnh hoặc đá lạnh.

- Nếu muốn làm lạnh ở nhiệt độ thấp hơn 0C thì dùng nước đá nghiền nhỏ

tr ộn vớ i muối vô cơ.

- Muốn làm lạnh ở nhiệt độ thấp hơn nữa thì dùng không khí lỏng hay nitơ

lỏng,… có thể làm lạnh đến -180C.

- Trong phòng thí nghiệm, thườ ng dùng tủ lạnh để giữ nhiệt độ đến -5C

hoặc các thiết bị làm lạnh riêng khác.

2.7.3.4. Cô cạn hay cho bay hơi dung môi

Cô cạn hay cho bay hơi dung môi là loại bớ t dung môi ra khỏi dung dịch

hay làm tăng nồng độ của chất tan trong dung dịch. Phương pháp thực hiện đượ ckhi tính bay hơi của dung môi phải khác với tính bay hơi của chất tan (chủ yếu là

nhỏ hơn), sự khác nhau càng lớ n thì sự hao hụt chất tan càng nhỏ.

2.7.3.5. Làm khô và chất làm khô

Làm khô là quá trình loại tr ừ các chất phụ là chất lỏng hay hơi nướ c ra khỏi

chất nghiên cứu, thườ ng là loại nướ c và dung môi hữu cơ. Chất nghiên cứu có thể

là chất r ắn, lỏng hay hỗn hợ p.

Một chất làm khô đượ c gọi là tốt khi cường độ làm khô của nó mạnh và khả

năng làm khô của nó lớ n.

a. Làm khô

Làm khô chất rắn

Quá trình làm khô chất r ắn dựa trên sự bay hơi nướ c hay dung môi ở nhiệt

độ thường, khi đun nóng hay ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ đông đặc của nướ c hay

dung môi.

Các chất r ắn không hút nướ c có thể làm khô ngay ở trên giấy lọc để trong







không khí, hoặc làm khô ngay trên phễu xố p có gắn hệ thống hút không khí

(giống lọc chân không).

Các chất bền vớ i nhiệt, không bay hơi ở nhiệt độ thườ ng có thể làm khô

trong tủ sấy ở nhiệt độ thích hợp nhưng phải thấp hơn nhiệt độ nóng chảy củachúng. Hoặc có thể làm khô trong bình làm khô, phía dưới bình có để chất làm

khô.

Các chất không bền vớ i nhiệt, để làm khô thì cho vào bình làm khô có hệ

thống hút chân không và có chất làm khô, hoặc có thể cho vào tủ làm khô chân

không.

Làm khô chất lỏng

Thông thườ ng cho chất làm khô vào trong chất lỏng cần làm khô và thườ ng

xuyên lắc cho tớ i khi hết tác dụng của chất làm khô.

Các chất làm khô phải thỏa mãn điều kiện:

- Không tác dụng hóa học vớ i chất cần làm khô.

- Không có khả năng tự xúc tác các quá trình tự oxy hóa, trùng hợ p hay

ngưng tụ.

- Không hòa tan nhiều trong chất cần làm khô.

- Có tác dụng làm khô nhanh, r ẻ và sẵn có.

Làm khô chất khí

Các chất khí như H2, O2, N2, CO, CO2, SO2 thường đượ c làm khô bằng

cách cho khí đi qua cột hấ p thụ chứa chất làm khô (CaCl2, CaO, P2O5), thườ ng

tr ộn vớ i sợ i amiang hay thủy tinh, gọi là chất làm khô hoặc cho đi qua bình chứa

axit sunfuric gọi là bình r ửa khí, hoặc cho đi qua ống nhúng trong bình làm lạnh

chứa nước đá khô vớ i axeton hay nitơ lỏng, gọi là bình đông lạnh.b. Các chất làm khô

Các chất làm khô đượ c chia ra làm 3 loại:

- Chất làm khô háo nướ c tạo thành hiđrat: Đó là các muối khan hay các

hiđrat thấ p chuyển thành các hiđrat cao. Các chất loại này thườ ng dùng là: CaCl2,

MgSO4, Na2SO4, K 2CO3, CuSO4, H2SO4 đặc, KOH, NaOH,…

- Chất làm khô có tác dụng với nướ c do phản ứng hóa học: Loại này thườ ng

dùng là các oxit kim loại, hay các oxit axit, hoặc các kim loại mạnh như: CaO,

BaO, P2O5, Na, K, Ca,…







- Chất làm khô liên k ết với nướ c bằng lực hấ p phụ: Các chất loại này

thườ ng dùng: Silicagel, zeolit,…

Đặc tính của một số chất làm khô đượ c sử dụng trong phòng hoá đại cương:

- CaCl2 khan nước: Được dùng thườ ng nhất vì có khả năng hút nướ c và r ẻ tiền, hiệu lực vừa phải nhưng hút nướ c không nhanh lắm nên cần đượ c tiế p xúc

khá lâu vớ i chất lỏng và phải thườ ng lắc. Phản ứng vớ i alcol, phenol, amin nên

không đượ c dùng cho những chất này. Không nên dùng cho những chất có tính

axit vì canxi clorua thườ ng chứa một ít canxi hiđroxit do sự thủy giải một phần

trong lúc điều chế.

- MgSO4 khan nướ c: Có khả năng hút nướ c mạnh, nhanh, là một chất không

tan và trơ nên có thể dùng đượ c cho hầu hết các hợ p chất hữu cơ.

- Na2SO4 khan nướ c: Chất hút nước trơ và rẻ tiền nhưng chậm và không

mạnh.

- CaSO4 khan nước: Hút nướ c nhanh và mạnh, trơ và không tan trong các

chất hữu cơ.

2.7.3.6. Cách xử lý hóa chất dƣ hay phế thải

Những bình thủy tinh vỡ hay những vật có đầu nhọn, không đượ c bỏ vào

thùng rác hay thùng đựng giấy mà bỏ vào những thùng riêng.

Những chất phế thải độc và dễ cháy còn lại sau phản ứng, không được đổ

vào thùng rác hay nơi rửa, cần phải khử độc chúng bằng xử lý hóa học hay đốt

cháy ở những chỗ riêng biệt ngoài phạm vi phòng thí nghiệm.

Khi đổ những chất dễ cháy hay những chất có tính ăn mòn khác trộn lẫn vớ i

nước vào nơi rửa thì phải cho dòng nướ c chảy thật mạnh.

Natri, kali dư phải huỷ bằng cách hòa tan vớ i một lượ ng nhỏ alcol và phảiđeo kính bảo hiểm.







PHẦN 3. THỰC NGHIỆM

3.1. Xác định đƣơng lƣợng gam magie

3.1.1. Nguyên tắc

3.1.1.1. Định luật đƣơng lƣợng Định luật đương lượng được phát biểu: Trong phản ứng hóa học, các chất tác

dụng với nhau theo nhưng tỉ lệ với đương lượng của chúng.

Biểu thức của định luật:

B

A

B

A

Đ

Đ=

m

m

hoặc

B

B

A

A

Đ

m=

Đ

m

mA, mB là khối lượng tác dụng vừa đủ vừa đủ của chất A và chất B trong phản

ứng

ĐA, ĐB là đương lượng của chất A và chất B

3.1.1.2. Xác định đƣơng lƣợng gam của magie

Phương pháp đẩy hiđro được áp dụng để xác định đương lượng của những kim

loại có thể phản ứng nhanh và hoàn toàn với axit hoặc kiềm giải phóng hiđro. Magie là

kim loại có tính chất như thế nên có thể xác định đương lượng của nó theo phương

pháp đã nêu.Phương trình phản ứng: 22 HMgClHClMg

Theo định luật đương lượng, các chất phản ứng với nhau theo những phần khối

lượng tỉ lệ với đương lượng của chúng, nên theo phản ứng trên, một mol đương lượng

kim loại sẽ đẩy được một mol đương lượng khí hiđro.

2

2

H

H

Mg

Mg

Đ

m

Đ

m

222

2

2

22

2

2

2

HHH

HMg

H

HH

HMg

H

HMg

MgM.V.P

Đ.T.R .m

MRT

V.P

Đ.m

m

Đ.mĐ

Trong đó:

ĐMg là đương lượng của magie (g/đương lượng) .

m là khối lượng magie tham gia phản ứng (g) .

273760.22400=R (mmHg.ml/mol.K).







T = 273 + 0t (K).

2HV (ml).

OH2P (mmHg).

3.1.2. Dụng cụ

Bảng 3.1. Dụng cụ bài xác định

đương lượng gam magie

Tên dụng cụ Số lƣợng

Bộ dụng cụ thu và đo

khí hiđro 1

Giá + buret 25 ml 1Erlen 100 ml 1

Cân kĩ thuật 3 số 1

Pipet 10 ml 1

Becher 100 ml 2

Ống nghiệm hai

nhánh3

Quả bóp cao su 1

Giá gác pipet 1

Muỗng 1

Bình tia nước cất 1 Hình 25. Bộ dụng cụ thu và đo khí hiđro

3.1.3. Hóa chất

Magie bột Dung dịch NaOH đp Dung dịch HCl 10%

Dung dịch axit oxalic chuẩn 0,1N 3.1.4. Thực hành

3.1.4.1. Xác định thể tích hiđro

Cân chính xác một lượng Mg khoảng 20 25 mg trên cân kĩ thuật 3 số rồi cho

vào một nhánh của ống nghiệm hai nhánh. Cho vào nhánh còn lại của ống nghiệm này

5 ml dung dịch HCl 10%. Chú ý: không để axit dính vào nhánh chứa Mg. Lắp ống

nghiệm hai nhánh vào hệ thống. Ghi thể tích nước trên buret lúc này là V1.

Nghiêng từ từ ống nghiệm hai nhánh để axit chảy hết sang nhánh chứa Mg. Khí

H2 sinh ra sẽ đẩy mực nước trong buret xuống thấp dần. Khi Mg đã phản ứng hết (thấy







không còn bọt khí thoát ra và mực nước trong ống buret không hạ uống nữa). Để

khoảng thêm vài phút cho ống nghiệm hai nhánh trở lại nhiệt độ phòng. Ghi mực nước

trong buret 2 lúc này là V2.

