Giáo trình thực hành Hóa cơ sơ - Bài 8: Vận tốc phản ứng

độ của chúng trong dung dịch cho đến khi đạt trạng thái bão hòa. Như vậy dư ïa vào qui luật trên ngư ời ta có thể điều khiển đư ợc quá trình hòa tan hay kết tủa của các chất điện ly ít tan như sau : muốn hòa tan một kết tủa phải thêm vào kết tủa đó các chất có tác dụng làm giảm nồng độ của các ion do kết tủa phân ly ra. thư ờng thì các chất này tạo phư ùc bền với ion của kết tủa hoặc là tạo thành acid mạnh. 3. Thí dụ: Để hòa tan AgCl có thể dùng NH3 hay Na2S2O3 vì như õng chất này tạo phư ùc bền với Ag+ AgCl Ag+ + Cl- Khoa Hóa Giáo trình thực hành Hóa đại cương 44 Ag+ + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ Muốn hòa tan CaCO3 ta thêm HCl CaCO3 Ca+ + CO32- CO32- + 2H+ H2CO3 H2O + CO2 Muốn kết tủa một chất, phải thêm vào dung dịch một chất có chư ùa ion đồng loại với kết tủa còn gọi ion chung để làm tăng nồng độ của ion kết tủa trong dung dịch. Chẳng hạn, dung dịch bão hòa của CaSO4 có T=[Ca2+] [ SO4] = 10-5. Nếu thêm CaCl2 0,01M hay Na2SO4 0,01M vào dung dịch trên thì tích số ion của dung dịch sẽ lớn hơn tích số tan do đó tinh thể CaSO4 sẽ tách ra khỏi dung dịch. III. DỤNG CỤ - HÓA CHẤT - Cốc 100ml - Máy li tâm - Pipet 10 ml khắc vạch - Đèn cồn - Ống nghiệm - Bình nón 50ml - CH3COONa 4N - NaCl 0,5N - AgNO3 0,1N - KI 0,5N - HNO3 đậm đặc và 2N - NH4OH đậm đặc - CaCl2 0,2N và 0,0002N - Na2SO4 0,2N và 0,0002N IV. THỰC HÀNH 1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của ion đồng loại và các chất khác đến độ tan. Dùng pipet lấy10 ml dung dịch CH3COONa 4N và 10 ml AgNO3 0,1N cho vào Becher. Khi phản ư ùng xảy ra hoàn toàn, đem li tâm toàn bộ dung dịch và kết tủa trong máy li tâm, gạn bỏ phần nư ớc phía trên. Sau đó cho khoảng 10 ml nư ớc cất vào ống nghiệm đang chư ùa kết tủa, lắc nhẹ một lúc, tiếp tục li tâm cho tủa lắng hết xuống đáy ống nghiệm ta sẽ thu đư ợc dung dịch CH3COOAg bão hòa bên trên. Chia lư ợng dung dịch này làm 3 phần bằng nhau, cho vào 3 ống nghiệm. - Ống 1: Thêm tư ø tư ø tư øng giọt dung dịch CH3COONa 4N vào (khoảng 2ml). - Ống 2: Thêm khoảng 2ml dung dịch HNO3 đậm đặc, sau đó đun nóng, ghi nhận mùi thoát ra - Ống 3: Thêm vào vài giọt dung dịch NH4OH đậm đặc Quan sát và giải thích hiện tư ợng trong tư øng ống nghiệm. 