B Ộ G I Á O D Ụ C V À Đ À O T Ạ O

D ư Á N Đ À O T Ạ O G I Ả O V I Ê N T H C S L O A N N o 1 7 1 8 - V I E ( S F )

H À T H I N G Ọ C L O A N

H o a h ọ c đ ạ i c ư ơ n g 3

T H Ự C H À N H

T R O N G P H Ò N G

T H Í N G H I Ê M

í

m ị ty

N H À X U Ấ T B Á N Đ A I H Ó C S Ư P H À M

H À T H Ị N G Ọ C L O A N

H o a h o e đ a i c ư ơ n g 3

T H Ự C H À N H T R O N G

P H Ò N G T H Í N G H I Ệ M m

(Giáo t r ì n h Cao đ ă n g Sư p h ạ m )

DẠI HỌC T H Ả ! N G U Y Ễ N

T R Ì Ì N G Ĩ Ẳ M Ọ C Ũ Ẹ U

N H À X U Ấ T B Ả N Đ Ạ I H Ọ C S Ư P H Ạ M

Mã số: 01.01.255/681 - ĐH 2007

M Ụ C L Ụ C

Trang

L ờ i n ó i đ ầ u 5

Bài m ở đ ầ u 7

Bài 1. Một số dụng cụ thí nghiệm và những thao tác thực h à n h cơ bản 12

Bài 2. Cân và phướng pháp cân 43

Bài 3. Xác định khối lượng p h â n tử khí oxi 52

Bài 4. Xác định khối lượng phân tử khí cacbonic 58

Bài 5. Xác định khối lượng p h â n tử của ete theo phương pháp Maye ổ i

Bà i 6. Xác định khối lượng nguyên tử của kẽm 65

Bài 7. Xác định đương lượng của magie 71

Bài 8. Pha dung dịch và chuẩn độ 77

Bà i 9. Xác định nhiệ t của phản ứng hoa học, nhiệt hoa tan của muối 87

Bài 10. Xác định nh iệ t h iđ ra t hoa của amoni clorua 97

Bài l i . Xác đ ịnh áp suất hơi bao hoa và nhiệt bay hơi của nước 104

Bài 12. Độ tan của các chất 109

Bài 13. Xác đ ịnh b iến th iên t h ế đẳng áp, đẳng nhiệt, entanpi, entropi 118 của phản ứng hoa tan borac trong nưốc

B à i 14. Cân bằng hoa học và sự chuyển dịch cân bằng 125

Bài 15. Các yếu t ố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng 128

Bài 16. Xác định hằng số tốc độ và bậc riêng phần đối vối hiđro peoxit 136 trong phản ứng oxi hoa iođua bằng hiđro peoxit

B à i 17. Xác đ ịnh n ă n g lượng hoạt hoa của phản ứng oxi hoa - khử 142 bromua và bromat trong môi t rường axit

3

B à i 18. Chất điện l i và phản ứng ion trong dung dịch ^

B à i 19. Phản ứng oxi hoa - khử 1 5 7

B à i 20. Pin điện - Dãy điện hoa - Sự điện phân

B à i 21 . Xác địnR khối lượng phân tử của rượu iso propylic bằng 1 7 4

độ giảm nhiệt độ hoa rắn » / 81

B à i 22. An mòn và bảo vệ kim loại B à i 23. Cân bằng trong dung dịch axit axetic. Phương p h á p đo 187

độ dẫn điện xác định hằng số điện l i và chuẩn độ axit yêu bằng bazơ mạnh

Bài 24. Nghiên cứu định lượng hơn về cân bằng hoa học trong dung dịch: 192 2KI + 2FeCl 3 ; ì 2FeCl 2 + I 2 + 2KC1

P h ụ lục 1. Hưóng dẫn một số câu hỏ i và bài tập ỉ97

P h ụ l ụ c 2. Độ t in cậy của phép đo thực nghiệm 213

P h ụ lục 3. Mộ t số bảng tra cứu 2 i 9

T à i l i ệ u t h a m k h ả o 233

4

L Ờ I N Ó I Đ Ầ U

Cho đến nay, Hoa học vẫn là một môn học thực nghiệm, mặc dù trong vài thập kỉ gần đây, hoa học lí thuyết đã có những bước tiến vượt bậc nhờ sự trợ giúp của tin học và máy tính điện tử. Thí nghiệm hoa học giúp sinh viền kiểm nghiệm những vấn đê đã được hình thành trong quá trình tiếp thu bài giảng trên lớp, do đó củng cố được kiến

thức, khắc sâu nhiều khái niệm hoa học. Thí nghiệm hoa học còn giúp sinh viên rèn luyện óc quan sát, giải thích hiện tượng dựa vào kiên thức đã học. Bằng cách tiến hành thí nghiệm, sinh viên được rèn luyện và nâng cao kĩ năng thao tác thực nghiệm, biết cách xử lí kết quả đo đạc như tính toán, tính sai sô, vẽ đồ thị...

Với thời lượng quy định là 2 đơn vi học trình tương đương với 60 tiết thực nghiệm chỉ có thể thiết kế được khoảng 15 bài thí nghiệm,

bao gồm một số vấn đề cơ bản nhất của chương trình Hoa học đại cương. Song, do tình trạng thiết bị, cơ sở vật chất phòng thí nghiệm của các trường Cao đẳng Sư phạm không đồng đều nên để lựa chọn các bài thực hành phù hợp với thiết bị của trường sở tại, chúng tồi mở rông sô bài

thực hành lên 24 bài với nội dung định tính, định lượng khác nhau. Những bài thực hành với mức độ dựa vào sự quan sát và giải thích hiện tượng là chủ yếu (đánh dấu *) thường dành cho các đôi tượng sinh viên Cao đẳng SƯ phạm mà Hoa học là chuyên mồn 2.

Phần lớn các bài thực hành được biên soạn với hai mức độ: đinh tính (quan sát hiện tượng rồi giải thích) và định lượng (đo thực nghiệm, xử lí kết quả đo bằng phương pháp giải tích và đồ thị). Thời gian tiến hành thí nghiệm tối đa là 3 giờ/buổi. Có hai phương án tổ chức các buổi thực hành. Hoặc các nhóm 2 - 3 sinh viên đều làm cùng

một bài thực hành và điều này đòi hỏi số lượng thiết bị dụng cụ phải phong phú; hoặc mỗi nhóm 2 - 3 sinh viên làm một bài khác nhau rồi quay vòng, cách này tiết kiệm được thiết bị, hoa chất và trợ lí phòng thí nghiệm củng đỡ vất vả. Việc chọn phương án nào là tuy thuộc tinh trạng và điều kiện trang thiết bị của từng trường. Dù tiến hành theo phương án

5

nào thì sinh viên cũng phải chuẩn bị và đọc tài liệu trước khi đến phòng thi

nghiệm, nhất là đồi với các bài thực hành mang tính định lượng vi nêu không, kết quả đo có thể sai lệch và không đủ thời gian làm thí nghiệm.

Mỗi thí nghiệm được xây dựng với ba mục: Lí thuyết, Thực hành (dụng cụ hoa chất - cách tiến hành - xử lí kết quả) và Câu hỏi. Phần lí thuyết tóm

tắt nội dung, công thức có liên quan đến bài thực hành. Phần thực hành chủ yếu hướng dẫn cách làm thí nghiệm, cách xử lí tính toán hoặc vẽ đô thị. Phần câu hỏi và bài tập yêu cầu sinh viên phải trả lời khi làm tường trình

thí nghiệm.

Tập "Hoa học Đại cương 3 - Thực hành trong phòng thí

nghiệm?'' này là kết quả của sự chỉnh lí và bổ sung cho cuốn "Thực hành Hoa học đại cương" của tác giả Hà Thị Ngọc Loan in tại Nhà xuất bản Giáo dục năm 2002. Sự bổ sung và chỉnh lí này do Tiến sĩ Trần Hiệp Hải đảm nhiệm, là việc làm cần thiết do những yêu cầu mới về nội dung của chương trình và phương pháp thể hiện, do Dự án Đào tạo giáo viên THCS đặt ra.

Thí nghiệm hoa học là một khâu không thê thiếu trong quy trình đào tạo của bất kì một trường Đại học hay Cao đẳng nào; nó thể hiện một phần phương châm giáo dục là học gắn liền với hành, lí thuyết gắn với thực tiễn. Vấn đề này được thể hiện đến đâu là nhờ sự đóng góp những ý

kiến phê bình có tính xây dựng của đông đảo các thày cô giáo, các bạn sinh viên trường Cao đẳng Sư phạm. Các tác giả ghi nhận và chân thành cảm ơn mọi ý kiến đóng góp để cuốn sách được hoàn thiện và giúp ích nhiều hơn cho người học.

TS Trần Hiệp Hải

6

B À I M ỏ Đ Ầ U

1. GIÓI THIỆU PHÒNG THÍ NGHIỆM

Hoa học l à m ô n khoa học thực n g h i ệ m . Thực h à n h hoa học g i ú p

s inh v i ê n c ủ n g c ố v à p h á t t r i ể n n h ữ n g k i ế n t hức đ ã học t r o n g lí t h u y ế t .

Học t ậ p hoa học sẽ k h ô n g có h i ệ u q u ả n ế u k h ô n g k ế t hợp lí t h u y ế t v ớ i thực h à n h . Đ ể có được p h ư ơ n g p h á p n g h i ê n cứu v à ứ n g d ụ n g lí t h u y ế t

t r o n g thực h à n h hoa học, s i n h v i ê n p h ả i b i ế t m ộ t s ố k ĩ n ă n g c ầ n t h i ế t .

N h ữ n g k ĩ n ă n g n à y được r è n l u y ệ n d ầ n v à c h ủ y ế u được h ì n h t h à n h t r o n g p h ò n g t h í n g h i ệ m .

P h ò n g t h í n g h i ệ m t h ư ờ n g b ố t r í r ộ n g r ã i , t h o á n g , có đ ủ á n h s á n g ;

được t r a n g bị b à n l à m v iệc , d ụ n g cụ t h í n g h i ệ m , hoa chấ t . . . N h ữ n g t h ứ

c ầ n t h i ế t n h ư : đ i ệ n , nước m á y , nước cấ t . . . . l u ô n được cung cấp đ ầ y đ ủ

đ ể t i ế n h à n h t h í n g h i ệ m . M ỗ i p h ò n g t h í n g h i ệ m c ầ n có t ủ h ố t đ ể l à m

t h í n g h i ệ m độc h ạ i , có m ù i k h ó ch ịu . N g o à i r a p h ả i t r a n g b ị c á c b ì n h cứu hoa c ầ n t h i ế t , t ủ thuốc y t ế sơ cứu.

M ỗ i p h ò n g t h í n g h i ệ m t h ư ờ n g b ố t r í k h o ả n g 10 - 15 s i n h v i ê n l à m

việc . T ừ n g n h ó m t h í n g h i ệ m có g i ả n g v i ê n h ư ớ n g d ẫ n . Đ a s ố t h í

n g h i ệ m do t ừ n g s i n h v i ê n t i ế n h à n h r i ê n g r ẽ , m ộ t s ố t h í n g h i ệ m do t í n h c h ấ t phức t ạ p c ầ n l à m theo n h ó m 2 - 3 n g ư ờ i .

Đ e đ ả m bảo an t o à n v à đ ạ t k ế t q u ả thực n g h i ệ m t ố t , m ỗ i s i n h v i ê n

p h ả i t u â n theo n h ữ n g quy đ ị n h của p h ò n g t h í n g h i ệ m đ ề r a ( t u y đ i ề u

k i ệ n , h o à n c ả n h c á c p h ò n g t h í n g h i ệ m c ầ n có n ộ i quy cụ t h ể cho s i n h

v i ê n thực h i ệ n ) .

2. QUY TẮC BẢO HIỂM KHI LÀM THÍ NGHIỆM

2 . 1 . N h ữ n g b i ệ n p h á p b ả o v ệ

2.1.1. Bảo vệ cá nhân

• Cơ t h ể : d ù n g áo b ì u l à m t ừ c h ấ t l i ệ u k h ó c h á y , có đ ầ y đ ủ cúc .

• Tóc: g ọ n g à n g , n ế u tóc d à i p h ả i cuộn l ạ i .

7

• M ắ t : d ù n g k í n h bảo vệ , n h ấ t l à t r ư ờ n g hợp pha c h ế axi t đặc-

• Tay: d ù n g g ă n g tay bảo v ệ k h i l à m v iệc v ớ i hoa c h ấ t độc h ạ 1 ' k h i l à m việc vớ i t h ú y t i n h (cắm ống t h ú y t i n h v à o n ú t cao su, cất be ống t h ú y t i n h ...) p h ả i mang l o ạ i g ă n g tay b ằ n g v ả i d à y . K h i làm v iẹc

g ầ n nguồn n h i ệ t , t r á n h d ù n g g ă n g tay b ằ n g c h ấ t l i ệ u t ổ n g hợp.

2.1.2. Môi trường làm việc

P h ò n g t h í n g h i ệ m hoa học p h ả i l à nơi đ ả m bảo m ô i t r ư ờ n g s ư

p h ạ m , do đó p h ả i được sắp x ế p gọn g à n g , sạch sẽ v à v ệ s inh . K h ô n g được ă n uống t r o n g p h ò n g t h í n g h i ệ m . T rước k h i b ắ t t ay l à m t h í n g h i ệ m p h ả i b i ế t r õ nơi đ ể c ác t h i ế t b ị p h ò n g c h á y , t ủ t h u ô c sơ cứu, . . .

K h i l à m v iệc v ớ i các t h í n g h i ệ m có t h o á t k h í , hơi độc p h ả i t i ế n

h à n h t r o n g t ủ h ố t hoặc nơi t h o á n g k h í .

2.2. Thí nghiệm với chất độc

T r o n g p h ò n g t h í n g h i ệ m có n h i ề u c h ấ t d ễ g â y ngộ độc n h ư : asen,

t h ú y n g â n , ch ì ... v à n h ữ n g hợp c h ấ t của c h ú n g . N h i ề u c h ấ t ả n h h ư ở n g

t ớ i đ ư ờ n g h ô h ấ p n h ư : hơi các halogen, k h í cacbon o x i t , k h í

h i đ r o s u n í u a , n i tơ peoxit . . . Vì v ậ y p h ả i t h ậ n t r ọ n g k h i sử d ụ n g . T h í

n g h i ệ m với các k h í độc p h ả i t i ế n h à n h t rong t ủ h ố t hoặc nơi t h o á n g gió, mở

rộng cửa phòng . Ch ỉ n ê n l ấ y lượng hoa chấ t vừa đ ủ đ ể l à m được nhanh,

g i ảm bớt k h í độc bay ra. K h i ngửi các hoa chấ t , k h ô n g đ ể m ũ i g ầ n m i ệ n g l ọ , m à d ù n g tay phẩy nhẹ . K h i l à m việc với k h í độc cần có k h ẩ u t rang .

2.3. Với các chất dễ ăn da và gây bỏng

C á c a x i t đặc , k i ề m đặc , pho tpho t r ắ n g , b r o m l ỏ n g ... d ễ ă n da, g â y

bỏng n ặ n g n ê n k h i d ù n g c h ú n g p h ả i c ẩ n t h ậ n , k h ô n g đ ể r ơ i v à o n g ư ờ i ,

đặc b i ệ t là m ắ t ; k h ô n g đ ê d í n h v à o q u ầ n áo , s á c h vở, t à i l i ệ u ; k h i quan s á t g ầ n n ê n có k í n h che m ắ t .

K h i pha l o ã n g H 2 S 0 4 p h ả i đ ổ a x i t v à o nước , r ó t c h ậ m t ừ n g l ư ợ n g nhỏ v à k h u ấ y đ ề u . t u y ệ t đ ố i k h ô n g được đố n ư ố c v à o a x i t . K h i đ u n

dung dịch các c h ấ t d ễ ă n da, g â y bỏng p h ả i t hực h i ệ n theo đ ú n g c á c h đ u n hoa chấ t .

2.4. V ớ i c á c c h ấ t d ể c h á y , d ể n ổ

N h i ề u c h ấ t d ễ c h á y n h ư : d ầ u hoa, x ă n g , benzen, cồn, ete ... d ễ g â y hoa h o ạ n l ớ n p h ả i đ ể xa lửa v à d ù n g l ượng v ừ a p h ả i . K h i c ầ n đ u n n ó n g , k h ô n g đ u n t r ự c t i ế p m à đ u n c á c h t h ú y .

L à m t h í n g h i ệ m vớ i các c h ấ t d ễ n ổ p h ả i t h ậ n t r ọ n g v à theo đ ú n g h ư ớ n g d ẫ n t r o n g t à i l i ệ u , c ầ n có p h ư ơ n g t i ệ n bảo h i ể m đ ầ y đ ủ .

2.5. Quy tắc làm việc trong phòng thí nghiệm

1. Thực h à n h hoa học đ ạ i c ư ơ n g t r o n g p h ò n g t h í n g h i ệ m ch ỉ có k ế t

q u ả k h i được t i ế n h à n h m ộ t c á c h cẩn t r ọ n g v à có sự c h u ẩ n bị t ừ t rước

v ề lí t h u y ế t v à t hực h à n h .

2. M ỗ i s i n h v i ê n (hoặc n h ó m 2 - 3 s i n h v i ê n ) được b ố t r í m ộ t chỗ l à m thực h à n h c ố đ ị n h . T ạ i đ â y có đ ầ y đ ủ m ọ i t h i ế t b ị c ầ n cho b à i thực h à n h v à được sắp x ế p n g ă n n ắ p , sạch sẽ.

3. Ch ỉ l ấ y hoa c h ấ t vớ i lượng đ ủ d ù n g cho t h í n g h i ệ m . K h ô n g được đ ổ t rở l ạ i hoa c h ấ t l ấ y d ư v à o b ì n h đ ự n g hoa c h ấ t t i n h k h i ế t .

4 . K h ô n g được l à m v iệc vớ i n g u ồ n n ó n g g ầ n m ộ t c h ấ t l ỏ n g d ễ c h á y .

K h i đ u n n ó n g c h ấ t l ỏ n g d ễ c h á y , p h ả i d ù n g b ì n h c á c h t h ú y có n h i ệ t độ

t h ấ p h ơ n n h i ệ t độ t ự bốc c h á y của hoa chấ t .

K h i đ u n n ó n g b ì n h , cốc t h ú y t i n h b ằ n g n g ọ n l ử a t r ự c t i ế p , p h ả i

d ù n g l ư ớ i t ả n n h i ệ t .

Khi đun ống nghiệm, dùng kẹp gỗ kẹp thân — ống từ đầu ông 5

n g h i ệ m , đ u n c h ỗ m ặ t k h u m của c h ấ t lỏng; vừa đ u n v ừ a lắc đ ề u l i ên tục và h ư ớ n g đ ầ u Ống n g h i ệ m v ề p h í a t ư ờ n g hoặc chỗ k h ô n g có n g ư ờ i .

5. D ù n g q u ả b ó p cao su đ ể l ấ y hoa c h ấ t l ỏ n g v à o p ipe t ; k h ô n g h ú t

b ằ n g m i ệ n g đ ố i v ớ i h ó a c h ấ t độc. K h ô n g d ù n g p ipe t đ ể l ấ y c h ấ t l ỏ n g t rực t i ế p t ừ b ì n h chứa m à đ ổ qua cốc đ ố t .

6. D ù n g cốc đ o đ ể l ấ y ax i t đặc v à b a z ơ đ ậ m đặc . Ch ỉ d ù n g nước c ấ t

t r o n g pha c h ế c á c d u n g dịch. K h i pha c h ế d u n g d ịch ax i t , bao giò c ũ n g

đô a x i t v à o nước, v ừ a đô t ừ n g lượng n h ó vừa k h u â y đ ê u (do sự pha l o ã n g a x i t s u n í u r i c đ ậ m đặc toa r ấ t n h i ề u n h i ệ t ) .

9

3. T Ư Ờ N G T R Ì N H T H Í N G H I Ệ M

K ế t t h ú c b u ổ i thực h à n h , s inh v i ê n p h ả i v i ế t b ả n t ư ờ n g t r ì n h t h í n g h i ệ m . B ả n t ư ờ n g t r ì n h được v i ế t n g ắ n gọn , s ú c t í c h , g ồ m những đ i ế m

sau đ â y :

a) N g à y , t h á n g l à m t h í n g h i ệ m

b) T ê n b à i thực h à n h

c) M ô t ả t ó m t ắ t n h ữ n g đ i ề u k i ệ n t i ế n h à n h t h í n g h i ệ m

d) V ẽ sơ đồ c ác t h i ế t b ị d ù n g t r o n g t h í n g h i ệ m

e) V i ế t các p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứ n g l i ê n quan t ố i t h í n g h i ệ m

0 N h ữ n g t í n h t o á n l i ên quan t ớ i c á c đ ạ i lượng p h ả i x á c đ ị n h t ừ dữ

k i ệ n thực n g h i ệ m

g) V ẽ đồ t h ị ( n ế u có)

h) N h ữ n g n h ậ n x é t v à k ế t l u ậ n r ú t r a t ừ t hực n g h i ệ m

i) T r ả l ờ i c â u h ỏ i .

4. CÁCH Sơ CỨU KHI GẶP TAI NẠN

4 . 1 . K h i b ị t h ư ơ n g

K h i b ị đ ứ t tay, c h ả y m á u n h ẹ : d ù n g b ô n g t h ấ m m á u ỏ v ế t t h ư ơ n g r ồ i bô i thuốc s á t t r ù n g (cồn 90° , thuốc t í m l o ã n g , c ồ n l ó t . . . ) • V ớ i v ế t

t h ư ơ n g đ ộ n g m ạ c h : d ù n g d â y cao su hay k h ă n t a y buộc c h ặ t p h í a t r ê n v ế t t h ư ớ n g , g i ữ v ế t t h ư ơ n g k h ỏ i b ị n h i ễ m t r ù n g , d ù n g b ô n g s ạch p h ủ l ê n v ế t t h ư ơ n g r ồ i b ă n g l ạ i ; n ế u m á u r a n h i ề u p h ả i đ ư a đ ế n t r ạ m y t ế .

4.2. Khỉ bị bỏng

B Ị b ỏ n g v ậ t n ó n g ( t h ú y t i n h , k i m l o ạ i , n ư ớ c s ô i . . . ) k h ô n g r ử a nước , k h ô n g l à m vỡ n h ữ n g n ố t p h ồ n g t r ê n v ế t b ỏ n g . S a u đ ó b ô i v a d ơ l i n v à b ă n g v ế t b ỏ n g l ạ i . Có t h ể d ù n g a x i t p i c r i c h o ặ c t a n a n h 2% b ô i l ê n v ế t b ỏ n g .

B ị bỏng a x i t đ ặ c n h ư H 2 S 0 4 đặc , k i ề m đ ặ c p h ả i r ử a b ằ n g vò i nước m á y cho c h ả y m ạ n h t ừ 3 - 5 p h ú t . Sau đó r ử a l ạ i v ế t t h ư ơ n g do a x i t b ằ n g d u n g dịch N a H C 0 3 2%, v ế t t h ư ơ n g do k i ề m b ằ n g d u n g d ịch CH3COOH 2%.

10

K h i bị a x i t b ắ n v à o m ắ t , d ù n g b ì n h c ầ u t i a , r ử a m ắ t n h i ề u l ầ n

b ằ n g nước, sau r ử a b ằ n g dung dịch borac 2%. N ế u là k i ề m r ử a b ằ n g d u n g dịch a x i t axetic hoặc a x i t boric 2%.

B ị bỏng bởi photpho p h ả i n g â m l â u t r o n g d u n g dịch thuốc t í m hoặc

dung dịch C u S 0 4 5%, sau đó buộc v ế t t h ư ơ n g b ằ n g b ă n g đ ã được n h ú n g

dung dịch C u S 0 4 5% r ồ i đ ư a đ ế n t r ạ m y t ế đ ể l ấ y h ế t pho tpho còn l ạ i t r ong v ế t bỏng. K h ô n g bôi v a d ơ l i n l ê n v ế t bỏng vì pho tpho hoa t a n

t rong c h ấ t n à y .

B r o m l ỏ n g rơ i l ê n da p h ả i r ử a n h i ề u l ầ n b ằ n g benzen hoặc d u n g

dịch n a t r i t h i o s u n f a t 5%, t h ấ m k h ô , bôi v a d ơ l i n , b ă n g l ạ i v à đ ư a đ ế n

t r ạ m y t ế .

4.3. Khi bị ngộ độc

H í t p h ả i k h í độc n h ư H 2 S , C l 2 ) B r 2 ) c o , N 0 2 . . . p h ả i đ ư a ngay n ạ n n h â n ra chỗ t h o á n g k h í . N ế u cần , d ù n g b ì n h ox i đ ể t h ở .

Ă n uống p h ả i c h ấ t độc n h ư asen, t h ú y n g â n , c h ì v à c á c hợp c h ấ t

của c h ú n g : t ì m m ọ i c á c h n h a n h c h ó n g cho n ạ n n h â n n ô n ra , r ồ i đ ư a đ ế n t r ạ m y t ế cấp cứu .

ị 4.4. Khi bị cháy

Q u ầ n á o đ a n g m ặ c t r ê n n g ư ờ i bị c h á y v ớ i d i ệ n t í c h l ớ n , t u y ệ t đ ố i

k h ô n g được c h ạ y hoặc r a chỗ gió, p h ả i n ằ m x u ố n g đ ấ t m à l ă n ; c h á y d i ệ n t í c h b é d ù n g k h ă n ướt , nưốc đ ể dập t ắ t .

N ế u x ả y r a c h á y l ớ n t r o n g p h ò n g t h í n g h i ệ m , p h ả i d ù n g b ì n h chữa

c h á y . K h i c h á y c á c hoa chấ t , t u y l o ạ i m à d ù n g c á c p h ư ơ n g p h á p chữa c h á y t h í c h hợp.

Đê khi cần có thê sơ cứu, các phòng thí nghiệm cần có tủ thuốc.

N h ữ n g thuốc t h ô n g d ụ n g c ầ n t h i ế t : cồn 90°, cồn ló t , d u n g d ịch n a t r i

h i đ r o c a c b o n a t 2%, d u n g dịch a x i t axetic 2%, d u n g dịch thuốc t í m 5%,

dung dịch sắ t ( I U ) c lorua đặc , d u n g dịch đ ồ n g s u n f a t 5%, d u n g dịch n a t r i t h i o s u n f a t 5%, v a d ơ l i n , các l o ạ i b ô n g , b ă n g , gạc đ ã t ẩ y t r ù n g . . .

l i

B à i Ì

M Ộ T S Ố D Ụ N G C Ụ T H Í N G H I Ệ M

V À N H Ữ N G T H A O T Á C T H Ự C H À N H c ơ B À N

L MỘT SỐ DỤNG cụ THÍ NGHIỆM

1.1. D ụ n g c ụ t h ú y t i n h

T r o n g p h ò n g t h í n g h i ệ m có n h i ề u l o ạ i d ụ n g cụ t h ú y t i n h . Theo công

d ụ n g của c h ú n g , có t h ê chia t h à n h 3 l o ạ i :

- D ụ n g cụ t h ú y t i n h k h ô n g chia độ: ống n g h i ệ m , cốc, b ì n h c ầ u , b ì n h

nón , c h ậ u t h ú y t i n h , p h ễ u . . .

- D ụ n g cụ t h ú y t i n h có chia độ: ống đo , cốc, bure t , p ipe t , b ì n h đ ị n h

mức ...

- D ụ n g cụ t h ú y t i n h có t á c d ụ n g đặc b i ệ t : b ì n h K í p , b ì n h t i n h chế,

ô n g s inh h à n , b ì n h chứa k h í , b ì n h h ú t ẩ m . . .

C á c d ụ n g cụ t h ú y t i n h có n h ữ n g t í n h c h ấ t r i ê n g : k h ả n ă n g chịu n h i ệ t cao, k h ô n g t á c d ụ n g vớ i hoa chấ t , có t h ể l à m b ằ n g t h ú y t i n h ch ịu

n h i ệ t , t h ú y t i n h đặc b i ệ t hay t h ạ c h anh.

1.1.1. Dung cu thúy tinh không chia đô (hình 1.1)

O n g n g h i ệ m : có n h i ề u l o ạ i ống n g h i ệ m v ớ i k í c h t h ư ớ c k h á c n h a u , có ống n g h i ệ m t h ư ờ n g , ống n g h i ệ m có n h á n h , ố n g n g h i ệ m d ù n g c h ủ

y ế u l à m các t h í n g h i ệ m l ượng n h ỏ . Đ ể g i ữ ố n g n g h i ệ m t r o n g k h i l à m việc , t h ư ờ n g đ ể c h ú n g t r ê n các g iá gỗ , n h ự a .

C ố c t h ú y t i n h : có d ạ n g cao, t h ấ p , v ớ i d u n g t í c h k h á c n h a u t ừ 5 0 m l đ ế n Ì l í t hoặc 2 l í t . Có h a i l o ạ i : cốc có m ỏ v à k h ô n g m ỏ . Cốc

t h ư ờ n g l à m b ằ n g t h ú y t i n h ch ịu n h i ệ t , d ù n g đ ự n g hoa c h ấ t . đ ể t h ự c h i ệ n các p h ả n ứ n g n h ư d ù n g ố n g n g h i ệ m n h ư n g v ố i l ư ợ n g hoa c h ấ t n h i ê u h ơ n .

12

B ì n h n ó n : t h à n h m ỏ n g đ ề u , đ á y bằng , m i ệ n g hẹp , c ũ n g có t h ể đ u n

được n h ư cốc t h ú y t i n h . B ì n h n ó n có công d ụ n g :

- L ắ c quay t r ò n d ễ n ê n t r ộ n hoa c h ấ t n h a n h ;

- D ù n g đ ũ a t h ú y t i n h l ấ y được h ế t k ế t t ủ a ở đ á y ;

- M i ệ n g h ẹ p , h ạ n c h ế sự bay hơi n ê n d ù n g đ ể t hực h i ệ n các p h ả n

ứ n g có c h ấ t d ễ bay hơ i n h ư a m ô n i a c ...

B ì n h n ó n c h ủ y ế u d ù n g đ ể c h u ẩ n độ.

B ì n h c ầ u : B ì n h c ầ u có h a i l o ạ i : b ì n h c ầ u đ á y b ằ n g v à đ á y t r ò n ; cổ

b ì n h có t h ể d à i , n g ắ n , rộng , hẹp . Có l o ạ i b ì n h c ầ u k h ô n g n h á n h v à có

n h á n h (còn gọ i l à b ì n h W u r t z ) .

- B ì n h c ầ u đ á y b ằ n g d ù n g đê pha hoa chấ t , đ ể đ u n n ó n g c á c c h ấ t

ống nghiệm Bình nón Cốc có mò Phễu

13

Phễu nhỏ giọt Bình cầu đáy bằng Bình cầu đáy tròn Bình cầu có

Hình 1.1. Dụng cụ thúy tinh không chia độ

- B ì n h c ầ u đ á y t r ò n d ù n g đ ể cấ t , đ u n sôi hoặc l à m n h ữ n g th í n g h i ệ m c ầ n đ u n n ó n g . B ì n h c ầ u có n h á n h d ù n g đ ể đ i ề u c h ế c á c c h ấ t kh í .

P h ế u : d ù n g đ ể lọc v à r ó t c h ấ t l ỏ n g . P h ễ u t h ú y t i n h có k í c h t h ư ớ c k h á c n h a u ; p h ễ u t h ư ờ n g d ù n g ỏ p h ò n g t h í n g h i ệ m có đ ư ờ n g

k í n h 6cm - lOcm.

K h i d ù n g , t h ư ờ n g đ ặ t p h ễ u t r ê n g iá hay đ ặ t t r ự c t i ế p l ê n c á c d ụ n g cụ h ứ n g : chai , l ọ , b ì n h cầu , b ì n h h ì n h n ó n , . . . N ê n d ù n g ch i ếc vòng

b ằ n g cao su, n h ự a hoặc k h u n g t a m g iác b ằ n g d â y t h é p đ ệ m ở m i ệ n g các d ụ n g cụ h ứ n g đ ể k h i r ó t k h ô n g bị c h ấ t l ỏ n g b ắ n r a n g o à i . K h i r ó t c h ấ t lỏng, k h ô n g đ ổ đ ầ y t ớ i m i ệ n g p h ễ u vì n ế u p h ễ u hơ i n g h i ê n g , chấ t lỏng sẽ t r à o ra .

P h ễ u n h ỏ g i ọ t : l o ạ i p h ễ u có n ú t đ ậ y v à k h o a n h á m , cuống d à i d ù n g cho t h í n g h i ệ m c ầ n t h ê m v à o h ỗ n hợp p h ả n ứ n g t ừ n g l ư ợ n g n h ỏ hoặc t ừ n g g iọ t . N ê n bô i v a d ơ l i n v à o chỗ n h á m của n ú t đ ể k h o a cho k í n v à d ễ mở. K h i k h ô n g sử d ụ n g , ló t g i ấ y v à o n ú t v à khoa , đ ể c h ỗ t h ú y t i n h n h á m l â u n g à y k h ô n g bị g ắ n c h ặ t v ớ i n h a u .

C h ậ u t h ú y t i n h : d ụ n g cụ h ì n h t r ụ t h à n h đ ứ n g , t h ấ p , đ á y b ằ n g , có dung t í c h v à đ ư ờ n g k í n h k h á c n h a u . C h ậ u t h ú y t i n h d ù n g đ ể đ ự n g nước k h i t h í n g h i ệ m , đ ự n g hoa c h ấ t sau p h ả n ứ n g , d ù n g l à m bay hơ i các d u n g dịch, n ê n c ò n g ọ i l à c h ậ u k ế t t i n h .

K h ô n g được r ó t nước n ó n g cũng n h ư đ u n l ửa t rực t i ế p d ư ớ i c h ậ u t h ú y t i nh . Việc đ u n n ó n g c h ậ u t h ú y t i n h ch ỉ thực h i ệ n t rong b ì n h c á c h t h ú y .

14

1.1.2. Dụng cụ thúy tỉnh có chia độ ( h ì n h 1.2)

Ống đ o n g h ì n h t r ụ : được chia độ t h à n h mi* hoặc l / 10ml . Có ha i k i ể u chia độ : chia độ đ ể l ấ y số lượng chấ t lỏng đổ vào ống đ o n g t h ì độ 0 ở p h í a dưới , n ế u chia độ đ ể l ấ y số lượng chấ t lỏng ró t ra t h ì độ 0 ở p h í a t r ê n .

K h i đ o n g c h ấ t l ỏ n g t r o n g suốt , r ó t c h ấ t lỏng v à o ố n g đo sao cho đ á y

d ư ớ i v ò m k h u m của b ề m ặ t c h ấ t lỏng ngang v ớ i v ạ c h chia độ của ống

đ o n g , v ạ c h đó sẽ ch ỉ t h ể t í c h c h ấ t lỏng ( h ì n h 1.3). Đ ố i v ớ i c h ấ t l ỏ n g đục hoặc có m à u , x á c đ ị n h t h ể t í c h theo m ặ t t r ê n của v ò m k h u m .

C á c ố n g đ o n g h ì n h t r ụ có d u n g t í c h t ừ 3 m l , 5 m l đ ế n Ì l í t , í t k h i

l ớ n h ơ n . K h i d ù n g c á c ố n g đ o n g c ầ n c h ú ý: độ c h í n h x á c p h é p đo t h ể

t í c h p h ụ t h u ộ c v à o đ ư ờ n g k í n h ống đ o n g , ố n g đ o n g c à n g r ộ n g t h ì mức

c h í n h x á c c à n g k é m . K h ô n g được d ù n g n h ữ n g ố n g đ o n g l ớ n đ ể đ o t h ể

t í c h n h ỏ .

Đôi k h i còn d ù n g cốc có c h â n đ ể đo t h ể t í c h c h ấ t lỏng .

K h ô n g được đ u n n ó n g ống đ o n g , cốc có c h â n c ũ n g n h ư k h ô n g được

đ o n g c h ấ t l ỏ n g đ a n g n ó n g .

B ì n h đ ị n h m ứ c : d ù n g đ ể pha n h ữ n g dung dịch có n ồ n g độ xác đ ị n h

đ ể đ o n g m ộ t t h ể t í c h c h ấ t lỏng t ư ơ n g đ ố i c h í n h xác . B ì n h đ ị n h mức là

b ì n h c ầ u đ á y bằng , cổ d à i , có n g ấ n v à n ú t n h á m . N g ấ n ở cổ b ì n h xác

đ ị n h dung t í c h c h ấ t lỏng chứa t rong b ì n h ở 2 0 ° c . C á c n h i ệ t độ k h á c , t h ể

t í ch c h ấ t lỏng đ ổ t ớ i n g ấ n sẽ lớn h ơ n hoặc n h ỏ h ơ n d u n g t í ch gh i t r ê n

b ì n h . N h i ệ t độ 2 0 ° c được l ấ y l à m n h i ệ t độ c h u ẩ n t r o n g p h é p đo lường v ề

t h ể t í ch . B ì n h đ ị n h mức t h ư ờ n g có dung t í ch lOOml, 250ml , 500ml , . . .

K h i r ó t c h ấ t l ỏ n g v à o b ì n h đ ị n h mức c ầ n thực h i ệ n n h ư sau :

- C ầ m cổ b ì n h p h í a t r ê n n g ấ n , k h ô n g c ầ m ở b ầ u t r ò n của b ì n h đ ể

t r á n h l à m t ă n g n h i ệ t độ c h ấ t lỏng t r o n g b ì n h .

- Đ ổ c h ấ t l ỏ n g v à o b ì n h c á c h n g ấ n c h ừ n g Ì - 2 m l t h ì d ừ n g l ạ i ,

d ù n g p ipe t cho c h ấ t l ỏ n g t ừ t ừ đ ế n v ò m k h u m k h ớ p v ớ i n g ấ n .

- X á c đ ị n h v ò m k h u m c ầ n đ ê m ắ t n h ì n ngang v ớ i n g ấ n .

* Hiện nay, đem vị đo thể tích lít có thể được kí hiệu là L thay vì / ờ một số tài liệu. Ví dụ lOmL thay vì lOml.

15

B u r e t : d ù n g đ ể đo m ộ t lượng n h ỏ d u n g dịch, t h ư ờ n g c h í n h xác t ớ i 0 , l m l , v ạ c h s ố o ở p h í a t r ê n . B u r e t d ù n g đ ể c h u ẩ n đ ộ có d u n g t ích 2 5 m l

ĩ n A'* 9

v à 50ml . Có h a i l o ạ i bu re t : có khoa v à k h ô n g có khoa . ơ đ â u CUOI cua bu re t k h ô n g có khoa có m ộ t ống cao su n ố i v ớ i ố n g t h ú y t i n h đ â u vuot n h ọ n ; g iữa đ o ạ n cao su có h ạ t t h ú y t i n h có t á c d ụ n g n h ư van đ ó n g mơ. K h i d ù n g t h ì m ở van b ằ n g c á c h b ó p v à o h ạ t t h ú y t i n h . c h á t l ó n g sẽ

chảy ra. B u r e t có khoa t h ú y t i n h đ ự n g được các c h ấ t l ỏ n g t r ừ k i ê m vì k i ề m sẽ l à m khoa g ắ n c h ặ t l ạ i . B u r e t k h ô n g có khoa k h ô n g được d ù n g vớ i các c h ấ t có t á c d ụ n g vớ i cao su n h ư K M n 0 4 , I 2 , •••

Cốc có chân Õng đong Bình định mức

ị

íN3

V

lí

•Hạt thúy tinh

(a) (b) Buret

a - có khoa b - không có khoa

Hình 1.2. Dụng cụ thúy tinh có chia độ

16

Đ ổ c h ấ t l ỏ n g v à o bu re t p h ả i d ù n g p h ễ u cuống n g ắ n k h ô n g c h ạ m t ớ i v ạ c h s ố 0. Sau đó m ở khoa đ ể dung dịch l ỏ n g c h ả y x u ố n g c h i ê m đ ầ y bộ p h ậ n bu re t n ằ m d ư ớ i khoa đ ế n t ậ n đ ầ u c ù n g của ô n g v u ố t . C h ú ý k h ô n g đ ể b ọ t k h í ở p h ầ n c h ả y ra của bure t . C h ỉ được đ ư a bu re t v ề đ i ể m 0 k h i t r o n g ố n g v u ố t k h ô n g còn b ọ t k h í .

D ù n g xong p h ả i r ử a sạch bu re t b ằ n g nước, cặp v à o g iá , quay đ ầ u

hở xuống . K h o a n h á m l ấ y ra , bọc g iấy lọc r ồ i đ ặ t l ạ i khoa v à o bure t .

Đ ể đọc t h ể t í c h t r ê n bu re t c h í n h xác , t h ư ờ n g đ ể sau b u r e t m ộ t

m ả n h g i ấ y t r ắ n g , n ử a d ư ớ i bôi đ e n l à m m à n ả n h . Do p h ả n x ạ á n h

s á n g , m ặ t k h u m sẽ hoa đ e n v à đọc được rõ ( h ì n h 1.4).

= 7 ạ

••'C K

Hình 1.3. Cách đọc thể tích trên các dụng cụ chia đô

Hình 1.4. Màn ảnh để đọc thể tích trên bu rét

(a) đúng, (b), (c) sai

P i p e t : d ù n g đ ể l ấ y m ộ t lượng c h í n h xác chấ t lỏng. Có h a i l o ạ i : l o ạ i

pipet có dung t ích cố đ ị nh v à loạ i chia độ. Pipet t h ư ờ n g có dung t ích lOml ,

20ml , 25ml , 5 0 m l v à n h ữ n g micro pipet dung t í ch l m l , 2 m l v à 5ml .

Cách sử dụng pipet ( h ì n h 1.5)

M u ố n l ấ y c h ấ t l ỏ n g v à o p ipe t p h ả i d ù n g q u ả b ó p cao su. T r ư ố c h ế t

d ù n g t ay b ó p q u ả cao su đ ể t ạo ra sự c h ê n h l ệch á p suấ t , t ay t r á i c ầ m

pipet , c h ú ý n g ó n t r ỏ của t ay t r á i đ ê g ầ n m i ệ n g t r ê n p ipe t có t h ể s ẵ n

s à n g b ị t l ạ i k h i đ ã l ấ y xong c h ấ t lỏng . Đ ặ t đ ầ u hở q u ả cao su v à o

m i ệ n g p ipe t . N h ú n g p ipe t v à o c h ấ t l ỏ n g v à t h ả l ỏ n g t ừ t ừ t ay p h ả i đ ể

c h ấ t l ỏ n g v à o p ipe t cho t ớ i q u á n g ấ n - t r â n của-,Tnput ftiãL~ahứt ( h ì n h TnAĨ HÓC THÁI N G U Y Ê N ]

17

ĐẠI

TRŨNG T A I - R Ọ C L I Ệ U

L õ a ) . D ù n g n g ó n t r ỏ t ay t r á i b ị t l ạ i . N h ấ c p ipe t l ê n k h ỏ i m ặ t c h ấ t lỏng ,

d ù n g g i ấ y l a u k h ô c h ấ t l ỏ n g b ê n n g o à i p ipe t ( h ì n h 1.5b). Sau đó n â n g n g ấ n t r ê n của p ipe t l ê n ngang m ắ t , h è m ở n g ó n t r ỏ đ ể c h ấ t l ỏ n g c h ả y t ừ n g g i ọ t cho t ố i k h i v ò m k h u m k h ớ p vói n g ấ n ch ia đ ộ ( h ì n h 1.5c). Đ ư a

p ipe t sang b ì n h đ ự n g , m ở n g ó n t r ỏ cho c h ấ t l ỏ n g c h ả y v à o b ì n h . N ế u

p ipe t có n g ấ n ở p h í a d ư ớ i t h ì d ù n g n g ó n t r ỏ đ i ề u c h ỉ n h cho v ò m k h u m

c h ấ t lỏng còn l ạ i k h ớ p v ớ i n g ấ n d ư ớ i p ipe t . N ế u p ipe t k h ô n g có n g ấ n

d ư ớ i đ ể c h ấ t lỏng c h ả y h ế t , k h ô n g d ù n g m i ệ n g t h ổ i x u ố n g g i ọ t chấ t lỏng còn d í n h l ạ i đ ầ u cuố i p ipe t ( h ì n h 1.5d).

Hình 1.5. Cách sử dụng pipet

I 18

1.1.3. Dụng cụ thúy tinh có tác dụng đặc biệt

B ì n h t i a ( h ì n h 1.6)

B ì n h t i a l à b ì n h c ầ u đ á y b ằ n g , d u n g t í c h

t ừ 0,5 - Ì l í t , t r ê n n ú t cao su có 2 ống x u y ê n

qua: ống n g ắ n đ ể t h ổ i k h ô n g k h í v à o , ô n g

d à i g ầ n t ớ i đ á y b ì n h đ ể nước t i a r a theo đ ầ u v u ố t n h ọ n . Có t h ể l ắ p t h ê m v à o đ ầ u ống n g ắ n q u ả bóp cao su đ ể b ơ m k h ô n g k h í v à o .

B ì n h c ầ u t i a d ù n g đ ể r ử a k ế t t ủ a , l à m

cho k ế t t ủ a t á c h rò i k h ô n g b á m v à o t h à n h

cốc, đ ể l ấ y k ế t t ủ a t r ê n g i ấ y lọc. . .

K h i c ầ n t i a nước, n g ậ m m i ệ n g v à t h ổ i

m ạ n h v à o ống n g ắ n , nước theo ống d à i

t h à n h t i a r a n g o à i .

K h i c ầ n r ó t nước ra , dốc ngược b ì n h nước

chảy theo ống n g ắ n . Hình 1.6. Bình tia

B ì n h h ú t ẩ m ( h ì n h 1.7)

B ì n h h ú t ẩ m là b ì n h b ằ n g t h ú y t i n h d à y ,

p h í a d ư ớ i h ì n h n ó n cụ t , p h ầ n t r ê n h ì n h t r ụ ,

n ắ p đ ậ y b ằ n g t h ú y t i n h có gò m à i n h á m cho

k í n . B ì n h h ú t ẩ m d ù n g l à m k h ô t ừ t ừ c ác chấ t ,

bảo v ệ c á c c h ấ t d ễ h ú t ẩ m t r o n g k h ô n g k h í . Có

2 l o ạ i : bình hút ẩm thường, bình hút ẩm chân

không. Ở đ á y b ì n h đ ể c á c c h ấ t h ú t ẩ m : C a C l 2

k h a n , H 2 S 0 4 đặc , p 2 0 5 ...