Lặp lại thí nghiệm trên nhiều lần để lấy kết quả trung bình.3.1.4.2. Xác định áp suất hiđro

Ta có: ) bh(OHkqH 22P-PP

760=Pkq (mmHg)

) bh(OH2P tra theo nhiệt độ làm thí nghiệm

Bảng 3.2. Bảng tra cứu ) bh(OH2P theo nhiệt độ khi làm thí nghiệm

Ct o 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

) bh(OH2P

23,8 25,2 26,7 28,3 30 31,8 33,7 35,7 37,7 39,9 42,2 44,6

3.1.4.3. Kết quả

Bảng 3.3. Mẫu ghi số liệu thí nghiệm bài xác định đương lượng của magie

STT Các đại lƣợng thực nghiệm Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần n

1 Khối lượng magie kim loại, m (g)

2 Áp suất khí quyển, P (mmHg)

3 Nhiệt độ phòng, T (oC)

4 Áp suất hơi nước bão hòa (mmHg)

5 Áp suất hiđro (mmHg)

6 Mức nước trên buret trước phản ứng, V1 (ml)

7 Mức nước trên buret sau phản ứng, V2 (ml)

8 Thể tích hidro ở điều kiện thí nghiệm, V (ml) 3.1.5. Câu hỏi

Câu 1.1. Hệ thí nghiệm không kín sẽ ảnh hưởng đến kết quả đo như thế nào ?.

Câu 1.2. Nhiệt độ có ảnh hưởng đến kết quả đo không ?.







3.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học


3.2.1.1. Các yếu tố ảnh hƣởng đến tốc độ phản ứng

Tốc độ của phản ứng thường đo bằng biến thiên nồng độ của một trong các chấttham gia hay tạo thành sau phản ứng trong một đơn vị thời gian.

Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào bản chất của phản ứng và các điều kiện tiến

hành như: nồng độ, nhiệt độ, chất xúc tác…

a. Ảnh hƣởng của nồng độ các chất phản ứng

Định luật tác dụng khối lượng: “Ở nhiệt độ không đổi, tốc độ của phản ứng tỉ lệ

với tích nồng độ của các chất phản ứng được lũy thừa lên với số mũ bằng hệ số tỉ

lượng tương ứng”.

Trong hệ dị thể, tốc độ phản ứng còn phụ thuộc vào diện tích tiế p xúc giữa các

pha.

b. Ảnh hƣởng của nhiệt độ

Nhiệt độ ảnh hưởng mạnh đến tốc độ phản ứng. Sự tăng nhiệt độ rất nhỏ có thể

làm tăng tốc độ phản ứng rất lớn.

c. Ảnh hƣởng của chất xúc tácChất làm tăng tốc độ phản ứng hóa học, sau phản ứng bản chất hóa học cũng

như lượng của nó không thay đổi.

Chất xúc tác chỉ có khả năng làm tăng tốc độ phản ứng của những phản ứng có

thể xảy ra được, nghĩa là ∆G < 0 nhưng vì năng lượng hoạt hóa quá lớn và entropi hoạt

hóa quá nhỏ mà xảy ra với tốc độ chậm.

3.2.1.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến cân bằng hóa học

Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi đó tốc độ phảnứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch, vì vậy ở trạng thái cân bằng hóa học lượ ng

các chất không biến đổi và cân bằng hóa học là cân bằng động.

Với phản ứng tổng quát:

aA + bB cC + dD

Trạng thái cân bằng đặc trưng bằng hằng số cân bằng:

ba

dc

n

tC

]B[]A[

]D[]C[

K

K

K

Trong đó [A], [B], [C], [D] là nồng độ cân bằng của các chất.







Tùy theo từng trường hợp cụ thể, hằng số cân bằng sẽ mang những tên gọi

tương ứng: hằng số điện li, hằng số thủy phân…

Tất cả các hằng số cân bằng đều có chung một đặc điểm, ở nhiệt độ nhất định,

giá trị chỉ phụ thuộc vào bản chất của các chất.Tuy vậy, vị trí cân bằng không phải là cố định một khi các yếu tố bên ngoài như

nồng độ, nhiệt độ, áp suất,... thay đổi. Điều này gây ra sự dịch chuyển cân bằng. Quy

luật chuyển dịch đã được Le Chatelier tóm tắt như sau: “Khi một phản ứng đã vào

trạng thái cân bằng m à chịu sự tác động về nhiệt độ, áp suất, nồng độ,... thì cân

b ằng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại sự thay đổi đó” .

3.2.2. Dụng cụ

Bảng 3.4. Dụng cụ bài ảnh hưởng của các yếu tố đến tốc độ phản ứng và cân

bằng hóa học

Tên dụng cụ Số lƣợng Tên dụng cụ Số lƣợng

Ống nghiệm 6 Đồng hồ bấm giây 1

Ống đong 25 ml 1 Giá để ống nghiệm 1

Pipet 1 ml 2 Quả bóp cao su 1

Pipet 2 ml 3 Kẹp ống nghiệm 1Pipet 5 ml 2 Bộ dụng cu đo khí 1

Nhiệt kế 1 Lưới amiang 1

Becher 100 ml 1 Nồi lớn để đun nước 1

Becher 250 ml 1 Giá gác pipet 1

Bếp điện 1 Bình tia nước cất 1

3.2.3. Hóa chất

Dung dịch Na2S2O3 0,2M Dung dịch H2SO4 0,2M Kẽm bột

Dung dịch H2SO4 20% Dung dịch H2C2O4 0,05M Kẽm viên

Dung dịch H2O2 10% Dung dịch KMnO4 0,01M Bột MnO2

Dung dịch MnSO4 loãng 1% Nước cất

3.2.4. Thực hành

3.2.4.1. Ảnh hƣởng của nồng độ chất phản ứng đến tốc độ phản ứng trong hệ

đồng thể

Dùng pipet cho vào 3 ống nghiệm, mỗi ống 3 ml axit sunfuric H2SO4 0,2M.







Lấy 3 ống nghiệm khác đánh dấu 1, 2, 3. Dùng pipet cho vào ống thứ nhất 1 ml

natri thiosunfat Na2S2O3 0,2M và 2 ml nước cất; ống thứ hai 2 ml natri thiosunfat

Na2S2O3 0,2M và 1 ml nước cất; ống thứ ba 3 ml natri thiosunfat Na 2S2O3 0,2M.

Đổ nhanh dung dịch axit sunfuric từ 1 trong 3 ống nghiệm đã chuẩn bị ở trênvào ống nghiệm 1, lắc đều. Dùng đồng hồ bấm giây theo dõi thời gian từ lúc đổ 2 dung

dịch cho tới khi xuất hiện kết tủa (đục sữa). Tiến hành thí nghiệm tương tự với 2 cặp

ống nghiệm còn lại.

3.2.4.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng

Dùng pipet lấy vào ống nghiệm thứ nhất 2 ml dung dịch kali permanganat

KMnO4 0,01M; vào ống nghiệm thứ hai 2 ml dung dịch axit oxalic H2C2O4 0,05M và

2 ml dung dịch axit sunfuric H2SO4 0,2M. Đổ dung dịch từ ống thứ hai vào ống thứ

nhất, lắc đều. Dùng đồng hồ bấm giây ghi lại thời gian từ lúc trộn đến khi dung dịch

mất màu hoàn toàn.

Tiến hành thí nghiệm tương tự như trên nhưng ở các nhiệt độ khác nhau: nhiệt

độ phòng +10C; nhiệt độ phòng +20C; nhiệt độ phòng +30C; nhiệt độ phòng

+40C.

Vẽ đồ thị sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ, nhận xét đồ thị thuđược.

3.2.4.3. Ảnh hƣởng của chất xúc tác đồng thể đến tốc độ phản ứng

Dùng pipet lấy vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 2 ml dung dịch axit oxalic H2C2O4

0,05M và 2 ml axit sunfuric H2SO4 0,2M. Thêm vào ống nghiệm thứ nhất 1 đến 2 giọt

dung dịch MnSO4 loãng. Sau đó, dùng pipet cho vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 1 ml

dung dịch kali permanganat KMnO4 0,01M. Theo dõi thời gian từ lúc trộn của 2 dung

dịch đến khi dung dịch mất màu hoàn toàn.

3.2.4.4. Ảnh hƣởng của chất xúc tác dị thể đến tốc độ phản ứng: Phản ứng phân

hủy hiđro peoroxit

Lấy hai ống nghiệm đánh số 1 và 2. Dùng pipet lấy mỗi ống nghiệm 1 ml dung

dịch H2O2 10%. Cho thêm vào ống nghiệm thứ nhất một chút bột MnO2.Theo dõi hiện

tượng xảy ra trong 2 ống nghiệm.Nhận xét và giải thích. (Có thể kiểm tra chất khí

thoát ra bằng cách đưa tới gần miệng ống nghiệm một que diêm cháy còn tàn đỏ).

3.2.4.5. Ảnh hƣởng của diện tích bề mặt đến tốc độ phản ứng trong hệ dị thể

Lắp dụng cụ như hình bên dưới:







(1) Buret, (2) bình cầu, (3) ống dẫn khí

Hình 26. Bộ dung cụ thu và đo khí.

Cho nước vào đầy buret đến vạch 0, dùng ngón tay bịt chặt miệng buret rồi úp

ngược vào chậu nước. Lắp buret vào giá sắt. Ghi thể tích nước trong buret. Nhiệt độ

của nước trong chậu cố định ở nhiệt độ phòng.

Cho 20 ml H2SO4 20% vào bình cầu, rồi thêm tiếp vào 2 g kẽm hạt. Đậy kín

bình cầu bằng nút có gắn ống dẫn khí nối với miệng buret. Bắt đầu tính thời gian khi

có bọt khí đầu tiên xuất hiện. Thu 40 ml khí và ghi lại thời gian thu. Lặp lại thí nghiệm

trên, thay kẽm hạt bằng kẽm bột. Cho biết diện tích tiếp xúc ảnh hưởng như thế nào

đến vận tốc phản ứng?

3.2.5. Câu hỏi

Câu 2.1. Chất xúc tác là gì ?. Vai trò của chất xúc tác ?.Xúc tác đồng thể là gì ?. Xúc

tác dị thể là gì ?.

Câu 2.2. Viết phương trình xảy ra khi làm thí nghiệm ảnhhưởng của nồng độ chất

phản ứng đến tốc độ phản ứng trong hệ đồng thể ?. Có thể thay H2SO4 bằng HCl được

không ?.Câu 2.3. Cho biết khái niệm về vận tốc phản ứng, hằng số tôc độ phản ứng ?. Cho biết

ý nghĩa của hằng số tốc độ phản ứng ?.







3.3. Xác định hằng số cân bằng của phản ứng: 2Fe3+ + 3I

- 2Fe

2+ + I

-3


Trong dung dịch nước, sắt(III) có thể oxi hóa iotua (I-) tạo ra các sản phẩm

sắt(II) và iot (I2).