2. Thí nghiệm 2: Xác định điều kiện để hình thành kết tủa Cho vào ống nghiệm thư ù nhất 2 ml dung dịch CaCl2 0,0002 N và 2ml dung dịch Na2SO4 0,0002 N lắc đều và đun nhẹ. Cho vào ống nghiệm thư ù hai 2ml dung dịch CaCl2 0,2N và 2 ml dung dịch Na2SO4 0,2N lắc đều đun nhẹ. Quan sát hiện tư ợng xảy ra trong hai ống nghiệm. Giải thích và viết phư ơng trình phản ư ùng ? Biết TCaSO4 = 10-5 Khoa Hóa Giáo trình thực hành Hóa đại cương 45 3. Thí nghiệm 3: So sánh khả năng tạo kết tủa của các ion trong cùng một dung dịch. Dùng pipet lấy1 ml dung dịch NaCl 0.5N, và1 ml dung dịch KI 0.5N, và 2.5 ml nư ớc cất và 0.5 ml dung dịch HNO3 2N cho vào ống nghiệm. Sau đó thêm vào ống nghiệm 2ml dung dịch AgNO3 0.1N, lắc đều cho đến khi kết tủa không tạo thêm, nhận xét màu dung dịch và chuyển toàn bộ dung dịch vào ống ly tâm để ly tâm tách kết tủa. Gạn phần nư ớc bên trên vào ống nghiệm thư ù hai (phần kết tủa đư ợc giư õ lại ở ống nghiệm đầu để so sánh) , cho tiếp vào ống nghiệm thư ù hai này 2ml dung dịch AgNO3 0.1 N, lắc nhẹ cho đến khi có kết tủa xuất hiện, cho toàn bộ vào ống li tâm để tách kết tủa. Tiếp tục gạn phần nư ớc bên trên sang ống nghiệm thư ù 3 và tiến hành tư ơng tư ï như ống thư ù 2 cho đến khi nào kết tủa không tạo thành nư õa. Ghi số lần ly tâm và so sánh kết tủa của các lần ly tâm về màu sắc kết tủa và lư ợng kết tủa. Giải thích. Biết tích số tan của các chất : TAgCl = 1,8.10-10 , TAgI = 1,1.10-16 V. CÂU HỎI 1. Bản chất của tích số tan? Như õng yếu tố nào ảnh hư ởng đến tích số tan? 2. Trình bày qui luật của tích số tan. Ư Ùng dụng của qui luật này trong sư ï hòa tan và tạo thành kết tủa của các chất điện ly ít tan ? 3. Nồng độ dung dịch ảnh hư ởng như thế nào đến sư ï hòa tan, kết tủa. 4. Ở thí nghiệm 1 nếu trong dung dịch CH3COOAg có lẫn ion Clorua thì có ảnh huởng gì đến khả năng tạo tủa của dung dịch? Khoa Hóa Giáo trình thực hành Hóa đại cương 46 BÀI 13: CHUẨN ĐỘ THEO PHƯƠNG PHÁP OXI HÓA KHỬ I. MỤC ĐÍCH Giúp sinh viên làm quen với phư ơng pháp xác định nồng độ của một chất bằng phư ơng pháp oxy hoá khư û. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chuẩn độ bằng phư ơng pháp oxy hóa - khư û dư ïa trên khả năng thay đổi màu sắc của một chất oxy hoá hoặc chất khư û khi nó tham gia phản ư ùng với một chất khư û hoặc chất oxy hóa khác, để chuẩn độ chất khư û ngư ời ta dùng các chất oxi hóa và ngư ợc lại. Chuẩn độ chất khử bằng permanganat Ion permanganat trong môi trư ờng acid mạnh có thể oxi hóa đư ợc nhiều chất, bản thân nó bị khư û đến ion mangan (II) Mn2+ O4HMn5e8HMnO 2 2 4   Vì permanganat có thế khư û cao nên ngư ời ta có thể sư û dụng nó để chuẩn độ hầu như tất cả các chất có khả năng bị oxi hóa III. DỤNG CỤ - HÓA CHẤT - Buret - Erler 250ml - Pipet 10ml - Ống đong 100ml - Bình định mư ùc 250ml - H2C2O4 0,01N - KMnO4 - H2C2O4 0,05N - H2SO4 6N IV. THỰC HÀNH 1. Thí