N h ữ n g c h ấ t c ầ n l à m k h ô đ ự n g t r o n g cốc, c h é n sứ, m ặ t k í n h đồng

h ồ . . . đ ặ t v à o b ì n h , t r ê n k h a y sứ. M i ệ n g b ì n h v à n ắ p t h ú y t i n h m à i

n h á m l u ô n bô i lớp v a d ơ l i n mỏng . K h i mở b ì n h p h ả i đ ẩ y n ắ p t r ư ợ t v ề

m ộ t b ê n theo c h i ề u ngang, k h ô n g được nhấc n ắ p l ê n theo c h i ề u t h ẳ n g

đ ứ n g . K h i đ ậ y n ắ p , đ ẩ y t r ư ợ t n ắ p t ừ b ê n c ạ n h d ầ n v à o k h í t v ố i m i ệ n g

b ì n h ( h ì n h 1.8).

Hình 1.7. Bình hút ẩm

19

M u ố n d i c h u y ể n b ì n h h ú t ẩ m , d ù n g h a i n g ó n t ay c á i g i ữ l ấ y n ă p

b ì n h vì n ó d ễ b ị t r ư ợ t ( h ì n h 1.9). T r o n g t r ư ớ n g hợp đ ặ t c h é n n u n g nong v à o b ì n h sau k h i đ ậ y n ắ p , p h ả i đ ẩ y n ắ p qua l ạ i v à i l ầ n đ ể k h ô n g k h í n ó n g t h o á t r a n g o à i , sau đó m ớ i đ ậ y n ắ p cố đ ị n h , đ ể k h i n g u ộ i á p suấ t

t r o n g b ì n h g i ả m , n ắ p được g i ữ chặ t .

Hình 1.8. Cách mở bình hút ẩm Hình 1.9. Cách bưng bình hút ẩm để di chuyển

K h ả n ă n g h ấ p t h ụ hơi nước của m ộ t s ố c h ấ t t h ư ờ n g d ù n g l à m k h ô

được t r ì n h b à y t r o n g bảng :

Chấ t làm k h ô Nhiệt độ t ° c Lượng nước còn l ạ i t rong ỉ lít

k h ô n g kh í (mg)

Canxi clorua khan CaCl 2 25 0,36

Axit suníuric đặc H 2 S0 4 25 0,03

'Silicagel 30 0,03

Nhôm oxit A l 2 0 3 30,5 0,005

Photpho penatoxit p 2 0 5 25 2. l o - 5

Natri hiđroxit rắn NaOH 30,5 0,82

Canxi oxit Cao 30,5 0,003

20

B ì n h K í p ( h ì n h 1.10)

B ì n h k í p l à d ụ n g cụ đ i ề u c h ế

c h ấ t k h í t ừ c h ấ t r ắ n v à hoa c h ấ t lỏng

ở n h i ệ t độ t h ư ờ n g n h ư k h í h i đ r o , cacbonic, h i đ r o s u n í u a . . . . T h ư ờ n g

d ù n g b ì n h k í p có d u n g t í c h 1/4 l í t đ ế n 1/2 l í t .

B ì n h K í p g ồ m h a i bộ p h ậ n c h í n h :

m ộ t p h ễ u l ớ n (1) l ồ n g v à o b ì n h t h ắ t

cổ bồng (2). P h í a t r ê n p h ễ u có b ì n h

bảo h i ể m (3). B ì n h t h ắ t cổ bồng có

h a i l ỗ : l ỗ (4) l ắ p k h o a đ ể l ấ y k h í ra,

l ỗ (5) đ ể t h á o c h ấ t l ỏ n g k h i c ầ n t h i ế t .

Hình 1.10. Bình Kíp

1. Phễu lớn; 2. Bình thắt cổ bồng; 3. Bình bảo hiểm; 4. Lắp khoa;

5. Chỗ tháo chất lỏng.

Cách sử dụng bình Kíp

Cho v ò n g đ ệ m b ằ n g c h ấ t dẻo ch ịu a x i t v à o g iữa của b ì n h t h ắ t cổ

bồng. Đ ậ y p h ễ u l ố n l ạ i r ồ i cho hoa c h ấ t r ắ n qua l ỗ p h í a t r ê n . C á c hoa

c h ấ t r ắ n k h ô n g n ê n đ ậ p n h ỏ q u á , cỡ 10 - 1 5 m m là v ừ a v à cho v à o đ ế n

1/4 hay 1/3 q u ả c ầ u g iữa của b ì n h t h ắ t cổ bồng. N ế u c h ấ t r ắ n l à k ẽ m

n ê n cho í t h ơ n . M ở k h o a p h ễ u v à r ó t c h ấ t lỏng v à o p h ễ u l ớ n của b ì n h

K í p , đ ế n k h i g ầ n t i ế p x ú c v ớ i c h ấ t r ắ n t h ì đ ó n g khoa l ạ i . N ê n r ó t c h ấ t

l ỏ n g v à o b ì n h K í p n h ư t h ế n à o đ ể k h i mở khoa, c h ấ t l ỏ n g d â n g l ê n v ừ a

n g ậ p hoa c h ấ t r ắ n ; n h ư t h ế t r á n h được h i ệ n t ư ợ n g c h ấ t l ỏ n g t r à o r a l ỗ

khoa . K h i m u ố n r ử a b ì n h K í p , t h á o n ú t p h í a d ư ớ i , cho c h ấ t l ỏ n g c h ả y

ra , r ử a q u ả c ầ u g iữa t rước , l ấ y hoa c h ấ t r ắ n còn t h ừ a ra r ồ i m ớ i r ử a

p h ầ n c ò n l ạ i .

B ì n h K í p là l o ạ i d ụ n g cụ đ i ề u c h ế k h í có t í n h c h ấ t t ự động . M u ố n

d i c h u y ể n b ì n h K í p , d ù n g h a i t ay đỡ b ì n h t h ắ t cổ bồng. T u y ệ t đ ố i

k h ô n g n â n g p h ễ u l ớ n vì k h i nhấc l ên , t o à n t h ể p h ầ n d ư ớ i của b ì n h K í p

sẽ r ờ i ra .

21

2 —0

3

Hình 1.11. Bình chứa khí

Bình chứa khí ( h ì n h 1.11)

B ì n h chứa k h í d ù n g đ ể n ạ p , t h u g i ữ k h í k h ô n g hoa t a n hoặc í t hoa t a n t r o n g nước .

B ình chứa k h í là b ì n h t h ú y t i n h có ha i l ỗ và một p h ễ u lớn có khoa, đ ậ y t r ê n m i ệ n g b ì n h .

Trước k h i t h u k h í , cho n ư ó c v à o đ ầ y b ì n h t h ú y t i n h . C á c h l à m n h ư sau: r ó t nước qua p h ễ u l ớ n . K h i g ầ n đ ầ y đ ó n g k h o a (1), n â n g p h ễ u l ớ n l ê n cho nước g ầ n t ớ i m i ệ n g b ì n h chứa k h í t h ì đ ậ y p h ễ u l ạ i . L à m n h ư v ậ y sẽ k h ô n g còn b ọ t k h í t r o n g b ì n h .

Thu khí: đ ó n g khoa (2), d ù n g ố n g cao su n ố i k h o a (1) vó i d ụ n g cụ đ i ề u c h ế k h í . M ở khoa (1) v à mở n h ẹ khoa (3) ở p h í a d ư ớ i của b ì n h chứa k h í , đ ể cho k h í v à o khoa (1) đ ẩ y nước r a t ừ t ừ ; n ế u m ở k h o a (3) to q u á , k h ô n g k h í sẽ l ù a v à o b ì n h chứa k h í . K h i t h u k h í x o n g đ ó n g khoa (3) v à khoa (1) l ạ i , mở khoa (2) đ ể l u ô n l u ô n có á p s u ấ t cao h ơ n bên n g o à i m ộ t c h ú t .

Lấy khí ra: m ở khoa (2) đồng t h ò i mở khoa (1), nước t r ê n p h ễ u lốn chảy xuống c h i ế m chỗ đ ẩ y k h í theo ống d ẫ n r a n g o à i .

M ỗ i k h i t h u m ộ t k h í mới k h á c , n ê n thay nước đ ể t r á n h t ì n h t r ạ n g có t h ể bị n ổ b ì n h . Ví dụ : ban đ ầ u b ì n h đ ự n g k h í oxi , sau đ ự n g k h í h i đ r o , nếu

k h ô n g thay nước, oxi t an t rong nước sẽ t h o á t r a t ạo t h à n h h ỗ n hợp nổ .

Bình tinh chế ( h ì n h 1.12)

Bình tisencô Bình đrecxen

Hình 1.12. Các loại bình tinh chế

B ì n h t i n h c h ế d ù n g đ ể l à m sạch v à k h ô k h í . Có n h i ề u l o ạ i b ì n h t i n h chế : b ì n h

t i s encô , b ì n h đ r e c x e n ...

Bình tisencô l à b ì n h t h ú y t i n h , p h í a t rong có v á c h n g ă n l à m h a i p h ầ n t h ô n g với n h a u bởi l ỗ ở p h í a d ư ớ i v á c h n g ă n s á t t ớ i đ á y b ì n h . C h ấ t l ỏ n g đ ể l à m sạch, l à m k h ô k h í k h ô n g q u á 1/3 t h ể t í c h b ì n h . N g o à i t á c d ụ n g l à m sạch, l à m k h ô k h í , b ì n h c ò n được d ù n g bảo h i ể m cho b ơ m c h â n k h ô n g .

22

Bình đrecxen l à b ì n h h ì n h t r ụ có n ú t n h á m , có ống d ẫ n k h í v à o d à i

đ ế n g ầ n s á t t ớ i đ á y b ì n h v à ống d ẫ n k h í ra . C h ấ t lỏng đ ể r ử a hoặc l à m

k h ô k h ô n g q u á 1/2 t h ể t í c h của b ì n h

Ống s i n h h à n ( h ì n h 1.13)

ống sinh hàn thẳng

1. Ông ngưng hơi; 2. ống chứa nước để làm lạnh; 3. Cao su nối; 4. Vòi dẫn nước làm lạnh

Hình 1.13. Các loại ống sinh hàn

A' . . . . Ống sinh hàn hình cầu Ong sinh hàn ngược M

Ống s i n h h à n d ù n g đ ể n g ư n g t ụ các c h ấ t hơ i . T u y theo chức n ă n g m à ố n g s i n h h à n có d ạ n g v à t ê n gọ i k h á c n h a u . Ô n g s i n h h à n t h ẳ n g d ù n g c ấ t nước hay c ấ t c h ấ t lỏng , đ ể p h â n l i các c h ấ t l ỏ n g hoa t a n l ẫ n n h a u . Ô n g s i n h h à n c ầ u v à ống s inh h à n x o ắ n là l o ạ i ố n g s i n h h à n n g ư ợ c c h ủ y ế u d ù n g đ ể n g ư n g l ạ i các c h ấ t d ễ bay hơ i t r o n g b ì n h p h ả n ứ n g . C ũ n g có t h ể d ù n g l o ạ i n à y đ ể cấ t c h ấ t lỏng n h ư n g k h i d ù n g p h ả i l ắ p đ ứ n g , n ế u l ắ p n g h i ê n g c h ấ t lỏng sẽ đ ọ n g l ạ i t r o n g ố n g s i n h h à n .

Nước l à m l ạ n h ố n g s i n h h à n bao giờ c ũ n g cho c h ả y v à o vòi d ư ớ i v à c h ả y r a ở vòi p h í a t r ê n . T h ư ờ n g d ù n g nước m á y đ ể c h ạ y ố n g s i n h h à n .

K h i d ù n g l â u , ở t h à n h ống s inh h à n t h ư ờ n g có c ặ n b á m t rở n g ạ i sự theo dõ i h ỡ i n g ư n g t r o n g ống . Có t h ể l à m m ấ t c ặ n đó b ằ n g c á c h r ử a b ằ n g d u n g dịch H C l 10%, sau đó r ử a l ạ i b ằ n g nước cho h ế t sạch ax i t .

Nhiệt kế

Có n h i ề u l o ạ i d ụ n g cụ đ ể đo n h i ệ t độ: n h i ệ t k ế lỏng , n h i ệ t k ế đ i ệ n

t rở p i r o m e t n h i ệ t đ i ệ n , p i r o m e t quang học,. . .

23

N h i ệ t k ế lỏng l à n h i ệ t k ế chứa c h ấ t lỏng . C h ấ t l ỏ n g đ ự n g t r o n g

n h i ệ t k ế t h ư ờ n g l à r ư ợ u m à u , t h ú y n g â n , t o luen , pentan , . . . N h i ệ t k ế

chứa pen tan đo n h i ệ t độ t h ấ p đ ế n - 2 2 0 ° c . N h i ệ t k ế t h ú y n g â n đ o đ ế n

n h i ệ t độ cao n h ấ t l à 5 5 0 ° c .

K h i đo n h i ệ t độ m ộ t c h ấ t lỏng, n h ú n g n g ậ p b ầ u t h ú y n g â n của

n h i ệ t k ế v à o c h ấ t lỏng, k h ô n g đ ể b ầ u t h ú y n g â n s á t v à o t h à n h b ì n h .

Theo dõi đ ế n k h i cột t h ú y n g â n k h ô n g d â n g l ê n n ữ a m ớ i đọc k ế t q u ả ,

để m ắ t ngang b ằ n g v ớ i cột t h ú y n g â n .

Sử d ụ n g n h i ệ t k ế p h ả i c ẩ n t h ậ n , t r á n h va c h ạ m m ạ n h , rơ i võ,

k h ô n g đ ể n h i ệ t k ế thay đ ổ i n h i ệ t độ đ ộ t ngộ t . K h ô n g được đ o n h i ệ t độ cao q u á n h i ệ t độ cho p h é p , sẽ l à m n h i ệ t k ế n ứ t , vỡ . c ầ n đ ặ c b i ệ t l ư u ý

t h ú y n g â n vì hơ i t h ú y n g â n r ấ t độc; n ế u k h ô n g m a y n h i ệ t k ế vỡ , d ù n g m ả n h g i ấ y t h u gom p h ầ n l ớ n các h ạ t t h ú y n g â n v à o l ọ đ ậ y k í n , chôn

s â u , k h ô n g được n h ặ t b ằ n g tay, k h ử t h ú y n g â n c ò n s ó t b ằ n g b ộ t l ưu h u ỳ n h , hoặc t ạo h ỗ n h ố n g vớ i k ẽ m . . . đ ồ n g t h ờ i l à m t h a y đ ổ i k h ô n g k h í

t rong p h ò n g b ằ n g c á c h mở cửa, q u ạ t t h ô n g gió . . .

1.2. Dụng cụ bằng sứ (hình 1.14)

D ụ n g cụ b ằ n g sứ c ũ n g được sử d ụ n g r ộ n g r ã i t r o n g p h ò n g t h í

n g h i ệ m . D ụ n g cụ b ằ n g sứ b ề n chắc, í t b ị hoa c h ấ t ă n m ò n , c h ị u được sự

thay đ ổ i n h i ệ t độ đ ộ t ngột , đặc b i ệ t ch ịu được n h i ệ t đ ộ cao h ơ n d ụ n g cụ

t h ú y t i n h (có t h ể t ớ i 1200°C) . Song có n h ư ợ c đ i ể m l à n ặ n g , k h ô n g t rong suốt v à đ ắ t t i ề n .

bát sứ chén sứ chày cối sứ

Hình 1.14. Dụng cụ bằng sứ

T h ư ờ n g d ù n g là cốc, b á t sứ, c h é n sứ, t h u y ề n sứ, cố i c h à y , t h ì a , bay...

C h é n sứ : d ù n g đ ể n u n g c á c chấ t , đ ố t c h á y c á c c h ấ t h ữ u cơ k h i x á c

đ ị n h t rơ . . . Có t h ể đ u n t r ự c t i ế p t r ê n đ è n k h í , k h ô n g c ầ n l ư ớ i a m i ă n g .

24

K h i n u n g , đ ặ t c h é n sứ v à o g iá h ì n h t a m g iác c â n , g i á n à y có ba ống

b ằ n g sứ, c h ọ n l o ạ i g i á có k í c h t hước t h í c h hợp đ ể k h i đ ặ t c h é n n u n g v à o g i á p h ả i n g ậ p 1/3 c h i ề u cao của c h é n , sau đó đ ặ t l ê n v ò n g sắ t v à l ắ p v à o g i á sắ t .

T r o n g đ a s ố t r ư ờ n g hợp, k h i n u n g c ầ n đ ậ y n ắ p . K h i l ấ y n ắ p r a p h ả i d ù n g k ì m đ ể gắp ( h ì n h 1.15). N u n g xong l à m n g u ộ i t r o n g b ì n h h ú t ẩ m .

C h é n sứ n u n g có t h ể c h ị u đ ế n n h i ệ t độ 1 2 0 0 ° c t r o n g lò nung .

K h ô n g d ù n g c h é n sứ n u n g n ó n g các c h ấ t k i ề m n h ư N a 2 C 0 3 , a x i t

H F n ó n g c h ả y v ì l à m sứ p h â n huy .

0 a, 0 »

Hình 1.15. Cách cầm kìm để lấy nắp chén sứ

(a) đúng; (b) sai

Bát sứ: dùng để cô các dung dịch, trộn các hoa chất rắn vối nhau,

đ u n c h ả y c á c chấ t . . .

Có t h ể đ u n c á c b á t sứ b ằ n g n g ọ n l ử a t rực t i ế p , n h ư n g n ế u đ u n qua

l ư ớ i v ẫ n t ố t h ơ n . C á c b á t sứ có đ ư ờ n g k í n h v à d u n g t í c h k h á c n h a u .

C h à y , c ố i s ứ : d ù n g đ ể n g h i ề n hoa c h ấ t r ắ n . K h i n g h i ề n , l ư ợ n g

c h ấ t r ắ n t r o n g cố i k h ô n g q u á 1/3 t h ể t í c h của cố i . Đ ầ u t i ê n d ù n g c h à y

c ẩ n t h ậ n g i ã n h ỏ n h ữ n g cục l ớ n cho đ ế n k h i k í c h t h ư ớ c b ằ n g h ạ t đ ậ u ,

sau đó d ù n g t ay t ì c h à y v à x o á y m ạ n h c h à y v à o cố i cho c h ấ t r ắ n n h ỏ

d ầ n . T r o n g k h i n g h i ề n , t h ỉ n h t h o ả n g d ừ n g l ạ i , d ù n g bay đ ể đ ả o v à d ồ n

c h ấ t n g h i ề n v à o c ố i . K h i h ó a c h ấ t đ ạ t đ ế n k í c h t h ư ớ c c ầ n t h i ế t , d ù n g

bay cạo sạch c h ấ t c ầ n n g h i ề n d í n h v à o đ ầ u c h à y v à x u n g q u a n h t h à n h

cố i sau đó đ ổ r a theo m ỏ cố i .

Sau k h i n g h i ề n xong, r ử a sạch c h à y cố i ngay.

25

1.3. D ụ n g c ụ b ằ n g s ắ t , g ỗ , k i m l o ạ i ( h ì n h 1.16)

D ụ n g cụ b ằ n g sắ t gồm giá sắ t , con bọ, cặp sắ t , v ò n g k i ề n g , c ặ p gắp

c h é n nung , l ư ớ i a m i ă n g , k ẹ p mo... D ụ n g cụ b ằ n g gỗ có g i á gỗ đ ể ống

n g h i ệ m , cặp ống n g h i ệ m . . .

G i á sắ t r ấ t c ầ n cho p h ò n g t h í n g h i ệ m hoa học. C ù n g v ớ i g i á sắ t

t h ư ớ n g có đ ủ các v ò n g , cặp, con bọ. K h i cặp ống n g h i ệ m h a y c á c l o ạ i b ì n h v à o g iá , p h ả i có cao su hay g i ấ y ló t nơ i t i ế p x ú c g i ữ a c ặ p s ắ t và

d ụ n g cụ t h ú y t i n h đ ể t r á n h n ứ t vỡ.

Đ ố i vớ i ống n g h i ệ m , k h i đ ã cho ống n g h i ệ m v à o c ặ p r ồ i , k h ô n g n ê n

d ù n g b à n tay n ắ m l ấ y cả ha i n h á n h của cặp, ch ỉ n ê n c ầ m chắc lấy n h á n h d à i v à cho n g ó n tay cá i g ầ n s á t v à o p h í a t r o n g n h á n h ngắn .

N h ư v ậ y sẽ cặp c h ặ t ống n g h i ệ m v à k h ô n g bị rơ i .

Hình 1.16. Dụng cụ bằng sắt, bằng gỗ

1. Bộ giá sắt; 2. Lưới amiăng; 3. Kẹp mo; 4. Cặp ống nghiệm; 5. Giá gỗ.

Các phòng thí nghiệm nên có tủ hốt (hình 1.17) để tiến hành thí

n g h i ệ m vớ i c h ấ t độc hoặc có m ù i k h ó c h ị u n h ư h i đ r o s u n í u a , h i đ r o clorua, các halogen, n i tơ đ iox i t ...

26

K h i k h ô n g t h í n g h i ệ m , t ủ h ố t có t h ể d ù n g đ ể cấ t các hoa c h ấ t độc,

d ễ bay hơ i , có m ù i k h ó c h ị u n h ư b r o m lỏng, các a x i t đ ặ c ( H 2 S 0 4 , H N 0 3 ,

HC1...); các c h ấ t d ễ c h á y (CS 2 , ete, benzen...)-

ÍT

í i?

Hình 1.17. Tủ hốt

2. NHỮNG THAO TÁC THỰC HÀNH cơ BẢN TRONG PHÒNG

T H Í N G H I Ệ M

2.1. Rửa dụng cụ hoa học

R ử a d ụ n g cụ hoa học c ầ n b i ế t t í n h c h ấ t của n h ữ n g c h ấ t l à m b ẩ n

d ụ n g cụ, t ừ đó c h ọ n p h ư ơ n g p h á p r ử a cũng n h ư d u n g m ô i đ ể r ử a .

Có 2 p h ư ơ n g p h á p rửa : p h ư ơ n g p h á p cơ học v à p h ư ơ n g p h á p hoa học.

2.1.1. Phương pháp cơ học

D ụ n g cụ r ử a l à c h ổ i l ông . N ế u c h ấ t b ẩ n k h ô n g p h ả i l à c h ấ t béo ,

c h ấ t k h ô n g t a n t r o n g nước t h ì d ù n g nước n ó n g hoặc nước l ạ n h .

Ví dụ: r ử a ố n g n g h i ệ m :

- M ộ t t ay c ầ m c h ổ i , m ộ t t ay c ầ m hơi chếch ống n g h i ệ m .

- Cho nước v à o ố n g n g h i ệ m , c ầ m c h ổ i xoay n h ẹ đ ể cho l ô n g c h ổ i cọ

27

s á t v à o đ á y v à t h à n h ống, đồng t h ò i k é o c h ổ i l ê n x u ố n g , v ừ a k é o vừa

xoay đ ể r ử a t h à n h ống.

K h i r ử a c ầ n c h ú ý:

- K h ô n g thọc m ạ n h chổ i v à o đ á y ống n g h i ệ m l à m võ, g â y s á t t h ư ơ n g .

- C ầ n chọn c h ổ i t h í c h hợp vớ i t ừ n g l o ạ i ống .

Sau k h i r ử a sạch b ằ n g nước m á y , d ù n g nước c ấ t t r á n g l ạ i . K i ể m t ra ống n g h i ệ m sạch b ằ n g c á c h cho nưốc cấ t v à o đ ầ y ố n g n g h i ệ m , ú p ngược cho ống chảy h ế t : n ế u ống sạch t r ê n t h à n h ố n g k h ô n g c ò n h ạ t nước b á m v à o ; n ế u ống còn b ẩ n , r ử a l ạ i .

Đ ố i vớ i c h ấ t b ẩ n k h ô n g t a n t r o n g nước, có t h ể r ử a b ằ n g c á c dung môi h ữ u cơ n h ư : ete, axeton, x ă n g , r ư ợ u e ty l ic ...

2.1.2. Phương pháp hoa học

T h ư ớ n g d ù n g h ỗ n hợp s u n í b c r o m i c , h ỗ n hợp d u n g d ịch axi t

s u n í u r i c vớ i k a l i pemanganat , k i ề m đặc ... đ ể r ử a .

C á c h pha c h ế h ỗ n hợp s u n í b c r o m i c : n g h i ề n n h ỏ l O g K 2 C r 2 0 7 cho vào cốc, t ẩ m ướt b ằ n g 3 - 5 m l nước, vừa k h u ấ y v ừ a t h ê m lOOml H 2 S 0 4

98%. Sau k h i r ử a xong d ụ n g cụ, h ỗ n hợp s u n í b c r o m i c được đ ổ t rở l ạ i b ì n h chứa đ ể d ù n g l ầ n sau. Đ ế n k h i h ỗ n hợp c h u y ể n sang m à u xanh đ e n m ớ i bỏ đ i . H ỗ n hợp s u n í o c r o m i c là c h ấ t ox i hoa m ạ n h , t á c d ụ n g lên da v à q u ầ n áo , v ì v ậ y p h ả i c ẩ n t h ậ n k h i sử d ụ n g .

D u n g dịch K M n 0 4 4% ax i t hoa b ằ n g H 2 S 0 4 đ ặ c l à d u n g d ịch rửa t ố t . T h ư ờ n g pha 4 - 5 m l H 2 S 0 4 đặc v à o lOOml d u n g d ịch K M n 0 4 4%. N g o à i r a có t h ể pha k i ề m t r o n g r ư ợ u b ằ n g c á c h hoa t a n 5 - l O g N a O H t rong lOOml r ư ợ u etyl ic đ ể r ử a .

Khi rửa các dụng cụ cần chú ý:

D ụ n g cụ p h ả i r ử a sạch, t r á n g b ằ n g nước cấ t r ồ i đ ể v à o nơ i quy đ ị nh .

K h ô n g d ù n g g i ấ y lọc, k h ă n m ặ t l a u t h à n h b ê n t r o n g c á c d ụ n g cụ vừa r ử a xong, có t h ể l à m k h ô t r o n g t ủ sấy ( t r ừ c á c d ụ n g cụ có ch ia độ) .

T i ế t k i ệ m v à d ù n g c h ấ t r ử a r ẻ t i ề n , t h u h ồ i d u n g dịch, c h ấ t q u ý v à hoa c h ấ t r ắ n còn d ù n g được.

Các d u n g dịch ax i t , k i ề m đặc, c h ấ t độc, m ù i t h ố i ... k h ô n g được đ ổ vào c h ậ u r ử a .

28

2 .2 . L à m k h ô c á c d ụ n g c ụ

Các d ụ n g cụ có t h ể l à m k h ô nguội và sấy k h ô nóng . Đ ể l à m k h ô nguội , d ụ n g cụ sau k h i r ử a sạch ú p t r ê n các giá gỗ hoặc nhựa. D ụ n g cụ đ ã rửa

sạch c ầ n t r á n h k h ô n g để bị b ẩ n l ạ i ; có t h ể cấ t t rong b ì n h h ú t ẩ m .

Sấy khô nóng dụng cụ bằng đèn cồn, bếp điện, đèn khí hoặc trong tủ

sấy ỏ n h i ệ t độ 8 0 ° c - 1 0 0 ° c . V ớ i các d ụ n g cụ có chia độ, k h ô n g được sấy k h ô n ó n g ; n ế u c ầ n l à m k h ô , t r á n g d ụ n g cụ b ằ n g r ư ợ u , sau b ằ n g ete.

2.3. Cách sử dụng hoa chất

Ngay từ đầu, sinh viên phải làm quen với việc dùng lượng hoa chất n h ỏ đ ể l à m t h í n g h i ệ m . N ế u t à i l i ệ u k h ô n g c h ú t h í c h r õ p h ả i d ù n g l ư ợ n g l ớ n t h ì ch ỉ l ấ y m ộ t l ư ợ n g v ừ a p h ủ đ á y ống n g h i ệ m v ớ i hoa c h ấ t r ắ n v à k h o ả n g 1/8 t h ê t í c h ống n g h i ệ m v ớ i hoa c h ấ t lỏng .

Lấy hoa chất rắn phải dùng thìa sứ hoặc thìa thúy tinh sạch và k h ô , k h ô n g bốc hoa c h ấ t b ằ n g tay, t r á n h b ư n g cả l ọ m à đổ . N ú t của l ọ hoa c h ấ t k h i đ ặ t x u ố n g b à n p h ả i đ ặ t ngửa. Hoa c h ấ t rơ i v ã i , d ù n g t h ừ a

k h ô n g được đ ổ v à o l ọ , t r ừ t r ư ờ n g hợp hoa c h ấ t q u ý , đ ắ t t i ề n . K h i c ầ n

cho hoa c h ấ t r ắ n v à o ố n g n g h i ệ m , gấp b ă n g g i ấ y t h à n h m á n g , cho hoa

c h ấ t v à o đ ầ u m á n g , t ừ t ừ đ ư a x u ố n g đ á y ống n g h i ệ m , gõ n h ẹ cho hoa

c h ấ t rơ i x u ố n g .

Lấy hoa chất lỏng phải dùng ống nhỏ giọt, không để đầu ống hút

c h ạ m v à o t h à n h d ụ n g cụ, k h ô n g đ ể l ẫ n ống h ú t của l ọ hoa c h ấ t n à y

sang l ọ hoa c h ấ t k h á c . N ế u có h ư ớ n g d ẫ n l ấ y m ộ t l ư ợ n g l ớ n , k h i r ó t

d u n g dịch p h ả i xoay n h ã n v ề p h í a t r ê n , t r ư ờ n g hợp d u n g dịch có rơ i r ớ t

r a n g o à i c ũ n g k h ô n g l à m h ỏ n g n h ã n . K h i l ấ y hoa c h ấ t độc v à ă n da

k h ô n g được d ù n g t ay c ầ m ống n g h i ệ m m à p h ả i d ù n g cặp . N ê n cặp ống

n g h i ệ m ở v ị t r í c á c h m i ệ n g ố n g k h o ả n g 1/5 b ề d à i của ống . Ch ỉ lắc ống

n g h i ệ m k h i hoa c h ấ t c h ư a đ ế n 1/2 ống. N ế u hoa c h ấ t n h i ề u p h ả i d ù n g

đ ũ a t h ú y t i n h k h u ấ y n h ẹ , t u y ệ t đ ố i k h ô n g d ù n g n g ó n t ay b ị t m i ệ n g ố n g

n g h i ệ m m à lắc .

29

2.4. C ắ t v à u ố n ố n g t h ú y t i n h

2.4.1. Cắt ống thúy tinh ( h ì n h 1.18)

Đ ầ u t i ê n d ù n g dũa sắ t có cạnh , dũa v à o chỗ đ ị n h c ắ t t h à n h v ế t gọn,

d ù n g k h ă n ló t tay v à g i ữ ống b ằ n g h a i t ay đ ặ t h a i b ê n r ã n h , h a i ngón

tay cá i t i ế p x ú c v ớ i nhau , t ì v à o p h í a sau chỗ đ ã d ũ a r ồ i v ừ a k é o ngang

ra ha i p h í a vừa be n h ẹ , v ệ t c á t sẽ t h ă n g .

Hình 1.18. Cách cắt ống thúy tinh

Hình 1.19. Cách uốn ống thúy tinh

2.4.2. Uốn ống thúy tinh (hình 1.19)

M u ố n u ố n ống t h ú y t i n h theo h ì n h d ạ n g v à k í c h t h ư ớ c của d ụ n g cụ

đ ị n h uốn , t h ì đ ố t n ó n g chỗ đ ị n h u ố n k h o ả n g 5 - 6cm. H a i t ay c ầ m hai

đ ầ u Ống, vừa hơ vừa xoay ống. K h i t h ú y t i n h đ ủ m ề m , đ ư a n h a n h ống

ra n g o à i ngọn lửa , d ù n g tay đỡ n h ẹ đ ể ố n g t ự u ố n t ừ t ừ đ ế n đ ộ cong cần t h i ế t t h ì d ừ n g l ạ i . K h ô n g u ố n q u á n h a n h , ố n g sẽ b ẹ p v à g ẫ y gấp.

30

M u ố n k é o đ ầ u ố n g t h à n h mao q u ả n hoặc đ ầ u có v u ố t n h ọ n , c ầ n đ ố t

n ó n g ố n g đ ế n m ề m . Đ ư a ống ra k h ỏ i n g ọ n lửa , v ừ a xoay, v ừ a k é o ố n g t ừ t ừ cho t ớ i k h i đ ạ t được đ ư ờ n g k í n h t h í c h hợp. K h i ố n g n g u ộ i m ớ i cắ t ô n g ở đ ầ u v ừ a được v u ố t n h ọ n v à hơ cho n h ẵ n .

2.5. Chọn và khoan nút

2.5.1. Chon nút

C ó n h i ề u l o ạ i n ú t : n ú t cao su, n ú t t h ú y t i n h , n ú t He, n ú t bấc, ... T u y theo hoa c h ấ t đ ự n g t r o n g b ì n h , l ọ m à d ù n g n ú t t h í c h hợp.

N ú t cao su k h ô n g d ù n g cho các b ì n h , l ọ đ ự n g các d u n g m ô i h ữ u cơ

hoặc a x i t có k h ả n ă n g ă n m ò n cao su. N ú t He k h ô n g d ù n g cho b ì n h đ ự n g a x i t m à d ù n g n ú t t h ú y t i n h .

T u y theo k í c h t h ư ớ c của m i ệ n g d ụ n g cụ v à l o ạ i n ú t m à c h ọ n cho

t h í c h hợp . N ú t He, c ầ n c h ọ n n ú t l ớ n h ơ n m i ệ n g b ì n h m ộ t c h ú t r ồ i d ù n g d ụ n g cụ é p n ú t l à m cho n ú t m ề m v à n h ỏ đ i . N ú t cao su hay n ú t t h ú y

t i n h c h ọ n v ừ a m i ệ n g b ì n h . N ú t đ ậ y p h ả i t h ừ a r a n g o à i 1/3 c h i ề u cao,

còn 2/3 n ằ m t r o n g cổ b ì n h .

K h i l ắ p Ống d ẫ n t h ú y t i n h v à o n ú t c ầ n t h ậ n t r ọ n g , n h ẹ n h à n g

t r á n h g ã y , vỡ ống , t h ú y t i n h có t h ể đ â m v à o tay. K h i c ầ n c ắ m ố n g d ẫ n

hay n h i ệ t k ế v à o n ú t cao su, d ù n g k h o a n đ ể k h o a n l ỗ .

2.5.2. Khoan nút (hình 1.20)

B ộ k h o a n n ú t có 10 - 12 chiếc khoan v à m ộ t que t h ô n g .

Cách khoan : T r ư ớ c h ế t p h ả i chọn k h o a n có đ ư ờ n g k í n h n h ỏ h ơ n

ố n g d ẫ n c ầ n d ù n g . T a y t r á i c ầ m n ú t , t ay p h ả i c ầ m khoan , b ắ t đ ầ u

k h o a n t ừ p h í a m ặ t n h ỏ của n ú t . C h ú ý ch ỉ xoay k h o a n theo m ộ t c h i ề u ,

l u ô n g i ữ cho t r ụ c k h o a n song song v ớ i t r ụ c của n ú t ; t h ư ờ n g đ ặ t n ú t t r ê n m ả n h gỗ đ ể k h i c h ạ m v à o gỗ , m ũ i k h o a n k h ô n g b ị sứ t m ẻ .

M u ố n d ễ k h o a n có t h ể bô i m ỡ hay x à p h ò n g v à o t h â n k h o a n .

31

Hình 1.20 1. Bộ khoan nút, 2. Cách khoan nút; 3. Lắp ống thúy tinh vào nút cao su

2.6. Đ u n n ó n g , c h ư n g v à n u n g

2.6.1. Đun nóng

T r o n g p h ò n g t h í n g h i ệ m

t h ư ờ n g đ u n n ó n g b ằ n g đ è n

cồn, bếp đ i ệ n , đ è n k h í , ...

- Đèn cồn : N h i ệ t độ của

đ è n cồn k h o ả n g 5 0 0 ° c . K h i

d ù n g đ è n cồn c ầ n c h ú ý đ ế n

lượng cồn t r o n g đ è n , c á c h

c h â m đ è n v à t ắ t đ è n . K h ô n g

n ê n r ó t đ ầ y cồn v à o đ è n . K h i

c h â m đ è n p h ả i d ù n g đ ó m ;

k h ô n g được n g h i ê n g đ è n l ấ y

lửa ; t ắ t đ è n p h ả i đ ậ y nắp ,

k h ô n g được t h ổ i .

vùng lửa (tím) phần nóng nhất của ngọn lửa vùng oxi hóa (xanh)

không khí vào

khí vào

Hình 1.21. Đèn khí Bunsen và cấu tạo ngọn lửa

- Đèn khí : N h i ê n l i ệ u d ù n g là k h í đ ố t hay hoa k h í n h i ê n l i ệ u lỏng dễ

bay hơi. Trong p h ò n g t h í ngh i ệm t h ư ờ n g d ù n g đ è n Bunsen ( h ì n h 1.21). ở

phần dưới của đ è n k h í có ống d ẫ n k h í đ ố t v à o v à có bộ p h ậ n đ i ề u chỉnh

lượng k h ô n g k h í cho vào . N h i ệ t độ của đ è n k h í có t h ể t ớ i 1 6 0 0 ° c .

Đ u n c h ấ t lỏng t r o n g b ì n h cầu , cốc, b ì n h h ì n h n ó n , . . . p h ả i đ ặ t t r ê n

g iá sắ t có l ư ớ i a m i ă n g , c ầ n t h i ế t p h ả i cặp v à o g i á b ằ n g cặp sắ t có lót.

32

Sau k h i đ u n xong k h ô n g đ ể b ì n h cầu , cốc, b ì n h h ì n h n ó n , ... v à o chỗ

l ạ n h , ẩ m ; n ê n đ ể t r ê n gỗ , g i ấ y k h ô đ ể k h ỏ i vỡ .

* Đ u n c h ấ t l ỏ n g t r o n g ố n g n g h i ệ m d ù n g cặp gỗ , cặp c á c h m i ệ n g ô n g 1/5 c h i ề u d à i , c ầ m hơ i n g h i ê n g , m i ệ n g ống k h ô n g h ư ố n g v ề p h í a có

n g ư ờ i . L ú c đ ầ u hơ n h ẹ t o à n t h ể ống n g h i ệ m , v ừ a đ u n , v ừ a lắc đ ể t r á n h h i ệ n t ư ợ n g c h ậ m sôi n ế u k h ô n g dung dịch có t h ể v ì sô i b ù n g l ê n m à t r à o v à b ắ n r a n g o à i . K h i b ọ t k h í b ắ t đ ầ u x u ấ t h i ệ n , đ ư a ống sang b ê n đ ể g ầ n hay b ê n t r ê n n g ọ n lửa , t i ế p tục đ u n b ằ n g k h ô n g k h í n ó n g .

2.6.2. Chưng

C h ư n g l à p h ư ơ n g p h á p đ u n n ó n g ở n h i ệ t độ k h ô n g đ ổ i . T u y theo y ê u c ầ u của t h í n g h i ệ m m à d ù n g p h ư ơ n g p h á p t h í c h hợp : c h ư n g c á c h

t h ú y , c á c h c á t , c á c h d ầ u , ...

4 Chưng cách thúy ở n h i ệ t độ k h o ả n g 1 0 0 ° c . D ụ n g cụ c h u y ê n d ù n g đ ố t n ó n g b ằ n g đ i ệ n , có n ắ p hợp t h à n h các v ò n g k i m l o ạ i có t h ể đ ặ t b ì n h p h ả n ứ n g to n h ỏ k h á c n h a u . B ê n c ạ n h b ì n h có ống t h ú y t i n h n h ỏ t h ô n g v ớ i b ê n t r o n g đ ể b á o mực nước ( h ì n h 1.22). N ế u k h ô n g có b ì n h c á c h

t h ú y c h u y ê n d ụ n g , có t h ể d ù n g đ è n cồn hay đ è n k h í c h ư n g c á c h t h ú y b ằ n g c á c h đ ặ t b ì n h p h ả n ứ n g hay ống n g h i ệ m v à o cốc t r ê n g i á t r ò n b ằ n g n h ự a n g ậ p t r o n g nước.

Hình 1.22. Các loại bình

cách thúy 4 Chưng cách cát ồ n h i ệ t độ k h o ả n g

400 - 5 0 0 ° c , d ụ n g cụ l à b ế p c á c h c á t ,

p h ư ơ n g p h á p c h ư n g t ư ơ n g t ự n h ư t r ê n .

2.6.3. Nung

N u n g l à đ u n n ó n g ở n h i ệ t độ cao, t h ư ờ n g

d ù n g lò n u n g ( h ì n h 1.23) đ ạ t t ừ 1000 - 1 2 0 0 ° c .

D ụ n g cụ chứa c h ấ t n u n g n ó n g t h ư ớ n g b ằ n g

sứ, t h ạ c h anh , p l a t i n , n i k e n . . . Hình 1.23. Lò nung

33

2.7. H o a t a n

Đ ể pha c h ế các t huốc t h ử t r o n g p h ò n g t h í n g h i ệ m t h ư ờ n g p h ả i hoa

t a n c h ấ t t a n t r o n g d u n g m ô i (chấ t r ắ n t r o n g c h ấ t lỏng , c h ấ t l ỏ n g t rong

c h ấ t lỏng, c h ấ t k h í t r o n g c h ấ t lỏng) . N ế u là c h ấ t r ắ n p h ả i n g h i ề n nhỏ , k h u ấ y đ ề u , k h i c ầ n t h i ế t có t h ể đ u n n ó n g . Hoa t a n h a i c h ấ t l ỏ n g cần lắc b ì n h l u ô n đ ể cho d u n g dịch đồng n h ấ t . T u y theo l ư ợ n g c h ấ t hoa tan m à chọn d ụ n g cụ t h í c h hợp. N h ữ n g d ụ n g cụ hoa t a n t h ư ờ n g d ù n g là ống n g h i ệ m , cốc, b ì n h h ì n h n ó n , b ì n h đ ị n h mức, . . . Hoa t a n t r o n g ống n g h i ệ m t h ì lắc ngang; hoa t a n t rong b ì n h cầu , b ì n h đ ị n h mức , b ì n h tam giác t h ì lắc t r ò n . Hoa t a n t r o n g cốc t h ú y t i n h p h ả i k h u ấ y d u n g dịch b ằ n g đ ũ a t h ú y t i n h có đ ầ u bọc cao su. N ế u k h u ấ y l â u d ù n g m á y k h u ấ y

t ừ hoặc m á y k h u ấ y đ ũ a .

2.8. Tách các chất

Có n h i ề u p h ư ơ n g p h á p t á c h n h ữ n g c h ấ t r ắ n k h ô n g t a n r a k h ỏ i chấ t

lỏng : p h ư ớ n g p h á p l à m bay hơ i , k ế t t i n h , g ạn , l i t â m , lọc, ...

2.8.1. Phương pháp làm bay hơi dung môi

D ù n g p h ư ơ n g p h á p n à y có t h ể t á c h c h ấ t t a n r a k h ỏ i d u n g m ô i . N ế u

lượng dung môi b é , t ự bay hơ i n g o à i k h ô n g k h í t r ê n m ặ t k í n h đ ồ n g hồ hay b á t sứ, k h i c ầ n có t h ể đ u n n h ẹ . N ế u là d u n g m ô i d ễ c h á y hay quý p h ả i d ù n g p h ư ơ n g p h á p cấ t đ ể t h u h ồ i dung m ô i đó .

2.8.2. Kết tinh

K h i k ế t t i n h m ộ t c h ấ t t r o n g dung môi , c h ấ t t a n k ế t t ủ a t h à n h t i n h

t h ể lớn n ế u n h ư h ạ n h i ệ t độ c h ậ m , còn h ạ n h i ệ t đ ộ n h a n h t h u được t i n h t h ể n h ỏ . T h ư ờ n g x ả y ra h i ệ n t ư ợ n g q u á b ã o hoa của d u n g dịch,

h i ệ n t ư ợ n g n à y có t h ể t r á n h được b ằ n g c á c h cho m ộ t t i n h t h ể của chấ t đó v à o hoặc cọ n h ẹ t h à n h b ì n h b ằ n g đ ũ a t h ú y t i n h .

Sau k h i k ế t t i n h xong, t i n h t h ể được lọc r a k h ỏ i d u n g m ô i t r ê n

p h ễ u v à r ử a b ằ n g m ộ t í t dung m ô i đ ể l à m sạch b ề m ặ t t i n h t h ể , r ồ i l à m k h ô t i n h t h ể .

34

2.8.3. Li tâm ( h ì n h 1.24)

N h ữ n g c h ấ t k ế t t ủ a k h ô n g

l ắ n g x u ố n g hoặc l ắ n g x u ố n g r ấ t c h ậ m p h ả i d ù n g m á y l i t â m đ ể t ă n g tốc độ l ắ n g của

k ế t t ủ a . Có t h ể sử d ụ n g m á y l i t â m quay tay d ù n g cho 4 ống n g h i ệ m , t ừ n g cặp các ố n g

n g h i ệ m n ằ m t r ê n t r ụ c 180° v à n ặ n g b ằ n g n h a u . Sau k h i quay Hình 1.24.

l i t â m , c h ấ t k ế t t ủ a l ắ n g x u ố n g 1 M á y « t â m quay tay; 2 M á v H t â m d ù n 9

ố n g h ú t .

2.8.4. Lọc

Lọc l à p h ư ờ n g p h á p t á c h h o à n t o à n c h ấ t r ắ n r a k h ỏ i c h ấ t lỏng . Có n h i ề u c á c h lọc : lọc t h ư ờ n g , lọc n ó n g , lọc d ư ớ i á p s u ấ t t h ấ p . . .