Phản ứng oxi hóa- khử này nếu được tiến hành ở pH ≈ 0 (để sắt(III) tồn tại chủ

yếu dưới dạng ion Fe2+) và I- dư (để I2 sinh ra tồn tại chủ yếu dưới dạng I -3, tránh mất

iot do thăng hoa), có cân bằng cơ bản xảy ra trong hệ:

3

23 IFe2I3Fe2 (2.1)

với hằng số cân bằng:

32

3

22

]I][Fe[

]I[]Fe[K

(2.11)

Bằng phương pháp chuẩn độ thể tích, người ta có thể xác định nồng độ các cấu

tử ở trạng thái cân bằng và tính được giá trị của K.

3.3.2. Dụng cụ

Bảng 3.5. Dụng cụ bài xác định hằng số cân bằng


Erlen 100 ml có nút 4 Quả bóp cao su 1Erlen 100 ml 6 Thau nhựa 1

Pipet 10 ml 1 Chậu thủy tinh 1

Pipet 5 ml 2 Giá gác pipet 1

Giá + buret 25 ml 1 Bình tia nước cất 1

Becher 100 ml 5 Túi nilon màu đen 1

Ống đong 100 ml 2 Ống đong 50 ml 13.3.3. Hóa chất

Dung dịch Na2S2O3 0,01M Dung dịch KI 0,03M KI tinh thể

Hồ tinh bột Dung dịch FeCl3 ~0,03M Nước đá

Nước cất

3.3.4. Thực hành

3.3.4.1. Chuẩn độ lại dung dịch FeCl3 ~ 0,03M

Dùng pipet lấy chính xác 5 ml dung dịch FeCl3 ~ 0,03M cho vào bình nón 100

ml. Thêm vào đó 5 ml nước cất và khoảng 0,5 g tinh thể KI, lắc nhẹ để hòa tan. Tiến







hành chuẩn độ I2 sinh ra bằng dung dịch Na2S2O3 0,01M từ buret xuống bình nón tới

màu vàng nhạt. Thêm vào bình nón 3 giọt chỉ thị hồ tinh bột và chuẩn độ tiếp tới khi

dung dịch chuyển sang không màu.

Đọc và ghi thể tích dung dịch Na2S2O3 0,01M trên buret.3.3.4.2. Xác định [I3

-] sau phản ứng

Lấy các dung dịch FeCl3 ~ 0,03M, KI 0,03M vào 4 bình nón có nút 150 ml theo

tỉ lệ thể tích sau:

Bảng 3.6. Thể tích dung dịch FeCl3 ~ 0,03M và KI 0,03M

Số thứ tự bình 1 2 3 4

FeCl3 ~ 0,03M (ml) 50 -- 55 --

KI 0,03M (ml) -- 50 -- 45

Lấy 6 bình nón 100 ml cho vào mỗi bình 40 ml nước cất và làm lạnh trong

chậu thủy tinh có nước đá.

Đổ dung dịch ở bình 1 vào bình 2, xem đó là thời điểm bắt đầu phản ứng của

hỗn hợp (1+2).

Sau 30 phút kể từ thời điểm bắt đầu phản ứng, dùng pipet lấy chính xác 10 ml

hỗn hợp (1+2) cho vào bình nón chứa nước cất đã được làm lạnh sẵn và nhanh chóngchẩn độ iot sinh ra (từ I3

-) bằng dung dịch Na2S2O3 0,01M từ buret xuống bình nón tới

màu vàng nhạt. Thêm vào bình nón 3 giọt chỉ thị hồ tinh bột và chuẩn độ tiếp tới khi

dung dịch chuyển sang không màu. Đọc và ghi thể tích dung dịch Na 2S2O3 0,01M trên

buret.

Lặp lại sự chuẩn độ đến khi nào thể tích dung dịch Na2S2O3 0,01M dùng cho 2

lần chẩn độ liền kề bằng nhau.

Cũng tiến hành tương tự đối với bình 3 và bình 4.

Thí nghiệm được xem như là tiến hành ở 20C.

3.3.5. Tính toán kết quả

Từ kết quả các lần chuẩn độ xác định được o

Fe3C và [I-3]. Dựa vào định luật bảo

toàn nồng độ có thể tìm được ]Fe[ +3 , ]Fe[ +2 và [I-] ở trạng thái cân bằng. Đưa giá trị

bằng số của các nồng độ các cấu tử ở thể cân bằng vào biểu thức (2.11), tính được K

của phản ứng (2.1).







Trong điều kiện tiến hành của bài thí nghiệm này, kết quả phải thu được 10 7< k

< 108.

Cho biết thế điện cực chuẩn của các nửa phản ứng:

I2e2)dd(I2 E0

= +0,615V I3e2I3 E0= +0,536V

23 FeeFe E0= +0,770V

3.3.6. Câu hỏi

Câu 3.1. Trong thí nghiệm xác định

3I thao tác cho thêm 40 ml nước có cần chính xác

không ?.

Câu 3.2. Dung dịch FeCl3 để lâu ngày có hiên tượng gì ?. Giải thích ?. Câu 3.3. Trong quá trình chuẩn độ xác định chính xác nồng độ FeCl3 có nhất thiết

dùng chỉ thị hồ tinh bột hay không ?. Giải thích ?.







3.4. Điều chế muối Mohr


Muối Mohr là muối kép của sắt(II) và amoni sunfat, có công thức

FeSO4.(NH4)2SO4.6H2O hoặc (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O là những tinh thể đơn tà, trongsuốt, màu xanh lục, tan nhiều trong nước. FeSO4 trong dung dịch ít nhạy cảm với tác

dụng của oxi trong không khí. Muối Mohr là dạng cất trữ FeSO4

3.4.2. Dụng cụ

Bảng 3.7. Dụng cụ bài điều chế muối Mohr


Erlen 250 ml 1 Ống đong 10 ml 1

Pipet 10 ml 1 Ống đong 25 ml 1

Bếp điện 1 Đũa thủy tinh 1

Nồi cách thủy 1 Giấy lọc 5

Lưới amiang 1 Quả bóp cao su 1

Giá + buret 25 ml 1 Kính đồng hồ 1

Becher 100 ml 2 Chậu thủy tinh 1

Becher 250 ml 1 Cân kĩ thuật 2 số 1Phễu lọc thường 1 Giá gác pipet 1

Phễu lọc Busne 1 Bình tia nước cất 1

Bình lọc 1 Muỗng 1

Máy lọc hút chân không 1 Ống nghiệm 1

Bình định mức 100 ml 1 Giá để ống nghiệm 1

3.4.3. Hóa chất

Phôi sắt (NH4)2SO4 tinh thể Dung dịch KMnO4 0,01M

Dung dịch H2SO4 20% H2SO4đặc Dung dịch NaOH 1%

Nước đá Nước cất

3.4.4. Thực hành

Cân khoảng 3 g sắt trong một becher 100 ml, cho H2SO4 20% đã pha sẵn vào

becher này. Đậy becher bằng mặt kính đồng hồ và đun nhẹ cho đến khi sắt tan hết. Lọc

lấy dung dịch bằng phễu lọc thường.

Lấy dung dịch vừa lọc được đem cô trên nồi cách thủy đến khi xuất hiện váng

tinh thể.







Chuẩn bị dung dịch (NH4)2SO4 bão hòa ở nhiệt độ 70C với lượng (NH4)2SO4

phản ứng vừa đủ với lượng FeSO4vừa điều chế được (dung dịch bão hòa chứa khoảng

7,1 g (NH4)2SO4).

Khi dung dịch FeSO4 vừa có váng tinh thể thì trộn ngay hai dung dịch nóng vớinhau. Khuấy mạnh rồi để nguội hoặc có thể làm lạnh bằng nước đá muối kép sẽ kết

tinh. Lọc hút tinh thể qua phễu lọc Busne, lấy tinh thể và thấm khô bằng giấy lọc. Cân,

tính hiệu suất quá trình điều chế theo vỏ bào sắt đã dùng.

3.4.5. Xác định lại hàm lƣợng FeSO4 trong sản phẩm

Cân chính xác 1,96 g FeSO4.(NH4)2SO4.6H2O trong một becher 100 ml, thêm

vào cốc một ít nước cất để hòa tan rồi cho vào bình định mức 100 ml. Tráng cốc bằng

một ít nước cất rồi cho nước tráng cốc vào bình định mức, thêm nước cất đến vạch rồi

lắc đều. Cho dung dịch FeSO4 vào bình có dán nhãn FeSO4 đp.

Xác định hàm lượng Fe2+ trong sản phẩm bằng phép chuẩn độ với dung dịch

KMnO4

3.4.6. Thử tính chất muối Mohr

Lấy một ít tinh thể muối Mohr vừa điều chế được hòa tan vào nước cất để làm

các thí nghiệm sau:

Thí nghiệm 1: Cho khoảng 2 ml sản phẩm vào ống nghiệm. Thêm vài giọt dung

dịch NaOH. Quan sát và giải thích hiện tượng, viết phương trình phản ứng xảy ra (nếu

có).

Thí nghiệm 2: Chuẩn bị hai ống nghiệm. Cho khoảng 2 ml sản phẩm vào ống

nghiệm thứ nhất. Cho vào ống nghiệm thứ hai một ít dung dịch KMnO 4. Thêm tiếp

vào ống nghiệm thứ hai 2 3 giọt H2SO4 đặc. Đổ ống nghiệm thứ nhất vào ống

nghiệm thứ hai. Quan sát và giải thích hiện tượng, viết phương trình phản ứng xảy ra

(nếu có).

3.4.7. Câu hỏi

Câu 4.1. Viết phương trình xảy ra trong quá trình chuẩn độ xác định hàm lượng FeSO 4

có trong muối Mohr ?.

Câu 4.2. Cách bảo quản dung dịch FeSO4 trong phòng thí nghiệm ?.







3.5. Điều chế muối kali iotua


KI là những tinh thể lập phương, trong suốt hoặc mờ đục, bền ở ngoài không

khí khô, rất dễ tan trong nước. Dung dịch KI hòa tan iot (I2) tạo nên dung dịch KI3 ít bền. KI là tác nhân khử điển hình. KI thường điều chế trong môi trường nước qua các

phản ứng:

3Fe + 4I2 Fe3I8

Fe3I8 + 4K 2CO3 Fe3O4 + 8KI + 4CO2

3.5.2. Dụng cụ

Bảng 3.8. Dụng cụ bài điều chế muối KI


Erlen100 ml 2 Giấy lọc 3

Pipet 10 ml 1 Quả bóp cao su 1

Giá + buret 25 ml 1 Ống nghiệm 1

Becher 100 ml 2 Bếp điện 1

Becher 250 ml 1 Lưới amiang 1

Bình định mức 100 ml 1 Giá để ống nghiệm 1Phễu lọc thường 1 Tủ sấy 1

Phễu lọc Busne 1 Cân kĩ thuật 2 số 1

Bình lọc 1 Muỗng 1

Máy lọc hút chân không 1 Bình tia nước cất 1

Ống đong 25 ml 1 Chậu thủy tinh 1

Đũa thủy tinh 1 Giá gác pipet 1

Kính đồng hồ 1

3.5.3. Hóa chất

Bột sắt I2 tinh thể K 2CO3 17%

Dung dịch AgNO3 0,01M H2SO4 đặc Nước đá

Dung dịch CH3COOH ~20% Dung dịch FeCl3 1% Bột MnO2

Dung dịch H2O2 30% Dung dịch K 2CrO4 0,1M HCl đặc

Dung dịch K 3[Fe(CN)6] 0,1% Dung dịch K 4[Fe(CN)6] 0,1% Hồ tinh bột Cồn tuyệt đối Nước cất







3.5.4. Thực hành

Cho khoảng 0,7 0,8 g bột sắt, 20 ml nước và 2,5 g I2 tinh thể vào bình nón.