nghiệm 1: Xác dịnh nồng độ của dung dịch chuẩn KMnO4 bằng dung dịch chuẩn acid oxalic . - Cân 0.158 g KMnO4 rắn (với độ chính xác 0.01g) cho vào becher 100 ml với một ít nư ớc, khuấy tan rồi cho vào bình định mư ùc 100 ml (tráng becher bằng nư ớc để lôi kéo hết KMnO4 vào bình). Cho thêm nư ớc cất vào bình đến vạch định mư ùc, đậy nút, dốc ngư ợc xuôi nhiều lần để trộn đều dung dịch. - Dùng dung dịch thu đư ợc tráng đều Buret sau đó cho dung dịch này vào buret. - Dùng pipep định mư ùc hút chính xác 10 ml dung dịch H2C2O4 0.05 N, cho vào erlen 250ml, cho thêm vào dung dịch khoảng 10ml H2SO4 6N và 50ml nư ớc cất. Đun erlen trên bếp cách thủy cho đến khi dung dịch gần sôi (có bọt khí đọng quanh thành erlen), vư øa nhỏ dung dịch KMnO4 trong Buret vào erlen, vư øa lắc đều erlen cho đến khi dung dịch trong erlen xuất hiện màu hồng nhạt bền thì ngư øng. Đọc thể tích dung dịch KMnO4 đã dùng trên buret. - Thí nghiệm đư ợc thư ïc hiện 3 lần, lấy kết quả trung bình. Khoa Hóa Giáo trình thực hành Hóa đại cương 47 2. Thí nghiệm 2: Xác định nồng độ dung dịch Fe+2 bằng dung dịch chuẩn KMnO4. Dùng pipet lấy chính xác 10ml dung dịch FeSO4 chư a biết nồng độ cho vào erlen, cho thêm vào dung dịch 2 ml H2SO4 20% và 50ml nư ớc cất, đun nóng erlen trên bếp cách thủy cho đến khi dung dịch gần sôi. Cho dung dịch KMnO4 0,05 N vào Buret và tiến hành chuẩn độ giống như thí nghiệm 1. Xác định thể tích dung dịch KMnO4 đã dùng. V. KẾT QUẢ Xác định nồng độ của dung dịch KMnO4 A NBB NA V .CVC  VA : thể tích KMnO4 đã dùng, ml. VB : Thể tích dung dịch H2C2O4 0.05N, ml. C NB : Nồng độ đư ơng lư ợng dung dịch H2C2O4, N C NA : Nồng độ đư ơng lư ợng dung dịch KMnO4, N Nồng độdung dịch FeSO4 đư ợc tính theo công thư ùc A NBB NA V .CV C  VA : Thể tích KMnO4 đã dùng, ml. VB : Thể tích dung dịch FeSO4, ml. C NA : Nồng độ đư ơng lư ợng dung dịch KMnO4, N C NB : Nồng độ đư ơng lư ợng dung dịch FeSO4, N V. CÂU HỎI 1. Thế nào là một phản ư ùng oxi hóa-khư û ? 2. Trong phản ư ùng oxy hóa khư û, hãy so sánh thế khư û của các cặp oxy hóa khư û với nhau? Khoa Hóa Giáo trình thực hành Hóa đại cương 48 BÀI 14: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT (III) TRONG DUNG THEO PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG I. MỤC ĐÍCH Dùng phư ơng pháp xác định khối lư ợng để xác định hàm lư ợng Fe+3 trong dung dịch. II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Phản ư ùng tạo tủa: Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3 37,510T 3Fe(OH)  Ở nhiệt độ 8000C Fe(OH)3 bị nhiệt phân tạo Fe2O3 : Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3 H2O Tủa Fe(OH)3 dạng vô định hình, có màu nâu rỉ, đư ợc tạo trong môi trư ờng có pH  3. Nếu trong mẫu có lẫn Al3+, tạo tủa ở pH  1. Do đó cần tạo tủa trong điều kiện thích hợp : dung dịch nóng, đậm đặc, thêm nhanh chất tạo tủa, thêm ngay dung dịch chất điện ly để giảm hấp phụ. Lọc sau khi kết tủa 510 phút. Tủa đư ợc lọc bằng phễu thủy tinh và giấy lọc định lư ơng băng đỏ (loại không tro, mỏng). Sau khi rư ûa, tủa đư ợc nung ở 8000C để chuyển sang dạng cân. Lư ợng mẫu cho một lần tạo tủa đư ợc dùng ư ùng với lư ợng cân khoảng 0,10,2 g. III. DỤNG CỤ - HÓA CHẤT - Giấy lọc - Chén nung - Becher 100ml - Ống đong - Bếp điện - Đũa thủy tinh - Lò nung - NH4OH đđ - NH4NO3 1% - AgNO3 1% - FeCl3 1N IV. THỰC HÀNH Hút 2ml FeCl3 1N cho vào becher 100ml, rồi thêm vào 20ml nư ớc để pha loãng. Đun gần sôi dung dịch, thêm tư øng giọt dung dịch NH4OH đậm đặc, khuấy đều đến dung dịch có mùi rõ và trong dung dịch có tủa màu nâu rỉ (nếu dung dịch mẫu có lẫn Al3+, cần tạo tủa ở môi trư ờng pH  11). Thêm ngay 50 ml dung dịch NH4NO3 nóng làm đông tụ tủa và làm giảm hấp thụ. Lọc dung dịch qua giấy lọc mỏng, không tro (giấy băng đỏ) và rư ûa tủa thu đư ợc bằng dung dịch NH4NO3 nóng. Cho kết tủa vào chén sành và nung ở 8000C đến khối lư ơng không đổi qua 3 lần cân. Xác định khối lư ợng tủa thu đư ợc. Chú ý than hóa giấy lọc trư ớc khi cho vào lò nung. Khoa Hóa Giáo trình thực hành Hóa đại cương 49 V. KẾT QUẢ Tính nồng độ mol của Fe3+ trong mẫu dung dịch hoặc hàm lư ợng phần trăm khối lư ợng của Fe dạng Fe2O3 trong mẫu rắn. VI. CÂU HỎI 1. Tại sao khi có lẫn Al thì phải tạo kết tủa ởpH  11? 2. Tại sao phải rư ûa tủa bằng dung dịch NH4NO3 nóng? Khoa Hóa Giáo trình thực hành Hóa đại cương 50 PHỤ LỤC: BẢNG NHIỆT HÒA TAN TÍCH PHÂN (HM) CỦA MỘT SỐ MUỐI TRONG NƯỚC Ở 250C, KJ/MOL N0 M, MOL/KG H2O KCl KBr KI NH4NO3 NH4Cl 1 1/ 17,23 20,04 20,50 25,77 14,73 2 0,01 17,39 20,17 20,67 25,77 14,85 3 0,02 17,44 20,25 20,71 25,79 14,94 4 0,05 17,51 20,29 20,73 25,82 15,02 5 0,1 17,55 20,33 20,71 25,75 15,10 6 0,2 17,57 20,29 20,67 25,56 15,19 7 0,3 17,55 20,25 20,59 25,38 15,23 8 0,4 17,50 20,15 20,42 25,21 17,27 9 0,5 17,43 20,04 20,59 25,06 15,27 10 1,0 17,28 19,54 20,42 24,31 15,31 11 2,0 16,72 18,68 20,29 23,05 15,27 12 3,0 16,17 17,99 19,73 21,97 15,23 13 4,0 15,75 17,36 18,62 21,17 15,19 14 5,0 -- 16,82 17,66 20,46 15,15 15 6,0 15,45 16,49 16,82 19,92 15,10 16 7,0 16,09 19,41 15,02 17 8,0 15,47 18,95 18 9,0 14,92 18,54 19 10,0 14,46 18,16 20 12,0 17,45 21 15,0 16,84 22 18,0 16,61 23 Bão hòa 14,07 15,02