• Lọc thường : d ù n g p h ễ u t h ú y t i n h v à g i ấ y lọc. G i ấ y lọc có t h à n h

p h ầ n hoa học t i n h k h i ế t , d ạ n g sợi t ạo t h à n h l ỗ xốp n h ỏ . Có g i ấ y lọc

t h ư ờ n g v à g i ấ y lọc k h ô n g t à n . T r ê n bao g i ấ y lọc g h i k h ố i l ư ợ n g t r o của

Ì t ò g i ấ y lọc. V í d ụ 0,00007g là g i ấ y lọc k h ô n g t à n . N h ư v ậ y k h ố i l ư ợ n g

t r o đ ó k h ô n g ả n h h ư ở n g đ ế n k ế t q u ả c â n .

G i ấ y lọc t h ư ờ n g quy ước theo m à u :

- B ă n g v à n g h a y đ e n : đ ư ờ n g k í n h l ỗ g i ấ y lọc k h o ả n g 0 ,01mm.

- B ă n g t r ắ n g : đ ư ờ n g k í n h l ỗ g i ấ y lọc k h o ả n g 0 ,003mm.

- B ă n g x a n h d ù n g đ ể lọc n h ữ n g k ế t t ủ a r ấ t n h ỏ , đ ư ờ n g k í n h l ỗ g i ấ y

lọc 0,001 - 0 , 0 0 2 5 m m .

K h i lọc p h ả i c h ọ n g i ấ y lọc p h ù hợp v à v ừ a k í c h t h ư ớ c của p h ễ u lọc.

Có h a i c á c h gấp g i ấ y lọc ( h ì n h 1.25) : g i ấ y lọc gấp h ì n h c h ó p k h i c ầ n l ấ y

k ế t t ủ a , g i ấ y lọc n h i ề u n ế p k h i c ầ n lọc n h a n h v à l ấ y nước lọc.

được g ạ n sạch hay h ú t b ằ n g

35

Hình 1.25.

1. Cách gấp giấy lọc thường; 2. Cách gấp giấy lọc nhiều nếp

Cách lọc : (lắp dụng cụ như hình 1.26)

Trước t i ê n đ ặ t g i ấ y lọc v à o

p h ễ u , m é p g i ấ y lọc c á c h m i ệ n g p h ễ u k h o ả n g 5 - l O m m , t ẩ m ư ớ t g iấy lọc b ằ n g d u n g m ô i sạch r ồ i

d ù n g n g ó n tay t r ỏ ấ n n h ẹ đ ể g iấy lọc ép s á t v à o t h à n h p h ễ u đ ẩ y h ế t

bọt k h í g iữa p h ễ u v à g i ấ y lọc ra

n g o à i . N h ư v ậ y , k h i lọc cuống

p h ễ u sẽ đ ầ y nước lọc. Cộ t c h ấ t lỏng có t á c d ụ n g n h ư b ơ m h ú t , k é o

c h ấ t lỏng t r o n g p h ễ u chảy n h a n h

h ơ n . Sau đó đ ặ t p h ễ u t r ê n giá lọc

có l ỗ t r òn vừa p h ễ u , p h í a dưới đ ặ t

cốc sao cho cuống p h ễ u chạm vào

t h à n h cốc để tạo dòng chảy l iên tục.

1..26. Cách lọc

36

K h i r ó t , d ù n g đ ũ a t h ú y t i n h đ ặ t s á t m ỏ cốc đ ể t r á n h rơ i v ã i . C h ấ t

l ỏ n g ch ỉ được đ ổ c á c h m é p p h ễ u 8 - l O m m . N ê n lọc p h ầ n c h ấ t l ỏ n g nước t r o n g t r ư ố c , c h ấ t l ỏ n g còn í t m ớ i k h u ấ y k ế t t ủ a l ê n v à đ ổ t ấ t cả v à o p h ễ u lọc.

• Lọc dưới áp suất thấp ( h ì n h 1.27)

K h i c ầ n lọc n h a n h v à m u ố n t h u được k ế t t ủ a k h ô p h ả i d ù n g d ụ n g cụ lọc d ư ớ i á p s u ấ t t h ấ p . D ụ n g cụ gồm m ộ t b ì n h Bunsen - h ì n h t a m

g i á c , d à y , có n h á n h (1), m ộ t b ì n h bảo h i ể m (2), m ộ t p h ễ u Busne (3),

m ộ t b ơ m c h â n k h ô n g hay b ơ m h ú t hơ i b ằ n g sức nước (4). P h ễ u Busne b ằ n g sứ đ á y b ằ n g , có n h i ề u l ỗ , p h ễ u có n ú t cao su t h í c h hợp c ắ m c h ặ t

v à o m i ệ n g b ì n h Bunsen . Đ á y p h ễ u k h i lọc p h ả i ló t b ằ n g m ộ t t ò g i ấ y lọc có c ù n g đ ư ờ n g k í n h v ớ i đ á y p h ễ u r ồ i t ẩ m ư ó t b ằ n g nước (hoặc d u n g môi ) sau đ ó đ ặ t t i ế p m ộ t g i ấ y lọc t h ứ h a i có đ ư ờ n g k í n h l ố n h ơ n đ ư ờ n g

k í n h g i ấ y lọc t h ứ n h ấ t k h o ả n g 0,5cm. Đ ố i v ớ i d u n g dịch a x i t m ạ n h hay b a z ơ m ạ n h l à m h ỏ n g g i ấ y p h ả i d ù n g p h ễ u lọc có m à n g lọc b ằ n g t h ú y

t i n h có c á c độ x ố p k h á c n h a u , có t h ể chọn t u y t huộc v à o k ế t t ủ a . Sau đó cho c h ạ y b ơ m , d ò n g nước m ạ n h sẽ cuốn k h ô n g k h í t r o n g b ì n h Ì , 2 r a

n g o à i l à m cho á p s u ấ t t r o n g b ì n h n h ỏ h ơ n á p s u ấ t b ê n n g o à i , do đó

d u n g d ịch t r o n g p h ễ u (3) b ị h ú t x u ố n g n h a n h v à k i ệ t nước. T á c h b ì n h Bunsen k h ỏ i h ệ t h ố n g c h â n k h ô n g , r ồ i t ắ t b ơ m .

Hình 1.27. Lọc dưới áp suất thấp

1. Bình tam giác dầy có nhánh; 2. Bình bảo hiểm; 3. Phễu Busne; 4. Thiết bị bơm dùng tia nước.

37

• Lọc nóng ( h ì n h 1.28)

Hình 1.28. Dụng cụ để lọc nóng

1. Lọc nóng dùng điện; 2. Lọc nóng dùng nước nóng.

Khi lọc dung dịch bão hoa nóng, dung dịch bị nguội đi do đó chất

k ế t t i n h sẽ t á c h k h ỏ i d u n g dịch v à đọng l ạ i p h ễ u lọc, c ả n t r ở q u á t r ì n h lọc. Đ ể t r á n h h i ệ n t ư ợ n g n à y p h ả i d ù n g t h i ế t b ị lọc n ó n g ( h ì n h 1.28).

Lọc n ó n g ch ỉ á p d ụ n g k h i lọc n h ữ n g c h ấ t d ễ k ế t t i n h . C ó t h ể d ù n g

p h ễ u t h ú y t i n h m à t h à n h p h ễ u có h a i lớp. Nước n ó n g hoặc h ơ i nước n ó n g , đ i qua t r o n g l ò n g t h à n h p h ễ u . N g o à i r a có l o ạ i p h ễ u lọc nóng

d ù n g đ i ệ n .

2.9. Rửa kết tủa

Có h a i c á c h r ử a : r ử a gạn v à r ử a p h ễ u lọc. Rửa gạn t h ư ờ n g d ù n g

vớ i k ế t t ủ a n ặ n g v à to. Cho chấ t lỏng đ ị n h d ù n g đ ể r ử a v à k ế t t ủ a vào

t rong cốc, d ù n g đ ũ a t h ú y t i n h k h u ấ y đ ề u d u n g d ịch, đ ể m ộ t l úc cho k ế t

t ủ a l ắ n g xuống, g ạ n h ế t nước r ử a ra n g o à i r ồ i r ử a t i ế p l ầ n sau. Cuối

c ù n g cho t o à n bộ k ế t t ủ a v à o p h ễ u lọc, r ử a m ộ t l ầ n n ữ a t r ê n g i ấ y lọc.

Đ ể h ạ n c h ế sự hoa t a n của k ế t t ủ a c ầ n r ử a v ớ i l ư ợ n g c h ấ t l ỏ n g í t n h ấ t

và r ử a n h i ề u l ầ n .

N ế u k ế t t ủ a b é v à n h ẹ t h ì r ử a ngay t r ê n g i ấ y lọc d ù n g b ì n h c ầ u t ia ,

t i a m ạ n h nước v à o k ế t t ủ a . Rửa đ i r ử a l ạ i v à i l ầ n , m ỗ i l ầ n p h ả i c h ò cho

nước l ầ n t rước chảy h ế t r ồ i r ử a t i ế p l ầ n sau.

38

C h ọ n c h ấ t l ỏ n g đ ể r ử a t u y thuộc độ t a n của k ế t t ủ a t r o n g d u n g

m ô i , t h ư ờ n g d ù n g nước đ ể r ử a ( n ó n g hoặc l ạ n h ) , đô i k h i d ù n g c á c d u n g

dịch a x i t , k i ể m l o ã n g hoặc các d u n g m ô i h ữ u cơ... N ế u độ t a n của k é t

t ủ a í t t h a y đ ổ i v ớ i n h i ệ t đ ộ t h ì d ù n g nước n ó n g đ ể r ử a ; n h ữ n g c h ấ t d ê

t h ú y p h â n t h ì d ù n g d u n g dịch ax i t hay b a z ơ n g u ộ i ; n h ữ n g k ế t t ủ a dê

t a n t r o n g nước t h ì d ù n g n ư ố c đ á hoặc các d u n g m ô i h ữ u cơ.

2.10. Tinh chế các chất khí

C á c c h ấ t k h í đ i ề u c h ế được t r o n g q u á t r ì n h p h ả n ứ n g t h ư ờ n g có l ẫ n

hơ i nước v à t ạ p k h í k h á c do x ả y ra p h ả n ứ n g p h ụ , hoặc do n h ữ n g c h ấ t

d ễ bay h ơ i t h a m gia p h ả n ứ n g .

C h ọ n b i ệ n p h á p l à m sạch k h í p h ụ thuộc v à o t í n h c h ấ t lí hoa của

k h í đ ó v à t ạ p k h í , đ ồ n g t h ờ i t u y thuộc v à o ứ n g d ụ n g của k h í c ầ n đ i ề u

chế . N h i ề u t r ư ờ n g hợp , m ộ t l ư ợ n g n h ỏ t ạ p c h ấ t c ũ n g g â y t á c h ạ i đ á n g

k ể cho q u á t r ì n h p h ả n ứ n g . T u y n h i ê n , k h i t ạ p c h ấ t k h ô n g g â y ả n h

h ư ở n g n h i ề u đ ế n m ụ c đ í c h t h í n g h i ệ m , ch ỉ c ầ n l à m k h ô các k h í l à được.

T h ư ờ n g d ù n g H 2 S 0 4 đặc , C a C l 2 k h a n , N a O H r ắ n , . . . đ ể l à m k h ô các k h í .

K h i c h ọ n c h ấ t l à m k h ô c ầ n c h ú ý đ ế n k h ả n ă n g t ư ơ n g t á c hoa học của

c h ấ t đó v ớ i k h í . T u y t h u ộ c v à o t r ạ n g t h á i v ậ t lí của c h ấ t l à m k h ô , m à

d ù n g d ụ n g cụ t h í c h hợp , v í d ụ c h ấ t l à m k h ô ở d ạ n g r ắ n có t h ể d ù n g ố n g

t h ẳ n g hoặc ố n g c h ữ U ; n ế u l à c h ấ t lỏng , d ù n g b ì n h t i s e n c ô , đ r e c x e n . . .

Tốc đ ộ d ò n g k h í ả n h h ư ở n g n h i ề u đ ế n k ế t q u ả l à m k h ô . T ố t n h ấ t

p h ả i cho d ò n g k h í đ i c h ậ m qua c h ấ t l à m k h ô .

3. THỰC HÀNH

3 . 1 . H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ

Hoa chất: d u n g d ịch b ã o hoa b a r i c lorua v à n a t r i sun fa t , d u n g

d ịch l o ã n g amoniac , d u n g dịch n a t r i h i đ r o p h o t p h a t , d u n g d ịch bạc

c lo rua n a t r i c lo rua ( t h ô ) , n a t r i h i đ r o c a c b o n a t (k ĩ t h u ậ t ) .

Dụng cụ: c á c d ụ n g cụ đ ã g iớ i t h i ệ u ỏ p h ầ n 1.

39

3.2. C á c h t i ế n h à n h

Thí nghiệm Ì

Rửa 10 ống n g h i ệ m b ằ n g chổ i l ông , d ù n g nước m á y v à n a t r i h i đ r o c a c b o n a t (kĩ t h u ậ t ) ; sau đó t r á n g l ạ i b ằ n g nước c ấ t . K i ể m t r a ống

n g h i ệ m đ ã sạch c h ư a .

Thí nghiệm 2

C ắ t m ộ t ống t h ú y t i n h , u ố n m ộ t ống t h ú y t i n h t h à n h h ì n h c h ữ V; khoan m ộ t n ú t cao su đ ể l ắ p ống d ẫ n k h í .

Thí nghiệm 3. ĐIẾU CHẼ BÁM SUNFAT SẠCH

L ấ y 3 m l d u n g dịch b ã o hoa B a C l 2 cho v à o ố n g n g h i ệ m to . N h ỏ t ừ từ 4 m l dung dịch b ã o hoa n a t r i sun fa t v à lắc m ạ n h . Q u a n s á t h i ệ n tượng x ả y ra . Lọc k ế t t ủ a t h u được t r ê n p h ễ u lọc t h ư ờ n g . R ử a k ế t t ủ a n h i ề u

l ầ n b ằ n g nước cấ t cho đ ế n k h i t r o n g nưốc k h ô n g còn l o n c lo rua . N h ậ n b i ế t sự có m ặ t của i o n c lorua t r o n g nước r ử a b ằ n g c á c h n h ỏ v à i giọt dung dịch bạc n i t r a t . V i ế t p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứ n g .

Thí nghiệm 4. TINH CHẾ MUỐI ĂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH

M u ố i ă n s ả n x u ấ t t ừ nước b i ể n t h ư ờ n g có l ẫ n n h ữ n g hợp c h ấ t k h á c . T h à n h p h ầ n v ề k h ố i l ượng của m u ố i ă n gồm có:

N a C l 80 - 90% C a S 0 4 Ì - 2%

M g S 0 4 1,35 - 1,4% M g C l 2 ) KC1 v à c á c t ạ p c h ấ t k h á c .

C â n 5 g ă m m u ố i ă n , cho v à o cốc c ù n g v ớ i 8 0 m l nước cấ t , k h u ấ y đ ề u

v à đ u n n ó n g . Lọc sạch d u n g dịch, cô nước lọc t r o n g k h o ả n g 10 p h ú t . Đ ể dung dịch cô n g u ộ i d ầ n cho m u ố i k ế t t i n h . K h i m u ố i k ế t t i n h đ e m lọc d ư ớ i á p s u ấ t t h ấ p . Sấy k h ô t r o n g t ủ sấy ở 8 0 ° c .

Thử độ tinh khiết của muối đã tinh chế: L ấ y 2 ố n g n g h i ệ m ố n g t h ứ n h ấ t đ ự n g m ộ t í t m u ố i ban đ ầ u , ống t h ứ h a i l ấ y m ộ t í t m u ố i v ừ a t i n h chế . Cho v à o m ỗ i ống n g h i ệ m k h o ả n g 2 m l nước c ấ t đ ể hoa t a n h ế t

m u ố i . Sau đó t h ê m v à o m ỗ i ống n g h i ệ m l m l d u n g d ịch amoniac v à v à i g iọ t n a t r i h i đ r o p h o t p h a t . Quan s á t v à so s á n h h i ệ n t ư ợ n g x ả y r a t rong ha i Ống n g h i ệ m t r ê n . N ế u dung dịch có v ẩ n đục , c h ứ n g t ỏ c ò n i o n M g 2 * vì đ ã x ả y ra p h ả n ứ n g t ạo k ế t t ủ a M g ( N H 4 ) P 0 4

M g 2 + + N H 3 + H P 0 4

2 - -> M g ( N H 4 ) P 0 4 ị

40

Thí nghiệm 5. TINH CHẺ IÔT BẰNG sự THÁNG HOA

Cho 0,5g ló t t i n h t h ể v à 0,2g K I v à o đ á y cốc đ ố t .

Đ ặ t v à o m i ệ n g cốc m ộ t b ì n h c ầ u đ á y t r ò n có chứa

nước . Cốc được đ u n t r ê n n g ọ n l ử a qua t ấ m l ư ớ i

a m i ă n g . Q u a n s á t đ á y b ì n h c ầ u chứa nưốc .

T h u gom t i n h t h ể l ó t t h ă n g hoa v à o l ọ c â n , đ e m

c â n r ồ i t í n h h i ệ u s u ấ t b ằ n g %.

Thí nghiệm 6. TINH CHẾ NƯỚC BẰNG CHUNG CẤT

L ắ p d ụ n g cụ t i n h c h ế nước n h ư h ì n h 1.30. Đ ổ v à o

b ì n h c ầ u d u n g t í c h 0,5/ 2 5 0 m l nước m á y v à m ộ t í t

t i n h t h ể K M n 0 4 (hoặc C u S 0 4 . 5 H 2 0 ) .

Đ ể t r á n h sự c h ậ m sô i , cho v à o b ì n h c ầ u m ộ t í t đ á b ọ t (hoặc mao q u ả n t h ú y t i n h có c h i ề u d à i k h o ả n g 10 - 12mm) . Đ u n

sô i c h ấ t l ỏ n g t r ê n b ế p đ i ệ n có đ ặ t t ấ m l ư ớ i a m i ă n g . G h i n h i ệ t độ sô i

c h ấ t l ỏ n g . K h i t h u được k h o ả n g lOOml c h ấ t l ỏ n g t r o n g b ì n h t a m g i á c

t h ì n g ừ n g đ u n . T h á o b ì n h t a m g i á c chứa d ịch n g ư n g , l à m n g u ộ i qua

d ò n g nước . Q u a n s á t m à u sắc c h ấ t l ỏ n g v à đo k h ố i l ư ợ n g r i ê n g b ằ n g t ỉ

t r ọ n g k ế .

Hình 1.29

Dụng cụ tinh chế lót

Hình 1.30. Thiết bị chưng cất

41

4. C Â U H Ỏ I

1. N h ậ n b i ế t v à p h â n b i ệ t các l o ạ i d ụ n g cụ hoa học b ằ n g t h ú y t i n h . C á c h sử d ụ n g m ỗ i d ụ n g cụ hoa học b ằ n g t h ú y t i n h có ch ia độ?

2 . N h ữ n g đ i ề u c ầ n c h ú ý k h i đ u n c h ấ t lỏng t r o n g m ỗ i l o ạ i d ụ n g cụ hoa

học?

3. C á c h hoa t a n c h ấ t r ắ n t r o n g nước b ằ n g ống n g h i ệ m , cốc t h ủ y t i n h ^

b ì n h cầu,...?

4 . Các p h ư ơ n g p h á p t á c h c h ấ t r ắ n ra k h ỏ i c h ấ t lỏng? C h u ẩ n bị p h ễ u

lọc, g i ấ y lọc v à n h ữ n g đ i ề u cần c h ú ý t r o n g q u á t r ì n h lọc . K h i nào c ầ n lọc n ó n g , lọc d ư ớ i á p suấ t thấp?

5. T ạ i sao p h ả i d ù n g nước cấ t đ ể r ử a k ế t t ủ a B a S 0 4 ? Có t h ể r ử a k ế t tủa n à y b ằ n g p h ư ơ n g p h á p r ử a g ạ n được k h ô n g ?

6. G i ả i t h í c h vì sao d ù n g p h ư ơ n g p h á p k ế t t i n h l ạ i đ ể t i n h c h ế n a t r i

c lorua t h ô ?

42

B à i 2

C Â N V À P H Ư Ơ N G P H Á P C Â N

1. L Í T H U Y Ế T

C â n l à d ụ n g cụ đo l ư ờ n g đ ể x ác đ ị n h k h ố i l ượng của m ộ t v ậ t .

T r o n g suố t q u á t r ì n h t hực t ậ p ở p h ò n g t h í n g h i ệ m hay n g h i ê n cứu

sau n à y , n g ư ờ i học p h ả i sử d ụ n g c â n t h ư ờ n g x u y ê n . K ế t q u ả t h í

n g h i ệ m hay n g h i ê n c ứ u có c h í n h xác hay k h ô n g - m ộ t p h ầ n l ớ n p h ụ thuộc ở c â n . Vì v ậ y hiểu biết cấu tạo, cách sử dụng cân thành thạo là yêu cầu không thể thiếu được của s inh v i ê n v à n h ữ n g n g ư ò i l à m c ô n g

t á c n g h i ê n c ứ u t r o n g p h ò n g t h í n g h i ệ m .

T u y theo mức độ c h í n h x á c của c â n , được chia t h à n h c á c l o ạ i sau:

- C â n k ĩ t h u ậ t (độ c h í n h x á c lOmg) .

- C â n p h â n t í c h g ồ m :

+ C â n p h â n t í c h t h ư ờ n g (độ c h í n h x á c 0,1 - 0,2mg);

+ C â n p h â n t í c h b á n v i l ượng (độ c h í n h x á c 0,01 - 0,02mg);

+ C â n p h â n t í c h v i l ư ợ n g (độ c h í n h x á c O.OOlmg);

+ C â n p h â n t í c h s i ê u v i lượng (độ c h í n h x á c l o - 6 - 10 _ 9 mg) .

H i ê n nay t r o n g p h ò n g t h í n g h i ệ m có n h i ề u l o ạ i c â n p h â n t í c h đ i ệ n

v à đ i ệ n t ử có đ ộ c h í n h x á c cao, c â n l ạ i n h a n h .

1.1. Cấu tạo của cân

1.1.1. Cân kĩ thuật ( h ì n h 2.1)

C â n k ĩ t h u ậ t có n h i ề u l o ạ i : c â n robeval , c â n quang, . . . C â n k ĩ t h u ậ t

có độ c h í n h x á c l O m g .

43

Hình 2.1. Cấu tạo cân kĩ thuật

1. Ốc thăng bằng cân; 2. Đế cân; 3. Khoa cân; 4. Trụ cân; 5. Quang cân; 6. Đĩa cân; 7. Dây dại; 8. Thước tỉ lệ; 9. Đòn cân; 10. Lưỡi dao; 11. Ốc thăng bằng đĩa.

Trong cân, các lưỡi dao hình lăng trụ tam giác là quan trọng nhất.

C â n p h â n t í c h v à c â n k ĩ t h u ậ t đ ề u có 3 l ư ỡ i dao, l ư ỡ i dao g i ữ a t ự a lên

đ ầ u t r ụ c â n , h a i l ư ỡ i dao k i a treo quang c â n . N ế u c â n dao đ ộ n g n h i ề u ,

lưỡ i dao m ò n d ầ n l à m cho c â n k é m n h ạ y .

1.1.2. Cân phân tích

Có n h i ề u l o ạ i c â n p h â n t í ch : c â n p h â n t í c h t h ư ờ n g , c â n p h â n t ích

đ i ệ n ( h ì n h 2.2), c â n p h â n t í c h đ i ệ n t ử ( h ì n h 2.4).

- Cân phân tích thường

T ấ t cả các bộ p h ậ n của c â n p h â n t í c h t h ư ờ n g t ư ơ n g t ự n h ư c â n kĩ

t h u ậ t n h ư n g ở p h í a t r ê n đ ò n c â n có t hước chia v ạ c h m ỗ i b ê n t h à n h f 0

khoảng bằng nhau, m ỗ i khoảng ứng với l m g . Trong m ỗ i k h o ả n g l ạ i chia

t h à n h 5 - 1 0 khoảng nhỏ . Do đó cân p h â n t ích có độ c h í n h xác 0,1 - 0,2mg.

Có m ộ t q u ả c â n l m g (mộ t đ o ạ n d â y k i m l o ạ i n h ỏ u ố n h ì n h a) v à một

c ầ n đ ể d i c h u y ể n q u ả c â n đó chạy t r ê n t hước ch ia v ạ c h . T o à n bộ cân

được đ ặ t t r o n g t ủ k í n h . Cửa t ủ p h í a t rước có t h ể k é o l ê n , k é o xuống;

ha i c á n h t ủ h a i b ê n có t h ể mở ra , đ ó n g v à o . T h ư ờ n g x u y ê n p h ả i đ ó n g

k í n để t r á n h cho c â n k h ô n g bị ả n h h ư ở n g của gió, k h ô n g k h í ẩ m , hdi

hoa chấ t . hơi t h ở của n g ư ờ i l à m v iệc . . . C h ỉ k h i n à o c â n , m ớ i m ở đ ó n g

các c á n h cửa h a i b ê n đ ể đ ư a v à o , l ấ y r a v ậ t c â n v à c á c q u ả c â n . Đ ể g iũ

cho c â n l u ô n được k h ô , t h ư ờ n g có t ú i đ ự n g c h ấ t h ú t ẩ m n h ư si l icagel .

Các hộp k h í t r ê n quang c â n có t á c d ụ n g l à m g i ả m dao đ ộ n g k h i c â n .

44

Hình 2.2. Cân phân tích điện Hình 2.3. Hộp quả cân

N h ữ n g q u ả c â n p h â n t í c h chứa t r o n g hộp có n ắ p ( h ì n h 2.3) có ô

r i ê n g cho m ỗ i q u ả c â n theo t h ứ t ự t ừ lớn đ ế n n h ỏ . N h ữ n g q u ả c â n t ừ l g

t rở l ê n t h ư ờ n g m ạ đ ể chống g ỉ . N h ữ n g q u ả c â n t ừ 500mg t rở x u ố n g đ ậ y b ằ n g t ấ m k í n h . T ấ t cả h ộ p c â n l u ô n được g i ữ sạch, bảo đ ả m k h ố i l ượng c h í n h x á c .

K h i c â n c ầ n l ấ y q u ả c â n , d ù n g cặp b ằ n g sừng, x ư ơ n g hay nhựa ;

k h ô n g c ầ m q u ả c â n b ằ n g tay .

M ỗ i hộp có các l o ạ i q u ả cân: lOOg, 50g, 20g, lOg, 5g, 2g, l g , 500mg,

200mg, lOOmg, 50mg, 20mg, lOmg.

- Cân phân tích điện tử ( h ì n h 2.4)

T r o n g c â n p h â n t í c h đ i ệ n t ử , l ư ỡ i dao, các q u ả c â n được t hay b ằ n g

các n a m c h â m , lò xo v à m ạ c h đ i ệ n t ử , có bộ n h ớ đ ể t ự đ i ề u ch ỉnh . Ở đ ế

c â n có các n ú t b ấ m v à m à n h ì n h . C â n p h â n t í ch đ i ệ n t ử c â n t ố i đ a lOOg,

độ c h í n h x á c 0 , l m g . Ư u đ i ể m là c â n nhanh .

45

5 7 6 6 à

Hình 2.4. Cấu tạo cân phân tích điện tử

1.2. Phương pháp cân

1.2.1. Đôi vôi cân phân tích thường

• N g ồ i ngay n g ắ n t r ê n g h ế t rước c â n sao cho v i ệ c sử d ụ n g c â n được

t h u ậ n t i ệ n v à đọc k ế t q u ả cho c h í n h xác .

• K i ể m t r a sự t h ă n g b ằ n g của c â n : T rước k h i c â n p h ả i k i ể m tra

c â n đ ã t h ă n g b ằ n g c h ư a , b ằ n g c á c h quan s á t q u ả d ạ i , n ế u t h ấ y q u ả dại c h ư a khớp vớ i đ ầ u m ũ i n h ọ n d ư ớ i hoặc b ó n g nước c h ư a n ằ m c h í n h giữa

t â m v ò n g t r ò n ở đ ế c â n t h ì đ i ề u c h ỉ n h ốc t h ă n g b ằ n g c â n . Sau k h i cân

t h ă n g bằng , mở khoa c â n b ằ n g c á c h xoay n h ẹ v ề p h í a p h ả i cho c â n dao

động; quan s á t đ ò n c â n đ ã t h ă n g b ằ n g c h ư a , n ế u c h ư a t h ì khoa cân

b ằ n g c á c h xoay n h ẹ khoa c â n v ề p h í a t r á i , đ i ề u c h ỉ n h ốc t h ă n g bằng

đ ĩa c â n . Sau đó l ạ i mở khoa c â n , theo dõ i k h i n à o k i m ch ỉ s ố o hoặc dao động sang h a i b ê n có c ù n g b i ê n độ l à c â n đ ã c h ỉ n h .

46

• M ỏ c á n h cửa h a i b ê n , đ ặ t v ậ t c â n l ê n đ ĩa t r á i , d ù n g cặp gắp q u ả

c â n l ê n đ ĩa p h ả i , x ế p theo t h ứ t ự l ớ n n h ỏ . L ú c đ ầ u đ ặ t c á c q u ả c â n g ầ n vói k h ố i l ư ợ n g của v ậ t (có t h ể c â n ở c â n k ĩ t h u ậ t t rước) . M ở khoa c â n , quan s á t dao đ ộ n g của k i m t r ê n t hước dao động, n ế u c h ư a t h ă n g b ă n g ,

khoa c â n l ạ i , t h ê m bớt n h ữ n g q u ả c â n t h í c h hợp r ồ i l ạ i m ở khoa c â n

theo dõ i . Đ ố i v ớ i c â n p h â n t í c h k h i đ ã d ù n g đ ế n q u ả b é n h ấ t lOmg, n ế u

c â n c h ư a t h ă n g b ằ n g , d ù n g c ầ n d i c h u y ể n q u ả c â n l m g v ề p h í a p h ả i

hay p h í a t r á i của đ ò n c â n , sẽ t ì m được v ị t r í t h ă n g b ằ n g . Mỗi lần thay

đổi quả cân phải khoa cân.

• K h i c â n xong, khoa c â n , đọc ô t r ố n g t r ê n hộp q u ả c â n đ ể t í n h t ổ n g s ố k h ố i l ư ợ n g c á c q u ả c â n đ ã d ù n g , sau đó d ù n g cặp gắp các q u ả

c â n v ề c h ỗ cũ, đ ồ n g t h ờ i t í n h l ạ i t ổ n g số k h ố i l ượng m ộ t l ầ n nữa .

1.2.2. Đối với cân phân tích điện tử

• Q u a n s á t b ó n g nước đ ể k i ể m t r a xem c â n đ ã t h ă n g b ằ n g c h ư a ;

n ế u c h ư a t h ă n g b ằ n g s i n h v i ê n k h ô n g được t ự đ i ề u c h ỉ n h m à p h ả i b á o

cho g i ả n g v i ê n h ư ớ n g d ẫ n .

• C ắ m đ i ệ n , sấy c â n t r o n g k h o ả n g 30 p h ú t , đồng t h ò i quan s á t t r ê n

m à n h ì n h , con c h ạ y 0 ở góc t r ê n b ê n p h ả i (nghĩa l à c â n c h ư a l à m v iệc) .

• Ấn p h í m (5) t r ê n m à n h ì n h h i ệ n l ê n m ộ t d ã y s ố 8, sau v à i g i ây

h i ệ n s ố 0,0000g. Con c h ạ y 0 ở góc p h í a d ư ớ i b ê n t r á i ( c â n đ ã s ẵ n s à n g

l à m v iệc ) . N ế u k h ô n g p h ả i Số0,0000g m à là s ố k h á c , ví d ụ 0,0001g t h ì

ấ n p h í m (3) ở h a i b ê n , đ i ề u c h ỉ n h v ề Số0,0000g.

• N h ẹ n h à n g đ ặ t v ậ t c â n l ê n đ ĩa c â n , đ ó n g cửa c â n , g h i k h ố i lượng

của v ậ t c â n h i ệ n l ê n m à n h ì n h .

• M u ố n c â n m ộ t l ư ợ n g hoa c h ấ t m à k h ô n g m u ố n t r ừ b ì : c â n b ì

t rước k h i cho hoa c h ấ t , sau đó ấ n p h í m (3) c â n t rở v ề v ị t r í s ẵ n s à n g

l à m v iệc m à n h ì n h h i ệ n s ố 0,0000g. Cho hoa c h ấ t v à o b ì . T r ê n m à n

h ì n h h i ệ n l ê n k h ố i l ư ợ n g của hoa chấ t .

• Sau k h i gh i k h ố i lượng hoa chấ t , ấ n p h í m (5), bỏ v ậ t c â n ra. N ế u

k h ô n g c â n nữa, l a u sạch đ ĩa c â n v à xung quanh, đ ó n g cửa c â n , n g ắ t đ i ệ n .

Chú ý: s i n h v i ê n k h ô n g được sử d ụ n g các p h í m 6, 7, 8, 9. N ế u có sự

c ố gì t r ê n c â n p h ả i b á o cho g i ả n g v i ê n h ư ớ n g d ẫ n .

47

T r ê n đ â y là c á c h sử d ụ n g l o ạ i c â n đ i ệ n t ử Sa i t o r iu s (Germany)

t h ư ờ n g hay gặp t r o n g các p h ò n g t h í n g h i ệ m .

1.3. Những quy định khi sử dụng cân

- Trước k h i c â n hay sau m ộ t l o ạ t p h é p c â n l i ê n t ụ c c ầ n k i ể m t r a l ạ i

t r ạ n g t h á i t h ă n g b ằ n g của c â n v à đ ĩa c â n , l a u b ụ i t r ê n đ ĩ a c â n , r ồ i mới

t i ế p tục c â n .

- K h i sử dụng , t h ấ y c â n k h ô n g b ì n h t h ư ờ n g , b á o v ớ i g i ả n g viên

h ư ớ n g d ẫ n , k h ô n g t ự sửa chữa.

- K h ô n g được c â n v ậ t n ặ n g h ơ n k h ố i l ượng quy đ ị n h của t ừ n g cân.

N ế u cần , c â n t rước t r ê n c â n k ĩ t h u ậ t .

- K h ô n g đ ụ n g m ạ n h v à o c â n k h i c â n đ a n g dao đ ộ n g ; ch ỉ đ ặ t hoặc

l ấ y q u ả c â n , v ậ t c â n sau k h i đ ã khoa c â n . M ỗ khoa hay đ ó n g khoa phải

n h ẹ n h à n g , t h ậ n t r ọ n g .

- K h i c â n hoa chấ t : k h ô n g đ ể t r ự c t i ế p l ê n đ ĩa c â n , p h ả i đ ể t r ên m ặ t k í n h đồng h ồ , c h é n sứ, l ọ c â n ... C â n các c h ấ t d ễ h ú t ẩ m , c h ấ t lỏng

bốc hơi . . . d ễ l à m hỏng c â n n h ấ t t h i ế t p h ả i d ù n g l ọ r ộ n g m i ệ n g có n ú t n h á m vớ i lượng l ớ n hoặc l ọ c â n v ớ i lượng n h ỏ .

- K h ô n g c â n v ậ t q u á n ó n g hay q u á l ạ n h . V ậ t c â n p h ả i có n h i ệ t độ p h ò n g . N ế u c â n v ậ t n ó n g hoặc l ạ n h , p h ả i đ ể v à o b ì n h h ú t ẩ m đ ể t rở l ạ i n h i ệ t độ p h ò n g r ồ i m ố i c â n .

- K h i c â n ch ỉ được mở h a i cửa b ê n ; cửa t rước ch ỉ d ù n g k h i sửa chữa hoặc t h á o l ắ p c â n .

- P h ả i d ù n g cặp đ ể gắp q u ả c â n , k h ô n g được c ầ m tay . C á c q u ả cân p h ả i đ ể đ ú n g v ị t r í .

- T r o n g m ộ t t h í n g h i ệ m , n ế u c ầ n c â n n h i ề u l ầ n đ ể t r á n h sa i số, nên thực h i ệ n t r ê n c ù n g m ộ t c â n .

1.4. Tính sai sô

1.4.1. Sai số tuyệt dối

N ế u c â n m ộ t v ậ t n l ầ n , k h ố i l ượng của v ậ t c â n l à m „ m 2 , . . . , m„, k h ố i lượng t r u n g b ì n h của v ậ t c â n là :

48

_ m, + m , + .... + m n

m = — ! — -n

G ọ i Artii l à sai s ố t u y ệ t đ ố i của m ỗ i l ầ n c â n

Arrii = mị — m

Sai s ố t u y ệ t đ ố i t r u n g b ì n h của v ậ t c â n

A m j + A m , + . . . . + A m r

A m n

K h ố i l ư ợ n g của v ậ t c â n sẽ gh i là : nì ± A m

S ố l ầ n c â n c à n g n h i ề u t h ì k h ố i lượng t r u n g b ì n h của v ậ t c â n c à n g g ầ n vớ i g i á t r ị t hực của v ậ t c â n .

1.4.2. Sai số tương đối

Sai s ố t ư ơ n g đ ố i được t í n h b ằ n g t ỉ số g iữa sai s ố t u y ệ t đ ố i t r u n g

b ì n h v ố i k h ố i l ư ợ n g t r u n g b ì n h của v ậ t c â n

n • ~' Am Sai so t ư ơ n g đ ố i = —=-

m - Tính sai sô phần trăm của một đại lượng thực nghiệm

M ộ t đ ạ i l ư ợ n g thực n g h i ệ m p h ả i xác đ ị n h t h ư ờ n g p h ả i qua m ộ t s ố

p h é p đo ; m ỗ i p h é p đo có m ộ t sai s ố r i ê n g .

Ví dụ: M u ố n t ì m k h ố i l ượng r i ê n g của m ộ t c h ấ t t h ì p h ả i c â n c h ấ t

đó đ ể x á c đ ị n h k h ố i l ư ợ n g m . N g o à i ra còn p h ả i x á c đ ị n h t h ể t í c h V của

c h ấ t k h ả o s á t . M ỗ i p h é p c â n v à p h é p đo t h ể t í c h đ ề u có sai s ố r i ê n g .

V ấ n đ ề đ ặ t r a l à x á c đ ị n h sai s ố p h ầ n t r ă m của k h ố i l ượng r i ê n g D n h ư

t h ế n à o ? Đ ể l à m v i ệ c n à y p h ả i cộng t ấ t các các sai s ố p h ầ n t r ă m của

các p h é p đo .

Ví dụ: Đ ể x á c đ ị n h k h ố i l ượng r i ê n g của m ộ t t ấ m k i m l o ạ i n g ư ờ i ta

t i ế n h à n h c á c p h é p đ o sau đ â y c ù n g vớ i các sai số:

K h ố i l ư ợ n g m = 12 ± 0,3g

C h i ề u d à i L = 6 ± 0 , l c m

C h i ề u r ộ n g l = 2 ± 0 , l c m

B ề d à y d = 0 , 2 ± 0 , l c m

49

K h ố i lượng r i ê n g bằng :

D = — = ———- = 5 g/i V 6x2x0,2

Sai số % từng phép đo:

M X 100% = 2,5% 12

^ X 100% = 1,7% 6

^ X 100% = 5% 2

X 100% = 50% 0,2

T ổ n g sai s ố % :

2,5 + 1,7 + 5 + 50 = 59,2%

59,2% của 5g/cm 3 bằng :

59'2x5 = 2,96 * 3g/cm3

100

V ậ y sai số p h ạ m p h ả i k h i xác đ ị n h k h ố i l ư ợ n g r i ê n g của t ấ m kim l o ạ i là 5 ± 3g/cm 3 . K ế t q u ả n à y cho t h ấ y sai s ố l à k h á cao m à n g u ồ n gốc là k h ô n g có k h ả n ă n g n â n g cao độ c h í n h x á c của p h é p đ o b ề d à y tấm k i m l o ạ i .

2. THỰC HÀNH

- T ì m h i ể u các bộ p h ậ n v à t á c d ụ n g của t ừ n g bộ p h ậ n t r ê n c â n kĩ

t huậ t , cận p h â n t í ch t hường , c â n p h â n t í c h đ i ệ n , c â n p h â n t í c h đ i ệ n tử.

- N ắ m v ữ n g các quy đ ị n h sử d ụ n g các l o ạ i c â n .

- C â n m ộ t c h é n sứ (hay m ặ t k í n h đ ồ n g hồ ) t r ê n c â n k ĩ t huậ t , sau đó t r ê n c â n p h â n t í c h t h ư ờ n g , c â n p h â n t í c h đ i ệ n hoặc đ i ệ n t ử .

3. CÂU HỎI

1. T r ì n h b à y c ấ u t ạ o của c á c l o ạ i c â n , t á c d ụ n g của t ừ n g bộ p h ậ n . Bộ

p h ậ n n à o là quan t r ọ n g n h ấ t ? Vì sao?

50

2. M u ố n c â n m ộ t v ậ t t r ê n c â n p h â n t í c h t h ư ờ n g , c â n p h â n t í c h đ i ệ n t ử

p h ả i l à m t h ế n à o ?

3. T ạ i sao p h ả i khoa c â n r ồ i m ớ i đ ặ t v à o hoặc l ấ y r a các v ậ t c â n , q u ả

c â n ?

4 . T ạ i sao p h ả i đ ó n g c â n k h i c â n v à đ ể n g u ộ i c á c v ậ t n u n g n ó n g t rước k h i c â n ?

5. M ộ t s i n h v i ê n g h i k ế t q u ả n h ư sau:

V ậ t A có m = 15,5g ( d ù n g c â n k ĩ t h u ậ t có độ c h í n h x á c lOmg) .

V ậ t B có m = 32,6571g ( d ù n g c â n p h â n t í c h có độ c h í n h x á c là

0 ,2mg).

C á c k ế t q u ả đ ú n g hay sai? G i ả i t h í c h .

6. Đ ộ c h í n h x á c của c â n p h ụ thuộc v à o n h ữ n g y ế u t ố n à o ?

H i ể u t h ế n à o k h i n ó i độ c h í n h xác của c â n p h â n t í c h là 0,0002g?

ÔI

B à i 3

X Á C Đ Ị N H K H Ô I L Ư Ợ N G P H Â N T Ử K H Í O X I

1. LÍ T H U Y E T

Đ ố i v ố i các c h ấ t t ồ n t ạ i ở t h ể k h í t r o n g c á c đ i ề u k i ệ n b ì n h thường

v ề n h i ệ t độ v à á p suấ t , có t h ể d ù n g m ộ t t r o n g ba p h ư ơ n g p h á p sau đây để xác đ ị n h k h ố i lượng p h â n t ử của c h ú n g .

1.1. Xác định khối lượng phân tử theo phương trình trạng t h á i k h í l í t ư ở n g

P h ư ơ n g t r ì n h t r ạ n g t h á i của k h í lí t ư ở n g l à p h ư ơ n g t r ì n h l i ên hệ

các g iá t r ị á p suấ t , t h ể t í ch v à n h i ệ t độ của m ộ t k h ố i l ư ợ n g m k h í lí

tưởng. Vì các k h í lí t ư ở n g đ ề u t u â n theo c á c đ ị n g l u ậ t B ô i - M a r i ô t ,

Saclơ (Boyle - M a r i o t t e , Charles) v à Gay - L u y t x a c (Gay - Lussac), sự k ế t hợp các đ ị n h l u ậ t n à y v à đ ị n h l u ậ t A v o g a đ r o sẽ d ẫ n t ớ i p h ư ơ n g t r ì n h t r ạ n g t h á i có d ạ n g sau:

P V = ™ R T - > M = ^ M PV 1 '

T rong đó: p , l à á p s u ấ t của c h ấ t k h í

V là t h ể t í c h c h ấ t k h í

m là k h ố i lượng chấ t k h í

M là k h ố i lượng mo i p h â n t ử k h í

T là n h i ệ t độ t u y ệ t đ ố i của k h í (K)

R là h ằ n g số k h í .

T u y thuộc v à o đơn v ị của á p suấ t v à t h ể t í c h m à h ằ n g s ố k h í R có giá t r ị k h á c n h a u

52

R = 8,3146 Ơ . m o l - M í - 1

= 1,987 ca i .moi - 1 .K" 1

= 0,08206 l . a t m . m o r V K r 1

= 6 2 , 4 0 0 m l . m m H g . m o l ^ . K " 1

T ừ c ô n g t h ứ c (1) n ế u b i ế t k h ố i lượng (m), t h ể t í c h (V) của c h ấ t k h í ở

đ i ề u k i ệ n á p s u ấ t (P) v à n h i ệ t độ (T), có t h ể t í n h được k h ố i l ượng mo i p h â n t ử của c h ấ t k h í đó .

Ví dụ: T r o n g m ộ t p h ả n ứ n g hoa học t h u được 28,46g m ộ t c h ấ t k h í ở đ i ề u k i ệ n á p s u ấ t p = 103991,44Pa v à n h i ệ t đ ộ t°(C) = 4 0 ° c có t h ể t í c h V = 16 l í t . T í n h k h ố i lượng p h â n t ử của c h ấ t k h í đó .

Giải:

K h ố i l ư ợ n g m o i p h â n t ử của c h ấ t k h í đó được t í n h theo p h ư ơ n g

t r ì n h k h í l í t ư ở n g

A / r _ 28,46.8,314.(273 + 40) M = — : = 44 (g)

103991,44.16.1CT 3

1.2. X á c đ ị n h k h ố i l ư ợ n g p h â n t ử t h e o t h ể t í c h m o i

T h ể t í c h Ì m o i của c h ấ t k h í ở đ i ề u k i ệ n t i ê u c h u ẩ n l à 22,4 1. V ậ y

n ế u b i ế t k h ố i l ư ợ n g a (g) của m ộ t l í t k h í ở đ i ề u k i ệ n t i ê u c h u ẩ n có t h ể

t í n h được k h ố i l ư ợ n g của Ì m o i c h ấ t k h í theo c ô n g thức

M = 22,4.a

T r o n g t h ự c n g h i ệ m , n ế u b i ế t k h ố i l ư ợ n g (m) của c h ấ t k h í v à t h ể

t í c h của n ó ở đ i ề u k i ệ n t i ê u c h u ẩ n (Vo), sẽ t í n h được k h ố i l ư ợ n g Ì l í t

c h ấ t k h í đó ở đ i ề u k i ệ n t i ê u c h u ẩ n (a)

m a = —

v 0

T ừ đó , t í n h được k h ố i l ượng p h â n t ử của c h ấ t k h í đó .