Đun nhẹ hỗn hợp cho đến khi iot hòa tan hoàn toàn. Rót dung dịch ở trên phần bột sắt

chưa phản ứng vào một cốc thủy tinh. Đun sôi dung dịch trong cốc thủy tinh rồi thêmtừ từ vào đó 10 ml dung dịch chứa 1,7 g K 2CO3. Tiếp tục đun sôi dung dịch cho đến

khi phần dung dịch trong suốt không còn chứa ion sắt (nhận biết ion sắt Fe 2+ và Fe3+

bằng dung dịch K 4[Fe(CN)6] và K 3[Fe(CN)6]). Nếu dung dịch còn chứa ion sắt thì cho

thêm từng lượng nhỏ K 2CO3 vào.

Khi phản ứng kết thúc, lọc lấy phần dung dịch, rửa kết tủa. Lấy cả phần nước

rửa và nước lọc đun đến sôi, lọc một lần nữa rồi cô cạn cho đến khi xuất hiện váng

tinh thể. Làm lạnh dung dịch đến 0C. Lọc tinh thể trên phễu lọc Busne, rửa tinh thể

bằng một ít cồn. Làm khô mẫu trong tủ sấy khoảng 15 phút.

Cân, tính hiệu suất của quá trình điều chế KI theo lượng iot đã dung.

3.5.5. Xác định độ tinh khiết của sản phẩm

Cân chính xác 0,17 g KI trong một becher 100 ml, thêm vào cốc một ít nước cất

để hòa tan rồi cho vào bình định mức 100 ml. Tráng cốc bằng một ít nước cất rồi cho

nước tráng cốc vào bình định mức, thêm nước cất đến vạch rồi lắc đều. Cho dung dịchKI vào bình có dán nhãn KI đp.

Tráng buret và cho dung dịch AgNO3 lên trên buret và chỉnh về 0. Dùng pipet

hút chính xác 10 ml dung dịch KI đp cho vào bình nón 100 ml, cho tiếp vào đó dung

dịch axit axetic đến khi không còn CO2 thì thêm 4 giọt K 2CrO4. Mở khóa buret cho

từng giọt dung dịch trên buret chảy xuống erlen cho đến khi dung dịch xuất hiện màu

gạch.

3.5.6. Thử tính chất của sản phẩm

Lấy một ít sản phẩm KI điều chế được hòa tan vào nước cất để tiến hành các thí

nghiêm sau:

Thí nghiệm 1: Cho khoảng 2 ml sản phẩm vào ống nghiệm. Thêm vài giọt dung

dịch H2O2.Thêm tiếp 2 giọt hồ tinh bột. Quan sát và giải thích hiện tượng, viết phương

trình phản ứng xảy ra (nếu có).

Thí nghiệm 2: Cho khoảng 2 ml sản phẩm vào ống nghiệm. Thêm vào ống

nghiệm một ít bột MnO2 + 2 giọt H2SO4 đặc. Thêm tiếp 2 giọt hồ tinh bột. Quan sát và

giải thích hiện tượng, viết phương trình phản ứng xảy ra (nếu có).







Thí nghiệm 3: Cho khoảng 2 ml sản phẩm vào ống nghiệm. Thêm vào ống

nghiệm vài giọt dung dịch FeCl3. Thêm tiếp 2 giọt hồ tinh bột. Quan sát và giải thích

hiện tượng, viết phương trình phản ứng xảy ra (nếu có).

3.5.7. Câu hỏi Câu 5.1. Viết tất cả các phương trình xảy ra trong quá trình thí nghiệm ?.

Câu 5.2. Cho biết tình chất hóa học đặc trưng của kali iotua ?.







3.6. Điều chế aspirin


Aspirin (axit axetyl salyxylic ) được sử dụng rộng rải như một loại thuốc giảm

đau là một este được tạo thành từ một phản ứng xảy ra giữa anhiđrit axetic và axitsalixylic. Phân tử của axit salixylic chứa hai nhóm chức trong đó có một nhóm chức là

phenol và một nhóm chức là axit cacboxylic. Vì vậy, nó có thể tạo thành một este vớ i

vai trò của một alcol phản ứng anhiđrit axetic tạo thành axetyl salixylic.

COOH

OH

(CH3CO)

2O

COOH

OCOCH3

CH3COOHH

3.6.2. Dụng cụ

Bảng 2.9. Dụng cụ bài điều chế aspirin


Bình cầu đáy phẳng 250 ml 1 Bếp điện 1

Nhiệt kế 150oC 1 Máy lọc hút chân không 1

Becher 100 ml 2 Cân kĩ thuật 2 số 1Becher 1000 ml 1 Bình tia nước cất 1

Ống đong 10 ml 1 Giá đỡ + kẹp 1

Ống đong 50 ml 1 Lưới amiang 1

Kính đồng hồ 1 Ðèn cồn 1

Đũa thủy tinh 1 Mao quản 1

Phễu lọc Busne 1 Ống thiele 1

Bình lọc 1 Tủ sấy 1

Chậu thủy tinh 1 Muỗng 1

Giá gác pipet 1 Giấy lọc 1

3.6.3 Hóa chất

Axit salixylic Anhiđrit axetic Cồn tuyệt đối H2SO4 đặc Dung dịch FeCl3 1% Nước cất

Nước đá

3.6.4. Thực hành







Cho vào bình cầu 2,5 g axit salixylic, 3,5 ml anhiđrit axetic và 2 giọt axit

sunfuric đặc. Khuấy đều hỗn hợp, đun cách thủy trên bếp điện ở nhiệt độ 60C và

khuấy trong 15 phút. Axit salixylic tan và aspirin được tạo thành kết tinh nhanh. Lấy

bình phản ứng ra khỏi bếp điện, để nguội. Thêm 35 ml nước cất và khuấy đều. Lọc húttrên phễu Busne. Rửa kết tủa 2 lần với nướ c cất (mỗi lần 10 ml), thu đượ c aspirin thô.

Tinh chế aspirin bằng cách kết tinh lại như sau: Cho sản phẩm thô vào cốc thủy

tinh, thêm 8 ml etanol rồi đặt vào cốc 1000 ml, đun cách thủy nóng đến 60C, khuấy

trộn đến khi aspirin thô tan hết. Thêm 40 ml nướ c nóng 60C khuấy trộn đều hỗn hợp

cho tan. Nếu không tan thì lại đun cách thủy đến tan hoàn toàn.

Làm lạnh dung dịch trong nước đá, aspirin sẽ kết tinh. Lọc lấy sản phẩm trên

phễu Busne. Rửa kết tủa bằng nước cất đến khi dịch lọc không cho màu tím với dung

dịch FeCl3 1%. Sấy khô sản phẩm ở 60C trong 30 phút. Cân sản phẩm và tính hiệu

suất. Xác định nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm.

3.6.5. Câu hỏi

Câu 6.1. Giải thích tại sao cần phải làm khô bình cầu khi thực hiện phản ứng giữa axit

salixylic và anhiđrit axetic ?.

Câu 6.2. Viết cơ chế phản ứng tổng hợp as pirin từ axit salixylic và anhiđrit axetic ?.Câu 6.3. Việc rửa sản phẩm đến khi dịch lọc không cho phản ứng với dung dịch FeCl3

1% nhằm mục đích gì ?.









Cho vào bình cầu đáy phẳng 2 ml toluen, 2 g KMnO4, 50 ml nước cất và vài

viên đá bọt. Lắc đều hỗn hợp phản ứng. Đun cách lưới sôi nhẹ trong 1giờ. Thỉnh

thoảng lắc đều hỗn hợp trong bình.

Khi kết thúc phản ứng, nếu hỗn hợp phản ứng còn màu tím thì thêm vài giọtetanol cho đến khi dung dịch mất màu hoàn toàn. Lọc hút để loại kết tủa MnO2. Rửa

kết tủa trên phễu bằng nước sôi 2 lần, mỗi lần 10 ml. Nước lọc thu được cho vào ra

becher 250 ml rồi cho bay hơi đến khi thể tích còn 15 20 ml. Nếu thấy còn kết tủa

MnO2 thì lọc qua phễu thường.

Để nguội dịch lọc. Thêm từng giọt axit HCl (1:1) vào dịch lọc đến phản ứng

axit sẽ thấy kết tủa axit benzoic tách ra dưới dạng hình vảy. Lọc hút trên phễu Busne,

rủa kết tủa bằng một ít nước lạnh. Để khô ngoài không khí.

Cân sản phẩm và tính hiệu suất. Xác định nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm.

3.7.5. Câu hỏi

Câu 7.1. Cho biết tác dụng của đá bọt ?.

Câu 7.2. Tại sao phải rửa kết tủa MnO2 hai lần bằng nước nóng ?.







PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Xác định đƣơng lƣợng gam magie

4.1.1. Kết quả tính đƣơng lƣợng gam magie

Sau 5 lần làm thí nghiệm ở 32 oC số liệu thể tích khí thu được và các điều kiệnthí nghiệm được trình bày ở phụ lục 1.1.

Kết quả thể tích khí thu được trong bảng sau:

Bảng 4.1. Số liệu thí nghiệm bài xác định đương lượng của magie ở 32C

Lần Khối lượng (g) Thể tích khí thu được (ml)

1 0,020 21,2

2 0,022 23,3

3 0,022 23,2

4 0,025 26,5

5 0,024 25,3

Đương lương của Mg sau 5 lần làm thí nghiệm:

Lần 1: 39,12=2.2,21.3,724

1).32+273.(273

760.22400.020,0

=M.V.P

Đ.T.R .m==Đ

222

2

HHH

HMg

Mg

Lần 2: 40,12=2.3,23.3,724

1).32+273.(273

760.22400.022,0

=M.V.P

Đ.T.R .m==Đ

222

2

HHH

HMg

Mg

Lần 3: 45,12=2.2,23.3,724

1).32+273.(273

760.22400.022,0

=M.V.P

Đ.T.R .m==Đ

222

2

HHH

HMg

Mg

Lần 4: 39,12=2.5,26.3,724

1).32+273.(

273

760.22400.025,0

=M.V.P

Đ.T.R .m==Đ

222

2

HHH

HMgMg

Lần 5: 45,12=2.3,25.3,724

1).32+273.(273

760.22400.024,0

=M.V.P

Đ.T.R .m==Đ

222

2

HHH

HMg

Mg

Đương lượng trung bình ở nhiệt độ 32C :

42,125

45,1239,1245,124,1239,12Đ1

Sau 5 lần làm thí nghiệm ở 31C số liệu thể tích khí thu được và các điều kiện

thí nghiệm được trình bày ở phụ lục 1.2.