T h ể t í c h k h í t h u được t r o n g thực n g h i ệ m k h ô n g ở đ i ề u k i ệ n t i ê u

c h u ẩ n , vì v ậ y p h ả i c h u y ể n n ó v ề đ i ề u k i ệ n t i ê u c h u ẩ n theo c ô n g thức

Bôi - M a r i ô t - Gay - L u y t x a c

53

P V _ P o V o

T T 0

p V T: á p suấ t , t h ể t í c h n h i ệ t độ ở đ i ề u k i ệ n t h í n g h i ệ m

p 0 Vo T 0 : á p suấ t , t h ể t í ch , n h i ệ t độ ở đ i ề u k i ệ n t i ê u c h u ẩ n

Po = l a t m = 1,01325.10 5Pa; To = 273K; Vo = 2 2 , 4 . 1 0 - 3 m 3

Ví dụ:

K h i p h â n huy m ộ t hợp c h ấ t t h u được 7g m ộ t c h ấ t k h í có t h ể t ích 6 72 Ì ở á p s u ấ t 102658,22Pa v à n h i ệ t độ 6 0 ° c . T í n h k h ố i l ư ợ n g moi

p h â n t ử của c h ấ t k h í t h u được.

Giải:

T h ể t í ch c h ấ t k h í ở đ i ề u k i ệ n t i ê u c h u ẩ n :

= 102658 22.6,72.273 =

101325.(273 + 60)

K h ố i lượng mo i p h â n t ử của c h ấ t k h í đó là :

5,58

1.3. X á c đ ị n h k h ố i l ư ợ n g p h â n t ử c h ấ t k h í t h e o t ỉ k h ố i

T ừ đ ị n h l u ậ t A v o g a đ r o suy r a n ế u ở đ i ề u k i ệ n á p s u ấ t v à n h i ệ t độ

n h ư nhau , k h ố i lượng của c ù n g t h ể t í c h h a i c h ấ t k h í t ỉ l ệ v ớ i k h ố i lượng moi p h â n t ử của c h ú n g

™A = M A

m B M B

m A , m B : k h ố i lượng của c h ấ t k h í A , B.

M A , M B : k h ố i l ượng của Ì mo i c h ấ t k h í A v à B .

T ỉ k h ố i của c h ấ t k h í A đ ố i vớ i k h í B m 4

d-AJB -

m B

M dA/B= T ~ —> M 4 = M „ . d , M B

A J-'J-B-^A/B

N ế u B là h i đ r o : M A = 2,016. d A / H

N ế u B là k h ô n g k h í có k h ố i l ượng p h â n t ử t r u n g b ì n h l à 29. K h i đó M A = 29.CỈA/KK

54

V ậ y m u ố n x á c đ ị n h k h ố i lượng p h â n t ử của m ộ t c h ấ t k h í , t rước h ế t

x á c đ ị n h t ỉ k h ố i của k h í đó đ ố i v ớ i c h ấ t k h í k h á c đ ã b i ế t k h ố i l ượng p h â n t ử của n ó . T h ư ớ n g x á c đ ị n h t ỉ k h ố i của k h í đ ố i v ố i h i đ r o hay k h ô n g k h í , n ê n t r o n g t hực n g h i ệ m c ầ n x á c đ ị n h k h ố i lượng , t h ê t í c h

c h ấ t n g h i ê n c ứ u v à k h ố i l ượng của h i đ r o (hay k h ô n g k h í ) có c ù n g t h ê

t í c h , c ù n g đ i ề u k i ệ n ( á p s u ấ t v à n h i ệ t độ) .

2. THỰC HÀNH

2 . 1 . N g u y ê n t ắ c

Đ i ề u c h ế m ộ t l ư ợ n g k h í ox i có t h ể t í c h v à k h ố i l ượng x á c đ ị n h , dựa v à o c á c s ố l i ệ u t h ự c n g h i ệ m đ ể t í n h k h ố i lượng p h â n t ử k h í ox i theo

p h ư ơ n g t r ì n h k h í lí t ư ở n g .

2 K C 1 0 3

MnOị.t0

2KC1 + 3 0 2 T

M = m.R.T

PV

ở đ â y : m , V l à k h ố i l ượng , t h ể t í c h k h í ox i

T: n h i ệ t độ t u y ệ t đ ố i

R: h ằ n g s ố k h í

P: á p s u ấ t k h í ox i , t í n h theo c ô n g thức:

p = p f -13,6

2 .2 . H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ

Hoa chất: k a l i c lora t ,

m a n g a n đ i ox i t , co lodion.

Dụng cụ: ống n g h i ệ m

k h ô , ch ịu n h i ệ t , ố n g d ẫ n k h í , ố n g đ o n g (250ml) , c h ậ u

t h ú y t i n h (ộ = 20cm), t hước đo ( m m ) , đ è n cồn, g i á sắ t , Hình 3.1. Dụng cụ để xác định khối lượng phân tử k ẹ p sắ t , á p k ế , n h i ệ t k ế . k h j o x i

1. ống nghiệm; 2. ống đong; 3. ống dẫn

55

2.3. C á c h t i ế n h à n h

L ắ p d ụ n g cụ n h ư h ì n h 3 .1 . T r ộ n k ĩ 0,08g m a n g a n đ i o x i t v à o 0,4g

k a l i c lora t r ồ i cho v à o ống n g h i ệ m (1) ch ịu n ó n g ( đ ã sấy k h ô ) . C â n ống n g h i ệ m đ ã chứa hoa c h ấ t t r ê n c â n p h â n t í c h , g h i k h ố i l ư ợ n g m , . Lắp ống n g h i ệ m v à o giá có lót b ô n g . Cho nước đ ầ y ố n g đ o n g (2) ú p ngược vào c h ậ u đ ự n g nước ( k h ô n g còn b ọ t k h í t r o n g ố n g đ o n g ) . D ù n g n ú t cao su đ ậ y k í n ống n g h i ệ m , n ế u c ầ n g ắ n n ú t ố n g n g h i ệ m v à ô n g d ẫ n (3) b ằ n g colodion cho k í n . Đ u n n h ẹ t o à n t h ể ố n g n g h i ệ m , sau đ ó t ậ p t rung đ u n v à o chỗ có hoa c h ấ t r ắ n . K h í oxi t h o á t r a đ ẩ y cộ t n ư ớ c t r o n g ống

đ o n g xuống. P h ả n ứ n g xong, t h á o ống d ẫ n ra t rước r ồ i m ó i t ắ t đ è n . Để

t rở l ạ i n h i ệ t độ p h ò n g m ớ i đ e m c â n ống n g h i ệ m được k h ố i l ư ợ n g m 2 , đọc t h ể t í ch k h í oxi , đo c h i ề u cao cột nước ( t ừ m ặ t t h o á n g của nước trong chậu t h ú y t i n h đ ế n v ò m k h u m t r o n g ống đ o n g ) .

2.4. T í n h k ế t q u ả

- Các s ố l i ệ u thực n g h i ệ m t h u được

K h ố i lượng ống n g h i ệ m v à hoa chấ t : ml

K h ố i lượng ống n g h i ệ m v à b ã còn l ạ i : m 2

T h ể t í ch k h í oxi : V

C h i ề u cao cột nước: h

N h i ệ t độ t u y ệ t đ ố i : T ( K )

Áp suấ t k h í q u y ể n (dóc t r ê n á p k ế ) : P k

Áp suấ t hơi nưốc b ã o hoa (xem b ả n g d ư ớ i đ â y ) : f

- T í n h k h ố i lượng p h â n t ử k h í oxi

- T í n h sai s ố p h ầ n t r ă m so vớ i lí t h u y ế t

M ., - M . e% = lí thuyết x ' thực nghiệm ịQQO/

lí thuyết

3. CÂU HỎI

. Những đại lượng nào đặc trưng cho trạng thái của chất khí? Giữa c h ú n g có l i ên h ệ gì k h ô n g ?

56

2. H ằ n g s ố k h í R l à gì? Ý nghĩa v ậ t lí v à đ ơ n v ị đo .

3. N ê u các p h ư ơ n g p h á p t h u k h í t r o n g p h ò n g t h í ngh i ệm?

4 . N g u y ê n tắc đ i ề u c h ế ox i t r o n g p h ò n g t h í ngh iệm? V a i t r ò của M n 0 2

t r o n g n h i ệ t p h â n KC10 3 ?

5. G i ả i t h í c h c á c h t í n h á p s u ấ t k h í ox i t r o n g ống đo

p = p - f - - ề -°' k q 13,6

6. T ạ i sao k h i p h ả n ứ n g xong p h ả i t h á o ống d ẫ n r ồ i m ớ i t ắ t đ è n ? Vì sao p h ả i đ ể k h í t r o n g ống đo t rở v ề n h i ệ t độ p h ò n g m ớ i c â n ống

n g h i ệ m , đọc t h ể t í c h k h í ox i v à đo c h i ề u cao h?

7. G i ả i t h í c h ý nghĩa của n g u ồ n gốc sai số n ế u k h í ox i k h ô n g p h ả i l à lí

t ư ở n g .

B ả n g á p s u ấ t h ơ i n ư ớ c b ã o h ò a ( m m H g ) t ạ i c á c n h i ệ t đ ộ

k h á c n h a u ( t ° C )

t f t f t f t f

10 9,2 16 13,6 22 19,8 28 28,3

l i 9,8 17 14,5 23 21,1 29 30,0

12 10,5 18 15,5 24 22,4 30 31,8

13 11,2 19 16,5 25 23,8 40 55,3

14 12,0 20 17,5 26 25,2 50 92,5

15 12,8 21 18,6 27 26,7 100 760,0

57

B à i 4

X Á C Đ Ị N H K H Ố I L Ư Ợ N G P H Â N T Ử K H Í C A C B O N I C

1. LÍ T H U Y Ế T

Xem p h ầ n lí t h u y ế t b à i 3.

2. THỰC HÀNH

2 . 1 . N g u y ê n t ắ c

Đ i ề u c h ế m ộ t lượng k h í cacbonic sạch v à k h ô có t h ể t í c h v à k h ố i

lượng đ ã b i ế t

C a C 0 3 + 2HC1 -> C a C l 2 + C 0 2 T + H 2 0

V ậ n d ụ n g p h ư ơ n g p h á p t ỉ k h ố i , p h ư ơ n g t r ì n h Bô i - M a r i ô t - Gay -Luy txac đ ể x ác đ ị n h k h ố i lượng p h â n t ử k h í C 0 2 theo c ô n g t h ứ c

M = 29d

M : k h ố i l ượng của Ì mo i k h í cacbonic

29: k h ố i l ư ợ n g mo i p h â n t ử t r u n g b ì n h của k h ô n g k h í

d: t ỉ k h ố i của k h í cacbonic so v ớ i k h ô n g k h í

T ì m k h ố i l ư ợ n g của c ù n g m ộ t t h ể t í c h k h í C 0 2 v à k h ô n g k h í đo ở c ù n g đ i ề u k i ệ n n h i ệ t đ ộ v à á p suấ t , qua đó x á c đ ị n h được d.

2 .2 . H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ

Hoa chất: Đ á vôi ( C a C 0 3 ) , d u n g d ịch a x i t c l o h i đ r i c 20%, ax i t s u n í u r i c đặc 98%, d u n g dịch n a t r i h i đ r o c a c b o n a t .

Dụng cụ: B ì n h c ầ u đ á y b ằ n g , cổ n g ắ n (500ml) , n ú t cao su, v ò n g cao su đ á n h d ấ u , ố n g đ o n g (250ml) , b ì n h K í p , b ì n h r ử a , n h i ệ t k ế , á p k ế .

58

2.3 . C á c h t i ế n h à n h

L ắ p d ụ n g cụ n h ư h ì n h 4 .1 .

L ấ y m ộ t b ì n h c ầ u sạch, k h ô , đ ậ y n ú t v à đ á n h d ấ u độ s â u của n ú t cổ

b ì n h b ằ n g m ộ t v ò n g cao su. C â n b ì n h c ù n g v ớ i n ú t v à v ò n g cao su, gh i

k h ố i l ư ợ n g n i ! .

K h í cacbonic đ i ề u c h ế t ừ b ì n h K í p (1) qua b ì n h đ ự n g n a t r i

h i đ r o c a c b o n a t (2) r ồ i qua b ì n h đ ự n g ax i t s u n í u r i c đặc (3), sau đó đ ư a ống d ẫ n k h í v à o s á t g ầ n đ á y b ì n h cầu (4), d ù n g b ô n g đ ậ y m i ệ n g b ì n h .

Chú ý: K h i t h u k h í m ở n h ẹ khoa b ì n h K í p đ ể k h í t h o á t r a t ừ t ừ .

Sau k h i cho k h í v à o b ì n h k h o ả n g 4 - 6 p h ú t , đ ậ y n ú t b ì n h c ầ u l ạ i n h ư

lúc đ ầ u r ồ i đ e m c â n . Sau k h i c â n l ầ n Ì , t i ế p tục cho k h í C 0 2 v à o b ì n h

r ồ i c â n l ầ n 2. L à m n h ư v ậ y cho đ ế n k h i k ế t q u ả c á c l ầ n c â n ch ỉ sai n h a u k h o ả n g 0,01g. L ấ y k h ố i lượng t r u n g b ì n h của c á c l ầ n c â n , gh i

k h ố i l ư ợ n g m 2 .

M ở n ú t , đ ổ nước ở n h i ệ t độ p h ò n g v à o b ì n h c ầ u đ ế n chỗ đ á n h d ấ u

v ạ c h n ú t . Sau đ ó d ù n g ố n g đ o n g , đo t h ể t í c h nước t r o n g b ì n h suy ra t h ể

t í c h k h í cacbonic v à của k h ô n g k h í .

Hình 4.1. Dụng cụ để xác định khối lượng phân tử khí cacbonic

1. Bình Kíp; 2. Bình đựng NaHC03; 3. Bình đựng H 2S0 4; 4. Bình cầu.

59

2.4. T í n h k ế t q u ả

- C á c s ố l i ệ u thực n g h i ệ m t h u được

K h ố i l ượng b ì n h c ầ u + n ú t + k h ô n g k h í

K h ố i l ượng b ì n h c ầ u + n ú t + k h í C 0 2 :

T h ể t í c h k h í C 0 2 :

Á p s u ấ t k h í quyển :

N h i ệ t độ t u y ệ t đ ố i : T ( K )

V

p

m ,

- T í n h k h ố i l ượng p h â n t ử C 0 2 theo p h ư ơ n g p h á p t ỉ k h ố i

Trước h ế t c h u y ể n h ế t t h ể t í ch của k h ô n g k h í t r o n g b ì n h đ o được về

t h ể t í ch ở đ i ề u k i ệ n t i ê u c h u ẩ n . T í n h k h ố i l ượng k h ô n g k h í t r ê n cơ sở Ì l í t k h ô n g k h í ở đ i ề u k i ệ n t i ê u c h u ẩ n n ặ n g l , 293g . T í n h k h ố i l ư ợ n g của k h í C 0 2 t r o n g b ì n h v à t ỉ k h ố i của k h í C 0 2 so v ớ i k h ô n g k h í , t ừ đó suy ra k h ố i lượng p h â n t ử k h í C 0 2 .

- T í n h sai s ố p h ầ n t r ă m so vớ i lí t h u y ế t .

3. C Â U H Ỏ I VÀ BÀI T Ậ P

1. K h ố i lượng của 7 0 m l m ộ t k h í A ở 4 2 ° c : 102924,86Pa b ằ n g 0,0772g.

- T í n h k h ố i lượng p h â n t ử k h í A.

- T í n h t ỉ k h ố i của k h í đó so vớ i : a) H i đ r o ; b) K h ô n g k h í .

- T í n h t h à n h p h ầ n v ề t h ể t í c h của h ỗ n h ợ p k h í A v à k h í ox i , b i ế t r ằ n g : t h ê t í c h của k h í A , k h í o x i v à h ỗ n h ợ p đ ư ợ c đ o ở c ù n g đ i ề u k i ệ n n h i ệ t đ ộ , á p s u ấ t v à t ỉ k h ố i c ủ a h ỗ n h ợ p h a i k h í đ ố i v ớ i h i đ r o b ằ n g 14,3.

2. C ấ u t ạo của b ì n h K í p , t á c d ụ n g của t ừ n g bộ phận? T ạ i sao n ó i b ì n h K í p là d ụ n g cụ đ i ề u c h ế k h í có t í n h t ự động?

3. T ạ i sao k h í C 0 2 đ i ề u c h ế ra p h ả i qua h ệ t hống b ì n h đ ự n g dung dịch N a H C 0 3 và H 2 S 0 4 đặc. Có t h ể thay N a H C 0 3 b ằ n g N a O H được k h ô n g ?

Thay H 2 S 0 4 đặc b ằ n g hoa c h ấ t gì k h á c ? H a i b ì n h r ử a có t h ể thay

4 . T ạ i sao t h u k h í C 0 2 p h ả i d ù n g b ì n h c ầ u k h ô ? C á c h n h ậ n b i ế t k h í

C 0 2 đ ã đầy? Vì sao p h ả i m ở n h ẹ khoa b ì n h K í p k h i t h u C 0 2 ?

đ ổ i v ị t r í được k h ô n g ?

60

B à i 5

X Á C Đ Ị N H K H Ố I L Ư Ợ N G P H Â N T Ử C Ủ A E T E

T H E O P H Ư Ơ N G P H Á P M A Y E

1. L Í T H U Y Ế T

Đ ố i v ớ i c h ấ t r ắ n , c h ấ t lỏng d ễ bay hơi v à b ề n ở t h ể hơi , có t h ể

c h u y ể n k h ố i l ư ợ n g m g ă m c h ấ t đó t h à n h h ỡ i t r o n g các t h i ế t bị t h í n g h i ệ m cho p h é p x á c đ ị n h d ễ d à n g á p suấ t , t h ể t í c h , n h i ệ t độ của hơi t ạo t h à n h . Sau đó d ù n g các p h ư ơ n g p h á p đ ã n ê u t r o n g b à i 3 đ ể t í n h k h ố i lượng p h â n t ử của chấ t .

2. THỰC HÀNH

2 . 1 . N g u y ê n t ắ c

Đ o t h ể t í c h của m ộ t l ượng ete xác đ ị n h sau k h i b i ê n t h à n h hơ i b ằ n g

c á c h đo l ư ợ n g k h ô n g k h í bị c h i ế m chỗ ở đ i ề u k i ệ n á p s u ấ t v à n h i ệ t độ

p h ò n g t h í n g h i ệ m . T ừ đó x á c đ ị n h k h ố i lượng p h â n t ử của ete theo p h ư ơ n g t r ì n h t r ạ n g t h á i k h í lí t ư ở n g hoặc p h ư ơ n g p h á p t ỉ k h ố i .

2.2. Hoa chất và dụng cụ

Hoa chất: ete e ty l i c ( C 2 H 5 O C 2 H 5 ) , co lođ ion .

Dụng cụ: bộ d ụ n g cụ Maye ( h ì n h (5.1), c h ậ u t h ú y t i n h ((ị) = 15cm),

ống đo 5 0 m l , a rapun t h ú y t i n h , t h u y ề n sứ, cặp gắp, đ è n cồn (hoặc đ è n

k h í ) , g i á sắ t , cặp sắ t , con bọ, á p k ế .

61

L ắ p bộ d ụ n g cụ theo p h ư ơ n g

p h á p Maye ( h ì n h 5.1).

D ụ n g cụ g ồ m b ì n h (1) k h ô m à b ầ u d ư ớ i có t h ể t í c h k h o ả n g lOOml, có h a i n h á n h , n h á n h (2) có chốt

t h ú y t i n h , t r ê n đ ặ t a m p u n n h ỏ bằng t h ú y t i n h m ỏ n g chứa ete etylic, n h á n h (4) n ố i v ớ i ố n g d ẫ n k h í sang

ống đo k h í (6) đ ự n g đ ầ y nước úp ngược t r o n g c h ậ u t h ú y t i n h chứa k h o ả n g 2/3 c h ậ u , ố n g (6) được g iũ

t h ẳ n g b ằ n g g i á sắ t ( k h ô n g v ẽ ) . B ì n h

(1) đ ặ t t r o n g b ì n h (5) chứa một lượng nước đ ể đ u n (50 - lOOml) .

D ù n g colodion g ắ n t ấ t cả các

n ú t v à các c h ỗ n ố i .

C h u ẩ n bị m ộ t a m p u n n h ỏ còn đ ể h ò m ộ t đ ầ u . C â n a m p u n t h ú y t i n h

t r ê n c â n p h â n t í ch , g h i k h ố i lượng mv

D ù n g cặp gắp a m p u n hơ đ ề u t r ê n l ử a đ è n cồn, n h ú n g n h a n h đ ầ u

hở của a m p u n v à o ete e ty l ic đ ự n g t r o n g t h u y ề n sứ . Sẽ có m ộ t lượng

n h ỏ ete e ty l ic v à o a m p u n . G ắ p a m p u n ra r ồ i l ạ i h ơ t r ê n l ử a đ è n cồn,

đ ầ u hở của a m p u n h ư ớ n g l ê n t r ê n đ ể ete bay h ờ i h ế t . Sau đó l ạ i n h ú n g

đ ầ u hở v à o t h u y ề n sứ đ ự n g ete. L ặ p l ạ i đ ộ n g t á c t r ê n v à i ba l ầ n đ ế n

k h i a m p u n chứa đ ầ y ete. H à n k í n đ ầ u hở t r ê n đ è n cồn . Đ ể n g u ộ i đ e m

c â n t r ê n c â n p h â n t í c h , g h i k h ố i l ư ợ n g m 2 .

Đ ặ t n h ẹ a m p u n l ê n chố t (2) ( c h ú ý k h ô n g đ ể a m p u n rơ i xuống

ngay). D ù n g colodion g ắ n n ế u n ú t c h ư a k í n .

Đ u n n ư ố c t r o n g b ì n h (5) b ằ n g đ è n cồn. H ỡ i nước sẽ đ u n n ó n g b ì n h

(1). K h i n h i ệ t độ k h ô n g k h í t r o n g b ì n h (1) đ ạ t n h i ệ t độ của n ư ớ c sôi,

đ ư a đ ầ u d ư ớ i của ố n g d ẫ n k h í v à o ố n g (6); đ ậ y n ú t (3). M ở n h ẹ chốt

t h ú y t i n h (2), a m p u n rơ i x u ố n g đ á y b ì n h (1), k h i a m p u n vỡ , ete bay hơ i .

2 .3. C á c h t i ế n h à n h

Hình 5.1. Dụng cụ xác định khối lượng phân tử ete

1. Bình cho ampun rơi xuống; 2. Chốt;

3. Nút cao su; 4. ông dẫn khí; 5. Bình đun nước nóng; 6. ống đo khí (ống

nghiệm có chia độ).

62

Hơi ete t r o n g b ì n h (1) đ ẩ y m ộ t t h ể t í c h k h ô n g k h í b ằ n g t h ể t í c h hơi ete

qua c h ậ u t h ú y t i n h đ ự n g nước sang ống đo k h í (6).

K h i t r o n g ống đo k h í (6) k h ô n g còn k h í t h o á t ra , ete đ ã bay hơ i h ế t ,

t h á o ố n g d ẫ n k h í , t ắ t đ è n . Đ ể cho k h í t rở l ạ i n h i ệ t độ v à á p s u ấ t p h ò n g ,

đọc t h ể t í c h k h ô n g k h í t r o n g ống đo k h í (6), đo c h i ề u cao cộ t nước, á p

suấ t k h í q u y ể n đọc t r ê n á p k ế , á p s u ấ t hơ i nước b ã o h ò a t r a ở b ả n g á p suấ t , t r a n g 57.

2 .4 . T í n h k ế t q u ả

- C á c s ố l i ệ u t hực n g h i ệ m t h u được:

K h ố i l ư ợ n g a m p u n r ỗ n g : m ,

K h ố i l ư ợ n g a m p u n chứa ete : m 2

T h ể t í c h nước t r o n g ố n g (6) l úc đ ầ u : V Ị

T h ể t í c h nước t r o n g ống (6) sau t h í n g h i ệ m : V 2

Á p s u ấ t k h í q u y ể n : p

Á p s u ấ t h ơ i nước b ã o hoa : f

N h i ệ t độ t u y ệ t đ ố i : T (K)

C h i ề u cao cộ t nước t r o n g ống đo : h

- T í n h k h ố i l ư ợ n g p h â n t ử ete e tyl ic theo h a i p h ư ơ n g p h á p :

+ Phương trinh trạng thái khí lí tưởng

K h ố i l ư ợ n g ete; m e t e = m 2 - m ,

Á p s u ấ t k h í t r o n g ố n g đo:

T h ể t í c h k h í t r o n g ố n g đo: V = v 2 - V j .

T í n h k h ố i l ư ợ n g p h â n t ử ete e tyl ic theo p h ư ơ n g t r ì n h t r ạ n g t h á i k h í lí t ư ở n g .

63

+ Phương pháp tỉ khối

Xác đ ị n h k h ố i lượng của t h ể t í ch k h ô n g k h í V . Đ ư a V v ề đ i ể u k i ệ n t i ê u c h u ẩ n . T ừ đó t í n h k h ố i lượng k h ô n g k h í ứ n g v ớ i t h ể t í c h đ ã t ìm được b i ế t k h ố i l ượng p h â n t ử t r u n g b ì n h của k h ô n g k h í l à 29.

T ì m t ỉ k h ố i của hơi ete đ ố i vớ i k h ô n g k h í , sau đ ó suy r a k h ố i lượng p h â n t ử của ete.

- T í n h sai s ố p h ầ n t r ă m so vớ i lí t h u y ế t .

3. C Â U H Ỏ I V À BÀI T Ậ P

1. T ì m c ô n g thức p h â n t ử thực của m ộ t h i đ r o c a c b o n A , b i ế t r ằ n g :

- K h i đ ố t c h á y 0,82g c h ấ t A, t h u được 2,64g C 0 2 v à 0,9g H 2 0 .

- K h i x á c đ ị n h k h ố i lượng p h â n t ử của c h ấ t đ ó b ằ n g p h ư ơ n g p h á p Maye t h ì 0,163g c h ấ t đ ã đ ẩ y v à o ố n g đo 5 0 m l k h ô n g k h í ỏ

2 5 ° c . M ự c nước t r o n g ống chứa k h í cao h ơ n m ự c n ư ớ c ngoà i c h ậ u 6,8cm.

Cho b i ế t : á p s u ấ t k h í q u y ể n p b ằ n g 101991 ,6 lPa , á p s u ấ t hơi nước b ã o hoa f ở 2 5 ° c là 3166,40Pa.

2. G i ả i t h í c h c á c h l ấ y ete v à o ampun?

3. Đ ể t h í n g h i ệ m t h à n h c ô n g v à đ ạ t k ế t q u ả t ố t , c ầ n c h ú ý n h ữ n g đ i ề u

gì t r o n g q u á t r ì n h t i ế n h à n h t h í ngh i ệm?

64

B à i 6

X Á C Đ Ị N H K H Ố I L Ư Ợ N G N G U Y Ê N T Ử C Ủ A K Ẽ M

1. LÍ T H U Y Ế T

K h ố i l ượng n g u y ê n t ử của n g u y ê n t ố có t h ể x á c đ ị n h được b ằ n g

n h i ề u c á c h .

1.1. Phương pháp hoa học

1.1.1. Phương pháp Canidaro (Cannizaro) : Theo p h ư ơ n g p h á p

n à y , t rước h ế t x á c đ ị n h các k h ô i lượng p h â n t ử của m ộ t s ố hợp c h ấ t k h í , lỏng hoặc r ắ n d ễ bay hơ i của n g u y ê n t ố . T i ế p đó , dựa v à o k ế t q u ả

p h â n t í ch t h à n h p h ầ n %, t í n h số đơn v ị k h ố i l ượng n g u y ê n t ử của

n g u y ê n t ố n g h i ê n c ứ u t r o n g p h â n t ử m ỗ i hợp c h ấ t . Con s ố n h ỏ n h ấ t sẽ

là k h ố i l ượng n g u y ê n t ử c ầ n t ì m .

Ví dụ: đ ố i v ớ i n g u y ê n t ử cacbon, t ừ c ác k ế t q u ả gh i ở b ả n g cho b i ế t

k h ố i lượng n g u y ê n t ử của n ó là 12.

Khối lượng phản tử của một số hợp chất của cacbon và thành phần phần trăm của cacbon trong dó

Hợp chất Khôi lượng

phản tử Hàm ì ương cacbon

(% khối lượng)

Số đơn vị KLNT của c trong ỉ phân tử

hợp chất

Cacbon đioxit 44 27,27 12

Cacbon oxit 28 42,86 12

Axetilen 26 92,31 24

Benzen 78 92,31 72

Ete etylic 74 64,86 48

Axeton 58 62,07 56

65

P h ư ơ n g p h á p dựa t r ê n cơ sở lí l u ậ n sau:

a) T r o n g m ộ t p h â n t ử của hợp chấ t , m ộ t n g u y ê n t ố í t n h ấ t p h ả i có

m ộ t n g u y ê n t ử của n g u y ê n t ố đó .

b) N ế u l ấ y n h i ề u hợp c h ấ t k h á c n h a u của n ó sẽ có n h i ề u k h ả n ă n g

được m ộ t hợp c h ấ t m à p h â n t ử ch ỉ chứa m ộ t n g u y ê n t ử của n g u y ê n tố .

T u y n h i ê n độ t i n cậy của k ế t q u ả t u y t huộc v à o s ố l ư ợ n g c á c hợp

c h ấ t đ e m d ù n g ; s ố n à y c à n g lớn , k ế t q u ả c à n g c h í n h x á c .

P h ư ơ n g p h á p Canidaro k h ô n g á p d ụ n g cho c á c k i m l o ạ i v ì đ ạ i đ a số

các k i m l o ạ i k h ô n g cho được các hợp c h ấ t k h í hay c h ấ t d ễ bay h ơ i .

1.1.2. Phương pháp Đuylông - Pơti (Dulong-Petit) , dựa v à o quy tắc:

N h i ệ t dung n g u y ê n t ử của đ a s ố các đ ơ n c h ấ t ở t h ể r ắ n có g i á t r ị

t r u n g b ì n h b ằ n g 2 6 J . m o r 1 . K " 1 (g iá t r ị của đ ạ i l ư ợ n g n à y b i ế n t h i ê n

t r o n g k h o ả n g 22 - 2 9 J . m o l _ 1 . K _ 1 ) .

N h i ệ t dung n g u y ê n t ử của m ộ t n g u y ê n t ố là n h i ệ t l ư ợ n g p h ả i d ù n g

đ ể n â n g n h i ệ t độ của Ì m o i n g u y ê n t ử của n g u y ê n t ố l ê n l ° c . Đ ó l à t ích

của n h i ệ t d u n g r i ê n g v à k h ố i lượng m o i n g u y ê n t ử .

26 Vậy khối lượng nguyên tử của nguyên t ố = —• —

nhiệt dung r iêng của đ ơ n chất

Quy tắc Đ u y l ô n g - P ơ t i ch ỉ g ầ n đ ú n g , v ì c á c g i á t r ị k h ố i lượng

n g u y ê n t ử t h u được cũng là g ầ n đ ú n g . T u y n h i ê n có t h ể h i ệ u ch ỉnh

c h ú n g b ằ n g c á c h đ ố i c h i ế u v ớ i các g i á t r ị c h í n h x á c của k h ố i lượng t ư ơ n g đ ư ơ n g .

N h ư đ ã b i ế t , hoa t r ị của n g u y ê n t ố b à n g k h ố i l ư ợ n g m o i n g u y ê n tử chia cho đ ư ơ n g lượng, nghĩa là b ằ n g s ố n g u y ê n

K h ô i l ư ợ n g moi (gần đ ú n g ) n g u y ê n t ử , , - — = n (n -> n) đ ư ơ n g l ư ợ n g

(n là s ố n g u y ê n g ầ n v ớ i n ' v à l à hoa t r ị của n g u y ê n tô)

K h ố i l ượng m o i ( đ ú n g ) của n g u y ê n t ử = đ ư ơ n g l ư ợ n g X n .

66

1.1.3. Phương pháp diên phân

D ù n g d ò n g đ i ệ n m ộ t c h i ề u có t h ể l à m cho các p h ả n ứ n g ox i hoa k h ử k h ô n g có k h ả n ă n g t ự d i ễ n b i ế n , x ả y ra được. T r o n g t r ư ờ n g hợp n à y , k i m l o ạ i c ầ n x á c đ ị n h k h ố i lượng n g u y ê n t ử được d ù n g l à đ i ệ n cực anot t r o n g q u á t r ì n h đ i ệ n p h â n .

1.2. Phương pháp vật lí

Có t h ể d ù n g p h ư ơ n g p h á p p h ổ k h ố i lượng đ ể x á c đ ị n h k h ố i lượng n g u y ê n t ử hoặc p h â n t ử . N g u y ê n tắc của p h ư ơ n g p h á p n à y là l à m bay hơi m ẫ u n g h i ê n c ứ u ở á p s u ấ t t h ấ p v à n h i ệ t độ t h í c h hợp, sau đó các p h â n t ử ở t h ể k h í b ị b ắ n p h á b ằ n g c h ù m electron v ớ i n ă n g lượng cao đ ể t ạo ra các i on t ừ c á c p h â n t ử k h í , t i ế p theo có sự t á c h các i on v à n h ò t h i ế t b ị m á y g h i được các t í n h i ệ u theo t ỉ s ố k h ố i lượng/ đ i ệ n t í ch (m/Ze) của c h ú n g . B ở i v ì x á c s u ấ t t ạ o t h à n h c á c l o n có z > 1 l à r ấ t n h ỏ v à v ì e = const (e l à đ i ệ n t í c h của electron), do đó t h ô n g t h ư ờ n g m/Ze c h í n h là k h ố i l ư ợ n g của lon và, t ừ đó có t h ể x á c đ ị n h được k h ố i lượng n g u y ê n t ử hay p h â n t ử . N h ò p h ư ơ n g p h á p p h ổ k h ố i l ượng còn có t h ể x ác đ ị n h được k h ố i l ượng n g u y ê n t ử của t ừ n g đ ồ n g vị của các n g u y ê n t ố . Ư u đ i ể m của p h ư ơ n g p h á p n à y l à n h a n h , n h ạ y , độ c h í n h xác cao, k h ố i l ư ợ n g m ẫ u c ầ n r ấ t í t (chỉ c ầ n v à i mic rogam) .

2. THỰC HÀNH

2 . 1 . N g u y ê n t ắ c

K h i cho a x i t c l o h i đ r i c đặc t ư ờ n g t á c v ớ i k ẽ m , p h ả n ứ n g x ả y r a

m ã n h l i ệ t

Z n ( r ) + 2 H +

( d d ) -> Z n 2 +

( d d ) + H 2 1 (1)

N ế u t h a y a x i t c l o h i đ r i c b ằ n g a x i t y ế u , n ồ n g độ t h ấ p , tốc độ k h ử lon H + sẽ g i ả m đ i , t h ậ m c h í có t h ể k h ô n g p h ả n ứ n g . Ví d ụ cho d u n g dịch ax i t axetic 0 , 1 M cho t á c d ụ n g vớ i k ẽ m , p h ả n ứ n g k h ô n g x ả y ra . N ế u

d ù n g n g u ồ n đ i ệ n cung cấp n ă n g lượng (p in hoặc acquy) t h ì k ẽ m k h ử được H + của a x i t axet ic . P i n được l ắ p v à o d ụ n g cụ, t r o n g đó t h a n h k ẽ m

là anot, t h a n h đ ồ n g l à catot .

Ở anot x ả y r a q u á t r ì n h ox i hoa của k ẽ m

Z n ( r ) -> Z n 2 +

( d d ) + 2e (2)

67

Ở catot x ả y r a q u á t r ì n h k h ử của H +

2CH3COOH + 2e H 2 T + 2 C H 3 C O O ( d d ) (3)

K ế t hợp (2) v à (3)

Z n ( r ) + 2CH3COOH -> H 2 T + Z n 2 +

( d d ) + 2 C H 3 C O C r ( d d )

Theo p h ư ơ n g t r ì n h t r ê n , cứ Ì moi k ẽ m t ạo t h à n h Ì m o i h i đ r o , vì v ậ y n ế u xác đ ị n h được t h ể t í ch h i đ r o t h o á t ra , á p d ụ n g p h ư ơ n g t r ì n h k h í lí t ư ở n g t ì m được s ố mo i k ẽ m đ ã p h ả n ứng . M ặ t k h á c , b i ế t k h ố i lượng của k ẽ m t rước v à sau k h i đ i ệ n p h â n có t h ể t ì m k h ố i lượng n g u y ê n t ử k ẽ m .

2.2. Hoa chất và dụng cụ

Hoa chất: D u n g dịch ax i t axetic 0,1 M t r o n g n a t r i s u n f a t 0,5 M .

Dụng cụ: Cốc (250ml) ; ống đo 5 0 m l có đ ư ờ n g k í n h k h o ả n g l ,5cm, có t h ê thay b ằ n g bure t (50ml) ; m ộ t đ o ạ n d â y d ẫ n đ i ệ n to có lõi m ộ t sợi đồng đ ư ờ n g k í n h 2 m m , cắ t bỏ 2cm vỏ bọc n g o à i d ù n g l à m đ i ệ n cực đồng; t h a n h k ẽ m n g u y ê n c h ấ t 0 ,3cmx6cm; acquy hay p i n 1,5 von; cặp đ i ệ n cực, g i ấ y r á p .

2.3. Cách tiên hành

L ắ p d ụ n g cụ n h ư h ì n h 6 .1 .

L ấ y 150ml d u n g dịch đ i ệ n l i (ax i t axetic 0 , 1 M t r o n g n a t r i sunfa t 0,5M) v à o cốc 250ml . C ũ n g l ấ y dung dịch đ i ệ n l i t r ê n v à o đ ầ y ống đo 50ml , d ù n g n g ó n tay t r ỏ b ị t k í n m i ệ n g ống đo r ồ i ú p n g ư ợ c v à o cốc đã đ ự n g dung dịch đ i ệ n l i . D ù n g k ẹ p sắ t cố đ ị n h ố n g đ o .

L ấ y g iấy r á p đ á n h sạch t h a n h k ẽ m n g u y ê n chấ t , c â n t r ê n c â n p h â n t í ch . G h i k h ố i l ượng mv D ù n g k ẹ p , k ẹ p đ i ệ n cực k ẽ m , n ố i v ớ i cực d ư ơ n g của p i n , còn d â y đ i ệ n d ù n g l à m đ i ệ n cực đ ồ n g l ắ p sao cho p h ầ n đ ã cắ t vỏ bọc n ă m gọn p h í a t r o n g m i ệ n g ống đo v à n ố i v ớ i cực â m của p i n .

K h i b ắ t đ ầ u đ i ệ n p h â n , n h ú n g đ i ệ n cực k ẽ m v à o d u n g d ịch đ i ệ n l i c h ú ý k h ô n g đ ể k ẹ p ở đ i ệ n cực k ẽ m n g ậ p v à o d u n g dịch. ồ đ i ệ n cực đồng, k h í h i đ r o t h o á t ra , đ ẩ y d u n g dịch ố n g đo x u ố n g . T h u được 25 -30ml k h í h i đ r o , n g ừ n g đ i ệ n p h â n b ằ n g c á c h bỏ đ i ệ n cực k ẽ m ra k h ỏ i dung dịch đ i ệ n l i , t h á o d â y n ố i vớ i n g u ồ n đ i ệ n . Rửa đ i ệ n cực k ẽ m b à n g

nước cấ t và l a u k h ô b ằ n g g i ấ y l a u sạch. Sau đó c â n t h a n h k ẽ m t r ê n c â n

p h â n t í ch , gh i k h ố i l ượng m 2 .

68

Hình 6.1. Dụng cụ để xác định khối lượng nguyên tử của kẽm

1. Ống đo; 2. Điện cực đồng; 3. Điện cực kẽm; 4. Dung dịch điện li; 5. Pin (hoặc acquy).

2.4. T í n h k ế t q u ả

• C á c s ố l i ệ u t h u được

K h ố i l ượng k ẽ m ban đ ầ u : n i !

K h ố i l ư ợ n g k ẽ m sau p h ả n ứng : m 2

T h ể t í c h k h í h i đ r o : V

C h i ề u cao cộ t nước: Ah

N h i ệ t độ t u y ệ t đ ố i : T ( K )

Áp s u ấ t k h í q u y ể n : P k q

Á p s u ấ t hơ i nước b ã o hoa: P H b ỉ 0 h o à

• T í n h : - S ố m o i h i đ r o dựa v à o p h ư ơ n g t r ì n h k h í lí t ư ở n g .

- S ố m o i k ẽ m p h ả n ứng .

- K h ố i l ượng n g u y ê n t ử của k ẽ m .

• T í n h sai s ố p h ầ n t r ă m so vớ i lí t h u y ế t .

69

3. C Â U H Ỏ I VÀ B À I T Ậ P

1. K h i đ i ệ n p h â n dung dịch axi t axetic 0 ,1M pha t r o n g n a t r i sunfat

0,5M, anot là k i m l o ạ i c h ư a b iế t , catot là đồng t h u được 10,76ml khí h iđ ro . M ự c nước t rong ống đo cao hơn mực nước t rong cốc 426,2mm. K h ố i lượng k i m l o ạ i p h ả n ứ n g 0,0472g. N h i ệ t độ p h ò n g 2 8 ° c , áp

suấ t k h í q u y ể n 98738,5Pa. Xác đ ị nh k h ố i lượng n g u y ê n t ử của k im

l o ạ i đó. T ê n k i m l o ạ i là gì?

2. G i á t r ị thực n g h i ệ m k h ố i lượng n g u y ê n t ử của k ẽ m có t h ể q u á cao, q u á t h ấ p hoặc k h ô n g có ả n h h ư ở n g gì, g i ả i t h í c h ý ngh ĩa n g u ồ n gốc sai s ố có t h ể có sau đ â y :

- Đ i ệ n cực k ẽ m k h ô n g n g u y ê n chấ t .

- Đ i ệ n cực đ ồ n g đ ể ở vị t r í có m ộ t l ượng h i đ r o k h ô n g v à o ố n g đo .

- K h ô n g t í n h đ ế n á p s u ấ t hở i b ã o hoa của nước .

70

B à i 7

X Á C Đ Ị N H Đ Ư Ơ N G L Ư Ợ N G C Ủ A M A G I E

1. LÍ T H U Y Ế T

Đ ư ơ n g lượng của m ộ t n g u y ê n t ố là số p h ầ n k h ố i l ượng của n g u y ê n

t ố đó k ế t hợp hoặc t h a y t h ế 1,008 p h ầ n k h ố i l ư ợ n g của h i đ r o hoặc 8 p h ầ n k h ố i l ư ợ n g của ox i t r o n g các p h ả n ứ n g hoa học.

Ví dụ: đ ư ơ n g l ư ợ n g của clo t r o n g HC1 l à 35,5; của ox i t r o n g H 2 0 là

8; của n i t ơ t r o n g N H 3 l à 4,67. . .

T ừ đ ị n h nghĩa v ề đ ư ơ n g lượng, n h ậ n t h ấ y v ề n g u y ê n tắc đ ư ơ n g

lượng là đ ạ i l ư ợ n g k h ô n g có t h ứ n g u y ê n . T u y n h i ê n t r o n g thực t ế v ẫ n h i ể u n g ầ m đ ơ n v ị của đ ư ơ n g lượng là đơn v ị k h ố i l ư ợ n g n g u y ê n t ử .

Mót số hê quả

• Đương lượng của một nguyên tố là lượng nguyên tố tương ứng với đơn vị hoa trị của nguyên tố đó. Vì v ậ y g iữa đ ư ơ n g lượng, hoa t r ị v à

k h ố i lượng n g u y ê n t ử có quan h ệ

n

A: K h ố i l ư ợ n g n g u y ê n t ử

Đ: Đ ư ơ n g l ư ợ n g của n g u y ê n t ố

n : Hoa t r ị của n g u y ê n tố .

V ậ y m ộ t n g u y ê n t ố đ a hoa t r ị sẽ có các g i á t r ị đ ư ơ n g l ư ợ n g k h á c

nhau t ư ơ n g ứ n g v ớ i c á c hoa t r ị m à n g u y ê n t ố t h ể h i ệ n t r o n g t ừ n g

t r ư ờ n g hợp.

Ví dụ: T r o n g sắ t ( l i ) ox i t FeO, đ ư ơ n g lượng của sắ t l à 56/2 = 28,

t r o n g sắ t ( I U ) o x i t F e 2 0 3 , đ ư ơ n g lượng của sắ t b ằ n g 56/3 = 18,67.

71

• Cần phân biệt giá trị đương lượng với số đương lượng của một nguyên tố.

T r o n g n h ô m ox i t A 1 2 0 3 , đ ư ơ n g lượng của A I = 27/3 = 9; Ì n g u y ê n tử

n h ô m có 27/9 = 3 đ ư ơ n g lượng n h ô m n ê n t r o n g m ộ t p h â n t ử n h ô m oxit có 2 X 3 = 6 đ ư ơ n g lượng n h ô m . T ư ơ n g t ự n h ư v ậ y , n g u y ê n t ử ox i có 16/8 = 2 đ ư ơ n g lượng oxi . T r o n g m ộ t p h â n t ử n h ô m o x i t có 3 X 2 = 6 đ ư ơ n g lượng ờ x i . N h ư v ậ y 6 đ ư ơ n g lượng n h ô m k ế t hợp v ớ i 6 đương lượng ox i t r o n g p h â n t ử n h ô m oxi t . T u y n h i ê n k h ố i l ư ợ n g của c h ú n g

t ư ơ n g t á c v ớ i n h a u t h ì k h á c nhau .

• Tương ứng với khái niệm moi nguyên tử, moi phân tử có thể định nghĩa một moi đương lượng của một nguyên tố là khối lượng của nguyên tố đó biểu diễn bằng đơn vị găm có số trị bằng đương lượng của nó.

Ví dụ: l m o l đ ư ơ n g lượng h i đ r o b ằ n g l , 0 0 8 g

Ì mo i đ ư ơ n g lượng k a l i b ằ n g 39,Og . . .

• Trong các phản ứng hoa học, các nguyên tố phản ứng với nhau theo những số đương lượng như nhau.

Ví dụ: P h ả n ứ n g g iữa n g u y ê n t ố A vớ i n g u y ê n t ố B , g ọ i đ ư ơ n g lượng của c h ú n g t ư ơ n g ứ n g là Đ A v à Đ B ) n ế u m A g ă m c h ấ t A p h ả n ứ n g v ớ i m B

g ă m c h ấ t B, t h ì c á c đ ạ i lượng n à y thoa m ã n h ệ thức :

^ 3 ) m A = Đ A

Đ A Đ B m B Đ B

H ệ thức t r ê n b i ể u d i ễ n đ ị n h l u ậ t đ ư ơ n g lượng: " K h ố i l ư ợ n g của các c h ấ t t h a m gia p h ả n ứ n g t ỉ l ệ vói đ ư ơ n g l ư ợ n g của c h ú n g " .

Khái niệm đương lượng củng được mờ rộng cho hợp chất.

- Đ ư ơ n g lượng của hợp chấ t là số p h ầ n k h ố i lượng của hợp chấ t đó

phản ứng k h ô n g thừa, k h ô n g t h i ế u với mộ t đ ư ơ n g lượng của hợp chấ t khác .

- Đ ư ơ n g l ư ợ n g của a x i t b ằ n g k h ố i l ư ợ n g p h â n t ử của n ó ch i a cho số pro ton t h a m gia p h ả n ứ n g .

- Đ ư ơ n g l ư ợ n g của b a z ơ b ằ n g k h ố i l ư ợ n g p h â n t ử của n ó ch i a cho số n h ó m h i đ r o x y l t h a m gia p h ả n ứ n g .

72

- Đ ư ơ n g lượng của m u ố i b ằ n g k h ố i l ượng p h â n t ử chia cho t ổ n g

đ i ệ n t í ch của c á c ca t ion (hay anion).

- Đ ư ơ n g l ư ợ n g của m ộ t c h ấ t t r o n g p h ả n ứ n g o x i hoa - k h ử b ằ n g

k h ố i l ượng p h â n t ử của n ó chia cho s ố electron t rao đ ổ i .

Có nhiều phương pháp xác định đương lượng của một chất

1. Phương pháp trực tiếp

Đ ư ơ n g lượng của m ộ t c h ấ t được x á c đ ị n h theo d ữ k i ệ n của p h ả n

ứ n g t rực t i ế p g iữa n g u y ê n t ố đó vớ i h i đ r o hoặc ox i .

2. Phương pháp phân tích

P h â n t í c h c h í n h x á c t h à n h p h ầ n của m ộ t hợp c h ấ t chứa n g u y ê n t ố

cần xác đ ị n h đ ư ơ n g l ư ợ n g v ớ i m ộ t n g u y ê n t ố k h á c đ ã b i ế t đ ư ơ n g lượng.

T ừ k ế t q u ả p h â n t í c h , dựa v à o đ ị n h l u ậ t đ ư ơ n g l ư ợ n g đ ể t í n h .

3. Phương pháp điện hoa

D ự a v à o đ ị n h l u ậ t Faraday: M ộ t đ i ệ n l ư ợ n g 96.500 c u l ô n g k h i đi

qua d u n g dịch c h ấ t đ i ệ n l i sẽ p h â n h u y hoặc t ạ o t h à n h m ộ t m o i đ ư ơ n g

lượng c h ấ t t r ê n đ i ệ n cực.

4. Phương pháp đẩy hiđro

Đ ể x á c đ ị n h đ ư ơ n g lượng của các k i m l o ạ i có t h ể p h ả n ứ n g vớ i a x i t

hoặc k i ề m g i ả i p h ó n g r a h i đ r o . K h i b i ế t đ ư ơ n g l ư ợ n g k i m l o ạ i p h ả n

ứng, t h ể t í c h k h í h i đ r o , á p s u ấ t t h í n g h i ệ m có t h ể t í n h được đ ư ờ n g

lượng k i m l o ạ i c ầ n x á c đ ị n h .

2. THỰC HÀNH

2 . 1 . N g u y ê n t ắ c

D ự a v à o p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứng :

M g + H 2 S 0 4 - > M g S 0 4 + H 2 Í

B i ế t k h ố i l ư ợ n g magie t á c d ụ n g v ớ i a x i t dư , đo t h ể t í c h k h í h i đ r o

được g i ả i p h ó n g ở n h i ệ t độ T ( K ) v à á p s u ấ t (P), t í n h được đ ư ơ n g lượng

của magie theo đ ị n h l u ậ t đ ư ơ n g lượng.

73

2.2. H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ

Hoa chất: M a g i e k i m l o ạ i , d u n g dịch H 2 S 0 4 20%.

Dụng cụ: ố n g n g h i ệ m k h ô , d ụ n g cụ đ ể đ o v à t h u k h í ( h ì n h 7.1)

n h i ệ t k ế , á p k ế , k ẹ p sắ t , g i á sắ t .

2.3. Cách tiến hành

Hình 7.1. Dụng cụ xác định đương lượng của magie

1. Ống nghiệm; 2. ống đo khí; 3. ống thăng bằng.

L ắ p d ụ n g cụ n h ư h ì n h 7 .1 .

C â n m ộ t đ o ạ n d â y magie đ ã l à m sạch lớp o x i t k h o ả n g 0,02g t r ê n

c â n p h â n t í c h . Đ ổ nước t ừ t ừ v à o ố n g (2) v à (3) đ ế n v ạ c h s ố o , t r á n h đ ể

k h í n ằ m l ạ i t r o n g ố n g cao su. D ù n g p ipe t l ấ y k h o ả n g 4 m l H 2 S 0 4 20% cho v à o ố n g n g h i ệ m .

L ắ p Ống n g h i ệ m n ằ m n g h i ê n g , đ ặ t magie p h í a t r ê n t h à n h ống n g h i ệ m sao cho magie k h ô n g t i ế p x ú c v ớ i ax i t . Đ ậ y n ú t ố n g n g h i ệ m -

74

g ắ n n ú t ố n g n g h i ệ m v à ống chia độ b ằ n g co lođ ion n ế u cần . K i ể m t ra dụng cụ đ ã k í n chưa bằng cách n â n g hay h ạ ống (3) k h o ả n g 15 - 20cm so với vị t r í ban đ ầ u . N ế u mực nưốc t rong ống (2) ch ỉ d â n g l ê n (hay h ạ xuống) m ộ t í t r ồ i g i ữ n g u y ê n k h ô n g thay đ ổ i , t h ì d ụ n g cụ đ ã k í n . T h ă n g bằng mực nước t r o n g ống (2) v à ống (3) ngang n h a u . G h i mực nước ở Ống(2):V1.

Lắc n h ẹ ống n g h i ệ m cho magie t i ế p x ú c v ố i ax i t . Q u a n s á t h i ệ n tượng. K h i magie đ ã t a n h ế t , k h í h i đ r o n g ừ n g t h o á t ra , mực nước t r o n g ống (2) k h ô n g h ạ x u ố n g nữa , đ ể m ộ t lúc cho ống n g h i ệ m t rở l ạ i n h i ệ t độ p h ò n g , t h ă n g b ằ n g mực nước t r o n g ống (2) v à (3). G h i mực nước t r o n g ong (2): v 2

2.4. T í n h k ế t q u ả

- Các số liệu thực nghiệm thu được

K h ố i l ư ợ n g k i m l o ạ i magie : 0,02g

T h ể t í c h nước t r o n g ống (2) lúc đ ầ u : V i (mi)

T h ể t í c h nước t r o n g ống (2) sau t h í n g h i ệ m : V 2 (mi )

Á p s u ấ t k h í q u y ể n : P k q ( m m H g )

Á p s u ấ t h ơ i nước b ã o hoa : f ( m m H g )

N h i ệ t độ t h í n g h i ệ m : T ( K )

- Tính đương lượng theo hai cách

• D ự a v à o p h ư ơ n g t r ì n h k h í lí t ư ở n g đ ể t í n h k h ố i l ư ợ n g k h í h i đ r o

C h ú ý: p k q = P H 2 + f

Sau đó t í n h đ ư ơ n g l ư ợ n g magie theo đ ị n h l u ậ t đ ư ơ n g lượng.

• Đ ư ơ n g l ư ợ n g của magie v ề g i á t r ị b ằ n g k h ố i l ượng magie ( t í n h ra

g ă m ) đ ủ t ư ơ n g t á c v ớ i a x i t đ ể g i ả i p h ó n g 11,2 l í t k h í h i đ r o ố đ i ề u k i ệ n t i ê u c h u ẩ n . Do đó c h u y ể n t h ể t í c h k h í h i đ r o t r o n g t h í n g h i ệ m v ề t h ể t í c h ở đ i ề u k i ệ n t i ê u c h u ẩ n theo p h ư ơ n g t r ì n h Bó i - M a r i o t - Gay -L u y t x a c .

v _ V ( P K q - 0 - 2 7 3

760.T

75

T ừ đó suy r a đ ư ơ n g lượng của magie c ầ n t h i ế t đ ể t ạ o 11,21 khí h i đ r o ở đ i ề u k i ệ n t i ê u c h u ẩ n .

n = mM* •11200

VMg Vo

T í n h sai s ố p h ầ n t r ă m .

3. C À U H O I VÁ BÁI TẠP

1. Đ ị n h nghĩa đ ư ơ n g lượng. M ộ t n g u y ê n t ố có m ấ y g i á t r ị đương

lượng? Cho ví d ụ . P h â n b i ệ t g iá t r ị đ ư ơ n g l ư ợ n g v à s ố đ ư ơ n g lượng của m ộ t n g u y ê n tố .

2. N ê u các p h ư ơ n g p h á p xác đ ị n h đ ư ơ n g l ư ợ n g t r o n g p h ò n g th í ngh iệm?

3. M ộ t k i m l o ạ i t ạo v ớ i ox i h a i ox i t . K h i đ u n n ó n g 3g m ỗ i o x i t t rong

m ộ t l u ồ n g k h í h i đ r o , t h u được t ư ơ n g ứ n g 0,69g v à 0 ,337g nước .

- T í n h đ ư ơ n g lượng của k i m l o ạ i v à g i ả i t h í c h k ế t q u ả t h u được.

- K i m l o ạ i n ó i t r ê n l à k i m l o ạ i gì?

4 . N ê u c á c h t í n h á p s u ấ t k h í h i đ r o . T ạ i sao k h ô n g p h ả i t í n h đ ế n áp

s u ấ t do cột nước g â y ra?

5. N h ữ n g đ i ề u c ầ n c h ú ý k h i thực h à n h đ ể t h í n g h i ệ m t h à n h c ô n g ?

76

B à i 8

P H A D U N G D Ị C H V À C H U Ẩ N Đ Ộ

1. LÍ T H U Y Ế T

D u n g dịch là m ộ t h ệ đồng t h ể gồm h a i hay n h i ề u c ấ u t ử (hợp

phần) . C ấ u t ử n à y được p h â n b ố ở d ạ n g p h â n t ử , n g u y ê n t ử hay i o n t rong t o à n k h ố i của c ấ u t ử k i a .

Có các l o ạ i d u n g dịch k h í , lỏng, r ắ n n h ư n g quan t r ọ n g v à p h ổ b i ế n

là dung dịch lỏng.

Đ ể b i ể u t h ị t h à n h p h ầ n của dung dịch, ta d ù n g k h á i n i ệ m n ồ n g độ.

1.1. Nồng độ dung dịch là lượng chất tan có trong đơn vị khối

lượng hoặc đ ơ n v ị t h ể t í c h dung dịch hay d u n g m ô i . T r o n g Hoa học, nồng độ d u n g dịch được b i ể u t h ị b ằ n g n h i ề u c á c h k h á c n h a u .

- Nồng độ phần trăm: chỉ số g ă m chấ t t an có t rong lOOg dung dịch.

Ví dụ: t r o n g lOOg d u n g dịch N a C l 15% có 15g n a t r i c lorua v à 85g

dung môi .

- Nồng đô moi (k í h i ệ u là M ) : ch ỉ s ố m o i c h ấ t t a n có t r o n g Ì l í t

dung dịch.

Ví dụ: dung dịch H 2 S 0 4 2 M chứa 2 moi axi t hay 196g axit t rong Ì lít

dung dung axit .

- Nồng độ đương lượng hay nồng độ n g u y ê n c h u ẩ n (k í h i ệ u l à

N) : ch ỉ s ố đ ư ơ n g l ư ợ n g c h ấ t t an t r o n g Ì l í t d u n g dịch.

Ví dụ: d u n g dịch a x i t H 2 S 0 4 2 N chứa 2 đ ư ơ n g l ư ợ n g hay 98g ax i t

t r o n g Ì l í t .

s 77

N ồ n g độ moi : ' g - = Ì, 34 m o l . r 1

- Nồng độ molan: ch ỉ s ố moi chấ t t an t r o n g lOOOg d u n g m ô i .

- Nồng độ phần moi (kí h i ệ u l à x): ch ỉ s ố m o i c h ấ t i ch ia cho tổng

số moi của các c h ấ t có m á t t r o n g d u n g đ ích : X = —í Z n

Ví dụ: D u n g d ịch chứa 80,8g a x i t axetic ( M = 60,1) t r o n g Ì l í t dung

dịch ở 2 0 ° c có k h ố i l ư ợ n g r i ê n g l à 1,0097 k g . m " 3 . T í n h n ồ n g đ ộ moi, nồng độ đ ư ơ n g lượng , n ồ n g độ p h ầ n t r ă m , n ồ n g độ p h ầ n m o i của dung dịch.

8 0 1 8 g r ; 6 0 , l g . m o r

- N ồ n g độ đ ư ơ n g lượng: = 1,34 đ ư ơ n g l ư ợ n g . Ì - 1

80,8

- N ồ n g đô molan : ^ .1000 = 1,45 m o i t r o n g lOOOg H 2 0 1 0 0 9 , 7 - 8 0 , 8 & 2

— N ồ n g độ p h ầ n moi :

80,8

+ P h ầ n m o i của a x i t C H 3 C O O H = — Ẽ < y = 0,025 3 8 0 8 1 0 0 9 , 7 - 8 0 , 8 '

6 0 , 1 + " 18

+ P h ầ n m o i của H 2 0 = 1,000 - 0,025 = 0,975

- Nồng độ phần trăm = 80,8 .100 = 8,00% CHXOOH 1009,7 3

1.2. Pha chế dung dịch

1.2.1. Pha dung dịch chuẩn

N ế u có c h ấ t gốc ( chấ t gốc l à c h ấ t có đ ộ t i n h k h i ế t đ ã b i ế t c h í n h xác)

t h ì c â n m ộ t l ư ợ n g đ ã t í n h t r ê n c â n p h â n t í c h , hoa t a n t r o n g b ì n h đ ị n h

mức r ồ i t h ê m nước tó i v ạ c h n g ấ n . K h i k h ô n g có c h ấ t gốc, t r ư ớ c h ế t pha

d u n g dịch có n ồ n g độ g ầ n đ ú n g , sau đó d ù n g d u n g d ịch c h ấ t gốc k h á c đ ể x á c đ ị n h l ạ i n ồ n g độ d u n g dịch v ừ a pha.

Ví dụ: D ù n g d u n g dịch a x i t oxalic c h u ẩ n đ ể x á c đ ị n h l ạ i n ồ n g độ của d u n g dịch n a t r i h i đ r o x i t v ừ a pha.

78

Đ ể đ i ề u c h ế các d u n g dịch c h u ẩ n độ, t r o n g thực h à n h t h ư ờ n g d ù n g "chấ t chuẩn" . Đó là n h ữ n g c h ấ t r ắ n m à l ượng của c h ú n g được c â n c h í n h x á c hoặc là n h ữ n g c h ấ t lỏng m à t h ể t í ch của c h ú n g được đo c h í n h xác c ầ n t h i ế t đ ể pha Ì l í t dung dịch 0 ,1N , đ ề u được bỏ v à o m ộ t ống t h ú y t i n h n h ỏ đ ã h à n k í n (gọi là í ì x a n a n ) . T i ế n h à n h pha c h ế d u n g dịch c h u ẩ n độ b ằ n g "chấ t c h u ẩ n " n h ư sau: Đục t h ủ n g l ỗ t h ú y t i n h , cho d ầ n lượng dung dịch t r o n g ống đó v à o b ì n h đ ị n h mức Ì l í t r ồ i pha l o ã n g dung dịch t h u được b ằ n g nước đ ế n v ạ c h n g ấ n .

1.2.2. Pha chế dung dịch từ dung dịch có nồng độ khác

a. Pha loãng dung dịch là thêm nước vào để dung dịch có nồng độ nhỏ hơn. G ọ i C 1 ; C 2 v à v x , V 2 l à n ồ n g độ v à t h ê t í c h d u n g d ịch t rước v à

sau k h i pha l o ã n g ; v ì l ư ợ n g c h ấ t t a n k h ô n g đ ổ i n ê n C j V i = C 2 V 2 . N ế u

V n l à t h ể t í c h nước d ù n g pha l o ã n g t h ì V 2 = v \ + V n v à b i ể u thức t r ê n

có dạng :

C^V, = ( V i + V n ) C 2 (1)

Ví dụ: C ầ n t h ê m bao n h i ê u m l nước v à o 5 0 0 m l d u n g dịch a x i t HC1

0,122N đ ể có d u n g dịch HC1 0,100N?

Theo b i ể u thức (1) có:

0,122.500 = 0,100(500 + V n ) -> V n = l l O m l

b. Pha trộn dung dịch

G i ả sử t r ộ n V ^ m l d u n g dịch c h ấ t A có n ồ n g độ C! v ớ i V 2 m l d u n g

dịch chấ t đó có n ồ n g độ C 2 t h u được V ( m l ) = V i + V 2 d u n g dịch c h ấ t A có nồng độ C; b i ể u thức (1) có dạng :

C i V ! + C 2 V 2 = c v (2)

Ví dụ: C ầ n t h ê m bao n h i ê u m l dung dịch HC1 đặc 12N v à o 2 0 0 m l

dung dịch HC1 0 , 8 N đ ể có d u n g dịch H ố i I N ?

Theo b i ể u thức (2) có:

12V X + 200.0,8 = l ( V i + 200)

V i = 3 .64ml HC1 đặc

79

1.3. X á c đ ị n h n ồ n g đ ộ d u n g d ị c h

1.3.1. Xác định nồng độ của dung dịch bằng phù kế

T ỉ k h ố i của d u n g dịch thay đ ổ i theo nồng độ, n ế u b i ế t n ồ n g độ của dung dịch có t h ể suy ra t ỉ k h ố i v à ngược l ạ i , dựa v à o b ả n g t ỉ k h ố i có sẵn.

T ỉ k h ố i t h ư ờ n g được x á c đ ị n h b ằ n g p h ù k ế . P h ù k ế l à d ụ n g cụ r i ê n g

đ ể đo n h a n h t ỉ k h ố i của c h ấ t lỏng , là m ộ t phao r ỗ n g b ằ n g t h ú y t i nh . P h ầ n t r ê n có b ả n g chia độ t ư ơ n g ứ n g v ớ i các g i á t r ị của t ỉ k h ố i đ ã được h i ệ u c h u ẩ n ở n h i ệ t độ x á c đ ị n h có g h i t r o n g b ả n g , p h ầ n d ư ớ i là bầu chứa đ ầ y h ạ t c h ì g i ữ cho p h ù k ế ở v ị t r í đ ứ n g t h ẳ n g k h i n h ú n g vào dung dịch.

T h ư ờ n g p h ù k ế được d ù n g đ ể đo t ỉ k h ố i t r o n g k h o ả n g 0,2-0,4 đơn

vị . Ví d ụ , có p h ù k ế chia độ t ừ 1,000 - 1,200 hoặc 1,400; t ừ 1,400 -1,600 . . . n ê n t h ư ờ n g d ù n g m ộ t bộ gồm n h i ề u p h ù k ế k h á c n h a u đ ể đo tỉ k h ố i t r o n g m ộ t k h o ả n g r ộ n g .

Cách xác định nồng độ bằng phù kế (hình 8.1):

i

= ị

ỉ 1

• - 1

•— »• - í

Hình 8.1. Xác định nồng độ bằng phù kế

1. Phù kế; 2. Ống đong

80

Đ ổ c h ấ t l ỏ n g n g h i ê n cứu v à o b ì n h có d ạ n g n h ư ống đ o n g k h ô n g chia

độ, có t h ể t í c h k h o ả n g 5 0 0 m l đ ã l à m k h ô . M ứ c c h ấ t l ỏ n g p h ả i t h ấ p h ơ n m i ệ n g b ì n h . T h ả p h ù k ế sạch và k h ô vào chấ t lỏng. P h ù k ế p h ả i g i ữ ở giữa b ì n h , k h ô n g được c h ạ m v à o t h à n h b ì n h . Đ ể m ắ t t r ê n c ù n g m ộ t m ặ t phang v ớ i mức c h ấ t lỏng, đọc g iá t r ị t ỉ k h ố i theo v ạ c h của t h a n g chia độ k h ớ p v ớ i b ề m ặ t c h ấ t lỏng. B i ế t được t ỉ k h ố i , t r a b ả n g sẽ có

nồng độ của d u n g dịch. T r o n g t r ư ờ n g hợp g i á t r ị t ỉ k h ố i t ì m được t ừ thực n g h i ệ m k h ô n g có t r o n g b ả n g t h ì t í n h nồng độ theo p h é p n ộ i suy.

Ví dụ: T ỉ k h ố i của d u n g dịch ax i t s u n í u r i c đo được l à 1,124 k h ô n g

có t r o n g b ả n g t ỉ k h ố i t h ì nồng độ được t í n h n h ư sau:

T ỉ k h ố i N ồ n g độ (%)

1,120

1,160

17,01

' 0 , 0 1 1,30% 18,31

Hiệu số giữa giá trị đo được và giá trị nhỏ trong bảng tỉ khối là:

1 , 1 2 4 - 1,120 = 0,004

ta có: 0,01 - 1,3%

0,004 - x%

^ X = 1 , 3 Q O / 0 . 0 , 0 0 4 %

0,010

V ậ y nồng độ t ư ơ n g ứ n g vớ i t ỉ k h ố i 1,124 là

17,01 + 0,52 = 17,53%

Trước k h i đo , có t h ể đ ư a c h ấ t lỏng v ề n h i ệ t độ x á c đ ị n h b ằ n g c á c h

để c h ú n g v à o b ì n h đ i ề u n h i ệ t . K h i đo xong, bỏ p h ù k ế ra , r ử a sạch, l a u

k h ô , đ ặ t v à o hộp , cấ t v à o nơ i quy đ ị n h .

1.3.2. Xác định nồng độ của dung dịch bằng phương pháp

chuẩn đô

C h u ẩ n độ l à p h ư ơ n g p h á p xác đ ị n h nồng độ c h ư a b i ế t của m ộ t dung

dịch theo n ồ n g độ đ ã b i ế t của m ộ t dung dịch k h á c b ằ n g c á c h đo t h ê t í c h

của các d u n g dịch t ư ơ n g t á c . Vì các c h ấ t p h ả n ứ n g v ớ i n h a u theo đ ư ơ n g

81

lượng n ê n n ồ n g độ của c á c d u n g dịch t r o n g p h é p c h u ẩ n đ ộ t h ư ờ n g dùng l à nồng độ đ ư ơ n g lượng . N ồ n g độ của các d u n g d ịch t ư ơ n g t á c t ỉ lệ nghịch v ớ i t h ể t í c h của c h ú n g

V N VA _ B V N

VB A A: c h ấ t đ ã b i ế t n ồ n g độ B: c h ấ t c ầ n x á c đ ị n h n ồ n g độ .

N ế u xác đ ị n h được t h ể t í c h V A , V B t r o n g q u á t r ì n h c h u ẩ n độ, biết

được N A sẽ t í n h được N B .

T h ò i đ i ể m c h ấ t A t h ê m v à o vừa đ ủ t á c d ụ n g h o à n t o à n v ớ i chấ t B gọi là điểm tương đương. T h ò i đ i ể m có t h ể q u a n s á t được sự thay đổi m à u sắc, k ế t t ủ a x u ấ t h i ệ n . . . g ọ i là điểm kết thúc. H i ể n n h i ê n là điểm t ư ơ n g đ ư ơ n g v à đ i ể m k ế t t h ú c c à n g g ầ n n h a u t h ì p h é p c h u ẩ n độ càng c h í n h xác .

Những chất gây ra hiện tượng màu sắc thay đổi, kết tủa xuất hiện gọi là chất chỉ thị.

P h ư ơ n g p h á p c h u ẩ n độ được á p d ụ n g cho n h i ề u l o ạ i p h ả n ứng: p h ả n ứ n g t r u n g hoa, p h ả n ứ n g ox i hoa - k h ử , p h ả n ứ n g t ạ o k ế t tủa, p h ả n ứ n g t ạ o phức . . .

2. THỰC HÀNH

2 . 1 . H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ

Hoa chất: D u n g dịch k a l i n i t r a t 12%, d u n g d ịch a x i t c l o h i đ r i c 2M

và 17%, d u n g d ịch n a t r i c lorua 5%, n a t r i c lo rua ( r ắ n ) , p h e n o l p h t a l e i n .

Dụng cụ: B ì n h đ ị n h mức (250ml , lOOml) , p ipe t ( l O m l ) , b ì n h nón ( lOOml), ống đ o n g (250ml) , cốc (250ml) , p h ễ u , đ ũ a t h ú y t i n h , p h ù k ế .

2.2. Cách tiến hành

Thỉ nghiệm 1. PHA DUNG DỊCH CÓ NỒNG ĐỘ XÁC ĐỊNH TỪ

DUNG DỊCH ĐẬM ĐẶC VÀ NƯỚC

Pha 2 5 0 m l d u n g dịch k a l i n i t r a t t ỉ k h ố i l , 0 2 9 g / m l t ừ d u n g dịch đ ậ m đặc t ỉ k h ố i 1,076.

82

T r a b ả n g t ỉ k h ố i đ ể t ì m nồng độ p h ầ n t r ă m của c á c d u n g dịch c ầ n c h u ẩ n bị v à d u n g dịch đ ậ m đặc của p h ò n g t h í n g h i ệ m . Sau đó t í n h t h ể t í ch nước v à t h ể t í c h d u n g dịch đ ậ m đặc c ầ n l ấ y đ ể pha t h à n h 2 5 0 m l dung dịch. D ù n g ống đ o n g l ấ y t h ể t í ch dung dịch m u ố i v à nước c ầ n d ù n g r ồ i đ ổ v à o cốc k h u ấ y đ ề u . K i ể m t r a l ạ i t ỉ k h ố i của d u n g dịch b ằ n g

p h ù k ế .

Thí nghiệm 2. PHA DUNG DỊCH CHẤT RẮN TRONG NƯỚC

Pha 2 5 0 m l d u n g dịch n a t r i c lorua 10%.

T ì m t ỉ k h ố i của d u n g dịch c ầ n pha t r o n g b ả n g t ỉ k h ố i đ ể t í n h k h ố i

lượng ( g ă m ) c h ấ t c ầ n l ấ y . D ù n g m ặ t k í n h đồng h ồ c â n l ư ợ n g m u ố i đ ế n

độ c h í n h x á c 0,01g. Đ ặ t p h ễ u t h ú y t i n h l ê n b ì n h đ ị n h mức 2 5 0 m l đ ổ t o à n bộ m u ố i l ê n p h ễ u . Rửa p h ễ u v à m ặ t k í n h đ ồ n g h ồ b ằ n g b ì n h c ầ u

t ia . T h ê m nước k h o ả n g nửa b ì n h , lắc t r ò n đ ế n k h i hoa t a n h o à n t o à n

m u ố i n a t r i c lorua . T i ế p t ục cho t h ê m nước đ ế n g ầ n n g ấ n , d ù n g p ipe t

nhỏ t ừ n g g iọ t đ ế n k h i v ò m k h u m của d u n g dịch t r ù n g v ớ i n g ấ n . Đ ậ y b ì n h , g i ữ c h ặ t n ú t , l ậ t ngược b ì n h v à i l ầ n .

D ù n g p h ù k ê k i ể m t r a l ạ i nồng độ của d u n g dịch.

Thí nghiệm 3. PHA DUNG DỊCH TỪ HAI DUNG DỊCH CÓ NỒNG ĐỘ KHÁC NHAU

Pha 2 5 0 m l d u n g dịch n a t r i c lorua 7% t ừ c ác d u n g dịch n a t r i c lorua

10% (vừa pha ở t h í n g h i ệ m 2) v à 5% ( p h ò n g t h í n g h i ệ m có sẵn) .

Có 2 c á c h pha:

• Pha t h ê m nước v à o d u n g dịch n a t r i c lorua 10%.

D ù n g sơ đồ đ ư ơ n g c h é o

N a C l 10%

H 2 0 0%

T ỉ l ệ — là t ỉ l ệ k h ố i lượng của 2 d u n g dịch c ầ n d ù n g (dung dịch 3

n a t r i c lo rua 10% v à nước cấ t ) . T r a b ả n g t ỉ k h ố i đ ể t ì m t ỉ k h ố i của 2

83

dung dịch t r ê n , sau đó t í n h t h ể t í ch d u n g dịch 10% v à n ư ớ c c ấ t cần

t h i ế t đ ể pha 2 5 0 m l dung dịch 7%. Đ o t h ể t í c h d u n g d ịch c ầ n d ù n g , đổ

v à o cốc t r ộ n l ẫ n v à k h u ấ y đ ề u .

• Pha t h ê m dung dịch 5% v à o d u n g dịch 10% ( c ũ n g t í n h v à t i ế n

h à n h pha n h ư t r ê n ) .

K i ể m t r a nồng độ dung dịch b ằ n g p h ù k ế . So s á n h v ớ i g i á t r ị t rong

b ả n g t ỉ k h ố i .

Thí nghiệm 4. PHA DUNG DỊCH CÓ NỒNG ĐỘ NGUYÊN CHUẨN

Pha lOOml d u n g dịch ax i t c l o h i đ r i c có n ồ n g đ ộ 0 , 1 N t ừ axit

c loh iđ r i c 17%.

T r a b ả n g t ỉ k h ố i đ ể t ì m t ỉ k h ố i d u n g dịch a x i t c l o h i đ r i c 17%, t í nh

t h ể t í c h d u n g dịch a x i t c l o h i đ r i c 17% c ầ n t h i ế t đ ể p h a t r o n g b ì n h đ ịnh

mức lOOml.

Thí nghiệm 5. XÁC ĐỊNH NÔNG ĐỘ CỦA DUNG DỊCH

- X á c đ ị n h n ồ n g độ của dung dịch ax i t c l o h i đ r i c b ằ n g p h ù k ế .

L ấ y d u n g dịch a x i t c l o h i đ r i c 2 N (đã pha s ẵ n ở p h ò n g t h í ngh iệm)

đổ v à o ống đ o n g 250ml . D ù n g p h ù k ế đo t ỉ k h ố i của d u n g d ịch vớ i độ

c h í n h xác ± 0,005. Đ ố i c h i ê u vớ i b ả n g t ỉ k h ố i đ ể t ì m n ồ n g đ ộ p h ầ n t r ă m

của dung dịch a x i t t r ê n . Sau đó t í n h ra n ồ n g đ ộ đ ư ơ n g l ư ợ n g .

- Xác định nông độ băng phương pháp chuẩn độ

K i ể m t r a n ồ n g độ ax i t c l o h i đ r i c pha ở t h í n g h i ệ m (4).

Đ ể x ác đ ị n h n ồ n g độ d u n g dịch a x i t c l o h i đ r i c , d ù n g d u n g d ịch n a t r i

h i đ r o x i t 0 , 1 N (pha t ừ í ì x a n a n ) . D ự a v à o p h ả n ứ n g t r u n g hoa:

HC1 + N a O H -> N a C l + H 2 0

H 3 0 + + O H - -> 2 H 2 0

D ù n g p h e n o l p h t a l e i n l à m c h ấ t ch ỉ t h ị .

Cách tiến hành: D ù n g p ipe t l ấ y 2 0 m l d u n g dịch a x i t c l o h i đ r i c (pha

ở t h í n g h i ệ m 4) cho v à o n ó n lOOml. N h ỏ 2 - 3 g iọ t p h e n o l p h t a l e i n v à o

b ì n h n ó n . Đ ổ d u n g dịch c h u ẩ n n a t r i h i đ r o x i t 0 ,1N v à o b u r e t cao h ơ n

84

vạch s ố 0 k h o ả n g 2 m l . Sau đó mở khoa cho d u n g dịch c h ả y x u ố n g t ừ t ừ

đ ế n k h i v ò m k h u m d u n g dịch t r ù n g vớ i v ạ c h s ố 0 t h ì khoa l ạ i ( c h ú ý

k h ô n g đ ể bọ t k h í còn l ạ i t r o n g bure t ) .

Đ ể x ác đ ị n h c h í n h x á c t h ờ i đ i ể m k ế t t h ú c p h ả n ứ n g c ầ n c h u ẩ n bị sẵn dung dịch m ẫ u b ằ n g c á c h l ấ y m ộ t b ì n h n ó n đ ự n g 2 0 m l nước cấ t , cho t h ê m 2 - 3 g i ọ t pheno lph ta l e in v à m ộ t g i ọ t n a t r i h i đ r o x i t , dung dịch sẽ có m à u h ồ n g n h ạ t .

Đ ặ t b ì n h n ó n chứa d u n g dịch ax i t d ư ớ i bu re t v à ló t d ư ớ i b ì n h m ộ t tờ g iấy t r ắ n g . T a y t r á i m ở t ừ t ừ khoa bure t , n h ỏ t ừ n g g i ọ t d u n g dịch n a t r i h i đ r o x i t x u ố n g b ì n h n ó n . Tay p h ả i k h ô n g n g ừ n g lắc n h ẹ theo v ò n g t r ò n . K h i n à o d u n g dịch x u ấ t h i ệ n m à u h ồ n g n h ạ t b ề n t r o n g 5

giây n h ư d u n g d ịch m ẫ u t h ì ngừng . G h i t h ể t í c h n a t r i h i đ r o x i t đ ã d ù n g . T i ế n h à n h c h u ẩ n độ 3 l ầ n . Sai k h á c g iữa c á c l ầ n k h ô n g q u á 0,1 m i . L ấ y g iá t r ị t r u n g b ì n h đê t í n h nồng độ d u n g dịch a x i t c l o h i đ r i c ( h ì n h 8.2).

Hình 8.2. Cách chuẩn độ

Chú ý: Nếu không có natri hiđroxit pha từ íìxanan (XIN thì pha

dung dịch n a t r i h i đ r o x i t có nồng độ g ầ n đ ú n g 0 ,1N, sau đó pha d u n g

dịch c h u ẩ n a x i t oxal ic H 2 C 2 0 4 . 2 H 2 0 có n ồ n g độ c h í n h x á c 0 ,1N r ồ i d ù n g

dung dịch c h u ẩ n đ ó đ ể x á c đ ị n h nồng độ n a t r i h i đ r o x i t c h í n h x á c b ằ n g

p h ư ơ n g p h á p c h u ẩ n độ ( d ù n g pheno lph ta l e in l à m c h ấ t ch ỉ t h ị ) .

85

3. C Â U H Ỏ I V À BÀI T Ậ P

1. P h ả i d ù n g bao n h i ê u g ă m t i n h t h ể h e x a h i đ r a t của c a n x i c lo rua để

đ i ề u c h ế 2 0 0 m l d u n g d ịch canxi clorua 30% (d = 1,282)? N ồ n g độ moi dung dịch canx i c lorua C a C l 2 b ằ n g bao n h i ê u ?

- T rong p h ò n g t h í n g h i ệ m s ẵ n có n ư â c cấ t , c á c d u n g dịch canxi

clorua 20% (d = 1,177) v à dung dịch 40% ( d = 1,396). T ì m c á c h pha 200ml dung dịch nó i t r ê n b ằ n g 2 p h ư ơ n g p h á p đ ơ n g i ả n , k h á c nhau.

2. Cờ sở khoa học của p h ư ơ n g p h á p x á c đ ị n h n ồ n g độ d u n g dịch bằng

p h ù kế?

3. K h i t r u n g hoa 5 0 m l d u n g dịch a x i t c l o h i đ r i c 0,1 M b ằ n g 5 0 m l dung dịch n a t r i h i đ r o x i t 0,1 M , t í n h p H của d u n g dịch:

- T rước k h i cho n a t r i h i đ r o x i t ;

- Khi trung hoa — lương axit; 2

- T ạ i đ i ể m t ư ơ n g đ ư ơ n g .

Vì sao l ạ i c h ọ n p h e n o l p h t a l e i n l à m c h ấ t ch ỉ th ị? Có t h ể d ù n g metyl da cam được k h ô n g ?

4 . C h ấ t ch ỉ t h ị đỏ c ô n g - g ô k h ô n g t h í c h hợp cho v i ệ c c h u ẩ n độ axit

c l o h i đ r i c b ằ n g n a t r i h i đ r o x i t . Đ ỏ c ô n g - g ô t r o n g d u n g d ịch a x i t có

m à u x a n h , t r o n g d u n g dịch b a z ơ có m à u h ồ n g . Sự t h a y đ ổ i m à u sắc

k h i n ồ n g độ [ H + ] n ằ m t r o n g k h o ả n g 1 0 " 3 M - l < r 5 M . G i ả t h i ế t chuẩn

độ 5 0 m l a x i t c l o h i đ r i c 0 , 1 M t h ì c ầ n 5 0 m l n a t r i h i đ r o x i t đ ể đ ạ t tới

đ i ể m t ư ơ n g đ ư ơ n g ( d ù n g ch ỉ t h ị p h e n o l p h t a l e i n ) . N ế u d ù n g ch ỉ t h ị

đỏ c ô n g - g ô t h ì c ầ n bao n h i ê u m i n a t r i h i đ r o x i t 0 , 1 M đ ể đ ạ t tới

đ i ể m t ư ơ n g đ ư ơ n g ( g i ả đ ị n h n ồ n g độ [ H + ] ở đ i ể m n à y là 10" 4 M)?

T í n h sai s ố % t r o n g c h u ẩ n độ ( g i ả đ ị n h V N a 0 H t r o n g c h u ẩ n độ d ù n g p h e n o l p h t a l e i n là c h í n h xác ) .

86

B à i 9

X Á C Đ I N H N H I Ê T C Ủ A P H Ả N ỨNG H O A H Ó C , N H I Ệ T H O A T A N C Ủ A M U Ố I

1. LÍ THUYẾT

Các q u á t r ì n h hoa học h i ể u theo nghĩa r ộ n g bao g ồ m p h ả n ứ n g giữa các đơn chấ t , các hợp chấ t ; sự k ế t hợp giữa các n g u y ê n t ử đ ể t ạo t h à n h

p h â n tử ; sự p h â n h u y của các chấ t ; sự p h â n l i c á c p h â n t ử t h à n h lon ; sự c h u y ể n c h ấ t t ừ t r ạ n g t h á i t ậ p hớp n à y sang t r ạ n g t h á i t ậ p hợp k h á c (sự c h u y ể n pha); sự hoa t a n các c h ấ t v à o d u n g m ô i . . .

T ấ t cả các q u á t r ì n h hoa học x ả y ra đ ề u k è m theo h i ệ u ứ n g n h i ệ t :

có t h ể toa n h i ệ t hoặc t h u n h i ệ t . T h ư ờ n g các q u á t r ì n h hoa học được

thực h i ệ n ở p = const n ê n h i ệ u ứ n g n h i ệ t c h í n h là b i ế n t h i ê n en t anp i .

H i ệ u ứ n g n h i ệ t t í n h cho Ì mo i c h ấ t v à được b i ể u d i ễ n b ằ n g k tT.mor 1

hoặc k c a l . m o r 1 . H i ệ u ứ n g n h i ệ t của m ộ t q u á t r ì n h k h ô n g ch ỉ p h ụ thuộc

vào t r ạ n g t h á i của c h ấ t m à còn p h ụ thuộc v à o n h i ệ t độ, á p suấ t . Vì t h ế

quy ước đ i ề u k i ệ n c h u ẩ n n h ư sau:

N h i ệ t độ T = 2 9 8 K

Áp s u ấ t P = 101325Pa

S ố mo i c h ấ t = Ì m o i

H i ệ u ứ n g n h i ệ t được x á c đ ị n h ở đ i ề u k i ệ n c h u ẩ n n à y được gọ i l à biến thiên entanpi chuẩn. K í h i ệ u A H ° 9 8 .

H i ệ u ứ n g n h i ệ t t í n h cho Ì mo i c h ấ t t ạ o t h à n h t ừ c á c đ ơ n c h ấ t b ề n ở

t r ạ n g t h á i c h u ẩ n g ọ i l à sinh nhiệt chuẩn của m ộ t chấ t .

87

Ví dụ: H 2 ( k ) + ^ 0 2 ( k ) -> H 2 0 ( k ) ; A H ° 9 8 = - 2 4 1 . 8 3 k J . m o l - 1

iu

Theo N g u y ê n lí ì của N h i ệ t động học, s i n h n h i ệ t v à n h i ệ t p h â n li của c ù n g m ộ t c h ấ t có g i á t r ị t u y ệ t đ ố i n h ư n h a u n h ư n g n g ư ợ c d ấ u .

Ví dụ: Pb + Ị , - > P b l 2 A H ° 9 8 = - 1 7 9 , 3 2 k J . m o r 1

P b l 2 - > Pb + I 2 A H ° 9 8 = 1 7 9 , 3 2 k J . m o l - 1

H i ệ u ứ n g n h i ệ t toa ra k h i đ ố t c h á y h o à n t o à n Ì m o i c h ấ t b ằ n g oxi ỏ

đ i ề u k i ệ n c h u ẩ n đ ể t ạo t h à n h các ox i t b ề n v ữ n g gọi l à thiêu nhiệt chuẩn.

Ví dụ: C2H2 + -02->2C02 + H20 AH°98 =-1298,88kJ.mol-1

2

Nhiệt hoa tan l à h i ệ u ứ n g n h i ệ t k è m theo k h i hoa t a n Ì moi chất t a n v à o m ộ t lượng k h á l ớ n d u n g m ô i đ ể t h u được m ộ t d u n g dịch loãng.

N h i ệ t hoa t a n có t h ể d ư ỡ n g hoặc â m t u y t h u ộ c v à o sự t h ắ n g thế

của m ộ t t r o n g h a i h i ệ u ứ n g hoa t an . Đ ó là h i ệ u ứ n g p h á vỡ m ạ n g lưới

t i n h t h ể của m u ố i ( q u á t r ì n h h ấ p t h ụ n h i ệ t ) v à sự h i đ r a t hoa ion - sự l i ên k ế t m ộ t l on v ớ i m ộ t số p h â n t ử nước ( q u á t r ì n h toa n h i ệ t ) .

Đ ố i vớ i p h ả n ứ n g t r u n g hoa t h ì h i ệ u ứ n g n h i ệ t g ọ i l à n h i ệ t t rung

hoa. N h i ệ t t r u n g hoa của p h ả n ứ n g g iữa a x i t m ạ n h v à b a z ơ mạnh t r o n g d u n g dịch l o ã n g k h ô n g p h ụ thuộc v à o b ả n c h ấ t của a x i t c ũ n g như

của b a z ơ v à có g i á t r ị k h ô n g đ ổ i . N h i ệ t t r u n g hoa t r o n g t r ư ờ n g hợp này c h í n h là h i ệ u ứ n g n h i ệ t của p h ả n ứ n g

O H - + H 3 0 + -> 2 H 2 0 A H ° 9 8 = - 5 7 , 2 6 k J . m o i " 1

H i ệ u ứ n g n h i ệ t của các q u á t r ì n h hoa học có ý ngh ĩa q u a n t r ọ n g cả v ề p h ư ờ n g d i ệ n lí t h u y ế t c ũ n g n h ư t hực t ế . V ì v ậ y v i ệ c x á c đ ị n h b iến

t h i ê n en t anp i của c á c q u á t r ì n h l à r ấ t c ầ n t h i ế t . Có t h ể x á c đ ị n h b iến

t h i ê n en t anp i của các q u á t r ì n h b ằ n g 2 p h ư ơ n g p h á p .

Phương pháp nhiệt lượng kế:

P h ư ơ n g p h á p n à y ch ỉ t hực h i ệ n v ố i p h ả n ứ n g toa n h i ệ t , x ả y ra h o à n t o à n v à t ư ơ n g đ ố i n h a n h . Ví dụ: p h ả n ứ n g t r u n g hoa, p h ả n ứng đ ố t c h á y các hợp c h ấ t h ữ u cơ, p h ả n ứ n g của k i m l o ạ i h o ạ t đ ộ n g m ạ n h với các d u n g dịch a x i t . . .

88

N h i ệ t l ượng k ế là d ụ n g cụ đ ể đo lượng n h i ệ t t h a y đ ổ i của h ệ . D ạ n g đơn g i ả n của n h i ệ t l ư ợ n g k ế là m ộ t b ì n h chứa c h ấ t l ỏ n g đ ã b i ế t n h i ệ t dung, có vỏ bọc c á c h n h i ệ t vớ i mô i t r ư ờ n g x u n g quanh , có l ắ p n h i ệ t k ế

c h í n h x á c đ ể đo sự t hay đ ổ i của n h i ệ t độ, m ộ t que k h u ấ y được d ù n g đ ể c â n b ằ n g n h i ệ t cả h ệ n h a n h đ ạ t t ố i . L ư ợ n g n h i ệ t t h o á t r a được t í n h b ằ n g t í c h s ố của n h i ệ t dung của n h i ệ t l ượng k ế v à n h ữ n g v ậ t chứa t rong n ó vớ i độ t ă n g n h i ệ t độ.