Kết quả thể tích khí thu được trong bảng sau:

Bảng 4.2. Số liệu thí nghiệm bài xác định đương lượng của magie ở 31 oC

Lần Khối lượng (g) Thể tích khí thu được (ml)

1 0,021 22,12 0,020 21,1

3 0,023 24,2

4 0,023 24,3

5 0,021 22,0

Đương lương của Mg sau 5 lần làm thí nghiệm:

Lần 1: 40,12=2.1,22.3,726

1).31+273.(273

760.22400

.021,0=

M.V.P

Đ.T.R .m==Đ

222

2

HHH

HMg

Mg

Lần 2: 37,12=2.1,21.3,726

1).31+273.(273

760.22400.020,0

=M.V.P

Đ.T.R .m==Đ

222

2

HHH

HMg

Mg

Lần 3: 40,12=2.2,24.3,726

1).31+273.(273

760.22400.023,0

=M.V.P

Đ.T.R .m==Đ

222

2

HHH

HMg

Mg

Lần 4: 35,12=2.3,24.3,726

1).31+273.(273

760.22400.023,0

=M.V.P

Đ.T.R .m==Đ

222

2

HHH

HMg

Mg

Lần 5: 46,12=2.0,22.3,726

1).31+273.(273

760.22400.021,0

=M.V.P

Đ.T.R .m==Đ

222

2

HHH

HMg

Mg

Đương lượng trung bình của Mg ở nhiệt độ 31C :

40,125

46,1235,1240,1237,1240,12Đ2

Đương lượng trung bình của Mg ở cả hai nhiệt độ:

41,122

40,1242,12Đ

Đương lượng Mg theo lí thuyết là 12,15

Tính sai số:

%14,2=100.15,12

15,1241,12=ΔĐ







4.1.2. Trả lời câu hỏi

Câu 1.1. Hệ thống không kín trong quá trình đo khí hiđro sẽ bị thoát ra ngoài một phần

như vậy kết quả đo thể tích hiđro không còn chính xác nữa.

Câu 1.2. Theo phương trình T RnV P H H H ... 222 và )(22 bhO H kq H P P P trong đó )(2 bhO H P tratheo nhiệt độ làm thí nghiệm thì nhiệt độ có ảnh hưởng đến kết quả đo.







4.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học

4.2.1. Ảnh hƣởng của nồng độ chất phản ứng đến tốc độ phản ứng trong hệ đồng

thể

Kết quả

Sau 10 lần làm thí nghiệm số liệu thời gian kết tủa được trình bày ở phụ lục 2.1.

Số liệu tốc độ phản ứng được trình bày trong bảng sau:

Bảng 4.3. Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất phản ứng

đến tốc độ phản ứng trong hệ đồng thể

Lần Tốc độ phản ứng:v= 1/ t (s-1)

Ống nghiệm 1 Ống nghiệm 2 Ống nghiệm 3

1 3,36.10- 6,64.10- 1,01.10-

2 3,24.10-2 6,72.10-2 1,00.10-1

3 3,39.10-2 6,84.10-2 1,03.10-1

4 3,36.10-2 6,53.10-2 1,02.10-1

5 3,20.10- 6,44.10- 0,98.10-

6 3,22.10-2

6,78.10-2

0,96.10-1

7 3,24.10-2 6,73.10-2 0,97.10-1

8 3,32.10-2 6,58.10-2 1,00.10-1

9 3,34.10- 6,75.10- 1,01.10-

10 3,34.10-2 6,69.10-2 0,98.10-1

Trung bình 3,30.10-2 6,67.10-2 1,00.10-1

Vận tốc phản ứng ở 3 ống nghiệm theo thứ tự sau: 123 v>v>v .

Phương trình phản ứng: 2 2 3 2 4 2 4 2 2 Na S O H SO Na SO S SO H O

Ta có: v = k.[Na2S2O3]m.[H2SO4]

n

Biểu thức trên ta thấy tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với hằng số tốc độ phản ứng

k, nồng độ Na2S2O3 và nồng độ H2SO4.

Hằng số tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ, ta thực hiện thí nghiệm này ở

nhiệt độ không đổi nên k = const.

Nồng độ H2SO4 cũng không thay đổi. Vậy với thí nghiệm này thì tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ Na2S2O3.







Ống 1: Cho vào ống nghiệm 1 ml Na2S2O3 0,2M

Nồng độ Na2S2O3sau khi cho 2 ml nước vào: M15

1=

3

2,0.1=C '

M (1)

Ống 2: Cho vào ống nghiệm 2 ml Na2S2O3 0,2M

Nồng độ Na2S2O3 sau khi cho 1 ml nước vào: M15

2=

3

2,0.2=C '

M (2)

Ống 3: Cho vào ống nghiệm 3 ml giọt Na2S2O3

Nồng độ Na2S2O3 sau khi cho nước vào: M2,0=3

2,0.3=C '

M (3)

Từ (1), (2) và (3) ta có:2 2 3 2 2 3 2 2 3 Na S O Na S O Na S OC (1) C (2) C (3)

nên tốc phản ứng

tăng dần từ ống 1 đến ống 3 dẫn đến thời gian phản ứng giảm dần từ ống 1 đến ống 3.

4.2.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng

Kết quả

Sau 10 lần làm thí nghiệm số liệu thời gian mất màu được trình bày ở phụ lục

2.2.


Bảng 4.4. Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản

ứng

Lần Tốc độ phản ứng : v= 1/ t (s-1)

31oC 41oC 51oC 61oC 71oC

1 1,61.10-3 3,80.10-3 7,35.10-3 1,12.10-2 1,79.10-2

2 1,63.10-3 3,88.10-3 7,94.10-3 1,20.10-2 1,89.10-2

3 1,61.10- 3,77.10- 7,81.10- 1,30.10- 1,79.10-

4 1,61.10-3 3,92.10-3 7,46.10-3 1,15.10-2 1,69.10-2

5 1,58.10-3 3,69.10-3 7,81.10-3 1,27.10-2 1,69.10-2

6 1,62.10-3 3,77.10-3 7,87.10-3 1,32.10-2 1,72.10-2

7 1,61.10- 3,89.10- 8,06.10- 1,18.10- 1,79.10-

8 1,57.10-3 3,83.10-3 7,25.10-3 1,12.10-2 1,92.10-2

9 1,59.10-3 3,71.10-3 7,58.10-3 1,15.10-2 1,75.10-2

10 1,62.10- 3,75.10- 7,75.10- 1,23.10- 1,85.10- Trung bình 1,61.10-3 3,80.10-3 7,69.10-3 1,20.10-2 1,79.10-2







Vận tốc phản ứng ở 5 ống nghiệm theo thứ tự sau: 12345 vvvvv .

Đồ thị sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ

Hình 27. Đồ thị sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ


2KMnO4 + 5HOOCCOOH + 3H2SO4 2MnSO4 + K 2SO4 + 10CO2 + 8H2O

Ta có: v = k.[KMnO4]m.[C2H2O4]

n.[H2SO4]t

Từ biểu thức trên ta thấy tốc độ phản ứng tỉ lệ thuận với hằng số tốc độ phản

ứng k, nồng độ KMnO4, nồng độ C2H2O4 và nồng độ H2SO4.

Với thí nghiệm này thì nồng độ Na2S2O3, nồng độ C2H2O4 và nồng độ H2SO4

không đổi nhưng nhiệt độ thay đổi.

Theo Arrhenius: E /RTak A.e

Hay : aE

ln k ln A

RT

Trong đó: A là thừa số tần số.

Ea là năng lượng hoạt hóa của phản ứng.

R là hằng số khí lý tưởng.

T là nhiệt độ phản ứng.

Ta thấy T và lnk tỉ lệ thuận, khi T tăng thì lnk tăng (k tăng) hay tốc độ phản ứng

tăng. Khi tốc độ phản ứng tăng thì thời gian mất màu sẽ giảm nên thời gian mất màu

giảm dần từ ống 1 đến ống 5.







Ngoài ra, khi nhiệt độ tăng chuyển động nhiệt của các phân tử càng lớn nên khả

năng va chạm giữa các phân tử càng lớn làm cho hiệu suất phản ứng càng cao.

4.2.3. Ảnh hƣởng của chất xúc tác đồng thể đến tốc độ phản ứng

Kết quả Sau 10 lần làm thí nghiệm số liệu thời gian mất màu được trình bày ở phụ lục

2.3.


Bảng 4.5. Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của chất xúc tác đồng thể đến

tốc độ phản ứng

Lần Tốc độ phản ứng: v= 1/ t (s-1

)

Ống nghiệm không xúc tác Ống nghiệm có xúc tác

1 1,61.10-3 4,33.10-3

2 1,62.10- 4,42.10-

3 1,60.10-3 4,26.10-3

4 1,64.10-3 4,46.10-3

5 1,61.10

-3

4,41.10

-3

6 1,62.10- 4,27.10-

7 1,60.10-3 4,26.10-3

8 1,62.10-3 4,37.10-3

9 1,59.10-3 4,52.10-3

10 1,61.10- 4,24.10-

Trung bình 1,61.10-3 4,35.10-3

Vận tốc phản ứng ở 2 ống nghiệm theo thứ tự sau: 12 vv .

Phương trình phản ứng :

2KMnO4 + 5HOOCCOOH + 3H2SO4 2MnSO4 + K 2SO4 + 10CO2 + 8H2O

Trong điều kiện phản ứng: nhiệt độ không đổi, nồng độ của dung dịch KMnO4,

H2C2O4 và dung dịch H2SO4 không đổi, MnSO4 đóng vai trò là chất xúc tác.

Chất xúc tác có vai trò làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng hóa học.

Theo phương trình của ArrheniusE /RTa

k A.e

thì năng lượng hoạt hóa Ea tỉ lệ nghịch







với k do đó khi Ea giảm thì k tăng nên tốc độ phản ứng tăng dẫn đến thời gian phản

ứng giảm.

4.2.4. Ảnh hƣởng của chất xúc tác dị thể đến tốc độ phản ứng

Kết quả

Ống có xúc tác MnO2 que đốm bùng sáng mạnh hơn không có xúc tác.

Khi có xúc tác thì tốc độ phản ứng phân hủy nhanh nên lượng O2 thoát ra nhiều

và làm que đốm sáng hơn.

4.2.5. Ảnh hƣởng của diện tích bề mặt đến tốc độ phản ứng trong hệ dị thể

Kết quả

Sau 10 lần làm thí nghiệm số liệu thời gian thu 40 ml khí được trình bày ở phụ

lục 2.4.


Bảng 4.6. Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của diện tích bề mặt đến tốc

độ phản ứng trong hệ dị thể

Lần Tốc độ phản ứng: v= 1/ t (s-1)

Kẽm viên Kẽm bột 1 1,61.10- 3,85.10-

2 1,60.10-3 3,85.10-2

3 1,60.10-3 4,35.10-2

4 1,57.10-3 3,70.10-2

5 1,59.10- 3,70.10-

6 1,57.10-3 4,00.10-2

7 1,59.10-3 3,57.10-2

8 1,57.10- 3,85.10-

9 1,60.10-3 4,00.10-2

10 1,59.10-3 4,00.10-2

Trung Bình 1,59.10-3 3,89.10-2

Kẽm bột có diện tích tiêp xúc lớn hơn kẽm viên. Khi tăng tiết diện tiếp xúc thì

khả năng va chạm hiệu quả cao nên tốc độ phản ứng tăng, thời gian thoát khí rút ngắn .4.2.6. Trả lời câu hỏi







Câu 2.1. Chất xúc tác là chất làm tăng tốc độ phản ứng hóa học, sau phản ứng bản

chất hóa học cũng như lượng của nó không thay đổi.

Vai trò của chất xúc tác: Chất xúc tác chỉ có khả năng làm tăng tốc độ phản ứng

của những phản ứng có thể xảy ra được, nghĩa là ∆G < 0 nhưng vì năng lượng hoạthóa quá lớn và entropi hoạt hóa quá nhỏ mà xảy ra với tốc độ chậm.

Xúc tác đồng thể: là xúc tác cùng pha với hệ phản ứng

Xúc tác dị thể: là xúc tác khác pha với hệ phản ứng

Câu 2.2. Phương trình:

Na2S2O3 + H2SO4 Na2SO4 + S + SO2 + H2O

Phản ứng trên có thể thay HCl được

Na2S2O3 + 2HCl 2NaCl + S + SO2 + H2O

Câu 2.3. Vận tốc phản ứng là đo độ biến thiên nồng độ một chất trong một đơn vị thời

gian và nó phụ thuộc vào các yếu tố: nhiệt độ, nồng độ, chất xúc tác, áp suất (đối với

phản ứng pha khí), diện tích tiếp xúc (đối với phản ứng dị thể)

Hằng số tốc độ phản ứng chính là vận tốc phản ứng khi nồng độ các chất là đơn

vị nên k chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất phản ứng.

Ý nghĩa hằng số tốc độ phản ứng: Căn cứ vào thứ nguyên của hằng số tốc độ phản ứng có thể biết được bậc phản ứng.







4.3. Xác định hằng số cân bằng của phản ứng: 2Fe3+

+ 3I- 2Fe

2+ + I

-3

4.3.1. Chuẩn độ lại dung dịch FeCl3 ~ 0,03M

Kết quả

Bảng 4.7. Kết quả định phân dung dịch FeCl3 bằng dung dịch Na2S2O3 0,01M

Thể tích dung dịch Na2S2O3 (ml)

Lần 1 Lần 2 Lần 2 Trung bình

15 15 15 15


223 I+KCl2+FeCl2→KI2+FeCl2

NaI OS NaOS Na I 22 6423222

M03,05

01,0.15

5

010,0.V]FeCl[ 322 OS Na

3

4.3.2. Xác định [I3-] sau phản ứng

Kết quả

Sau 10 lần làm thí nghiệm kết quả định phân hợp (1+2) bằng dung dịch

Na2S2O3 0,01M được trình bày trong phụ lục 3.1

Số liệu trung bình thể tích dịch Na2S2O3 0,01M được trình bày trong bảng sau:

Bảng 4.8. Thể tích dung dịch Na2S2O3 0,01M dùng để định phân hỗn hợp (1+2)

Thí nghiệm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Trung

bình

Thể tích (ml) 9,3 9,2 9,3 9,3 9,3 9,2 9,2 9,3 9,3 9,3 9,3

Sau 10 lần làm thí nghiệm kết quả định phân hợp (3+4) bằng dung dịch

Na2S2O3 0,01M được trình bày trong phụ lục 3.2.Số liệu trung bình thể tích dịch Na2S2O3 0,01M được trình bày trong bảng sau:

Bảng 4.9. Thể tích dung dịch Na2S2O3 0,01M dùng để định phân hỗn hợp (3+4)

Thí nghiệm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Trung

bình

Thể tích (ml) 8,7 8,7 8,7 8,6 8,7 8,7 8,6 8,7 8,7 8,7 9,3

Phương trình phản ứng

323 IFe2I3Fe2

I3OSOS2I 2

64

2

323







*Hỗn hợ p( 1+2 ):

3

hh

OSOS

3 10.65,410.2

3,9.01,0

V.2

V.C]I[

232

232

M

*Hỗn hợ p( 3+4 ):

3

hh

OSOS

3 10.35,410.2

7,8.01,0

V.2

V.C]I[

232

232

M

4.3.3. Tính nồng độ các cấu tử khác và tính hằng số cân bằng

Kết quả

*Hỗn hợp ( 1+2 ):

o

Fe3C pha loãng = 015,05050

50.03,0

VV

V.C

o

I

o

Fe

o

Fe

o

Fe

3

33

M

o

IC pha loãng = 015,0

5050

50.03,0

VV

V.C

o

I

o

Fe

o

I

o

I

3

M

33

3

2 10.3,910.65,4.2]I.[2]Fe[ M

]Fe[ 3 = o

Fe3C pha loãng332 10.7,510.3,9015,0]Fe[ M

]I[ = o

IC pha loãng

33

3 10.05,110.65,4.3015,0]I.[3 M

Hằng số cân bằng:

7

3323

323

323

3

22

1 10.07,1)10.05,1.()10.7,5(

)10.65,4.()10.3,9(

]I.[]Fe[

]I.[]Fe[K

107,03

*Hỗn hợp ( 3+4 ):

o

Fe3C pha loãng = 0165,04555

55.03,0

VV

V.Co

I

o

Fe

o

Fe

o

Fe

3

33

M

o

IC pha loãng = 0135,0

4555

45.03,0

VV

V.Co

I

o

Fe

oI

oI

3

M

33

3

2 10.7,810.35,4.2]I.[2]Fe[ M

]Fe[ 3 = o

Fe3C pha loãng332

10.8,710.7,80165,0]Fe[ M

]I[ = o

IC pha loãng

43

3 10.5,410.35,4.30135,0]I.[3 M

Hằng số cân bằng:

7

3423

323

323

322

2 10.94,5)10.5,4.()10.8,7(

)10.35,4.()10.7,8(

]I.[]Fe[

]I.[]Fe[K

107,77







Hằng số cân bằng trung bình:

54,777,703,7

21 102

1010

2

K K K

Hằng số cân bằng tính theo lí thuyết :536,0Eo

I/I3

V

770,0Eo

Fe/Fe 23 V

Tính E phản ứng

234,0536,0770,0EEE o

I/I

o

Fe/Fe

o

323 V

Hằng số cân bằng

93,7059,0234,0.2

059,0E.n

101010K

o


Câu 3.1. Việc lấy 40 ml nước không nhất thiết phải chính xác. Vì việc xác định nồng

độ các chất cần lấy chính xác ở thể tích dung dịch định phân và thể tích đọc trên buret.

Câu 3.2. Dung dịch FeCl3 để lâu ngày có hiện tượng thủy phân, xuất hiện kết tủa.

O H Fe 2

3 H OH Fe 3)( 3

Câu 3.3. Quá trình chuẩn độ phải có chỉ thị hồ tinh bột. Vì ở gần điểm tương đươnglượng I2 rất nhỏ mắt thường không thể quan sát được nên dẫn đến sai số lớn.







4.4. Điều chế muối Mohr

4.4.1. Tính hiệu suất điều chế muối Mohr

Kết quả

Số mol sắt:

56

3 Fen (mol).

Số mol muối Mohr:

56

3nn FeOH6.SO) NH.(FeSO 24244

(mol).

Khối lượng muối Mohr tính theo lý thuyết:

21392.563m OH6.SO) NH.(FeSO 24244 (g)

Sau 10 lần làm thí nghiệm kết quả thực tế điều chế được trình bày vào bảng sau:

Bảng 4.10. Khối lượng muối Mohr điều chế được qua các lần làm thí nghiệm

Lần 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Trung

bình

Khối

lượng(g)

17,32 17,48 17,37 17,50 16,95 17,41 17,54 17,17 17,12 17,25 17,31

Hiệu suất điều chế muối Mohr:

43,82100.21

31,17100.

m

mH

lt

tt %

4.4.2. Xác định lại hàm lƣợng FeSO4 trong sản phẩm

4.4.2.1. Phần trăm khối lƣợng FeSO4 có trong muối Mohr theo lí thuyết

Phần trăm khối lượng FeSO4 có trong muối Mohr theo lí thuyết:

78,38100.392

152100.

M

Mm%

OH6.SO) NH.(FeSO

FeSO

FeSO

24244

4

4 %

4.4.2.2. Phần trăm khối lƣợng FeSO4 có trong muối Mohr điều chế đƣợc

Kết quả

Sau 10 lần làm thí nghiệm kết quả định phân dung dịch Fe2+ bằng dung dịch

KMnO4 0,01M được trình bày trong phụ lục 4.

Số liệu trung bình thể tích dịch KMnO4 0,01M được trình bày trong bảng sau:







Bảng 4.11. Thể tích dung dịch KMnO4 0,01M dùng để định phân dung dịch

Fe2+

Thí nghiệm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Trung

bìnhThể tích (ml) 9,6 9,5 9,5 9,5 9,6 9,5 9,4 9,6 9,6 9,5 9,5


OH8)SO(Fe5MnSO2SOK SOH8FeSO10KMnO2 23424424244

Nồng độ của FeSO4:

0475,010

5,9.01,0.5

V

V.C.5C

4

44

4

FeSO

KMnOKMnO

FeSO M

Số mol của FeSO4:

3

FeSO 10.75,41,0.0475,0n4

(mol)

Khối lượng của FeSO4 có trong 1,96 (g):

722,0152.10.75,4 3

4

FeSOm (g)

Phần trăm khối lượng FeSO4 có trong muối Mohr điều chế được:

%84,36100.96,1

722,0

100.M

M

m%OH6.SO) NH.(FeSO

FeSO

FeSO

24244

4

4

4.4.3. Thử tính chất muối Mohr

Thí nghiệm 1:

Hiện tƣợng

Xuất hiện kết tủa màu trắng xanh và bọt khí.