N h i ệ t d u n g là l ư ợ n g n h i ệ t c ầ n cung cấp đ ể n h i ệ t độ của n h i ệ t lượng

k ế và n h ữ n g v ậ t chứa t r o n g đó t ă n g l ê n l ° c .

N g o à i ra còn có n h i ệ t lượng k ế nước + nước đ á ( t h ư ờ n g gọ i là n h i ệ t lượng k ế M a h a n ) t r o n g đó lượng n h i ệ t t h o á t r a được d ù n g đ ể l à m tan

nước đ á , t r o n g k h i n h i ệ t độ của n h i ệ t lượng k ế v ẫ n g i ữ ở 0 ° c .

Phương pháp tính toán:

Ch ỉ t hực h i ệ n k h i x á c đ ị n h thực n g h i ệ m h i ệ u ứ n g n h i ệ t p h ả n ứ n g

gặp n h i ề u k h ó k h ă n do p h ả n ứ n g x ả y ra k h ô n g h o à n t o à n , c h ậ m , k è m theo p h ả n ứ n g p h ụ . . .

V iệc t í n h t o á n dựa t r ê n đ ị n h l u ậ t H é t (H. I .Hess) :

Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hoa học chỉ phụ thuộc vào bản chất, trạng thái của các chất phần ứng và sản phẩm phản ứng mà không phụ thuộc vào cách tiến triển của quá trình nghĩa là số lượng và đặc trưng của các giai đoạn trung gian.

Ví dụ: K h í C 0 2 có t h ể t h u được b ằ n g 2 c á c h m à h i ệ u ứ n g n h i ệ t v ẫ n

k h ô n g t hay đ ổ i .

Cách 1: c(r) + ^02(k) -> CO(k); AHj

CO(k) + -02(k) -> C02(k); AH2

Cách 2: C(r) + 02(k) -> C02(k); AH3

Theo đ ị n h l u ậ t H é t : AU, + A H 2 = A H 3

T r ê n cơ sở của đ ị n h l u ậ t H é t có t h ể t í n h được h i ệ u ứ n g n h i ệ t của

n h i ề u q u á t r ì n h .

89

Ví dụ: T r o n g p h ả n ứ n g t ạ o t h à n h cacbon o x i t t h ư ờ n g có l ẫ n k h í cacbonic n ê n k h ô n g t h ể đo t r ự c t i ế p được, n h ư n g có t h ể t í n h được bằng c á c h đo h i ệ u ứ n g n h i ệ t của p h ả n ứ n g t ạo t h à n h k h í cacbonic k h i đốt c h á y cacbon t r o n g đ i ề u k i ệ n d ư ox i

A H ^ - S g a . l S k ơ . m o l - 1 (1)

AH° = 282 ,70kJ .mol - 1 (2)

AH^-llO^Skơ.mol-1

2. THỰC HÀNH

B ằ n g n h i ệ t l ư ợ n g k ế M a h a n x á c đ ị n h n h i ệ t p h ả n ứ n g g i ữ a magie

v à a x i t c loh idr ic , n h i ệ t t r u n g hoa g iữa a x i t c l oh id r i c v à x ú t , t ừ đó xác

đ ị n h n h i ệ t h ì n h t h à n h ion magie h i đ r a t hoa.

2.1. Nguyên tắc

- X á c đ ị n h e n t a n p i t ạ o t h à n h của ion k i m l o ạ i mag ie h i đ r a t hoa b ằ n g l ượng n h i ệ t t h o á t r a t r o n g p h ả n ứ n g

M g ( r ) + 2 H 3 0 + -> M g 2 +

( d d ) + H 2 + 2 H 2 0 ; A H , (1)

- X á c đ ị n h b i ế n t h i ê n e n t a n p i của p h ả n ứ n g t r u n g hoa g iữa axi t c l o h i đ r i c v à n a t r i h i đ r o x i t

H 3 c r + O H - -> 2 H 2 0 ; A H 2 (2)

- T ừ c á c g i á t r ị A H 1 ; A H 2 sử d ụ n g đ ị n h l u ậ t H é t đ ể t í n h b i ế n t h i ê n

en t anp i của q u á t r ì n h :

M g ( r ) + 2 H 2 0 -> M g 2 +

( d d ) + 2 0 H - ( d d ) + H 2 ; A H 3 (3)

B ằ n g c á c h n h â n p h ư ơ n g t r ì n h (2) v ớ i 2 r ồ i l ấ y p h ư ơ n g t r ì n h (1) t r ừ đi (2) ta được:

AH3= AHj- 2AH2

Để xác định được AHj và AH2, sử dụng nhiệt lượng kế Mahan.

N g u y ê n tắc h o ạ t đ ộ n g là l ư ợ n g n h i ệ t t h o á t r a t r o n g p h ả n ứ n g c ầ n x á c

C(r) + 0 2(k) —> C0 2(k);

C 0 2 ( k ) -> C O ( r ) + — 0 2 ( k ) ;

Cộng (1) với (2) thu được

C(r) + ~ Ỡ2(k) ~* CO(k);

90

đ ị n h sẽ l à m t a n nước đ á , t h ể t í ch chung của h ỗ n hợp nước + nước đ á

g i ả m đ i . Đ ộ g i ả m t h ể t í c h n à y có t h ể quan s á t được n ế u n h ư ban đ ầ u

lượng nước + nưốc đ á c h i ế m đ ầ y t h ể t í c h của n h i ệ t l ư ợ n g k ế v à m ộ t

p h ầ n n h ỏ nước được đ ẩ y l ê n pipet . K h i nước đ á t an , mực nước t r o n g

pipet g i ả m xuống . T ừ t h ể t í c h nước đ á t a n ra đo được t r ê n pipet , có t h ể

t í n h lượng n h i ệ t t h o á t r a t r o n g p h ả n ứng .

T r o n g thực n g h i ệ m , đ ể x ác đ ị n h c h í n h xác t h ể t í c h nước đ á t a n ra ,

theo dõi sự t hay đ ổ i t h ể t í c h t r o n g k h o ả n g t h ờ i g i an đ ề u n h a u t rước v à sau lúc p h ả n ứng . V ẽ đồ t h ị sự p h ụ thuộc g iữa A V v à t h ò i g ian . Đ ộ g i ả m t h ể t í c h A V 0 được x á c đ ị n h n h ư h ì n h 9 .1 .

—o-o-o-o-0

AV0

o o o o 0

—o-o-o— 0- — Thời gian

Hình 9.1. AV0 là lượng thay đổi thể tích do nước tan ra

2.2. Hoa chất và dụng cụ

Hoa chất: A x i t c l o h i đ r i c 2,OM, n a t r i h i đ r o x i t 2,OM, k i m l o ạ i magie

(sợi hay pho i b à o ) , nước đ á .

Dụng cụ: Cốc l i (hay hộp nhựa) , l ọ t h ú y t i n h 2 5 0 m l , p ipe t l m l

chia đ ế n O.Olml , ố n g đ ầ u t r ò n ( t h ể t í c h k h o ả n g 20ml ) , đ o ạ n ố n g t h ú y

t i n h có khoa n h á m , n ú t cao su, p ipe t l O m l , 5 m l .

2.3. Cách tiến hành

L ắ p d ụ n g cụ n h ư h ì n h 9.2.

- C h u ẩ n bị n h i ệ t l ư ợ n g k ế b ằ n g c á c h đ ổ đ ầ y h ỗ n hợp nước + nước

đ á v à o l ọ t h ú y t i n h (4). Đ ậ y c h ặ t l ọ b ằ n g n ú t cao su (6) ( đ ã l à m l ạ n h

91

t rưốc đ ế n 0°C) có 3 l ỗ đ ể đ ặ t ống đ ầ u t r ò n (1), p ipe t (2), đ o ạ n ố n g thúy t i n h có khoa n h á m (3). T h á o khoa ra r ồ i lắc l ọ n h i ề u l ầ n cho t a n hết

bọ t k h í b á m b ê n n g o à i ống (1).

Hình 9.2. Nhiệt lượng kế nước + nước đá

1. Ống đầu tròn; 2. Pipet; 3. ống thúy tinh có khoa nhám;

4. Lọ thúy tinh; 5. cốc hoặc hộp nhựa chứa đá. 6. Nút cao su.

Đặt lọ và tất cả các thứ chứa trong đó vào cốc li hay hộp nhựa chứa đ ầ y nước + nước đ á . C h ấ t đ á l ê n n ú t cao su ngang g ầ n v ớ i miệng ống (1). L ấ y 5 m l d u n g dịch ax i t c l o h i đ r i c 2,OM cho v à o ố n g (1), đ ể yên k h o ả n g 20 p h ú t cho n h i ệ t độ của t o à n bộ n h i ệ t l ư ợ n g k ế đ ạ t đ ế n 0°c .

T h ổ i v à o ố n g (3) sao cho nước d â n g l ê n p ipe t đ ế n v ạ c h 0 r ồ i l ậ p tức đ ó n g khoa n h á m . M ự c nước t r o n g p ipe t v ẫ n x u ố n g c h ậ m do n h i ệ t xung quanh . Đọc mực nước t r o n g p ipe t cứ 30 g i â y m ộ t l ầ n , đ ế n k h i t hay đổ i r ấ t c h ậ m ( k h o ả n g 0 , 0 0 5 m l / p h ú t ) t h ì m ỗ i p h ú t đọc m ộ t l ầ n , t r o n g vòng 5 p h ú t . Sau đó t h ê m v à o ống (1) m ộ t l ư ợ n g 2 , 5 . l o - 3 m o i magie ( d ạ n g sợi

hay phoi b à o đ ã l à m sạch lớp ox i t ) . Cứ 30 g i ầ y đọc mực n ư ớ c t rong pipet m ộ t l ầ n , đ ế n k h i t hay đ ổ i r ấ t c h ậ m ( k h o ả n g 0 , 0 1 4 m l / p h ú t ) t h ì m ỗ i p h ú t đọc m ộ t l ầ n , t r o n g 5 p h ú t .

L à m l ạ i t h í n g h i ệ m đ ể l ấ y g i á t r ị t r u n g b ì n h của b i ê n t h i ê n e n t a n p i

t ạo t h à n h của l o n M g 2 + .

92

- C h u ẩ n bị n h i ệ t l ượng k ế n h ư t r ê n , lúc đ ầ u cho l O m l d u n g dịch ax i t c l o h i đ r i c 2,OM v à o ống (1). Đọc t h ể t í ch t r o n g p ipe t , m ỗ i p h ú t m ộ t l ầ n , t r o n g 5 p h ú t . T r o n g k h i đó l à m l ạ n h 2 0 m l d u n g dịch n a t r i h i đ r o x i t 2,OM t r o n g cốc k h á c đ ự n g đ á t ớ i 0 ° c . D ù n g p ipe t l ấ y l O m l d u n g dịch n à y cho v à o ố n g (1). Đọc t h ể t í ch 30 g i ây m ộ t l ầ n , sau đó m ộ t p h ú t m ộ t l ầ n n h ư t r ê n .

L à m l ạ i t h í n g h i ệ m đ ể l ấ y g iá t r ị t r u n g b ì n h của b i ế n t h i ê n en tanp i

p h ả n ứ n g t r u n g hoa.

2.4. Tính kết quả

V ẽ đồ t h ị sự p h ụ t h u ộ c của AV v à o t h ò i g i an , t ừ đồ t h ị x á c đ ị n h độ

g i ả m t h ể t í c h A V 0 của h ỗ n hợp nước + nước đ á do n h i ệ t p h ả n ứ n g t h o á t ra .

N h i ệ t p h ả n ứ n g t í n h n h ư sau:

m í l , , . A K h ố i l ượng nước đ á t a n T h ể t í c h nước đ á t a n = v B J (1)

K h ô i lượng r i ê n g của nước đ á

m u . A ,0 , . u * , _ K h ố i l ư ợ n g nước đ á t an The t ích nước lỏng tao t h à n h = : (2)

K h ô i l ượng r i ê n g của nước lỏng

L ấ y (1) - (2) t a có:

AV0 = khối lượng nước đá tan (3) t ỉ k h ố i nước đ á t ỉ k h ố i nước lỏng

Thay A V 0 v à g i ả i p h ư ơ n g t r ì n h (3) t ì m được k h ố i l ư ợ n g nước đ á t a n .

Lượng n h i ệ t g i ả i p h ó n g ra = k h ố i lượng nước đ á tan X 332,73J/g (4)

(332,73J/g là l ư ợ n g n h i ệ t l à m t a n l g nưốc đ á )

B i ế n t h i ê n e n t a n p i của cả h a i p h ả n ứ n g ( k i m l o ạ i v ớ i ax i t ; p h ả n ứng t r u n g hoa g iữa a x i t c l o h i đ r i c v à n a t r i h i đ r o x i t ) l à :

L ư ợ n g n h i ệ t g i ả i p h ó n g ra A H

Số moi chấ t p h ả n ứ n g

Cho b i ế t : ở 0 ° c k h ố i l ư ợ n g r i ê n g của nước đ á là 0 ,9164g .ml _ 1 , của nước l ỏ n g là o .ggeeg.mi" 1 .

93

3. XÁC Đ Ị N H N H I Ệ T T R U N G H O A V À N H I Ệ T H O A T A N B A N G N H I Ệ T L Ư Ợ N G K Ế Đ Ơ N G I Ả N .

3 . 1 . Đ o n h i ệ t t r u n g h o a

L ắ p t h i ế t b ị n h ư h ì n h 9.3.

Hình 9.3. Nhiệt lượng kế đơn giản

1. Cốc 400ml; 2.cốc nhựa xốp (hoặc nhựa polistyren)

3. Nắp xốp; 4. Que khuấy; 5. Nhiệt kế; 6. Nước

Lấy chính xác 75ml HC1 1,8M vào nhiệt lượng kế rồi đo nhiệt độ

b ằ n g n h i ệ t k ế 0 - 5 0 ° c (chia đ ế n 1/10°); L ấ y c h í n h xác 7 5 m l N a O H 1,8

M vào cốc dung t ích lOOml, đo c h í n h x á c n h i ệ t đ ộ r ồ i n h a n h c h ó n g đổ

ngay v à o d u n g dịch HC1 k h u ấ y đ ề u . Theo dõ i sự t ă n g n h i ệ t độ , g h i l ạ i n h i ệ t độ d ừ n g l ạ i ở mức cao n h ấ t .

L ặ p l ạ i quy t r ì n h n à y v ớ i l ượng HC1 v à N a O H m ớ i . C h ú ý bảo đ ả m n h i ệ t l ượng k ế p h ả i k h ô t rước m ỗ i t h í n g h i ệ m . T í n h n h i ệ t p h ả n ứng cho h a i p h é p đo . T r ư ờ n g hợp h a i g i á t r ị t í n h k h á c n h a u đ á n g k ể t h ì l à m l ạ i t h í n g h i ệ m l ầ n t h ứ ba.

N h i ệ t t r u n g hoa được t í n h g ầ n đ ú n g n h ư sau:

N h i ệ t t r u n g hoa = n h i ệ t h ấ p t h ụ bở i d u n g dịch

= k h ố i l ư ợ n g X t ỉ n h i ệ t d u n g d ịch X b i ế n t h i ê n

n h i ệ t đ ộ của d u n g dịch

A H = m.C.At

94

B ằ n g c ô n g thức n à y , n g ư ờ i ta x á c đ ị n h n h i ệ t của p h ả n ứ n g t r u n g hoa m ộ t c á c h g ầ n đ ú n g do g i ả đ ị n h r ằ n g n h i ệ t l ượng k ế (cốc n h ự a xốp, n h i ệ t k ế , que k h u ấ y ) k h ô n g h ấ p t h ụ n h i ệ t .

T r o n g c ô n g thức t r ê n , k h ố i lượng d u n g dịch m b ằ n g k h ố i l ượng r i ê n g d của d u n g dịch, được chấp n h ậ n b ằ n g t í c h k h ố i l ư ợ n g r i ê n g của nước v à t h ể t í c h V của dung dịch. Vì k h ố i l ư ợ n g r i ê n g của nước b ằ n g l g / m l n ê n k h ố i l ượng d u n g dịch b ằ n g t h ể t í c h d u n g dịch.

H ã y đ á n h g i á sai s ố t r o n g p h é p t í n h A H b i ế t r ằ n g sa i s ố t r o n g p h é p đo k h ố i l ư ợ n g r i ê n g b ằ n g ± 0 ,05g/ml , t r o n g p h é p đo t ỉ n h i ệ t b ằ n g

± 0 , u / g . đ ộ .

3.2. Đo nhiệt hoa tan của muôi

L ấ y c h í n h x á c lOOml nước cấ t ở n h i ệ t độ p h ò n g , cho v à o n h i ệ t lượng k ế . C ẩ n t h ậ n đo n h i ệ t độ của nước t r o n g n h i ệ t l ư ợ n g k ế .

C â n c h í n h x á c t r ê n c â n p h â n t í c h k h o ả n g 5g K N 0 3 ( đ ã n g h i ề n n h ỏ t ừ t rước t r o n g cố i sứ) r ồ i cho ngay m ộ t l ầ n v à o n ư ó c , k h u ấ y m ạ n h cho c h ó n g tan . G h i n h i ệ t độ t h ấ p n h ấ t đ ạ t được t r o n g q u á t r ì n h hoa t an . K ế t t h ú c sự hoa t a n , k i ể m t r a xem t r o n g n h i ệ t l ượng k ế m u ố i đ ã t a n h ế t c h ư a . N ế u c h ư a t h ì l ặ p l ạ i t h í n g h i ệ m v ớ i l ư ợ n g KNO3 í t h ơ n .

T í n h n h i ệ t hoa t a n b ằ n g c ô n g thức t í n h n h i ệ t của p h ả n ứ n g t r u n g hoa, tức là A H = m.C.At , v ớ i m là k h ố i l ượng nước (d = l g / m l ) cộng vớ i k h ố i lượng m u ố i đ e m d ù n g . T ỉ n h i ệ t c = 3,84 ± 0 , 1 6 J / g . đ ộ . L ư ợ n g n h i ệ t AH t í n h được sẽ quy v ề Ì mo i chấ t .

Chú ý : Đ ể t í n h h i ệ u ứ n g n h i ệ t c h í n h x á c h ơ n p h ả i :

- C â n d u n g dịch t h a y cho v iệc t í n h qua k h ố i l ư ợ n g r i ê n g .

- T í n h n h i ệ t d u n g của n h i ệ t lượng k ế t hay vì xem n h i ệ t l ư ợ n g k ế là

một v ậ t k h ô n g h ấ p t h ụ n h i ệ t .

- H i ệ u c h ỉ n h t ỉ n h i ệ t của dung dịch ( l ấ y t ừ sổ t ay t r a cứu hoặc do giáo v i ê n cung cấp) .

Đê xác định nhiệt dung nhiệt lượng kế, l ấ y c h í n h x á c 75g nước ở n h i ệ t độ p h ò n g v à o n h i ệ t l ượng k ế , t h ê m c h í n h x á c 75g nước n ó n g ( k h o ả n g 4 0 ° c - n h i ệ t độ n à y được đo c h í n h xác ) , k h u ấ y , r ồ i g h i l ạ i n h i ệ t độ cao n h ấ t đ ạ t được ở n h i ệ t l ượng k ế . N h i ệ t d u n g n h i ệ t l ư ợ n g k ế

được t í n h theo c ô n g thức

95

m i X c X ( t đ - t c ) = [ ( m 2 X c) + C ] ( t c - td)

0 đ â y : mỹ k h ố i lượng nước n ó n g

m 2 : k h ố i lượng nước l ạ n h

c : t ỉ n h i ệ t của nước = 4 , 1 7 J / g . đ ộ

C: n h i ệ t dung của n h i ệ t l ượng k ế

t d , t c : n h i ệ t độ đ ầ u v à n h i ệ t độ c u ố i

Sau k h i t í n h được n h i ệ t dung c của n h i ệ t l ư ợ n g k ế , A H của p h ả n

ứ n g được t í n h theo c ô n g thức

Nhiệt phản ứng AH = nhiệl hấP thụ + ^ hấP thụ

y tf

bởi dung dịch bởi n h i ệ t l ượng k ế

= [(trọng lượng dung dịch X t ỉ nh iệ t dung dịch) + n h i ệ t dung n h i ệ t lượng kế) Át

T ỉ n h i ệ t d u n g dịch: v ớ i 75g N a O H 1,8M v à 75g HC1 1.8M k h i t r u n g

hoa sẽ n h ậ n được 150g N a C l 0 , 9 M . T r a sổ t ay H o a học v à V ậ t l í học, tỉ

n h i ệ t dung dịch n à y là 3 , 9 0 8 J / g . đ ộ .

4. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

1. V i ế t p h ư ơ n g t r ì n h t ư ơ n g ứ n g vớ i en tanp i h ì n h t h à n h của t i n h t h ể

M g C l 2 v à ax i t HC1. N h ữ n g p h ư ơ n g t r ì n h n à y có t h ể k ế t hợp n h ư t h ế

n à o đ ể có p h ư ơ n g t r ì n h của M g t ư ơ n g t á c v ớ i HC1? Sử d ụ n g các

p h ư ơ n g t r ì n h đó đ ể t í n h A H j .

2 . K h i cho 32,69 g ă m k ẽ m t á c d ụ n g v ớ i d u n g dịch H 2 S 0 4 l o ã n g dư

t r o n g bom n h i ệ t l ượng k ế ở 298K, t h ấ y toa r a m ộ t n h i ệ t lượng là 71 ,48kJ . T í n h h i ệ u ứ n g n h i ệ t đ ẳ n g á p của p h ả n ứ n g ở n h i ệ t độ đó.

3. Cho p h ả n ứ n g A H ° 9 8

N a O H + H C l - » N a C l + H 2 0 -bi,21\i.mo\-x

N a O H + H C N - > N a C N + H 2 0 - 1 2 . 1 2 k J . m o l - 1

G i ả i t h í c h vì sao b i ế n t h i ê n en tanp i của các p h ả n ứ n g t r u n g hoa n à y

l ạ i k h á c nhau? T ừ k ế t q u ả thực n g h i ệ m v ề xác đ ị n h h i ệ u ứ n g n h i ệ t

của p h ả n ứ n g t r u n g hoa giữa HC1 vớ i N a O H , đ á n h g i á sai s ố % .

96

B à i 1 0

X Á C Đ Ị N H N H I Ệ T H I Đ R A T H O A

C U A A M O N I C L O R U A

1. LÍ T H U Y E T (xem b à i 9)

2. T H Ự C H À N H

2 . 1 . N g u y ê n t ắ c

HCl

AH 5

HC1

NH 3(k) AH

AH.

y - N H 4 C l ( r )

AH,

(dd) N H AH

3(dd) ^ N H 4 C l ( d d )

Theo đ ị n h l u ậ t H é t : A H , + A H 2 = A H 4 + A H 5 + A H 3

B ằ n g thực n g h i ệ m ta x á c đ ị n h được e n t a n p i của d u n g dịch amon i

clorua (AH 2 ) v à e n t a n p i của p h ả n ứ n g t r u n g hoa g iữa d u n g dịch amon i

clorua vớ i a x i t c l o h i đ r i c ( A H 3 ) . E n t a n p i h ì n h t h à n h của a m o n i c lorua

r ắ n A H j k h ô n g x á c đ ị n h b ằ n g thực n g h i ệ m m à được t í n h t ừ c á c g i á t r ị

en tanpi s i n h t i ê u c h u ẩ n ( A H ° 9 8 ) của a m o n i c lorua r ắ n , k h í h i đ r o

clorua, k h í amoniac (các g i á t r ị n à y t r a ở b ả n g n h i ệ t động) . B i ế t A H , .

A H 2 , A H 3 sẽ t í n h được t ô n g en t anp i h i đ r a t hoa của k h í amoniac A H , và

k h í h i đ r o c lo rua A H 5 .

AHọ v à A H 3 được xác đ ị n h b ằ n g p h ư ơ n g p h á p n h i ệ t lượng k ế . M u ố n

vậy, t rước t i ê n p h ả i xác đ ị n h n h i ệ t dung của n h i ệ t lượng k ế b ằ n g c á c h

cho h ỗ n hợp h a i t h ể t í ch b ằ n g nhau của nước ở n h i ệ t độ p h ò n g v à nước

l ạ n h v à o n h i ệ t lượng k ế , sẽ đo được n h i ệ t độ cuối của h ỗ n hợp. Nước ở

n h i ệ t độ p h ò n g toa ra m ộ t n h i ệ t lượng b ằ n g n h i ệ t lượng m à nước l ạ n h và n h i ệ t lượng k ế t h u v à o .

97

L ư ợ n g n h i ệ t n à y t í n h theo p h ư ơ n g t r ì n h

CH 2O - m H 2 0 ( t i - ta) = C H i 0 .m H í 0 ( t 3 - t 2 ) + C n l k . ( t 3 - t 2 ) (1)

Ở đ â y : C H 0 : n h i ệ t dung r i ê n g của nưốc J / g . đ ộ

m H 2 G : k h ố i lượng nước l ạ n h v à nước ở n h i ệ t đ ộ p h ò n g

t j : n h i ệ t độ p h ò n g

t 2 : n h i ệ t độ ban đ ầ u của nước l ạ n h

t 3 : n h i ệ t độ cuố i của h ỗ n hợp

C n l k : n h i ệ t dung n h i ệ t lượng k ế .

Đ ồ t h ị sự p h ụ thuộc của n h i ệ t độ theo t h ò i g i an được b i ể u d i ễ n t rên

h ì n h 10.1 .

Nhiệt độ \

ũ 0 0 " u 0 t2

Thòi gian

Hình 10.1. Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế

Từ đồ thị xác định được ti, t2, t3, thay vào phương trình (1) tìm được

n h i ệ t d u n g của n h i ệ t l ư ợ n g k ế .

B i ế t được n h i ệ t d u n g của n h i ệ t l ư ợ n g k ế , x á c đ ị n h n h i ệ t l ư ợ n g A H 3

của p h ả n ứ n g t r u n g hoa g iữa d u n g dịch amoniac v ớ i a x i t c l o h i đ r i c theo

p h ư ơ n g t r ì n h :

Q T H = C N H i . m N H At + C H a . m H C , A t + C n l k . A t (2)

ở đ â y : C N H , C H C ] , C n l k : n h i ệ t d u n g r i ê n g của d u n g dịch amoniac , axi t

c l o h i đ r i c v à n h i ệ t d u n g n h i ệ t l ư ợ n g k ế .

m N H , m H C i : k h ố i l ư ợ n g d u n g dịch amoniac v à a x i t c l o h i đ r i c .

Át : b i ế n t h i ê n n h i ệ t độ của n h i ệ t l ượng k ế ( t j n h i ệ t đ ộ ban

đ ầ u , t 2 n h i ệ t độ sau k h i p h ả n ứ n g x ả y r a ) .

98

Có t h ể x á c đ ị n h được Át dựa v à o đồ t h ị sự p h ụ t h u ộ c của n h i ệ t độ theo t h ờ i g i an của d u n g dịch a m o n i ă c v à h ỗ n hợp d u n g dịch amoniac

với a x i t c l o h i đ r i c ( h ì n h 10.2).

Nhiệt độ

Át

-o—o—o—o—o

Thời gian

Hỉnh 10.2

T ư ơ n g t ự ta c ũ n g x á c đ ị n h được lượng n h i ệ t hoa t a n a m o n i c lorua

r ắ n t r o n g nước t ừ p h ư ơ n g t r ì n h

Qht = C N H 4 C l - m N H < C l - A t + C n l k - A t (3)

P h ư ơ n g t r ì n h (2), (3) có t h ể đơn g i ả n n ế u t h ừ a n h ậ n :

- N h i ệ t d u n g của c á c d u n g dịch n h ư n h a u v à b ằ n g n h i ệ t d u n g của

nước n g u y ê n c h ấ t ở 2 9 8 K là 4 , 1 8 J / g . đ ộ hoặc 4 , 1 8 J / m o l . đ ộ v à k h ô n g p h ụ

thuộc v à o n h i ệ t độ ;

- N h i ệ t độ đ ầ u v à n h i ệ t độ cuố i (do đó cả Át) n h ư n h a u cho t ấ t cả

các d u n g dịch t r o n g c á c p h ả n ứ n g t r ê n ; do đó p h ư ơ n g t r ì n h (2) v à (3) có

t h ể t hay b ằ n g

Q T H = ( V d d . C „ 2 0 + C n l k ) . A t (4)

ở đ â y v d d = + V H C l và C H j 0 = 4 , 1 8 J / m o i . đ ộ

v à Q h t = ( V d d . C H a o + C n l k ) . A t (5)

Ở đ â y V d d = V N H 4 Í a v à C „ j 0 = 4 , 1 8 J / m o l . đ ộ

L ư ợ n g n h i ệ t Q- có t h ể d ư ơ n g hoặc â m t u y theo p h ả n ứ n g toa n h i ệ t

hay t h u n h i ệ t . L ư ợ n g n h i ệ t Q t í n h b ằ n g j u n , sau đó c h u y ể n t h à n h A H t í n h b ằ n g k J . m o l _ 1 .

I

99

2.2. H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ

Hoa chất^Bung dịch amoniac I M , a x i t c l o h i đ r i c I M , a m o n i clorua r ắ n , nước đ á .

Dụng cụ: N h i ệ t k ế có độ c h í n h xác 0,1°C, bure t , p ipe t , n h i ệ t lượng

k ế ( h ì n h 10.3).

2 .3. C á c h t i ế n h à n h

L ắ p d ụ n g cụ n h ư h ì n h 10.3.

Hình 10.3. Nhiệt lượng kế để xác định nhiệt hiđrat hoa của amoni clorua

1. Cốc 200ml; 2. vỏ bọc cách nhiệt; 3. Nắp bằng nhựa polistiren; 4. Que khuấy;

5. Mô tơ khuấy; 6. Phễu; 7. Nhiệt kế 50°c chính xác 1/10 độ.

100

2.3.1. Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế

Cho 5 0 m l nước c ấ t v à o cốc lOOml, l à m l ạ n h t ớ i 4 ° c b ằ n g c á c h đ ể

cốc t r o n g nước đ á . L ấ y cốc k h á c cho 5 0 m l nước c ấ t ở n h i ệ t độ p h ò n g .

G h i n h i ệ t độ của nước . Đ ổ 5 0 m l nước l ạ n h v à o n h i ệ t l ư ợ n g k ế đ ã r ử a

sạch v à k h ô , k h u ấ y , theo dõi n h i ệ t độ . Cứ 30s g h i n h i ệ t độ m ộ t l ầ n ,

t r o n g 3 p h ú t . Sau đó đ ổ n h a n h 5 0 m l nước ở n h i ệ t độ p h ò n g v à o n h i ệ t

lượng k ế , k h u ấ y , theo dõi n h i ệ t độ , cứ 15s g h i n h i ệ t độ m ộ t l ầ n , t r o n g

5 p h ú t .

2.3.2. Xác định nhiệt trung hoa của phản ứng giữa dung dịch amoniac với axit clohỉđrỉc

C h u ẩ n bị 2 cốc sạch, cốc Ì cho 50ml dung dịch amoniac I M , cốc 2

cho 50ml dung dịch a x i t c l oh iđ r i c I M . K i ể m t r a n h i ệ t độ của 2 dung dịch

t r ê n sao cho ch ỉ sai k h á c ±0,1°C. N h i ệ t k ế đo n h i ệ t độ của dung dịch

trước p h ả i r ử a sạch v à i l ầ n b ằ n g nước cấ t r ồ i m ớ i đo n h i ệ t độ của dung

dịch sau. Đ ổ cốc d u n g dịch amoniac v à o n h i ệ t lượng k ê , theo d õ i n h i ệ t

độ, cứ 30s gh i n h i ệ t độ m ộ t l ầ n , t r ong 3 - 5 p h ú t . Sau đó đ ổ n h a n h dung

dịch axi t c l oh iđ r i c v à o d u n g dịch amoniac, k h u â y , theo dõi n h i ệ t độ, 15s

ghi n h i ệ t độ m ộ t l ầ n , t r o n g 5 p h ú t .

2.3.4. Xác đinh nhỉêt hoa tan của amoni clorua

C â n 2,77g a m o n i c lorua t r ê n c â n p h â n t í c h . Cho lOOml nước cấ t

vào n h i ệ t l ượng k ế , cứ 15s gh i n h i ệ t độ m ộ t l ầ n , t r o n g 5 p h ú t . T h ê m

2,77g amon i c lo rua v à o n h i ệ t lượng k ế , theo dõi n h i ệ t độ , 15s g h i n h i ệ t

độ m ộ t l ầ n , t r o n g 5 p h ú t .

Chú ý:

- D u n g dịch amoniac p h ả i c h u ẩ n độ l ạ i b ằ n g d u n g dịch c h u ẩ n HC1

để b i ế t n ồ n g độ c h í n h x á c ( d ù n g ch ỉ t h ị m e t y l da cam).

- Có t h ể t h a y n h i ệ t l ượng k ế t r ê n b ằ n g tecmot ( p h í c h r ộ n g miệng )

200ml nắp! l à m b ằ n g n h ự a p o l i s t i r e n d à y 3cm có 3 l ỗ x u y ê n qua đ ể

n h i ệ t k ế , que k h u ấ y , p h ễ u t h ú y t i n h .

l o i

2.4. T í n h k ế t q u ả

C á c s ố l i ệ u t h u được

• X á c đ ị n h n h i ệ t d u n g của n h i ệ t l ượng k ế

- N h i ệ t độ p h ò n g

- N h i ệ t độ nước l ạ n h

Thời gian Nhiệt độ

- N h i ệ t độ của h ỗ n hợp

Thời gian Nhiệt độ

- V ẽ đồ t h ị sự p h ụ thuộc của n h i ệ t đ ộ theo t h ò i g i a n của nước

l ạ n h , nước ở n h i ệ t độ p h ò n g v à h ỗ n hợp, x á c đ ị n h tỵ, t 2 , t 3 .

• X á c đ ị n h n h i ệ t t r u n g hoa

- N h i ệ t độ của d u n g dịch amoniac

Thời gian Nhiêt đô

- N h i ệ t độ của h ỗ n hợp

Thời gian Nhiệt đô

- V ẽ đồ t h ị sự p h ụ thuộc của n h i ệ t độ theo t h ò i g i a n của d u n g dịch amoniac v à h ỗ n hợp, x á c đ ị n h Át.

• X á c đ ị n h n h i ệ t hoa t a n của a m o n i c lo rua

- K h ố i l ư ợ n g a m o n i c lorua

- N h i ệ t đ ộ của nước c ấ t

Thời gian Nhiêt đô

102

— N h i ệ t độ của h ỗ n hợp

Thời gian Nhiệt độ

V ẽ đồ t h ị sự p h ụ thuộc của n h i ệ t độ theo t h ò i g i an của nước cấ t v à dung dịch a m o n i c lorua , x á c đ ị n h Át.

- T í n h n h i ệ t d u n g của n h i ệ t lượng k ế (theo p h ư ơ n g t r ì n h 1)

- T í n h l ượng n h i ệ t t r u n g hoa Q T H (theo p h ư ơ n g t r ì n h 4)

- T í n h l ư ợ n g n h i ệ t hoa t a n Q h t (theo p h ư ơ n g t r ì n h 5)

- T í n h A H 3 v à A H 2 theo c ô n g thức

_ L ư ợ n g n h i ệ t t r u n g hoa (hay hoa t an )

S ố moi chấ t p h ả n ứ n g

- Tra bảng t ì m giá t r ị entanpi sinh t iêu chuẩn ( A H ° 9 8 ) của amoni

clorua(r), k h í h iđ ro clorua, k h í amoniac đê t í n h A H j . T ừ đó suy ra A H 4 + A H 5 .

3. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

1. V i ế t các p h ư ờ n g t r ì n h t ư ơ n g ứ n g v ớ i en t anp i s i n h t i ê u c h u ẩ n của

k h í h i đ r o c lorua , k h í amoniac, t í n h t h ể t í c h a m o n i c lorua . N h ữ n g

p h ư ơ n g t r ì n h n à y có t h ể k ế t hợp n h ư t h ế n à o đ ể có p h ư ơ n g t r ì n h t ổ n g hợp a m o n i c lo rua r ắ n t ừ k h í h i đ r o c lorua v à k h í amoniac.

Sử d ụ n g c á c p h ư ơ n g t r ì n h t r ê n đ ể t ì m A H j .

2. T r ộ n 5 0 m l d u n g dịch a x i t c l o h i đ r i c 0 , 2 M v ớ i d u n g dịch n a t r i

h i đ r o x i t 0 , 2 M t r o n g n h i ệ t l ượng k ế , n h i ệ t đ ộ t ă n g t ừ 2 2 , 2 ° - 23 ,5° .

X á c đ ị n h e n t a n p i t r u n g hoa theo p h ả n ứ n g

H30+ + OH- -> 2H20

Cho b i ế t n h i ệ t d u n g của dung dịch b ằ n g n h i ệ t d u n g của nước

n g u y ê n c h ấ t ở 2 9 8 K l à 4 , 1 8 J / g . đ ộ hay 4 , 1 8 J / m o l . đ ộ .

N h i ệ t d u n g của n h i ệ t l ượng k ế coi n h ư k h ô n g đ á n g k ể .

103

B à i l i

X Á C Đ Ị N H Á P S U Ấ T H Ơ I B Ã O H Ò A

V À N H I Ệ T B A Y H Ơ I C Ủ A N Ư Ớ C

LÚ THUYẾT

K h i c h ấ t lỏng bay hơ i , các p h â n t ử của c h ú n g t ừ t r ạ n g t h á i l i ê n kế t

c h ặ t chẽ vớ i n h a u ở pha lỏng được c h u y ể n sang t r ạ n g t h á i l i ê n k ế t r ấ t lỏng lẻo ở pha hơ i . N h ư v ậ y n ă n g lượng c ầ n đ ể t á c h c á c p h â n t ử t ừ chấ t

lỏng ra k h ỏ i n h a u có g i á t r ị đ ú n g b ằ n g c ô n g s i n h r a đ ể c h ố n g l ạ i lực h ú t g iữa các p h â n t ử . N ă n g lượng của q u á t r ì n h bay h ơ i ở đ i ề u k i ệ n áp suấ t k h ô n g đ ổ i c h í n h là b i ế n t h i ê n e n t a n p i của q u á t r ì n h đ ó v à được gọi là n h i ệ t bay hơ i của c h ấ t lỏng . Nhiệt lượng cần thiết để làm bay hơi hoàn toàn Ì moi chất lỏng được gọi là nhiệt bay hơi moi phân tử.

N ế u đ ể c h ấ t l ỏ n g v à o b ì n h k í n , c ù n g v ớ i q u á t r ì n h bay h ơ i của chấ t

lỏng còn có q u á t r ì n h n g ư n g t ụ các p h â n t ử hơ i t h à n h l ỏ n g v à k h i tốc

độ của h a i q u á t r ì n h đó b ằ n g nhau , m ộ t c â n b ằ n g đ ộ n g được t h i ế t lập.

Hơi ở t r ạ n g t h á i c â n b ằ n g đó có á p s u ấ t x á c đ ị n h được g ọ i l à á p suấ t

hơi b ã o hoa. T ạ i m ỗ i n h i ệ t độ, m ỗ i c h ấ t l ỏ n g có m ộ t á p s u ấ t h ơ i b ã o hoa

n h ấ t đ ị n h . Q u á t r ì n h bay hơ i l à q u á t r ì n h t h u n h i ệ t n ê n á p s u ấ t hơi b ã o hoa t ă n g k h i n h i ệ t độ t ă n g .

V ề n g u y ê n tắc , có t h ể x á c đ ị n h t r ự c t i ế p n h i ệ t bay h ơ i của c h ấ t lỏng

b ằ n g c á c h đo n h i ệ t l ư ợ n g c ầ n t h i ế t đ ể l à m bay h ỡ i m ộ t l ư ợ n g x á c đ ị n h

c h ấ t lỏng đó ở á p s u ấ t k h ô n g đ ổ i . T u y n h i ê n v i ệ c thực h i ệ n p h é p đ o n à y

t r o n g thực n g h i ệ m r ấ t k h ó k h ă n v ì có sự hao p h í n h i ệ t r a m ô i t r ư ờ n g

n g o à i . Do đó l ư ợ n g n h i ệ t đo được t h ư ờ n g l ớ n hờn g i á t r ị t h ự c .

T r o n g t hực n g h i ệ m , v i ệc đo á p s u ấ t hơ i của c h ấ t l ỏ n g ở m ộ t n h i ệ t

độ n à o đó k h á d ễ d à n g . T ừ k ế t q u ả đo được, t í n h n h i ệ t bay h ơ i theo p h ư ơ n g t r ì n h Claozius - C laperon (Clausius - Clapeyron)

104

Ở đ â y : p : á p s u ấ t hơi của c h ấ t lỏng t ạ i n h i ệ t độ T

A H b h : n h i ệ t bay hờ i moi p h â n t ử

R: h ằ n g s ố k h í có g i á t r ị b ằ n g 8 , 3 1 4 J . m o i - 1 . K - 1

C: h ằ n g s ố đ ố i vớ i m ỗ i c h ấ t lỏng.

B ằ n g thực n g h i ệ m , t i ế n h à n h đo á p s u ấ t hơ i b ã o hoa của c h ấ t lỏng

ở các n h i ệ t độ k h á c n h a u r ồ i v ẽ đồ t h ị sự p h ụ thuộc của lgP theo —. Đ ồ

t h ị n à y là m ộ t đ ư ờ n g t h ẳ n g có d ạ n g

y = ax + b

Với độ dốc tga = —AHbh

2,303R

T ừ g iá t r ị a x á c đ ị n h b ằ n g thực n g h i ệ m , t í n h n h i ệ t bay hơ i m o i p h â n t ử theo c ô n g thức

AHbh = -2,303R.tga

2 . THỰC HÀNH

2 . 1 . N g u y ê n t ắ c

B à i thực h à n h n à y x á c đ ị n h á p s u ấ t hơ i b ã o hoa v à n h i ệ t bay hơ i của nước. M u ố n t í n h được á p s u ấ t hơi của nước, p h ả i đo được t h ể t í c h của hơi b ã o hoa n ằ m c â n b ằ n g vớ i nước ở t r ạ n g t h á i l ỏ n g ở m ộ t s ố n h i ệ t độ. Hơi n à y được g i ữ t r o n g ống đo chia độ 1 0 m l ú p ngược , t ấ t cả được n h ú n g c h ì m t r o n g cốc t h ú y t i n h Ì l í t đ ự n g đ ầ y nước.

Ở n h i ệ t độ t h ấ p , l ượng hơi nước b ã o hoa n h ỏ k h ô n g đ á n g k ể . Vì t h ê có t h ể d ù n g p h ư ơ n g t r ì n h k h í lí t ư ở n g đ ể t ì m s ố mo i k h ô n g k h í :

n =

Pkk-Vkkô nhiệt độ thấp k k R.T ở n h i ệ t độ t h ấ p

Khi đun nóng, nhiệt độ của cốc nước tăng, thể tích không khí trong

ống đo sẽ t ă n g do d ã n nở. T u y n h i ê n số mo i k h ô n g k h í l à cố đ ị n h . Do đó

105

có t h ể sử d ụ n g p h ư ơ n g t r ì n h k h í lí t ư ở n g đ ể t í n h á p s u ấ t r i ê n g p h ầ n

của k h ô n g k h í ở t ừ n g n h i ệ t độ

p „ ' v M (3) ^ ~ V,.,.

vkk,T Á p s u ấ t hơ i của n ư ó c l à h i ệ u s ố g iữa á p s u ấ t k h í q u y ể n v à á p suấ t

r i ê n g p h ầ n của k h ô n g k h í ở t ừ n g n h i ệ t độ .

2.2. Hoa chất và dụng cụ

Hoa chất: N ư ố c cấ t , nước đ á .

Dụng cụ: ố n g đo chia độ l O m l (1 / lOml ) , b ế p đ i ệ n , l ư ớ i a m i ă n g , kẹp

sắ t , g i á sắ t , n h i ệ t k ế , á p k ế .

2.3. Cách tiến hành

L ắ p d ụ n g cụ n h ư h ì n h 11 .1 .

Hình 11.1. Dụng cụ để xác định áp suất hơi bão hoa và nhiệt hoa hơi của nước

1. Giá sắt; 2. Kẹp sắt; 3. Nhiệt kế; 4. ống đo chia độ 10ml (1/10ml);

5. Cốc 1 lít; 6. Lưới amiăng; 7. Bếp điện

106

L ấ y 6 0 0 m l nước c ấ t v à o cốc t h ú y t i n h l i v à k h o ả n g l O m l nước cấ t vào ống đo chia độ l O m l . D ù n g n g ó n t ay cá i b ị t c h ặ t m i ệ n g ống đo r ồ i chuyển v à o cốc t h ú y t i n h , sẽ có k h o ả n g 4 - 5 m l k h ô n g k h í được g i ữ l ạ i t rong ố n g đo . T h ê m n ư ố c cấ t v à o cốc t h ú y t i n h đ ể cho ống n g ậ p c h ì m h o à n t o à n . Đ u n n ư ố c t r o n g cốc l ê n 7 5 ° c . L ư ợ n g k h ô n g k h í t r o n g ống đo sẽ d ã n nở, đ ẩ y cộ t nước x u ố n g n h ư n g c h ú ý k h ô n g đ ể đ ẩ y h ế t cộ t nước. K h i n h i ệ t độ g ầ n tớ i 7 5 ° c t h ì ngừng đ u n , ghi t h ể t í c h của cột k h í v à n h i ệ t

độ của nước. Cứ c á c h 3 ° c g h i t h ể t í c h của cột k h í v à n h i ệ t độ của nước một l ầ n cho đ ế n k h i n h i ệ t độ của nước h ạ x u ố n g 5 0 ° c . Sau đó t h ê m

nước đ á v à o cốc đ ể h ạ n h i ệ t độ của nước t r o n g cốc x u ố n g 5 ° c , g h i t h ể t ích của cột k h í ở n h i ệ t độ n à y , gh i á p suấ t k h í q u y ể n t r ê n á p k ế .

2 .4 . T í n h k ế t q u ả

- Các s ố l i ệ u t hực n g h i ệ m t h u được:

t°c v t t (ml ) t°c Vttdnl) t°c v t t (ml )

75 69 60

72 66

63 5

- Sử d ụ n g c á c s ố l i ệ u ở n h i ệ t độ 5 ° c đ ể t ì m s ố m o i k h ô n g k h í theo p h ư ớ n g t r ì n h (2).

- T í n h á p s u ấ t r i ê n g p h ầ n của k h ô n g k h í ở t ừ n g n h i ệ t độ ứ n g vớ i t h ể t í ch đ ã g h i được theo p h ư ơ n g t r ì n h (3).

- T í n h á p s u ấ t h ơ i b ã o hoa của nước ở t ừ n g n h i ệ t độ t r ê n .

G h i b ả n g :

t°c T(K) 1/T(K-') Vttíml) PttímmHg) P H Q bão hoa

(mmHg)

lgP

D ù n g c á c k ế t q u ả t r o n g b ả n g đ ể v ẽ đồ t h ị lgP = f ( l / T ) . Sử d ụ n g đồ t h ị , t ì m A H b h của n ư ó c .

107

3. C Â U H Ỏ I VÀ BÀI T Ậ P

1. Á p s u ấ t hơi b ã o hoa của nước ở 3 0 ° c là 3 1 , 8 2 m m H g , 5 5 ° c là 118mmHg, ở 7 0 ° c l à 233 ,7mmHg. Sử d ụ n g p h ư ơ n g t r ì n h Claozius - Claperon t ì m g i á t r ị A H b h của nước theo 2 c á c h :

- D ự a v à o s ố l i ệ u t r o n g b à i đ ã cho.

- P h ư ơ n g p h á p đồ t h ị .

So s á n h k ế t q u ả 2 p h ư ơ n g p h á p v à g i ả i t h í c h .

2. N g o à i đơn v ị t í n h á p s u ấ t k h í q u y ể n , á p s u ấ t r i ê n g p h ầ n của k h ô n g k h í , á p s u ấ t hơ i nước b ã o hoa là m m H g đ ã n ê u . có t h ể t í n h theo đơn vị k h á c được k h ô n g (Ví dụ: a tm,Pa, Bar , . . . )? N h ư v ậ y có ả n h hưởng gì đ ế n k ế t q u ả t í n h A H bay hơ i của nước k h ô n g ? Vì sao?

3. T r o n g q u á t r ì n h t h í n g h i ệ m , t ạ i sao p h ả i l à m l ạ n h n ư ớ c t r o n g cốc t ớ i n h i ệ t đ ộ 5 ° c ?

4 . T ạ i sao g i á t r ị A H bay hơ i t í n h được theo h ư ớ n g d ẫ n t r o n g thí n g h i ệ m sẽ c h í n h x á c h ơ n so v ớ i g i á t r ị A H bay hơ i t í n h theo t ừ n g áp s u ấ t r i ê n g phần?

5. C á c h t i ế n h à n h t r o n g t h í n g h i ệ m k h ô n g y ê u c ầ u p h ả i q u a n t â m đến

Ah (Ah là h i ệ u s ố g iữa mực nước b ê n t r o n g v à b ê n n g o à i của ống

chia độ) , ở đ â y Ah t hay đ ổ i theo k í c h t h ư ớ c của k h ô n g k h í ở m ỗ i n h i ệ t độ . G i ả i t h í c h ?

108

B à i 1 2

Đ Ộ T A N C Ủ A C Á C C H Ấ T

1. LÍ T H U Y Ế T

Theo quy l u ậ t chung, ở n h i ệ t độ v à á p s u ấ t cô đ ị n h , q u á t r ì n h hoa

tan sẽ t ự d i ễ n ra k h i

A G h t = A H h t - T A S h t < 0 (1)

N h ư t h ế cả h a i y ế u t ố A H h t v à T A S h t đ ề u ả n h h ư ở n g đ ế n k h ả n ă n g hoa t an của chấ t . K h i A G h t còn < 0, q u á t r ì n h hoa t a n còn d i ễ n ra , d u n g

dịch c h ư a b ã o h ò a . K h i A G h t = 0, h ệ ở t r ạ n g t h á i c â n b ằ n g thực , d u n g dịch là b ã o hoa.

Entanpi hoa tan ( A H h t ) là t ổ n g các h i ệ u ứ n g n h i ệ t của c á c q u á t r ì n h tạo ra sự hoa t an , bao g ồ m :

- E n t a n p i solvat hoa ( A H S ) : N ế u dung m ô i l à nước, gọ i là en t anp i

h i đ r a t hoa A H h . T h ô n g t h ư ờ n g A H S ( A H h ) < 0.

- E n t a n p i c h u y ể n pha ( A H c p ) : Q u á t r ì n h c h u y ể n m ộ t c h ấ t t ừ t r ạ n g

t h á i t ậ p hợp n à o đó sang t r ạ n g t h á i t a n v à có h i ệ u ứ n g n h i ệ t k è m theo.

T h ư ờ n g A H c p > 0.

Entropi hoa tan (AS h t ) cũng gồm 2 hợp p h ầ n có ả n h h ư ở n g ngược

nhau đ ế n đ ạ i l ư ợ n g TAS:

- E n t r o p i c h u y ể n pha (AS c p ) : Có t h ể có g i á t r ị d ư ơ n g hay â m t u y theo c h ấ t t a n ở t r ạ n g t h á i r ắ n , lỏng, k h í .

- E n t r o p i so lva t hoa (AS S ) : Sự solvat hoa các p h â n t ử t a n l à m cho

t í n h t r ậ t t ự của d u n g dịch t ă n g l ê n c h ú t í t . B i ế n t h i ê n e n t r o p i solvat

hoa t h ư ờ n g n h ỏ , l u ô n có g iá t r ị â m .

109

N h ư v ậ y (1) t rở t h à n h

A G h t = ( A H c p + A H S ) - T (AS C P + AS S ) (2)

Có n h i ề u y ế u t ố ả n h h ư ở n g đ ế n độ t a n của các c h ấ t . Đ ó l à b ả n chất

của c h ấ t t a n v à d u n g môi , n h i ệ t độ, á p suấ t . . . T h ô n g t h u ồ n g c h ấ t gồm

các p h â n t ử có cực hoặc l i ê n k ế t i o n t h ì d ễ t a n t r o n g c á c d u n g môi có

cực (nước, r ư ợ u , amoniac lỏng . . . ) , còn n h ữ n g c h ấ t k h ô n g có cực d ễ tan

t rong dung m ô i k h ô n g cực (benzen, CS 2 . . . . )-

1.1. Độ tan của chất khí trong chất lỏng

Sự t a n của c h ấ t k h í t r o n g c h ấ t lỏng t h ư ờ n g l à q u á t r ì n h p h á t nhiệ t

(AH < 0) do sự solvat hoa các p h â n t ử k h í v à sự g i ả m e n t r o p i AS < 0.

V ậ y k h i n h i ệ t độ t ă n g , độ t a n g i ả m .

Hoa t a n c h ấ t k h í t r o n g c h ấ t lỏng , t h ể t í c h c h ấ t k h í g i ả m (AV < 0)

n ê n k h i t ă n g á p s u ấ t t h ì độ t a n của k h í t ă n g l ê n .

Đ ố i v ớ i d u n g dịch l o ã n g của các k h í k h ô n g t ư ớ n g t á c vó i d u n g môi,

ả n h h ư ở n g của á p s u ấ t đ ế n độ t a n t u â n theo đ ị n h l u ậ t H ê n h

( W . H e n r y ) :

Ở nhiệt độ cố định, độ tan của chất khí tỉ lệ với áp suất của nó trên

dung dịch.

N ế u hoa t a n m ộ t h ỗ n hợp k h í , độ t a n của m ỗ i k h í t ỉ l ệ v ớ i á p suất

r i ê n g p h ầ n của n ó .

Đ ộ t a n của c h ấ t k h í t h ư ờ n g được b i ể u d i ễ n b ằ n g t h ể t í c h của khí

t a n t r o n g m ộ t đ ơ n v ị t h ể t í c h d u n g m ô i , t ạ i n h i ệ t đ ộ v à á p s u ấ t xác

đ ị n h ( t h ư ớ n g ở 2 9 8 K v à 1,013.10 5Pa).

1.2. Độ tan của chất lỏng trong chất lỏng

K h i hoa t a n c h ấ t l ỏ n g t r o n g c h ấ t l ỏ n g có t h ể gặp c á c t r ư ờ n g hợp

sau:

- T a n h o à n t o à n v à o n h a u theo t ỉ l ệ b ấ t k ì , v í d ụ r ư ợ u v à n ư ớ c . . .

- T a n h ạ n c h ế v à o n h a u , v í d ụ nước v à ete...

- K h ô n g t a n v à o n h a u , v í d ụ nước v à benzen...

n o

T h ư ờ n g hay gặp t r ư ờ n g hợp t an h ạ n c h ế n h ư lắc ete v ớ i nước sẽ t ạo t h à n h h a i lớp: lốp t r ê n là dung dịch b ã o hoa của nước t r o n g ete, lớp d ư ớ i là d u n g dịch b ã o hoa của ete t r o n g nước. N ó i chung sự hoa t a n h ạ n c h ế của h a i c h ấ t l ỏ n g k è m theo h i ệ u ứ n g t h u n h i ệ t . N ê u k h i n h i ệ t độ t ă n g t h ì độ t a n t ư ơ n g h ỗ ở cả h a i c h ấ t đ ể u t ă n g l ê n v à t h à n h p h ầ n của h a i pha sẽ t i ế n l ạ i g ầ n nhau . Đ ế n lúc đ ạ t được n h i ệ t độ n à o đó , gọ i là n h i ệ t độ t ớ i h ạ n của sự hoa t an , t h à n h p h ầ n h a i pha t r ở n ê n đồng nhấ t . Ví d ụ hoa a n i l i n v à o nước đ ế n 1 6 8 ° c , t h à n h p h ầ n h a i lớp đ ề u là

48,6% a n i l i n v à 51,4% nước, 1 6 8 ° c là n h i ệ t độ tó i h ạ n của h ệ nước -a n i l i n . T h ấ p h ơ n n h i ệ t độ n à y , h a i c h ấ t l ỏ n g hoa t a n h ạ n chế ; t r ê n

n h i ệ t độ n à y , h a i c h ấ t l ỏ n g hoa t a n vô h ạ n v à o n h a u .

Sự thay đ ổ i t h ể t í c h k h ô n g đ á n g k ể k h i hoa t a n h a i c h ấ t l ỏ n g v à o nhau n ê n độ t a n k h ô n g p h ụ thuộc á p suấ t .

K h i cho v à o h ệ g ồ m h a i c h ấ t lỏng, k h ô n g t r ộ n l ẫ n , m ộ t c h ấ t t h ứ ba có k h ả n ă n g t a n t r o n g cả h a i c h ấ t lỏng, c h ấ t n à y sẽ t ự p h â n b ố g iữa h a i chấ t lỏng theo n h ữ n g l ư ợ n g t ỉ l ệ vớ i độ t a n của n ó .

Ở nhiệt độ cố định, tỉ số nồng độ của chất tan trong hai dung môi không hoa tan vào nhau luôn là hằng sô.

Đ â y là n ộ i d u n g của đ ị n h l u ậ t p h â n bố:

c2

C j , C 2 : n ồ n g đ ộ của c h ấ t t a n

K : h ệ s ố p h â n bố .

Phương pháp tách chất ra khỏi dung dịch dựa t r ê n đ ị n h l u ậ t p h â n b ố gọi là phương pháp chiết, được sử d ụ n g r ộ n g r ã i t r o n g p h ò n g t h í n g h i ệ m v à t r o n g c ô n g n g h i ệ p hoa học.

1.3. Độ tan của chất rắn trong chất lỏng

C h i ề u h ư ớ n g t h a y đ ổ i độ t a n theo n h i ệ t độ được q u y ế t đ ị n h bở i h i ệ u

ứ n g n h i ệ t của q u á t r ì n h hoa t an . N ế u q u á t r ì n h p h á t n h i ệ t t h ì độ t a n

g i ả m k h i t ă n g n h i ệ t độ . N ế u q u á t r ì n h t h u n h i ệ t t h ì đ ộ t a n t ă n g k h i

t ă n g n h i ệ t độ . Sự p h ụ thuộc độ t a n của c h ấ t r ắ n t r o n g c h ấ t l ỏ n g

t h ư ờ n g b i ể u d i ễ n b ằ n g đồ t h ị d ư ớ i d ạ n g đ ư ờ n g cong độ t a n .

I U

Độtan.g/IOOg O

0 20 40 60 80 100 t°(c) Nhiệt độ

Hình 12.1. Sự phụ thuộc độ tan trong nước g

( ) của một số muối theo nhiệt độ lOOgnưóc

Đ ộ t an của c h ấ t r ắ n t r o n g nước

k h ô n g p h ụ thuộc v à o á p s u ấ t vì tịhể t í ch của h ệ b i ế n đ ổ i k h ô n g đ á n g kể .

N ế u độ t a n của c h ấ t r ắ n g i ả m

k h i n h i ệ t độ g i ả m t h ì c h ấ t r ắ n sẽ

k ế t t i n h k h i h ạ n h i ệ t đ ộ của dung dịch b ã o hoa, c ò n n ế u đ ộ t a n t ă n g

k h i n h i ệ t độ g i ả m t h ì n g ư ợ c l ạ i .

T i n h t h ể h ì n h t h à n h sẽ l ớ n k h i hạ n h i ệ t độ c h ậ m v à n h ỏ n ế u n h i ệ t độ

h ạ n h a n h v à k h u ấ y m ạ n h . Trong thực n g h i ệ m , dựa v à o đ ồ t h ị có t h ể

xác đ ị n h độ t a n ở n h i ệ t độ k h á c nhau , đ ể t í n h t o á n l à m sạch chấ t r ắ n t r o n g q u á t r ì n h k ế t t i n h l ạ i .

2. T H Ự C H À N H

2 . 1 . H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ

Hoa chất:

- C á c c h ấ t r ắ n k a l i đ i c r o m a t , n a t r i t h i o s u n f a t , n a t r i h i đ r o x i t , amon i n i t r a t , k a l i n i t r a t , phenol .

- R ư ợ u e ty l ic , ete, a x i t s u n í u r i c đặc .

Dụng cụ : Cốc (500ml , lOOml), c h é n sứ, b ì n h c ầ u có n h á n h , p h ễ u n h ỏ g iọ t , b ì n h t h u k h í k h ô có c ắ m ống v u ố t n h ọ n d ù n g l à m vòi phun ,

n h i ệ t k ế , que k h u ấ y , ố n g n g h i ệ m , k ẹ p sắ t , g i á sắ t , đ è n cồn .

2.2. Cách tiến hành

Thí nghiệm 1. XÁC ĐỊNH ĐỘ TAN CỦA CHẤT RẮN KALI ĐICROMAT TRONG NƯỚC

T h í n g h i ệ m n à y do t ừ n g n h ó m s i n h v i ê n thực h i ệ n , m ỗ i n g ư ờ i xác

đ ị n h độ t a n ở m ộ t n h i ệ t độ . D ự a t r ê n k ế t q u ả của cả n h ó m . x â y d ự n g đồ

t h ị sự p h ụ thuộc của độ t a n v à o n h i ệ t độ ( 2 0 ° c , 3 0 ° c , 4 0 ° c . 5 0 ° c . 60°C) .

112

C â n s ẵ n m ộ t b á t sứ sạch v à k h ô , Ì - 3g k a l i đ i c r o m a t đ ã n g h i ề n

nhỏ cho v à o cốc n h ỏ chứa l O m l nước cấ t . D ù n g d â y k i m l o ạ i có v ò n g t r ò n đ ể g i ữ cốc con, r ồ i t h ả v à o cốc to chứa nước ( h ì n h 12.2).

Đ u n cốc to đ ế n n h i ệ t độ c ầ n xác đ ị n h . Đ i ề u c h ỉ n h d ầ n đ ể n h i ệ t độ

của nước ổ n đ ị n h . K h i m u ố i đ ã t a n h ế t , cho t h ê m t ừ n g l ư ợ n g n h ỏ m u ố i

đến k h i m u ố i t r o n g d u n g dịch k h ô n g t an nữa . P h ả i l u ô n theo dõi n h i ệ t độ v à k h u ấ y dung dịch. K ê t ừ k h i n h i ệ t độ đ ã ổ n đ ị n h (20 - 25 p h ú t ) , l ấ y

n h i ệ t k ế v à que k h u ấ y ra k h ỏ i cốc.

Đ ể l ắ n g d u n g dịch, g ạ n n h a n h d u n g

dịch v à o b á t sứ đ ã c h u ẩ n bị . C â n b á t

sứ c ù n g vớ i d u n g dịch, cô đặc d u n g

dịch t r ê n đ è n cồn, k h i g ầ n c ạ n đ ể

nhỏ lửa cho m u ố i k h ỏ i b ắ n r a n g o à i .

Đ ặ t b á t sứ t r o n g t ủ sấy ở n h i ệ t độ

115°c k h o ả n g 25 - 30 p h ú t , r ồ i l à m

nguội t r o n g b ì n h h ú t ẩ m , sau đó đ e m

cân; sau đó l ạ i sấy, l à m n g u ộ i v à c â n .

Tiếp tục n h ư v ậ y cho đ ế n k h i k h ố i

lượng của c h é n sứ k h ô n g đ ổ i .

K ế t quả t h u được gh i vào bảng sau: Hình 12.2. Dụng cụ xác định độ tan

t í t ) m, m 2 m 4

t(°C) : N h i ệ t đ ộ của d u n g dịch b ã o hoa

n i ] : K h ố i l ư ợ n g b á t sứ

m 2 : K h ố i l ư ợ n g b á t sứ v ớ i d u n g dịch m u ố i

m 3 : K h ố i l ư ợ n g b á t sứ v à m u ố i k h ô

m 4 : K h ố i l ư ợ n g d u n g dịch

m 5 : K h ố i l ư ợ n g m u ố i k h ô

m 6 : K h ố i l ư ợ n g nước

113

D ự a v à o k ế t q u ả t h u được, t í n h độ t a n của m u ố i n g h i ê n c ứ u ở nh iệ t

độ đ ã cho. Đ ộ t a n t í n h theo s ố g ă m m u ố i t a n t r o n g 100 g ă m nước . Tập

hợp s ố l i ệ u cả n h ó m , v ẽ đồ t h ị độ t a n - n h i ệ t độ .

Thí nghiệm 2. CHUẨN BỊ DUNG DỊCH QUÁ BÃO HOA

Cho Ì m i nước cấ t v à o ống n g h i ệ m chứa 5 - 6g n a t r i t h i o s u n f a t .

Đ u n c á c h t h ú y d u n g dịch cho đ ế n k h i m u ố i t a n h ế t . T ắ t đ è n , đậy ống n g h i ệ m b ằ n g n ú t b ô n g , g i ữ n g u y ê n vị t r í v à l à m l ạ n h d u n g dịch từ t ừ đ ế n n h i ệ t độ p h ò n g ( t rong d u n g dịch p h ả i k h ô n g có t i n h t h ể tạo t h à n h ) . K h i d u n g dịch đ ã n g u ộ i , cho v à o ố n g n g h i ệ m m ộ t t i n h t h ể nhỏ n a t r i t h i o s u n f a t l à m m ầ m t i n h t h ể . Q u a n s á t h i ệ n t ư ợ n g v a g i ả i t h í ch .

Thí nghiệm 3. sự HOA TAN GIỮA CÁC CHẤT LỎNG VỚI NHAU

a. Cho v à o ố n g n g h i ệ m 2 m l nước cấ t , 2 m l r ư ợ u e ty l i c (hoặc

g l i xe r in ) , k h u ấ y đ ề u . Sau đó t h ê m 2 m l r ư ợ u e ty l i c , l ạ i k h u ấ y đều.

N h ậ n x é t q u á t r ì n h hoa t a n của r ư ợ u e ty l ic (hay g l i x e r i n ) t r o n g nước.

b. Cho vào phễu chiết — thể tích nước, thêm một lượng ete dày 3

k h o ả n g l e m . Đ ậ y p h ễ u v à lắc đ ề u . Đ ể p h ễ u đ ứ n g y ê n , q u a n s á t h iện t ượng . So s á n h k ế t q u ả v ố i t h í n g h i ệ m t r ê n .

Đ ể k i ể m t r a ete có t a n t r o n g nước k h ô n g , có t h ể l à m n h ư sau : mở

n ú t , r ồ i m ở khoa p h ễ u đ ể t á c h m ộ t í t d u n g d ịch ở lớp d ư ớ i v à o ống

n g h i ệ m . K ẹ p ố n g v à o g i á v à đ u n n h ẹ t r ê n đ è n cồn . Đ ư a que d i ê m đ a n g

c h á y l ạ i g ầ n m i ệ n g ố n g n g h i ệ m . Q u a n s á t h i ệ n t ư ợ n g v à g i ả i t h í c h .

T á c h cho c h ả y h ế t l ố p d ư ớ i , l ấ y m ộ t í t d u n g d ịch lớp t r ê n v à o ống

n g h i ệ m k h ô đ ự n g s ẵ n m ộ t í t đ ồ n g s u n f a t k h a n . N h ậ n x é t h i ệ n tượng,

g i ả i t h í c h . Sau k h i t h í n g h i ệ m c ầ n t h u h ồ i ete v à o b ì n h chứa .

c. Cho v à o ống n g h i ệ m m ộ t í t t i n h t h ể phenol ( d à y k h o ả n g lem,

k h ô n g sờ tay v à o phenol , d ễ b ị bỏng). Đ ổ v à o ống n g h i ệ m m ộ t l ư ợ n g nước

cấ t k h o ả n g — t h ể t í c h của ống. Q u a n s á t sự h ì n h t h à n h 2 lớp : d u n g dịch 3

b ã o hoa của nước t r o n g phenol là lớp d ư ớ i , lớp t r ê n là d u n g dịch b ã o hoa

của phenol t r o n g nước. Cho ống n g h i ệ m v à o cốc có chứa nước đ ã đ u n sôi.

T h ậ n t r ọ n g k h u ấ y n h ẹ c h ấ t lỏng t r o n g ống n g h i ệ m b ằ n g m ộ t n h i ệ t kế ,

114

đồng t h ò i theo dõi , xác đ ị n h n h i ệ t độ k h i h ệ t rở t h à n h đồng n h ấ t . L ấ y

ống n g h i ệ m ra k h ỏ i cốc nước n ó n g v à l à m l ạ n h cẩn t h ậ n , xác đ ị n h n h i ệ t

độ k h i dung dịch v ẩ n đục v à l ạ i chia t h à n h 2 lớp.

Chú ý: Phenol là c h ấ t r ắ n , t i n h t h ể k h ô n g m à u ; đ ể l â u n g o à i k h ô n g k h í b ị ox i hoa m ộ t p h ầ n n ê n có m à u h ồ n g v à b ị c h ả y r ữ a do h ấ p

t h ụ hơi nước.

Thí nghiệm 4. sự TAN CỦA CHẤT KHÍ TRONG NƯỚC ( h ì n h 12.3)

Cho vào b ì n h W u r t (1) lOg t i n h t h ể n a t r i clorua, v à o p h ễ u n h ỏ g iọ t (2)

khoảng 20ml axi t s u n í u r i c đặc 98%. C h u ẩ n bị s ẵ n m ộ t c h ậ u t h ú y t i n h 2

dưng — nước, t h ê m và i giot n a t r i h i đ r o x i t v à và i giot phenolphtale in . 3

M ở khoa cho t ừ n g g i ọ t a x i t chảy xuống b ì n h p h ả n ứ n g , đ u n n h ẹ bằng đ è n cồn. D ù n g l ọ k h ô t h u đ ầ y k h í h i đ r o c lorua , đ ậ y b ằ n g n ú t có

cắm ống t h ú y t i n h v u ố t n h ọ n . Sau k h i t h u xong, khoa p h ễ u , t ắ t đ è n ; n h ú n g ống d ẫ n v à o cốc đ ự n g d u n g dịch n a t r i h i đ r o x i t .

Ỵ 'HI

Hình 12.3. Dụng cụ điều chế hiđro clorua

1. Bình cầu có nhánh; 2. Phễu giọt

Hình 12.4. Nghiên cứu sự hoa tan của

hiđro clorua trong nước

Úp ngược l ọ đ ự n g k h í v à o c h ậ u nước đ ã c h u ẩ n bị t r ê n . N h ậ n x é t

h i ệ n t ư ợ n g v à g i ả i t h í c h ( h ì n h 12.4).

Thí nghiệm 5. HIỆU ÚhiG NHIỆT HOÀ TAN

a. L ấ y 2 ố n g n g h i ệ m , đ ự n g s ẵ n m ộ t í t nước cấ t , đo n h i ệ t độ ban

đ ầ u . Cho v à o ố n g t h ứ n h ấ t 2 - 3g amon i n i t r a t , ố n g t h ứ h a i v à i h ạ t

115

n a t r i h i đ r o x i t , k h u ấ y đ ề u v à đo n h i ệ t độ m ỗ i ống . N h ậ n x é t h i ệ u ứng

n h i ệ t của ha i q u á t r ì n h hoa t a n t r ê n .

b . L ấ y b ì n h n ó n có t h ể t í c h 50ml . Cho v à o 20 - 3 0 m l nước cấ t , sau đó cho t ừ n g l ượng n h ỏ k a l i n i t r a t v à o k h u ấ y đ ề u cho đ ế n k h i t h u được dung dịch b ã o hoa. T i ế p tục cho v à o d u n g dịch b ã o hoa m ộ t í t m u ố i nữa v à đ u n n ó n g . N h ậ n x é t h i ệ n t ư ợ n g v à k ế t l u ậ n v ề h i ệ u ứ n g n h i ệ t của p h ả n ứng .

L ấ y m ộ t p h ầ n d u n g dịch v à o ống n g h i ệ m r ồ i l à m l ạ n h n h a n h dưới vòi nước; p h ầ n d u n g dịch còn l ạ i , l à m l ạ n h t ừ t ừ . N h ậ n x é t h ì n h dạng v à độ lớn của t i n h t h ể t r o n g 2 t r ư ờ n g hợp t r ê n . M u ố n t h u được t i n h thể to l à m t h ế n à o ?

3. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

1. Vì sao k h ô n g t h ể coi sự hoa t a n l à m ộ t q u á t r ì n h v ậ t l í t h u ầ n khiết?

T h ế n à o là sự solvat hoa, h i đ r a t hoa?

2. H i ệ u ứ n g n h i ệ t của q u á t r ì n h hoa t a n m u ố i n g ậ m n ư ớ c k ế t t i n h và

m u ố i k h a n có k h á c n h a u k h ô n g ? T ạ i sao?

3. Đ ể k ế t t i n h l ạ i Ì k g đ ồ n g s u n f a t c ầ n bao n h i ê u g ă m nước? T h u được bao n h i ê u g ă m đ ồ n g sun fa t n ế u hoa t a n m u ố i ở 1 0 0 ° c v à l à m lạnh ở 1 5 ° c ? (Cho b i ế t đồ t h ị hoa t a n của đ ồ n g s u n f a t )

Đô tan g/100g

10

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 nhiệt độ Hình 12.5. Sự phụ thuộc độ tan trong nước (g/100g nước)

của muối đổng suntat theo nhiệt độ

116

4. T r o n g 3 m u ố i : canx i sunfa t , s t r o n t i sunfa t , b a r i sunfa t , độ t a n g i ả m

d ầ n t ừ C a S 0 4 đ ế n B a S 0 4 .

G i ả i t h í c h h i ệ n t ư ợ n g đó dựa v à o các d ữ k i ệ n n h i ệ t đ ộ n g sau :

AHggg.ơ.mor1

CaS0 4 (r) + aq Ca 2 + (dd) + S0 4

2 -(dd) - 21 32

SrS0 4 ( r ) + aq ^ Sr 2 + (dd) + S0 4

2 -(dd) 0 4 8

BaS0 4 (r) + aq Ba 2 + (dd) + S0 4

2 -(dd) 28 42

5. Vì sao phải dùng lọ khô thu khí hiđro clorua và thu xong phải n h ú n g ống d ẫ n v à o cốc đ ự n g dung dịch n a t r i h i đ r o x i t ?

117

B à i 1 3

X Á C Đ Ị N H B I Ế N T H I Ê N T H Ế Đ A N G Á P ,

Đ Ẳ N G N H I Ệ T , E N T A N P I , E N T R O P I C Ủ A P H Ả N ỨNG

H O A T A N B O R A C T R O N G N Ư Ớ C

1. L Í T H U Y Ế T

C h i ề u h ư ớ n g d i ễ n b i ế n t ự n h i ê n của p h ả n ứ n g hoa học được quyết

đ ị n h đồng t h ò i bở i 2 y ế u t ố :

1. K h u y n h h ư ớ n g của h ệ c h u y ể n sang t r ạ n g t h á i có n ă n g lượng

t h ấ p , đặc t r ư n g đ ị n h l ượng bởi b i ế n t h i ê n e n t a n p i của h ệ A H .

2. K h u y n h h ư ớ n g của h ệ c h u y ể n sang t r ạ n g t h á i có đ ộ h ỗ n loạn

cao, đặc t r ư n g bở i b i ế n t h i ê n e n t r o p i AS.

H a i y ế u t ố n à y c ù n g t á c đ ộ n g l ê n h ệ n h ư n g theo 2 c h i ề u ngược

nhau .

V ề m ặ t hoa học, e n t a n p i g i ả m k h i c á c n g u y ê n t ử k ế t hợp v ớ i nhau

đ ể t ạo t h à n h p h â n t ử v ớ i c á c l i ê n k ế t b ề n v ữ n g . N h ư n g t r o n g t rướng

hợp đó , b i ế n t h i ê n e n t r o p i AS < 0 v ì độ h ỗ n l o ạ n của h ệ l ạ i g i ả m đi.

Ngược l ạ i k h i AS > 0, nghĩa l à y ế u t ố e n t r o p i t h u ậ n l ợ i cho sự d i ễ n b iến

của các q u á t r ì n h , t h ì h ệ l ạ i h ấ p t h u n ă n g l ư ợ n g đ ể p h á vỡ c á c l i ên kế t

của các p h â n t ử , do đó e n t a n p i của h ệ l ạ i t ă n g . N ó i c á c h k h á c , trong

m ỗ i q u á t r ì n h l u ô n có sự c ạ n h t r a n h g iữa h a i y ế u t ố : y ế u t ố entanpi

( g i ả m n ă n g lượng) v à y ế u t ố e n t r o p i ( t ă n g độ h ỗ n l o ạ n ) .

V ậ y c ầ n p h ả i t ì m h à m có t h ể p h ả n á n h đồng t h ò i ả n h h ư ở n g của cả

ha i y ế u tố ; d ấ u v à t r ị số của độ b i ế n t h i ê n của h à m n à y có t h ể d ù n g làm

t i ê u c h u ẩ n quy đ ị n h c h i ề u h ư ớ n g v à mức độ d i ễ n b i ế n của p h ả n ứ n g .

T r o n g n h i ệ t đ ộ n g học, k h i p h ả n ứ n g d i ễ n r a t r o n g đ i ề u k i ệ n đẳng

n h i ệ t , đ ẳ n g á p (T, p = c o n s t ) , h à m G g ọ i là t h ế đ ắ n g n h i ệ t , đ ẳ n g á p (gọi

118

t ắ t l à t h ế đ ẳ n g á p hay t h ế G ipxơ (Gibbs)). K h ô n g t h ể x á c đ ị n h được g i á t r ị t u y ệ t đ ố i của n ă n g lượng G ipxơ n h ư n g có t h ể x á c đ ị n h được b i ế n

t h i ê n của n ó t r o n g m ỗ i p h ả n ứng , gọ i là AG

AG = A H - TAS

Đ ố i với những h ệ ở nh iệ t độ và áp suấ t k h ô n g đổ i , q u á t r ì n h chỉ có t h ể d iễn ra theo ch iều l à m g i ả m n ă n g lượng Gipxơ của h ệ tương ứng với AG < 0.

Đ i ề u k i ệ n c â n b ằ n g k h i AG = 0. Q u á t r ì n h l à k h ô n g t h ể t hực h i ệ n được b ấ t k ì đ i ề u k i ệ n n à o k h i AG > 0.

Giữa các đ ạ i lượng b i ế n t h i ê n t h ế đ ẳ n g á p , đ ẳ n g n h i ệ t c h u ẩ n AG°, b iến t h i ê n en t anp i c h u ẩ n AH°, b i ế n t h i ê n en t rop i c h u ẩ n AS° v à h ằ n g số cân b ằ n g K của p h ả n ứ n g hoa học có ha i m ố i quan h ệ v ề m ặ t n h i ệ t động

AG° = - 2 , 3 0 3 R T l g K (1)

K p : đ ố i v ớ i h ệ k h í

K c : đ ố i v ớ i d u n g dịch l ỏ n g

A G ° = A H ° - TAS° (2)

T ừ (1) v à (2) có:

- 2 ,303RTlgK = A H ° - TAS° (3)

. „ AH° AS° l g K = — + —— (4)

2,303RT 2,303R

N ế u coi d u n g d ịch là lí t ưởng , AH° v à AS° là h ằ n g s ố k h ô n g p h ụ

thuộc v à o n h i ệ t độ , có t h ể t í n h được các t h ô n g s ố n h i ệ t đ ộ n g AH°, AS°, AG° t ừ v i ệc x á c đ ị n h h ằ n g s ố c â n b ằ n g K ở m ộ t s ố n h i ệ t độ .

Theo p h ư ơ n g t r ì n h (4) sự p h ụ thuộc đồ t h ị g iữa l g K v à 1/T l à t u y ế n

t í n h vớ i h ệ s ố góc

AH° tga =

2,303R

AS° và đ ư ờ n g t h ă n g đó c ắ t t r ụ c t u n g t ạ i đ i ế m có g i á t r ị b ằ n g

2,303R

M ố i q u a n h ệ n à y cho p h é p x á c đ ị n h được AH°, AS° v à AG° của m ộ t

p h ả n ứ n g hoa học.

119

2. T H Ự C H À N H

2 . 1 . N g u y ê n t ắ c

T ì m h i ể u ả n h h ư ở n g của n h i ệ t độ đ ế n độ t an của m u ố i t a n được trong nước. T ừ các số l i ệ u v ề độ tan, t í n h được h ằ n g số c â n b ằ n g K của phản ứng hoa tan, sau đó b ằ n g p h ư ơ n g p h á p đồ t h ị t í n h được AH°, AS° v à AG°.

T r o n g t h í n g h i ệ m n à y d ù n g m u ố i N a 2 B 4 0 7 . 1 0 H 2 O (borac) .

C ấ u t ạ o m u ố i borac g ồ m c á c po l i an ion B 0 3 hoặc BO4 l i ê n k é t với n h a u qua n g u y ê n t ử ox i t ạo t h à n h c ấ u t r ú c v ò n g a n i o n t e t r a b o r a t .

H ì n h 13.1 m i n h hoa c ấ u t r ú c vớ i g i ả t h i ế t borac có c ô n g thức

N a 2 [ B 4 0 5 ( O H ) 4 ] . 8 H 2 0

Q: hiđro

O : oxi

O : b o

Hình 13.1. Cấu tạo của anion tetraborat

D u n g dịch borac l à m ộ t b a z ơ t r u n g b ì n h

B 4 0 5 ( O H ) f + 5 H 2 0 - » 4H3BO3 + 2 0 H -

B ằ n g p h ư ơ n g p h á p c h u ẩ n độ m ộ t t h ể t í c h đ ã b i ế t của d u n g dịch borac vớ i dung dịch ax i t chuẩn , t í n h được n ồ n g độ của an ion te t raborat .

P h ả n ứ n g x ả y r a theo p h ư ơ n g t r ì n h

B 4 0 5 ( O H ) 2

4 - + 3 H 2 0 + 2 H + -> 4H3BO3

G i ữ a c h ấ t r ắ n borac v à d u n g dịch borac b ã o hoa có c â n b ằ n g sau:

N a 2 [ B 4 0 5 ( O H ) 4 ] . 8 H 2 0 ; ì 2 N a + + B 4 0 5 ( O H ) ^ - + 8 H 2 0

(r) (dd) (dd)

Á p d ụ n g đ ị n h l u ậ t t á c d ụ n g k h ố i l ư ợ n g

K = [ N a T [ B 4 0 5 ( O H ) n

120

G ọ i X l à n ồ n g độ của an ion tetraborac t ì m được t r o n g q u á t r ì n h

c h u ẩ n độ v ớ i a x i t t h ì [Na*] = 2x

K = (2x) 2 .x = 4x 3

2.2. Hoa chất và dụng cụ

Hoa chất: D u n g dịch c h u ẩ n HC1 0 , 5 M (pha t ừ í ì x a n a n ) ;

N a 2 B 4 O 7 . 1 0 H 2 O ( r ắ n ) ; ch ỉ t h ị b romcrezo l x a n h .

Dụng cụ: Cốc ( lOOml) , b ì n h n ó n ( lOOml), b u r e t (25ml ) , p ipe t (5ml ,

lOml) , n h i ệ t k ế , bếp đ i ệ n , g i á sắ t , k ẹ p sắ t .

2.3. Cách tiến hành

C h u ẩ n bị 6 b ì n h n ó n ( lOOml) , có d á n các n h ã n :

45°C; 40°C; 35°C; 30°C; 25°C; 2 0 ° c

Cho v à o m ỗ i b ì n h 5 m l nước cấ t .

C â n k h o ả n g 35 - 37 g ă m N a 2 B 4 O 7 . 1 0 H 2 O cho v à o cốc ( lOOml) , d ù n g ống đ o n g t h ê m 6 0 m l nước cấ t . Đ u n n ó n g h ỗ n hợp t r ê n bếp đ i ệ n , t h ỉ n h

thoảng k h u ấ y n h ẹ . Theo dõi n h i ệ t độ của d u n g dịch. K h i đ ạ t t ớ i 6 0 ° c m à t r o n g cốc v ẫ n c ò n l ư ợ n g m u ố i c h ư a t a n h ế t , t ắ t bếp đ ể n g u ộ i d u n g

dịch. N ế u t ấ t cả borac đ ã t a n h ế t ( k h i đ ạ t t ớ i 60°C) c ầ n t h ê m m ộ t í t borac v à o d u n g dịch còn đ a n g đ u n n ó n g đ ể đ ả m bảo v ẫ n còn l ượng

m u ố i c h ư a t a n t r o n g cốc.

K h i đ ể n g u ộ i d u n g dịch borac b ã o hoa, m ộ t í t borac sẽ k ế t t i n h t ừ dung dịch. Theo dõ i n h i ệ t độ , k h i d u n g dịch đ ạ t t ớ i t ừ n g n h i ệ t độ gh i t r ê n b ì n h n ó n ( đ ã c h u ẩ n bị) , ( c h ú ý đo n h i ệ t độ của d u n g dịch chứ k h ô n g p h ả i n h i ệ t độ của c h ấ t r ắ n borac d ư ớ i cốc). D ù n g p ipe t đ ã t r á n g nước cấ t n ó n g , h ú t c ẩ n t h ậ n 5 m l d u n g dịch cho v à o b ì n h n ó n ( t r á n h borac r ắ n v à o p ipe t ) .

Sau m ỗ i l ầ n h ú t d u n g dịch xong t i ế p tục h ú t 5 m l nước c ấ t n ó n g cho vào b ì n h n ó n . V i ệ c l à m n à y g â y r a sai s ố p ipe t n h ỏ n h ư n g n ó n g ă n c ả n sự k ế t t i n h của borac t r o n g p ipe t m à sự k ế t t i n h n à y d ẫ n đ ế n sai s ố n g h i ê m t r ọ n g h ơ n n h i ề u . Sau k h i l ấ y đ ủ các m ẫ u d u n g dịch v à o 6 b ì n h n ó n , t h ê m 1 5 m l nước cấ t v à 3-4 g i ọ t b romcrezol x a n h v à o m ỗ i b ì n h t r ê n , d u n g dịch có m à u xanh .

121

Đ ổ d u n g dịch a x i t HC1 c h u ẩ n 0 , 5 M v à o b u r e t sạch đ ế n v ạ c h sốo.

T i ế n h à n h c h u ẩ n độ t ừ n g b ì n h n ó n t r ê n v ớ i d u n g dịch H C 1 0 , 5 M . Điểm

k ế t t h ú c của p h é p c h u ẩ n độ có sự t hay đ ổ i m à u sắc t ừ x a n h lơ sang

v à n g n h ạ t . C h ú ý c h u ẩ n độ c h ậ m đ ể t r á n h d ư ax i t .

Chú ý: L ư ợ n g d u n g dịch v à k ế t t ủ a borac c ò n l ạ i sau k h i t i ế n h à n h

t h í n g h i ệ m được t h u h ồ i b ằ n g c á c h l à m l ạ n h t r o n g n ư ớ c đ á . Lọc lấy

t i n h t h ể borac, cho v à o m ặ t k í n h đ ồ n g h ồ , l à m k h ô n g o à i k h ô n g k h í để

d ù n g cho các t h í n g h i ệ m sau.

2 .4 . T í n h k ế t q u ả

G h i các s ố l i ệ u t hực n g h i ệ m v à o b ả n g :

t°(C) V H C 1 0,5M [B 4O s(OH) 4] 2-

X (mol/l) [Na+]

2x(mol/l) K = 4x 3 lgK T in

V ẽ đồ t h ị sự p h ụ thuộc của l g K theo 1/T. Sử d ụ n g đ ư ờ n g t h ẳ n g để

t í n h AH°, AS° v à c u ố i c ù n g t í n h AG° ở n h i ệ t đ ộ c h u ẩ n 2 5 ° c .

2 .5. X á c đ ị n h n h i ệ t h o a t à n ( A H ) c ủ a b o r a c t r o n g n ư ớ c

a. Thí nghiệm định tính

D ù n g pipet l o ạ i l O m l , l ấ y 5 m l nưốc cấ t v à o ống n g h i ệ m , d ù n g nhiệ t

k ế 0 - 1 0 0 ° c đo n h i ệ t độ. K h i c â n b ằ n g n h i ệ t được t h i ế t l ậ p , cho v à o ống

n g h i ệ m 2g K N 0 3 . Lắc ống n g h i ệ m cho m a u t a n r ồ i đo n h i ệ t độ cuố i cùng .

L ặ p l ạ i t h í n g h i ệ m t r ê n v ớ i N a C l , N a 2 S 0 4 k h a n . G i ả i t h í c h k ế t quả

t h u được t r o n g sự hoa t a n các m u ố i dựa v à o lực g iữa c á c p h â n t ử .

b. Thí nghiệm định lượng

Đ ộ t a n s của borac N a 2 B 4 0 7 p h ụ thuộc n h i ệ t đ ộ theo c ô n g t h ứ c

0 _ A H lnS = -—— + const

R T vớ i A H l à b i ế n t h i ê n e n t a n p i t r o n g sự hoa t an , R là h ằ n g s ố k h í l í t ư ở n g v à T l à n h i ệ t đ ộ t u y ệ t đ ố i . A H được x á c đ ị n h t ừ độ dốc của đ ư ờ n g t h ẳ n g

t r o n g sự p h ụ t h u ô c lnS theo — .

122

Đ ể t i ế n h à n h t h í n g h i ệ m , đ i ề u c h ế 5 0 m l d u n g d ịch borac b ã o hoa b ằ n g c á c h hoa t a n m ộ t lượng borac xác đ ị n h t ạ i n h i ệ t đ ộ t i ế n h à n h

p h ả n ứng :

t°c 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

mNa2B4O7.10H2O tể] 2 2,2 2,6 3,5 5 6 8 10 13 16

K h i c â n b ằ n g t a n được t h i ế t l ậ p ( k h o ả n g 15 p h ú t ) , pha r ắ n (borac

t i n h t h ể ) p h ả i h ì n h t h à n h . L ấ y l O m l d u n g dịch b ã o hoa ( k h ô n g có t i n h t h ể borac k è m theo) v à o b ì n h t a m g i á c lOOml đ ồ n g t h ò i đ o n h i ệ t

độ của d u n g dịch c ò n l ạ i . Đ e m c h u ẩ n độ l O m l d u n g d ịch n à y b ằ n g dung dịch HC1 0 , 2 5 M v ớ i ch ỉ t h ị m e t y l da cam cho t ố i k h i có sự c h u y ể n m à u t ừ v à n g da cam sang đỏ . G h i l ạ i t h ể t í c h a x i t HC1 đ ã t i ê u

t ố n t r o n g c h u ẩ n đ ộ .

Chú ý : - K h i đ o độ t a n t ạ i n h i ệ t độ t h ấ p h ơ n n h i ệ t độ p h ò n g , đ ặ t

cốc chứa d u n g dịch borac b ã o hoa v à o b ì n h c á c h t h ú y chứa nước v à

nưốc đ á . D u y t r ì n h i ệ t đ ộ t ± l ° c .

- T r ư ớ n g hợp t i ê n h à n h đo độ t a n t ạ i n h i ệ t độ cao h ơ n n h i ệ t độ

p h ò n g t h ì đ u n n h ẹ b ì n h c á c h t h u ỷ .

- P ipet d ù n g đ ể l ấ y d u n g dịch b ã o hoa c ũ n g p h ả i ở c ù n g n h i ệ t độ

với dung dịch. N ế u l à m v i ệc ở n h i ệ t độ 45 - 5 0 ° c t h ì sấy n ó n g p ipe t

t rong t ủ sấy ở 5 0 ° c .

Xử lí kết quả đo :

- Đo độ t a n của borac ở các n h i ệ t độ .

- T í n h độ t a n s b ằ n g c ô n g thức

0 ,25 .V H C 1

10

- Vẽ đồ thị lnS phụ thuộc \z rồi xác định AH hoa tan từ độ dốc đồ T

t h ị (AH = - R . tga , a l à góc hợp bởi đ ư ờ n g t h ẳ n g v à t r ụ c h o à n h ) .