Giải thích

Thành phần trong muối Mohr gồm FeSO4 và (NH4)2SO4. Hai chất này phản ứngvới NaOH tạo ra khí NH3và kết tủa Fe(OH)2.


OH2SO Na2 NH2)OH(Fe NaOH4SO) NH(FeSO 242324244

Thí nghiệm 2:

Hiện tƣợng

Dung dịch trong ống nghiệm 2 chuyển từ màu tím sang không màu.

Giải thích

Dung dịch Fe2+ có tính khử, nó oxi hóa 2

4 MnO thành Mn2+ không màu.










Câu 4.1. Phương trình phản ứng:


Câu 4.2. Dung dịch FeSO4 rất dễ bị oxi hóa thành Fe2(SO4)3. Vì vậy để bảo quản dung

dịch FeSO4 người ta ngâm vào dung dịch đó một đinh sắt đã làm sạch để sắt khử muối

sắt(III) thành muối sắt(II): Fe + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4.







4.5. Điều chế muối kali iotua

4.5.1. Tính hiệu suất điều chế muối kali iotua

Kết quả

Số mol iot:

508

5

254

5,22

I n (mol).

Số mol muối KI:

254

5

508

5.2.2

2 I KI nn (mol).

Khối lượng muối KI tính theo lý thuyết:

27,3166.2545 KI m (g)


Bảng 4.12. Khối lượng muối kali iotua điều chế được qua các lần làm thí

nghiệm

Lần 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Trung

bình

Khốilượng

(g)

1,64 1,65 1,73 1,67 1,71 1,75 1,70 1,67 1,72 1,75 1,70

Hiệu suất điều chế muối KI:

99,51100.27,3

70,1100.

lt

tt

m

m H %

4.5.2. Xác định độ tinh khiết của sản phẩm

Sau 10 lần làm thí nghiệm kết quả định phân dung dịch KI bằng dung dịch

AgNO3 0,01M được trình bày trong phụ lục 5.

Số liệu trung bình thể tích dịch AgNO3 0,01M được trình bày trong bảng sau:

Bảng 4.13. Thể tích dung dịch AgNO3 0,01M dùng để định phân dung dịch KI

Thí nghiệm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Trung

bình

Thể tích (ml) 9,6 9,6 9,6 9,6 9,6 9,4 9,6 9,6 9,5 9,5 9,6








33 KNOAgIAgNOKI

Nồng độ của KI:

3

KI

AgNOAgNO

KI 10.6,910

6,9.01,0

V

V.CC 33 M

Số mol của KI:

43

KI 10.6,91,0.10.6,9n (mol)

Khối lượng của KI có trong 0,17 g:

159,0166.10.6,9m 4

KI

(g)

Độ tinh khiết của muối KI điều chế được:

53,93100.17,0

159,0ĐKI %

4.5.3. Thử tính chất sản phẩm

Thí nghiệm 1:

Hiện tƣợng

Dung dịch chuyển từ không màu sang vàng rất nhạt. Khi cho hồ tinh bột vào

dung dịch chuyển sang màu xanh tím. Giải thích

Dung dịch KI có tính khử. Khi cho KI tác dụng với chất oxi hóa là H2O2 nó bị

oxi hóa thành I2. I2 tác dụng với hồ tinh bột tạo nên dng dịch màu xanh tím.


KOH I O H KI 22 222

Thí nghiệm 2:

Hiện tƣợng


dung dịch chuyển sang màu xanh tím.

Giải thích

Dung dịch KI có tính khử. Khi cho KI tác dụng với chất oxi hóa là MnO2 nó bị


Phương trình phản ứng: O H MnSO KHSO I SO H MnO KI 2442422 2232







Thí nghiệm 3:

Hiện tƣợng


dung dịch chuyển sang màu xanh tím. Giải thích

Dung dịch KI có tính khử. Khi cho KI tác dụng với chất oxi hóa là FeCl3 nó bị



223 IKCl2FeCl2KI2FeCl2


Câu 5.1. Các phương trình xảy ra trong quá trình thí nghiệm

Phương trình điều chế

3Fe + 4I2 Fe3I8

Fe3I8 + 4K 2CO3 Fe3O4 + 8KI + 4CO2

Phương trình định phân

33 KNOAgIAgNOKI

342342 KNO2CrOAgAgNO2CrOK

Phương trình thử ion Fe2+, Fe3+:

K 6])CN(Fe[Fe])CN(Fe[K 2Fe3 26363

2

K 12])CN(Fe[Fe])CN(Fe[K 3Fe4 36464

3

Phương trình thử tính chất sản phẩm

KOH2IOHKI2 222

OH2MnSOKHSO2ISOH3MnOKI2 2442422

223 IKCl2FeCl2KI2FeCl2

Câu 5.2. Tính chất hóa học đặc trưng của KI

KI có tính khử, nó bị oxi hóa thành I2 tự do khi tác dụng với các chất oxi hóa mạnh:

KCl2IClKI2 22

OH4SHSOK 4I4SOH5KI8 2242242

Cũng giống như các muối iotua khác KI tạo muối triiotua I3

-

khi xử lý với I2:32 KI I KI







4.6. Điều chế aspirin

4.6.1. Tính hiệu suất điều chế aspirin

Kết quả

Phương trình phản ứng:COOH

OH

(CH3CO)2O

COOH

OCOCH3

CH3COOHH

Số mol của axit salixylic:

018,0138

5,2

n 367 OHC (mol)

Số mol của anhiđrit axetic:

037,0102

08,1.5,3n

364 OHC (mol)

Số mol của axit salixylic cũng chính là số mol của aspirin.

Khối lượng aspirin theo lí thuyết:

24,3180.018,0maspirin (g)


Bảng 4.14. Khối lượng aspirin điều chế được qua các lần làm thí nghiệm

Lần 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Trung

bình

Khối

lượng

(g)

2,12 2,06 2,09 2,15 2,10 2,18 2,23 2,13 2,09 2,16 2,13

Hiệu suất điều chế aspirin:

%74,65100.24,3

13,2100.

lt

tt

m

m H

4.6.2. Xác định nhiệt độ nóng chảy của aspirin

Theo lí thuyết: Aspirin có điểm nóng chảy ở 132 135C

Sau 10 lần đo nhiệt độ nóng chảy kết quả được trình bày vào bảng sau:







Bảng 4.15. Nhiệt độ nóng chảy của aspirin đo được qua các lần làm thí nghiệm

Lần 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Trung

bình

Nhiệtđộ (C)

132,4 133,2 133,5 132,8 132,5 132,7 133,8 132,5 133,2 133,7 133,1


Câu 6.1. Cần phải làm khô bình cầu khi thực hiện phản ứng giữa axit salixylic và

anhiđrit axetic vì anhiđrit axetic phản ứng với nước tạo axit axetic, axit axetic không

phản ứng với axit salixylic tạo aspirin. Do đó, hiệu suất phản ứng điều chế aspirin sẽ

thấp.

Câu 6.2. Cơ chế phản ứng tổng hợp as pirin từ axit salixylic và anhiđrit axetic

CH3 C

O

O C

O

CH3 H CH3 C

OH

O C

O

CH3

COOH

OH

O

H

COOH

C

O

CH3

O C

O

CH3O

COOH

C O

CH3

OH

C

O

CH3

H

COOH

O C O

CH3

O

C

OHH

O CH3

COOH

O C

CH3

O

Câu 6.3. Rửa sản phẩm đến khi dịch lọc không cho phản ứng với dung dịch FeCl3 để

loại hết axit salixylic có thể còn lẫn trong sản phẩm aspirin.







4.7. Điều chế axit benzoic

4.7.1. Tính hiệu suất điều chế axit benzoic

Kết quả

Phương trình phản ứng:C6H5CH3 + 2KMnO4

ot C6H5COOK + 2MnO2 + KOH + H2O

C6H5COOK + HCl C6H5COOH + KCl

Số mol của toluen:

0187,092

2.86,0n

87HC (mol)

Số mol của KMnO4:

0127,0158

2n

4KMnO (mol)

Số mol của KMnO4 cũng chính là số mol của axit benzoic.

Khối lượng axit benzoic theo lí thuyết:

55,1122.0127,0maxit (g)


Bảng 3.16. Khối lượng axit benzoic điều chế được qua các lần làm thí nghiệm

Lần 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Trung

bình

Khối

lượng

(g)

0,90 0,96 0,95 0,98 1,01 0,96 1,00 0,92 0,97 1,02 0,97

Hiệu suất điều chế axit benzoic:

%58,62100.55,197,0100.

lt

tt

mm H

4.7.2. Xác định nhiệt độ nóng chảy của axit benzoic

Theo lí thuyết: Axit benzoic có điểm nóng chảy ở 122C

Sau 10 lần đo nhiệt độ nóng chảy kết quả được trình bày vào bảng sau:







Bảng 3.17. Nhiệt độ nóng chảy của axit benzoic đo được qua các lần làm thí

nghiệm

Lần 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Trung

bình Nhiệt

độ (C)122,1 122,4 122,4 122,5 122,3 122,5 122,3 122,2 122,4 122,6 122,4


Câu 7.1. Đá bọt có tác dụng phân tán nhiệt làm cho hỗn hợp sôi đều.

Câu 7.2. MnO2 tạo thành sau phản ứng thường hấp thụ một lượng lớn sản phẩm do đó

ta phải rửa MnO2 rắn lại bằng nước nóng. Việc sử dụng nước nóng thay cho nước lạnh

vì khả năng hòa tan trong nước nóng của hợp chất hữu cơ lớn hơn, thu lại được sản

phẩm nhiều hơn.







PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Trong quá trình thực hiện đề tài, thông qua việc tìm hiểu, nghiên cứu lý thuyết

kết hợp với các phương pháp thực nghiệm, kết quả ban đầu đã đạt được những yêu cầu

mà đề tài đặt ra. Đề tài “ Xây dựng và hoàn thiện một số bài thí nghiệm Olympic Hóahọc” đã tiến hành xây dựng thành công 7 bài thí nghiệm. Các kết quả thực nghiệm

tương đối phù hợp với lý thuyết, cùng với những câu hỏi thảo luận nhằm giúp sinh

viên củng cố, nâng cao và mở rộng vốn kiến thức của mình. Hy vọng đề tài sẽ là một

trong các tài liệu tham khảo bổ ích để phục vụ cho việc học tập và nghiên cứu của các

sinh viên chuẩn bị thi Olympic.

Đề tài được thực hiện trong thời gian tương đối ngắn, nên tôi chỉ tiến hành xây

dựng một số bài thí nghiệm nằm trong giới hạn cho phép về thời gian và phương tiện.

Trong tương lai, nếu có điều kiện tôi sẽ thực hiện thêm các bài thí nghiệm khác để góp

phần bổ sung vào nguồn tài liệu cho các sinh viên chuẩn bị thi Olympic.

Dù đã cố gắng để thực hiện tốt và hoàn chỉnh “ Xây dựng và hoàn thiện một số

bài thí nghiệm Olympic Hóa học”, nhưng do hạn chế về mặt thời gian nên đề tài

không thể tránh khỏi những thiếu sót về mặt nội dung và hình thức. Hy vọng sẽ nhận

được những ý kiến đóng góp từ phía Thầy Cô và các bạn để đề tài được hoàn thiệnhơn.







TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Tr ịnh Ngọc Châu – Giáo trình th ực hành hóa vô cơ – Nhà xuất bản Đại

học Quốc gia Hà Nội, 2001.

[2].

Vũ Đăng Độ – Cơ sở lí thuy ế t các quá trình hóa h ọc – Nhà xuất bản Giáodục, 1994.

[3]. Lê Thị Hải, Hồ Bích Ngọc – Giáo trình thực hành hoá vô cơ – Đại Học

Đà Lạt, 2000.

[4]. Tr ần Ngọc Mai, Hoàng Nhâm, Nguyễn Đức Thạch, Nguyễn Đình Xoa, Lê

Chí Kiên – Hóa ch ấ t tinh khi ế t – Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật Hà Nội, 1976.

[5]. La Đồng Minh, Trần Sơn – Giáo trình Nhiệt động hóa học – Đại học Cần

Thơ , 1997.

[6]. Nguyễn Hữu Phú – Hóa lý vàhóa keo – Nhà xuất bản Khoa học và kỹ

thuật, 2009.

[7]. Phạm Văn Tất, Nguyễn Quốc Tuấn – Giáo trình thực hành hoá hữu cơ –

Đại Học Đà Lạt, 2009.

[8]. Thái Doãn Tĩnh – Cơ sở hoá học hữu cơ – Tập 1,2 – Nhà xuất bản Khoa

Học và Kỹ Thuật, 2002. [9]. Ngô Thị Thuận – Thực tập hoá hữu cơ – Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia

Hà Nội, 2001.

[10]. Nguyễn Lê Tuấn, Hoàng Nữ Thuỳ Liên, Nguyễn Thị Việt Nga – Giáo

trình thực hành hoá hữu cơ – Đại Học Quy Nhơn, 2009.

[11]. Nhóm tác giả khoa Công nghệ Môi trườ ng – Giáo trình thí nghi ệm hóa

h ọc đại cương – Đại học Lạc Hồng 2008.

[12].

Bùi Thị Kim Hoàng – Lu ận văn Video Th ự c t ập hóa cơ sở – Đại học Cần

Thơ , 2013.

[13]. Ngô Khắc Không Minh – Lu ận văn Điều ch ế mu ố i Mohr – Đại học Cần

Thơ , 2009.

[14]. Đỗ Tiến Sĩ – Lu ận văn Xây d ự ng m ột s ố bài th ự c hành Hoá h ữu cơ đại

cương theo chương trình tín chỉ – Đại học Cần Thơ , 2013.






SVTH: Nguyễn Minh Đức

PHỤ LỤC

SỐ LIỆU MỘT SỐ LẦN LÀM THÍ NGHIỆM

Phụ lục 1. Số liệu bài xác định đƣơng lƣợng gam magie

Phụ lục 1.1. Số liệu ở 32 C thí nghiệm bài xác định đƣơng lƣợng của magie

STT Các đại lƣợng thực nghiệm Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5

1 Khối lượng magie kim loại, m (g) 0,020 0,022 0,022 0,025 0,024

2 Áp suất khí quyển, P (mmHg) 760 760 760 760 760

3 Nhiệt độ phòng, T (oC ) 32 32 32 32 32

4 Áp suất hơi nước bão hòa (mmHg) 35,7 35,7 35,7 35,7 37,7

5 Áp suất hiđro (mmHg) 724,3 724,3 724,3 724,3 724,36 Mức nước trên buret trước phản ứng,

V1 (ml)50 49,8 49,5 50 49,7

7 Mức nước trên buret sau phản ứng, V2

(ml)28,8 26,5 26,3 23,5 24,4

8 Thể tích hiđro ở điều kiện thí nghiệm,

V (ml)21,2 23,3 23,2 26,5 25,3

Phụ lục 1.2. Số liệu ở 31 C thí nghiệm bài xác định đƣơng lƣợng của magie

STT Các đại lƣợng thực nghiệm Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5

1 Khối lượng magie kim loại, m (g) 0,021 0,020 0,023 0,023 0,021

2 Áp suất khí quyển, P (mmHg) 760 760 760 760 760

3 Nhiệt độ phòng, T (oC ) 31 31 31 31 31

4 Áp suất hơi nước bão hòa (mmHg) 33,7 33,7 33,7 33,7 33,7

5 Áp suất hiđro (mmHg) 726,3 726,3 726,3 726,3 726,36 Mức nước trên buret trước phản ứng,

V1 (ml)49,2 49,5 50 50 49,6

7 Mức nước trên buret sau phản ứng, V2

(ml)27,1 26,5 25,8 25,7 27,6

8 Thể tích hiđro ở điều kiện thí nghiệm,

V (ml)22,1 21,1 24,2 24,3 22,0







Phụ lục 2. Số liệu bài các yếu tố ảnh hƣởng đến tốc độ phản ứng và cân bằng hóa

học

Phụ lục 2.1. Ảnh hƣởng của nồng độ chất phản ứng đến tốc độ phản ứng

Lần Thời gian kết tủa: t (s)

Ống nghiệm 1 Ống nghiệm 2 Ống nghiệm 3

1 29,76 15,07 9,86

2 30,83 14,89 10,05

3 29,50 14,63 9,68

4 29,75 15,32 9,79

5 31,25 15,53 10,176 31,08 14,74 10,47

7 30,86 14,85 10,35

8 30,10 15,20 9,98

9 29,97 14,82 9,92

10 29,92 14,95 10,23

Trung Bình 30,41 14,98 10,05

Phụ lục 2.2. Số liệu ảnh hƣởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng

LầnThời gian mất màu: t (s)

31oC 41oC 51oC 61oC 71oC

1 620 263 136 89 56

2 615 258 126 83 53

3 623 265 128 77 56

4 620 255 134 87 59

5 631 271 128 79 59

6 616 265 127 76 58

7 621 257 124 85 56

8 635 261 138 89 52

9 627 269 132 87 57

10 618 267 129 81 54Trung bình 623 260 129 83 56







Phụ lục 2.3. Số liệu ảnh hƣởng của chất xúc tác đồng thể đến tốc độ phản ứng

Lần Thời gian mất màu: t (s)

Ống nghiệm không xúc tác Ống nghiệm có xúc tác

1 620 231

2 617 226

3 624 235

4 609 224

5 623 227

6 618 234

7 626 2358 618 229

9 627 221

10 621 236

Trung Bình 620 230

Phụ lục 2.4. Số liệu ảnh hƣởng của diện tích bề mặt đến tốc độ phản ứng

Lần Thời gian thu 40 ml khí: t (s)Kẽm viên Kẽm bột

1 621 26

2 626 26

3 626 23

4 635 27

5 630 27

6 638 25

7 629 28

8 637 26

9 624 25

10 628 25

Trung Bình 629 266







Phụ lục 3. Số liệu bài xác định hằng số cân bằng của phản ứng:

3

23IFe2I3Fe2

Phụ lục 3.1. Thể tích dung dịch Na2S2O3 0,01M dùng để định phân hỗn hợp (1+2)

qua các lần làm thí nghiệm

Thí

nghiệm


Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Lần 6

1 9,0 9,2 9,3 9,3 -- --

2 8,9 9,1 9,2 9,2 -- --

3 8,9 9,1 9,3 9,3 -- --

49,0 9,1 9,3 9,3 -- --

5 8,8 9,1 9,3 9,3 -- --

6 8,9 9,1 9,2 9,2 -- --

7 8,8 9,0 9,2 9,2 -- --

8 8,9 9,2 9,3 9,3 -- --

9 9,0 9,2 9,3 9,3 -- --

10 8,9 9,2 9,3 9,3 -- --

Phụ lục 3.2. Thể tích dung dịch Na2S2O3 0,01M dùng để định phân hỗn hợp (3+4)


Thí

nghiệm


Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Lần 6

1 8,5 8,6 8,7 8,7 -- --

2 8,4 8,6 8,7 8,7 -- --

3 8,4 8,5 8,7 8,7 -- --

4 8,3 8,5 8,6 8,6 -- --

5 8,5 8,6 8,7 8,7 -- --

6 8,4 8,6 8,7 8,7 -- --

7 8,4 8,5 8,6 8,6 -- --

8 8,4 8,6 8,7 8,7 -- --

9 8,4 8,5 8,7 8,7 -- --

10 8,4 8,5 8,7 8,7 -- --







Phụ lục 4. Thể tích dung dịch KMnO4 0,01M dùng để định phân dung dịch Fe2+


Thí

nghiệm

Thể tích dung dịch KMnO4 (ml)

Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình1 9,6 9,6 9,6 9,6

2 9,5 9,5 9,6 9,5

3 9,5 9,5 9,5 9,5

4 9,5 9,5 9,5 9,5

5 9,6 9,6 9,6 9,6

6 9,6 9,5 9,5 9,5

7 9,4 9,4 9,4 9,4

8 9,6 9,6 9,6 9,6

9 9,6 9,6 9,6 9,6

10 9,5 9,5 9,5 9,5






Phụ lục 5. Thể tích dung dịch AgNO3 0,01M dùng để định phân dung dịch KI qua

các lần làm thí nghiệm

Thí

nghiệm

Thể tích dung dịch AgNO3 (ml)

Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình1 9,6 9,6 9,6 9,6

2 9,6 9,5 9,6 9,6

3 9,6 9,6 9,6 9,6

4 9,6 9,6 9,6 9,6

5 9,5 9,6 9,6 9,6

6 9,4 9,4 9,4 9,4

7 9,6 9,6 9,6 9,6

8 9,6 9,6 9,6 9,6

9 9,6 9,5 9,5 9,5

10 9,5 9,5 9,5 9,5


Documents

Xây dựng và hoàn thiện một số bài thí nghiệm Olympic Hóa học