123

3. C Â U H Ỏ I VÀ BÀI TẬP

1. Độ tan của AgCl trong nước là 3,97.1ơ* M ở 0°c và 1,91-lữ* M ở 100°c.

a. T í n h h ằ n g s ố c â n b ằ n g của A g C l ở m ỗ i n h i ệ t độ .

b. T í n h AH°, AS° v à A G ° ở n h i ệ t độ c h u ẩ n 2 5 ° c k h i t ạ o t h à n h dung

dịch b ã o hoa A g C l .

2. G i ả i t h í c h sự b i ế n đ ổ i g iá t r ị en t rop i t r o n g c á c d ã y đ ơ n c h ấ t , hợp

c h ấ t sau:

Chất °(k> O200

S29 8 J.mor'.K"' 38,47 49,01 57,01

Chất NO ( k, N 0 2 ( k )

S29 g J.mor'.K~' 50,34 54,47 82

3. Cho b i ế t đ ú n g k h ô n g n ế u nó i r ằ n g " K h i AG° = 0 p h ả n ứ n g đ ạ t tói t r ạ n g t h á i c â n bằng"?

4 . T h i ế t l ậ p p h ư ờ n g t r ì n h Claozius - Claperon

tai. K ,

-AH° R . T

t ừ p h ư ơ n g t r ì n h (4) L1 J

5. G i ả i t h í c h ý nghĩa n g u ồ n gốc các sai số có t h ể gặp sau đ â y :

- D u n g dịch b ã o hoa borac k h ô n g p h ả i l à d u n g dịch lí t ư ở n g .

- AH°, AS° p h ụ thuộc v à o n h i ệ t độ .

- Rửa pipet bằng nước n ó n g sau m ỗ i l ầ n l ấ y dung dịch b ã o hoa borac.

- Sử d ụ n g p h ư ơ n g p h á p n g o ạ i suy đồ t h ị đ ể t í n h AS°.

124

B à i 1 4

CÂN BẰNG HOA HỌC VÀ sự CHUYÊN DỊCH

C Â N B Ằ N G

1. LÍ THUYẾT

Đ ố i vớ i n h i ề u p h ả n ứ n g hoa học, p h ả n ứ n g k h ô n g d i ễ n ra m ộ t c á c h h o à n t o à n , tức là t ừ c ác c h ấ t t h a m gia p h ả n ứ n g k h ô n g t h u được 100% sản p h ẩ m . Đ ó l à v ì p h ả n ứ n g đ ã d i ễ n r a theo h a i c h i ề u : c h i ề u t h u ậ n t ừ t r á i sang p h ả i v à c h i ề u ngh ịch theo h ư ớ n g ngược l ạ i . Sự c h u y ể n hoa k h ô n g h o à n t o à n t ừ c h ấ t đ ầ u t rở t h à n h s ả n p h ẩ m x ả y r a ngay cả k h i để p h ả n ứ n g d i ễ n r a t r o n g m ộ t t h ờ i g ian d à i . P h ả n ứ n g đ ạ t t ố i m ộ t t r ạ n g t h á i t ạ i đó n ồ n g độ s ả n p h ẩ m cũng n h ư n ồ n g độ c á c c h ấ t p h ả n ứng k h ô n g t h a y đ ổ i theo t h ò i g ian; t r ạ n g t h á i đó được g ọ i là cân bằng hoa học. T ạ i t r ạ n g t h á i c â n bằng , t u y n ồ n g độ c á c c h ấ t k h ô n g t hay đ ổ i , song p h ả n ứ n g v ẫ n d i ễ n r a theo h a i c h i ề u ngược n h a u v ớ i tốc độ ngang b ằ n g nhau . Đ ố i v ớ i p h ả n ứ n g t ổ n g q u á t

m A + n B + . . . . ; ì m'C + n 'D +

n ế u p h ả n ứ n g t h u ậ n v à p h ả n ứ n g nghịch đ ề u là các p h ả n ứ n g sơ cấp t h ì theo đ ị n h l u ậ t t á c d ụ n g k h ố i lượng, ta có b i ể u thức tốc độ p h ả n ứ n g t h u ậ n

v t h = k t h [ A ] m [ B ] " . . . .

và b i ể u thức tốc độ p h ả n ứ n g nghịch

v n g h = k n g h [ C ] m ' [ D ] n ' . . . .

vớ i k t h , k n g h l à c á c h ằ n g s ố tốc độ của p h ả n ứ n g t h u ậ n v à p h ả n ứ n g nghịch; [ A ] , [ B ] , [C] , [D] là n h ữ n g n ồ n g độ h i ệ u d ụ n g c á c c h ấ t t í n h b ằ n g mol/1.

Ở đ i ề u k i ệ n c â n b ằ n g , v t h = v n g h . do đó

k , h [ A ] : ; [ B ] c

n

b = k n g h [ C ] c

m

b [ D ] : h

125

T ừ đ â y sau k h i b i ế n đ ổ i t o á n học ta được

K - K _ icrãĐìí k n g h [A] c

m

b [B] c

n

b

K được gọ i l à h ằ n g s ố c â n b ằ n g v à ch ỉ t h a y đ ổ i k h i n h i ệ t đ ộ thay đôi; K không thay đổi với sự thay đổi nồng độ.

V ị t r í của c â n b ằ n g hoa học sẽ c h u y ể n dịch k h i c h ị u t á c đ ộ n g của y ế u t ố nồng độ, n h i ệ t độ . C h i ề u c h u y ể n dịch sẽ được t h ể h i ệ n m ộ t cách k h á i q u á t qua n g u y ê n lí Le Chate l ie r :

Một sự thay đổi các yếu tố có ảnh hưởng tới hệ cân bằng thì vị trí cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại sự thay đổi đó.

2. THỰC HÀNH

2 . 1 . H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ

Hoa chất: D u n g dịch F e C l 3 b ã o hoa; d u n g d ịch k a l i t h ioxyana t

b ã o hoa ( K S C N ) ; a x i t H N 0 3 đặc ; Cu k i m l o ạ i ; h ỗ n hợp s i n h h à n (nưốc đ á + m u ố i N a C l ) .

Dụng cụ: ố n g n g h i ệ m ; b ì n h c ầ u 5 0 m l có n ú t cao su v à ống dẫn

k h í ; ống đo l O m l ; cốc 2 5 m l , 5 0 m l ; p ipe t l O m l ; ố n g n h ỏ g i ọ t ; c h ậ u t h ú y t i n h ; g iá sắ t , k ẹ p sắ t .

2.2. Cách tiến hành

Thí nghiệm 1. ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ TỚI CÂN BẰNG

R ó t 3 0 m l nước c ấ t v à o cốc 50ml ; t h ê m d u n g dịch b ã o hoa F e C l 3 và K S C N , m ỗ i t h ứ 1 - 2 g i ọ t . Q u a n s á t m à u đỏ s á n g của h ỗ n hợp ( n ế u cần có t h ể pha l o ã n g h ỗ n hợp b ằ n g nước cấ t ) . V i ế t p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứng t h u ậ n ngh ịch v à b i ể u thức h ằ n g s ố c â n b ằ n g . Ch ia đ ề u h ỗ n hợp lỏng v à o b ố n ống n g h i ệ m .

D ù n g ố n g n h ỏ g i ọ t cho 2 g i ọ t d u n g d ịch F e C l 3 đặc v à o ố n g n g h i ệ m 1. Q u a n s á t v à g i ả i t h í c h sự t h a y đ ổ i c ư ờ n g độ m à u sắc t r o n g ống n g h i ệ m . C â n b ằ n g c h u y ể n d ịch theo c h i ề u n à o ?

Cho 2-3 g i ọ t K S C N v à o ố n g n g h i ệ m 2. Q u a n s á t sự t h a y đ ổ i m à u sắc v à g i ả i t h í c h .

126

Cho m ộ t í t t i n h t h ể KC1 v à o ống n g h i ệ m 3; lắc m ạ n h ống n g h i ệ m cho t a n h é t . So s á n h m à u sắc h ỗ n hợp vớ i m à u sắc của ống n g h i ệ m 4. G i ả i t h í c h .

Thỉ nghiệm 2. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ TỚI CẤN BẰNG

T h u k h í N 0 2 đỏ n â u v à o h a i b ì n h c ầ u đ á y t r ò n ( c h ú ý độ đ ậ m của

N 0 2 l à n h ư n h a u ở h a i b ì n h ) được t h ô n g v ớ i n h a u b ằ n g ống t h ú y t i n h ( h ì n h 14.1).

Hình 14.1. Thiết bị khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ tới cân bằng N 2 0 4 ì 2N0 2

Nhúng một bình vào cốc chứa nước đá + muối; bình kia nhúng vào

cốc nước n ó n g g i à . Q u a n s á t m à u sắc ở h a i b ì n h . G i ả i t h í c h . T í n h h ằ n g

số c â n b ằ n g của p h ả n ứ n g

2 N 0 2 N 2 0 4 AH° = - 61 ,446kJ

b iế t r ằ n g ở 5 0 ° c h ỗ n hợp c â n b ằ n g chứa 60% N 2 0 4 .

3. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

1. Dựa v à o p h ư ơ n g t r ì n h đ ẳ n g n h i ệ t Van ' t Hoff , h ã y g i ả i t h í c h va i t r ò của

sự t h ê m K S C N , F e C l 3 t ớ i sự thay đ ổ i vị t r í c â n b ằ n g của p h ả n ứ n g

F e C l 3 + K S C N ; i KC1 + F e ( S C N ) 2 + + 2C1"

2. C â n b ằ n g hoa học của p h ả n ứ n g 2 N 0 2 V - N 2 0 4 sẽ d ịch c h u y ể n

theo c h i ề u n à o k h i t ă n g n h i ệ t độ? B i ế t AH° = - 61 ,44kJ .

3. T í n h h ằ n g s ố c â n b ằ n g Kp, K c đ ố i v ớ i p h ả n ứ n g đ ã cho ở (2) t ạ i 5 0 ° c

b i ế t h ỗ n hợp c â n b ằ n g chứa 60% N 2 0 4 v ề s ố mo i .

127

B à i l ỗ

C Á C Y Ê U T Ố Ả N H H Ư Ở N G Đ Ế N T ố c Đ Ộ P H Ả N ỨNG

1. L Í T H U Y Ế T

C á c h ệ p h ả n ứ n g hoa học có t h ể l à đ ồ n g t h ể h ay d ị t h ể . H ệ phản

ứ n g được gọ i là đ ồ n g t h ể k h i c h ú n g d i ễ n ra t r o n g h ệ m ộ t pha . Ngược l ạ i các p h ả n ứ n g d ị t h ể x ả y r a t r o n g m ô i t r ư ờ n g k h ô n g đ ồ n g n h ấ t g iữa các

c h ấ t ở n h ữ n g pha k h á c n h a u ( r ắ n - lỏng , k h í - lỏng) .

Tốc độ của p h ả n ứ n g t h ư ờ n g đo b ằ n g b i ế n t h i ê n n ồ n g đ ộ của một

t r o n g các c h ấ t t h a m gia hay c h ấ t t ạo t h à n h sau p h ả n ứ n g t r o n g một đơn v ị t h ờ i g ian .

Đ ố i v ớ i p h ả n ứ n g t ổ n g q u á t :

aA + b B - > cC + d D (1)

Tốc độ t r u n g b ì n h của p h ả n ứng :

- , ÁC v = ± —

Át Tốc độ tức t h ò i của p h ả n ứng :

v = lim± = ±—— Ãĩ-»õ Át d t

Tốc độ p h ả n ứ n g p h ụ thuộc v à o b ả n c h ấ t của c h ấ t p h ả n ứ n g v à các đ i ề u k i ệ n n h ư : n ồ n g độ , n h i ệ t độ , c h ấ t x ú c t á c . . .

LI. Anh hưởng của nồng độ các chất phản ứng

Đ ị n h l u ậ t t á c d ụ n g k h ố i lượng : Ở nhiệt độ không đổi, tốc độ của

phản ứng tỉ lệ với tích nồng độ các chất phản ứng được lũy thừa lên vã số mủ bằng hệ số tỉ lượng tương ứng.

128

V ớ i p h ả n ứ n g (1), tốc độ được b i ể u d i ễ n b ằ n g b i ể u thức

v = k . c ; . c £

H ệ s ố t ỉ l ệ k là h ằ n g s ố tốc độ của p h ả n ứ n g hoa học, c ũ n g được gọi là "tốc độ r i ê n g " vì thực t ế k = V k h i nồng độ của m ỗ i c h ấ t ban đ ầ u bằng đơn v ị . H ằ n g s ố tốc độ p h ụ thuộc v à o b ả n c h ấ t của c h ấ t p h ả n ứng, n h i ệ t độ.

T r o n g h ệ d ị t h ể , tốc độ p h ả n ứ n g còn p h ụ thuộc v à o d i ệ n t í ch t i ế p

xúc g iữa các pha.

1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ

N h i ệ t độ ả n h h ư ở n g m ạ n h đ ế n tốc độ p h ả n ứ n g . Sự t ă n g n h i ệ t độ r ấ t n h ỏ có t h ể l à m t ă n g tốc độ p h ả n ứ n g r ấ t lớn .

Số l ầ n b i ế n đ ổ i tốc độ p h ả n ứ n g (hay h ằ n g s ố tốc độ) k h i n h i ệ t độ thay đ ổ i 1 0 ° c g ọ i là h ệ s ố n h i ệ t độ của tốc độ p h ả n ứ n g . K í h i ệ u là y

k t , k t + 1 0 là h ằ n g s ố tốc độ ở các n h i ệ t độ t v à t + 10°, suv ra

kt+n.10= y n -k t

nghĩa là k h i n h i ệ t độ t ă n g theo cấp s ố cộng t h ì h ằ n g s ố tốc độ t ă n g theo cấp sô n h â n .

V ớ i p h ả n ứ n g đ ồ n g t h ể , đ a số t r ư ờ n g hợp, h ệ s ố n h i ệ t độ của tốc độ

phản ứ n g có g iá t r ị t r o n g g iớ i h ạ n t ừ 2 - 4, đó là quy tắc V a n H ấ p

(Van't H o f f ) . Q u y tắc n à y ch ỉ g ầ n đ ú n g t r o n g k h o ả n g n h i ệ t độ k h ô n g

cao, í t có g i á t r ị khoa học.

Sau n à y , A r e n i u t ( A r r h e n i u s ) dựa t r ê n k ế t q u ả thực n g h i ệ m đ ã m ô

tả c h í n h x á c ả n h h ư ở n g của n h i ệ t độ đ ế n tốc độ p h ả n ứ n g b ằ n g p h ư ơ n g

t r ì n h :

k = A e " E ' / R T (2)

A: h ằ n g s ố được g ọ i là t h ừ a số t rước l ũ y t h ừ a , có t r ị s ố r i ê n g cho m ỗ i l o ạ i p h ả n ứ n g v à k h ô n g p h ụ thuộc v à o n h i ệ t độ

e: cơ s ố của l o g a r i t t ự n h i ê n

129

T: n h i ệ t độ t u y ệ t đ ố i

E*: n ă n g l ư ợ n g h o ạ t hoa

R: h ằ n g s ố k h í lí t ư ở n g .

T ừ p h ư ơ n g t r ì n h (2), T n ằ m ở số m ũ n ê n k h i t ă n g T t h ì k t ă n g rấ t

nhanh .

1.3. Ảnh hưởng của chất xúc tác

C h ấ t x ú c t á c l à c h ấ t l à m t ă n g hay g i ả m tốc độ p h ả n ứ n g hoa học;

sau p h ả n ứ n g b ả n c h ấ t hoa học c ũ n g n h ư l ư ợ n g của n ó k h ô n g thay đổ i .

C h ấ t x ú c t á c l à m t ă n g tốc độ p h ả n ứ n g được g ọ i l à x ú c t á c dương,

l à m g i ả m tốc độ p h ả n ứ n g được gọ i là c h ấ t x ú c t á c â m .

Những đác tỉnh của chất xúc tác

- Tính chọn lọc: m ỗ i c h ấ t x ú c t á c ch ỉ có t h ể l à m t h a y đ ổ i ( t ă n g hay

g i ả m ) tốc độ của m ộ t hay m ộ t s ố p h ả n ứ n g .

Ví dụ: C H 3 - C H 2 O H M'°[ ) C H 2 = C H 2 + H 2 0 400" c

C H 3 - C H 2 O H C u ) C H 3 C H O + H 2

300" c

- C h ấ t x ú c t á c ch ỉ có k h ả n ă n g l à m tăng tốc độ phản ứng của

những phản ứng có thể xảy ra được, nghĩa l à AG < 0 n h ư n g v ì n ă n g

lượng h o ạ t hoa q u á l ớ n v à e n t r o p i q u á n h ỏ m à x ả y r a v ớ i tốc độ nhỏ .

- Với phản ứng thuận nghịch, chất xúc tác làm tăng tóc độ của cả

hai phản ứng thuận và nghịch ở mức độ như nhau. N ó i c á c h k h á c , chấ t x ú c t á c k h ô n g l à m c â n b ằ n g c h u y ể n dịch m à l à m c â n b ằ n g nhanh c h ó n g đ ạ t t ớ i .

- Hoạt tính của n h i ề u c h ấ t x ú c t á c r ắ n t ă n g m ạ n h k h i c h ú n g chứa

t h ê m m ộ t l ư ợ n g n h ỏ c á c c h ấ t t ă n g hoạ t ; ngược l ạ i h o ạ t t í n h có t h ể bị g i ả m hoặc m ấ t h ẳ n bở i c h ấ t độc x ú c t á c .

- Ch ỉ c ầ n l ư ợ n g n h ỏ c h ấ t x ú c t á c c ũ n g đ ủ t ạ o r a t á c d ụ n g x ú c t ác đ á n g k ể .

Có 2 l o ạ i x ú c t á c : x ú c t á c đ ồ n g t h ể v à x ú c t á c dị t h ể .

130

2. T H Ự C H À N H

2 . 1 . H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ

Hoa chất: - D u n g dịch n a t r i t h i o s u n í a t 0 , 2M; a x i t s u n í u r i c 0 , 2 M và 20%; k a l i pemangana t 0 ,05N,; a x i t oxalic 0 ,1N; k a l i đ i c r o m a t 0,2%; h i đ r o peoxi t 2%; k a l i c romat 0 ,1M; mangan s u n f a t 0 , 1 M .

- C h ấ t r ắ n : io t , b ộ t n h ô m , k ẽ m h ạ t v à k ẽ m bộ t .

Dụng cụ: ố n g n g h i ệ m , b ì n h c ầ u 5 0 m l có n ú t cao su v à ống d ẫ n khí , ống đo l O m l , p ipe t l O m l , bu re t 2 5 m l , n h i ệ t k ế , b ì n h đ i ề u n h i ệ t ,

đồng h ồ b ấ m g iây , b ì n h W u r t z , p h ễ u n h ỏ g iọ t , c h ậ u t h ú y t i n h , cố i c h à y . giá sắ t , k ẹ p sắ t .

2.2. Cách tiến hành

Thí nghiêm 1. ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ CHẤT PHẢN ỨNG ĐẾN

TỐC Độ PHẢN ÚNG TRONG HỆ ĐÓNG THỂ

Thực h i ệ n p h ả n ứ n g g iữa n a t r i t h i o s u n f a t vớ i a x i t s u n í u r i c , k h i g i ữ n g u y ê n n h i ệ t độ v à n ồ n g độ a x i t s u n í u r i c , ch ỉ t hay đ ổ i nồng độ n a t r i

t h i o s u n í a t

N a 2 s 2 0 3 + H 2 S 0 4 - > N a 2 S 0 4 + H 2 0 + S 0 2 T + s i

D ù n g p ipe t cho v à o 3 ống n g h i ệ m , m ỗ i ống 3 m l a x i t s u n í u r i c 0 , 2 M .

L ấ y 3 ố n g n g h i ệ m k h ô k h á c đ á n h s ố t h ứ t ự Ì , 2, 3. D ù n g p ipe t cho

vào Ống t h ứ n h ấ t l m l n a t r i t h i o s u n f a t 0 , 2 M v à 2 m l nước cấ t . Ô n g t h ứ

hai cho 2 m l n a t r i t h i o s u n f a t v à l m l nước cấ t . Ô n g t h ứ 3 cho 3 m l n a t r i

t h iosunfa t 0,2 M . L ắ c đ ề u các ống n g h i ệ m .

Đ ổ n h a n h d u n g dịch a x i t s u n í i i r i c t ừ m ộ t t r o n g 3 ống n g h i ệ m đ ã

chuẩn bị ở t r ê n v à o ố n g n g h i ệ m Ì , lắc đ ề u . D ù n g đ ồ n g h ồ b ấ m g i â y

theo dõi t h ờ i g i an t ừ l ú c đ ổ ha i d u n g dịch v à o n h a u cho đ ế n k h i x u ấ t h i ệ n k ế t t ủ a đục sữa.

T i ế n h à n h t h í n g h i ệ m v ớ i ống n g h i ệ m 2 v à 3 t ư ơ n g t ự n h ư ống n g h i ệ m 1. Tốc độ p h ả n ứ n g có t h ể t í n h theo c ô n g thức V = 1/At (Át là t h ờ i g i an thực h i ệ n p h ả n ứng) .

C h ú ý quan s á t k ế t t ủ a đục sữa n h ư n h a u t r o n g c á c l ầ n t h í n g h i ệ m . gh i k ế t q u ả v à o b ả n g . N h ậ n x é t v à g i ả i t h í c h .

131

STT

Thể tích (mi) Tỉ lệ nồng độ Na^O,

AI (s) 1 V ~ A t

V,:V 2:V, STT

H 2S0 4 N a ^ o , H 2 0 Tổng

Tỉ lệ nồng độ Na^O,

AI (s) 1 V ~ A t

V,:V 2:V,

ì

2

3

Thí nghiệm 2. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ÚNG

Thực h i ệ n p h ả n ứ n g g iữa k a l i pemaganat v à a x i t oxal ic tror^Ị môi

t r ư ờ n g ax i t ở c á c n h i ệ t độ k h á c n h a u

5 H 2 C 2 0 4 + 2 K M n 0 4 + 3H 2 S0 4 -> 10CO 2 + 2 M n S 0 4 + KaSO, + 8H 2 0

D u n g dịch k a l i pemaganat l úc đ ầ u có m à u t í m , k h i p h ả n ứ n g kế t

t h ú c d u n g dịch t r o n g suốt , k h ô n g m à u .

D ù n g pipet l ấ y v à o ống n g h i ệ m k h ô 2 m l dung dịch k a l i pemanganat

0,05N và v à o ống n g h i ệ m k h ô k h á c 2 m l dung dịch ax i t oxalic 0,1N, 2ml

dung dịch H 2 S 0 4 0 ,1M. Đ ổ 2 dung dịch vào nhau.

D ù n g đ ồ n g h ồ b ấ m g i â y gh i t h ò i g ian t ừ l úc t r ộ n đ ế n k h i d u n g dịch

m ấ t m à u h o à n t o à n , gh i n h i ệ t độ p h ò n g .

T i ế n h à n h t h í n g h i ệ m t ư ơ n g t ự n h ư t r ê n ở c á c n h i ệ t đ ộ k h á c nhau:

- N h i ệ t độ p h ò n g + 1 0 ° c

- N h i ệ t độ p h ò n g + 2 0 ° c

- N h i ệ t độ p h ò n g + 3 0 ° c

C á c t h í n g h i ệ m t i ế n h à n h t r o n g b ì n h đ i ề u n h i ệ t . T r ư ớ c k h i t r ộ n hai

dung dịch p h ả i n g â m các ống n g h i ệ m đ ự n g c á c c h ấ t p h ả n ứ n g t rong

b ì n h đ i ề u n h i ệ t k h o ả n g 10 p h ú t đ ể cho n h i ệ t độ của c h ú n g b ằ n g n h i ệ t

độ của b ì n h . Sau k h i t r ộ n 2 d u n g dịch k h ô n g nhấc ố n g n g h i ệ m ra k h ỏ i b ì n h đ i ê u n h i ệ t .

G h i k ế t q u ả v à o b ả n g , n h ậ n x é t v à g i ả i t h í c h .

132

SÍT Nhiêt đô phán ứng ("C)

Thời gian Át (s) Tốc độ phán ứng 1

~ Át

Hệ số nhiêt độ y

V ẽ đồ t h ị sự p h ụ thuộc n h i ệ t độ của tốc độ p h ả n ứ n g v à o n h i ệ t độ . N h ậ n x é t đồ t h ị t h u được.

Thí nghiệm 3. ẢNH HƯỞNG CỦA CHÁT xúc TÁC ĐÔNG THỂ ĐẾN

TỐC Độ PHẢN ÚNG

a. L ấ y v à o 2 ố n g n g h i ệ m m ỗ i ống 2 m l d u n g dịch a x i t oxalic 0 ,1N,

2ml ax i t s u n í u r i c 0 , 1 M . T h ê m v à o ống n g h i ệ m Ì v à i g i ọ t M n S 0 4 0 ,1M. Sau đó cho v à o cả h a i ống n g h i ệ m , m ỗ i ống l m l d u n g dịch k a l i pemanganat 0 .05N. Theo dõi t h ò i g ian t ừ l úc t r ộ n 2 d u n g dịch đ ế n k h i

dung dịch m ấ t m à u h o à n t o à n .

G h i k ế t q u ả v à o b ả n g , n h ậ n xé t và g i ả i t h í c h .

STT V K M n 0 j ( m l ) VH :S0 4 ( m l ) V H ; C ; 0, ( m l ) Dung dịch MnS0 4

Át (s) 1 ~ Át

1 1 2 2 vài giọt

2 1 2 2 không

b . Sự p h â n h u y h i đ r o peoxi t vớ i x ú c t á c : d u n g dịch K 2 C r 2 0 7 .

L ắ p d ụ n g cụ n h ư h ì n h 15.1.

Cho nước v à o b u r e t đ ế n v ạ c h 0, d ù n g n g ó n tay b ị t c h ặ t m i ệ n g bu re t

và ú p ngược v à o c h ậ u nước. L ắ p bure t v à o g iá , gh i t h ê t í ch nước t r o n g buret . N h i ệ t độ của H. ,0 t r o n g c h ậ u cố đ ị n h 25 ± l ° c .

L ấ y 3 0 m l d u n g dịch k a l i đ i c r o m a t 0,2% cho v à o b ì n h c ầ u 1; 2 0 m l

dung dịch h i đ r o peoxi t 2% v à o b ì n h c ầ u 2. c ả h a i b ì n h đ ặ t t r o n g c h ậ u

nước 10 p h ú t . D ù n g p ipe t l ấ y 5 m l d u n g dịch h i đ r o peoxi t cho v à o b ì n h

cầu 1. Q u a n s á t , đ ậ y k í n b ì n h c ầ u b ằ n g n ú t có ống d ẫ n k h í v à o m i ệ n g

buret , lắc l i ên t ục v à đ ề u b ì n h c ầ u ( v ẫ n đ ặ t t r o n g c h ậ u nước) . Cứ 30

g i ây g h i t h ể t í c h ox i t h o á t ra . N h ậ n x é t m à u d u n g dịch k h i q u á t r ì n h k ế t t h ú c . T i ế n h à n h í t n h ấ t 15 p h é p đo .

133

L ặ p l ạ i t h í n g h i ệ m t r ê n , t hay dung dịch k a l i đ i c r o m a t b ằ n g nưốc c ù n g t h ể t í c h n h ư t r ê n .

V ẽ đ ư ờ n g cong sự p h ụ thuộc cua t h ò i g ian v à o t h ê t í c h o x i t h o á t ra t r o n g 2 t h í n g h i ệ m t r ê n . K ế t l u ậ n v a i t r ò của k a l i đ i c r o m a t .

Thí nghiệm 4. ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT xúc TÁC DỊ THỂ ĐẾN TỐC Độ PHẢN ÚNG

Cho v à o cố i sứ k h ô m ộ t í t t i n h t h ể i o t . D ù n g c h à y sứ n g h i ề n nhỏ sau đó t h ê m b ộ t n h ô m . T r ộ n đ ề u b ằ n g đ ũ a t h ú y t i n h . N h ậ n xé t . Cho

v à o m ộ t g iọ t nước. N h ậ n x é t p h ả n ứng , v a i t r ò của nước đ ế n tốc độ p h ả n ứng . V i ế t p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứng .

Thí nghiệm 5. ẢNH HƯỞNG CỦA DIỆN TÍCH BẼ MẶT ĐÈN TỐC ĐỘ PHẢN ÚNG TRONG HỆ DỊ THẾ

L ắ p d ụ n g cụ n h ư h ì n h 15.1.

Hình 15.1. Dụng cụ nghiên cứu sự phân huy hiđro peoxit

Cho 20ml axit suníuric vào bình cầu (dùng ống đong), cân o.lg kẽm

h ạ t cho v à o b ì n h cầu t r ê n . Đ ậ y k í n b ì n h c ầ u b ằ n g n ú t có ố n g d ã n k h í

/ à o m i ệ n g bure t . G h i t h ể t í ch k h í h i đ r o t h o á t ra t r o n g k h o ả n g 2 - 4

134

p h ú t . L ặ p l ạ i t h í n g h i ệ m t r ê n , t hay k ẽ m h ạ t b ằ n g k ẽ m bộ t . Cho b i ế t

d i ệ n t í c h t i ế p x ú c ả n h h ư ở n g n h ư t h ế n à o đ ế n tốc độ p h ả n ứng?

Chú ý: T h í n g h i ệ m t i ế n h à n h ở n h i ệ t độ k h ô n g đ ổ i .

3. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

1. T í n h h ệ s ố n h i ệ t độ của tốc độ p h ả n ứ n g t r o n g n h ữ n g t r ư ờ n g hợp sau đ â y :

a) Ở 393K p h ả n ứ n g k ế t t h ú c sau 18 p h ú t ; ở 4 5 3 K p h ả n ứ n g k ế t

t h ú c sau l ,5s .

b) K h i h ạ n h i ệ t độ x u ố n g 45°, p h ả n ứ n g c h ậ m đ i 25 l ầ n .

c) Ở 288K, h ằ n g s ố tốc độ b ằ n g 2 . K T V 1 còn ở 325K b ằ n g 0,38s _ 1 .

2. T ạ i sao t r o n g c á c l ầ n t i ế n h à n h đo tốc độ p h ả n ứ n g ở t h í n g h i ệ m Ì , 2, 3 t ổ n g t h ể t í c h của các d u n g dịch p h ả n ứ n g p h ả i cố đ ịnh?

3. T ạ i sao n ó i l à coi tốc độ p h ả n ứ n g b ằ n g nghịch đảo của k h o ả n g t h ờ i

g ian p h ả n ứng? N ê u h i ể u c h í n h xác t h ì V = — có đ ú n g l à tốc độ Át

của p h ả n ứ n g đ a n g k h ả o s á t k h ô n g ? Q u a n n i ệ m n h ư v ậ y có ả n h

h ư ở n g t ớ i k ế t q u ả t h í n g h i ệ m k h ô n g ?

4. G i ả i t h í c h n h ư t h ế n à o v ề va i t r ò c h ấ t xúc t á c t r o n g p h ả n ứ n g x ú c

t á c đ ồ n g t h ể v à x ú c t á c d ị t h ê .

135

B à i 1 6

X Á C Đ Ị N H H Ằ N G s ố T ố c Đ Ộ V À B Ậ C R I Ê N G

P H Ầ N Đ Ô I V Ớ I H I Đ R O P E O X I T T R O N G P H Ả N ỨNG

O X I H O A I O Đ U A B Ằ N G H I Đ R O P E O X I T

1. LÍ T H U Y Ế T

Đ ố i vớ i p h ả n ứ n g t ổ n g q u á t :

aA + b B - > c C + d D (1)

Sự p h ụ t h u ộ c của tốc độ p h ả n ứ n g v à o n ồ n g đ ộ c á c c h ấ t p h ả n

ứ n g t r o n g t r ư ờ n g hợp đ ơ n g i ả n được b i ể u d i ễ n b ằ n g p h ư ơ n g t r ì n h

đ ộ n g học

V = k . C a

A . C g

v: tốc độ tức t h ờ i của p h ả n ứ n g t ạ i m ộ t t h ò i đ i ể m n à o đó ;

C A , C B : n ồ n g độ c h ấ t A v à B ở t h ờ i đ i ể m đó ;

k: h ằ n g số tốc độ p h ả n ứng , p h ụ thuộc v à o b ả n c h ấ t của c á c chấ t

p h ả n ứ n g v à n h i ệ t độ .

Bậc p h ả n ứ n g là t ổ n g c á c s ố m ũ của c á c t h ừ a s ố n ồ n g độ t rong

p h ư ơ n g t r ì n h đ ộ n g học của p h ả n ứ n g . Theo p h ư ơ n g t r ì n h đ ộ n g học

t r ê n , bậc của p h ả n ứ n g (1) l à a' + b', còn à', b ' l à bậc r i ê n g p h ầ n đ ố i với

c h ấ t A v à c h ấ t B t ư ơ n g ứ n g .

Có m ộ t số p h ả n ứ n g đ ơ n g i ả n t h ì g i á t r ị p h â n t ử s ố v à bậc p h ả n

ứ n g có t h ê t r ù n g n h a u , còn đ a s ố p h ả n ứ n g p h â n t ử s ố v à bậc p h ả n ứ n g

có n h ữ n g g iá t r ị k h á c n h a u . Bậc của p h ả n ứ n g có t h ể l à p h â n số. có t h ể

b ằ n g 0; t r o n g k h i đó p h â n t ử số của p h ả n ứ n g ch ỉ l à n h ữ n g s ố n g u y ê n .

136

P h â n l o ạ i p h ả n ứ n g theo p h â n t ử số là dựa t r ê n cơ c h ế của c h ú n g , còn p h â n l o ạ i theo bậc là dựa t r ê n đặc đ i ể m động học. H a y n ó i c á c h k h á c : phân tử sô của phản ứng là khái niệm rút ra từ lí thuyết, còn bậc của phản ứng là khái niệm rút ra từ thực nghiệm.

Thực n g h i ệ m ch ỉ x ác đ ị n h được bậc r i ê n g p h ầ n của t ừ n g chấ t . Có n h i ê u p h ư ơ n g p h á p x á c đ ị n h bậc p h ả n ứng , t h ư ờ n g d ù n g là p h ư ơ n g p h á p cô l ậ p O t v a n (Os twald) .

Cỡ sở của p h ư ơ n g p h á p là ở chỗ m ộ t c h ấ t p h ả n ứ n g được l ấ y l à m đ ố i t ư ợ n g n g h i ê n c ứ u p h ả i sao cho t rong q u á t r ì n h p h ả n ứ n g , nồng độ

chấ t n g h i ê n cứu t h a y đ ổ i , t r o n g k h i nồng độ các c h ấ t p h ả n ứ n g k h á c

b i ế n t h i ê n k h ô n g đ á n g k ể . M u ố n v ậ y các c h ấ t p h ả n ứ n g n à y p h ả i được lấy r ấ t d ư so v ớ i so v ớ i c h ấ t k h ả o s á t . Bậc r i ê n g p h ầ n đ ố i v ớ i c h ấ t được

chọn đ ể x é t n h ư v ậ y sẽ được xác đ ị n h dựa v à o p h ư ơ n g t r ì n h đ ộ n g học t hu được b ằ n g p h ư ơ n g p h á p v i p h â n hoặc p h ư ơ n g p h á p t í c h p h â n .

2. THỰC HÀNH

2 . 1 . N g u y ê n t ắ c

T r o n g t h í n g h i ệ m n à y n g h i ê n cứu p h ả n ứ n g ox i hoa i o đ u a b ằ n g

h i đ r o peoxi t

31- + H 2 0 2 + 2 H + -> lã + 2 H 2 0 (2)

C h ú ý i on t r i i o đ u a I 3 là p h â n t ử io t t ạ o phức v ớ i i o đ u a . Phức n à y

l à m t ă n g độ t a n của i o t t r o n g nước.

I ~ s i nh ra được k h ử b ằ n g t h i o s u n f a t

I3- + 2S20*- -> 31- + S40^" (3)

Dùng dung dịch r với lượng dư lớn, tương tác với dung dịch hiđro

peoxit t r o n g m ô i t r ư ờ n g ax i t , sau đó đo t h ể t í ch d u n g dịch t h i o s u n f a t

cần d ù n g theo t h ờ i g ian , x á c đ ị n h được quy l u ậ t của tốc độ p h ả n ứng ,

t í n h được h ằ n g s ố tốc độ p h ả n ứ n g (2) v à bậc r i ê n g p h ầ n đ ố i v ố i h i đ r o

peoxit

v = _dỊH£J=k,[HA]

dt

137

2.2. H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ

Hoa chất: D u n g dịch n a t r i t h i o s u n f a t 0 , 1 M ; a x i t s u n í u r i c I M ;

dung dịch h i đ r o peoxi t 0 , 1 M ; k a l i i o đ u a r ắ n .

Dụng cụ: B ì n h n ó n 2 5 0 m l ; b u r e t 2 5 m l ; p ipe t l O m l ; ố n g đ o n g lOml,

250ml ; p h ễ u ; c h ậ u t h ú y t i n h (<|) = 20cm); n h i ệ t k ế ; m á y k h u ấ y t ừ v à con

từ ; đ ồ n g h ồ b ấ m g i â y .

N h ó m 2 s i n h v i ê n c ù n g l à m .

2.3. Cách tiến hành

L ắ p d ụ n g cụ n h ư h ì n h 16 .1 .

Đ ổ d u n g dịch n a t r i t h i o s u n í a t vào

bure t đ ế n v ạ c h 0. Cho v à o b ì n h nón 150ml nước cấ t (đo b ằ n g ống đong) ; 0,5g k a l i i o đ u a r ắ n (cân c h í n h xác) và lOml dung dịch ax i t s u n í u r i c I M (đo b ằ n g ống đong) . Đ ặ t c h ậ u t h ú y t i n h đ ự n g nước t r ê n m á y k h u ấ y từ . Đ i ề u ch ỉnh n h i ệ t độ của nước t rong c h ậ u b ằ n g 2 0 ° c . Đ ặ t b ình n ó n v à o chậu nước. Cho con t ừ v à o b ình n ó n . B ậ t m á y k h u ấ y . Sau v à i p h ú t nh iệ t độ của dung dịch b ằ n g 2 0 ° c . T ừ buret n h ỏ xuống b ì n h n ó n Ì m i d u n g dịch nat r i th iosunfa t 0 ,1M. H ỗ n hợp p h ả n ứng k h ô n g m à u . Sau đó t h ê m l O m l h iđ ro peoxit 0 ,1M (bằng pipet) v à o b ì n h nón. M ộ t s inh v i ên k h á c b ấ m đ ồ n g h ồ đê t í nh thò i đ i ể m b ắ t đ ầ u cho h i đ r o peoxit . K h i dung dịch có m à u v à n g chanh, ghi thòi g ian tị. K h ô n g d ừ n g đ ồ n g h ồ . t h ê m t i ếp

l m l dung dịch n a t r i th iosunfa t v à o b ì n h n ó n . D u n g dịch m ấ t m à u . K h i dung dịch có m à u v à n g chanh trở l ạ i , ghi t h ờ i g ian t 2 . T i ế p tục n h ỏ dung dịch n a t r i t h iosunfa t v à o b ì n h n ó n v à theo dõi t h ò i g ian n h ư t r ê n đ ế n k h i

n à o dung dịch p h ả n ứ n g k h ô n g có m à u v à n g chanh nữa t h ì n g ừ n g l ạ i . T h í ngh i ệm coi n h ư k ế t t h ú c .

Hình 16.1. Dụng cụ để xác định hằng số tốc độ phản ứng

1. Máy khuấy từ; 2. Con từ; 3. Chậu đựng nước; 4. Bình nón;

5. Nhiêt kế; 6. Buret

138

Chú ý: - C ầ n quan s á t sự x u ấ t h i ệ n sắc m à u v à n g chanh n h ư n h a u t rong d u n g dịch ở các l ầ n t h í n g h i ệ m đ ể gh i t h ờ i g i an cho c h í n h xác .

- N ế u p h ò n g t h í n g h i ệ m k h ô n g có m á y k h u ấ y t ừ v à con từ , có t h ể d ù n g m ô tơ k h u ấ y có g ắ n đ ũ a t h ú y t i n h vớ i c ô n g tắc v à rơ le đ ể đ i ề u

ch ỉnh tốc độ k h u ấ y .

2.4. Tính kết quả

- Các s ố l i ệ u thực n g h i ệ m gh i v à o b ả n g

V Na : S ; 0 l ( m l ) Thời gian (s) VN.,.s..o.. (mi) Thời gian (s)

1 4 2 3

- T í n h h ằ n g s ố tốc độ g i ả bậc n h ấ t đ ố i vớ i h i đ r o peoxi t . P h ư ơ n g t r ì n h động học v i p h â n của p h ả n ứ n g với h ằ n g s ố tốc độ g i ả bậc n h ấ t

d [ H 2 Q 2 ]

dt = k ' [ H 2 0 2 ]

N ồ n g độ i o đ u a k h ô n g đ ổ i v à r ấ t lớn so vớ i h i đ r o peoxi t n ê n n ó đ ã

bao h à m t r o n g k' , do đó k h ô n g có m ặ t t r o n g p h ư ơ n g t r ì n h . Sau k h i l ấ y

t ích p h â n v ả b i ế n đ ố i , ta có

a Ln- k ' t

a - X

a : nồng độ ban đ ầ u của h i đ r o peoxit t r o n g d u n g dịch (mol/1)

X : n ồ n g độ h i đ r o peoxi t đ ã t h a m gia p h ả n ứ n g

a — x: nồng độ của h i đ r o peoxit ở t h ờ i đ i ể m t.

G ọ i V là t h ể t í c h t ổ n g cộng của d u n g dịch

V , là t h ê t í c h của d u n g dịch h i đ r o peoxi t v ớ i n ồ n g độ C j (mol/1)

Vọ là t h ê t í c h của d u n g dịch n a t r i t h i o s u n f a t vớ i n ồ n g độ Cọ (mol/1).

c v T í n h đước: a — 1 * Ì

V

139

Theo p h ả n ứ n g (2) v à (3) cứ 2 mo i t h i o s u n f a t t ư ơ n g ứ n g v ớ i Ì moi

h i đ r o peoxi t n ê n

v _ Ị C 2 V 2 , n y _ C . V Ị Ị C 2 V 2

X — — T a A 2 V

a _ c t v ;

V 2 V

a - X V

c , v , Ì C 0 V. 2 '2 V 2 V

2C.V, a - x 2 C 1 V 1 - C . 2 V 2

Phương pháp 1: X á c đ ị n h k ' dựa v à o s ố l i ệ u t hực n g h i ệ m t ạ i từng

t h ờ i đ i ể m t.

T ừ p h ư ơ n g t r ì n h

In a - X

= k ' t

hoặc

Suy ra

Lập bảng:

2,3031g- a = k ' t a - X

. , _ 2 ,303, a k = l g — -

a - X

t(s) v 2 (mi) V(ml) a X a - X a a - X

lg a

a - X

2,303 ' a k ' = — — lg ——

t a - X

P h ả n ứ n g thực h i ệ n ở n h i ệ t độ k h ô n g đôi . N ế u c á c g i á t r ị t í n h được của k ' g ầ n b ằ n g n h a u nghĩa là bậc p h ả n ứ n g r i ê n g đô i v ớ i h i đ r o peoxit t r o n g đ i ề u k i ệ n t i ế n h à n h t h í n g h i ệ m n h ư t r ê n là bậc Ì v à g i á t r ị t r u n g b ì n h của các g i á t r ị k ' l à h ằ n g s ố tốc độ p h ả n ứ n g .

Phương pháp 2: X á c đ ị n h k ' dựa v à o p h ư ơ n g p h á p đồ t h ị .

L ậ p b ả n g :

t a

lg—=— a - x

cl 3 I n — — =2,3031g——

a - x a - X

V ẽ đồ t h i In a - X

= f ( t )

140

N ế u đồ t h ị t h u được là m ộ t đường t h ẳ n g t h ì p h ả n ứ n g n g h i ê n cứu là bậc 1. H ằ n g s ố tốc độ k ' được xác đ ị n h bằng h ệ số góc của đ ư ờ n g t h ẳ n g

k ' = tga

3. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

1. a) C h ứ n g m i n h n ế u đ ố i vớ i p h ả n ứ n g

A + B -> c + D

b i ể u thức của tốc độ p h ả n ứ n g ( p h ả n ứ n g bậc 1) có d ạ n g

_ d [ A ] V = d t

= k [ A ]

t h ì

H ằ n g s ố tốc đô p h ả n ứ n g k = I g . t a - X

(a là n ồ n g độ ban đ ầ u của c h ấ t A, X là độ g i ả m n ồ n g độ của A sau thò i g ian t ) .

_ , a_ , 0,693 - ì hờ i g i an b á n c h u y ê n hoa: t 1 / 9 =

k b) Đ ố i vớ i p h ả n ứ n g t r ê n , nồng độ c h ấ t A theo t h ờ i g i an n h ư sau:

t 0 5 LO 20 40 (s)

A 2,00 1,34 0,90 0,40 0,08 (mol/1)

- X á c đ ị n h h ằ n g s ố tốc độ của p h ả n ứ n g theo h a i p h ư ơ n g p h á p . So s á n h k ế t q u ả .

- X á c đ ị n h bậc p h ả n ứng .

- Xác đ ị n h t h ò i g i an b á n c h u y ể n hoa.

2. G i ả i t h í c h ý nghĩa n g u ồ n gốc các sai s ố có t h ể có sau đ â y :

- Dung dịch nat r i thiosunfat, h iđro peoxit không phả i là dung dịch lí tương.

- N h i ệ t độ t h a y đ ổ i .

- C á c g i á t r ị k t í n h được ở t ừ n g t h ò i đ i ể m k h ô n g g iống n h a u .

- P h ả n ứ n g ox i hoa r b ằ n g H 2 0 2 t i ế n h à n h t r o n g m ô i t r ư ờ n g bazơ .

141

B à i 1 7

X Á C Đ Ị N H N Ă N G L Ư Ợ N G H O Ạ T H O A C Ủ A P H Ả N ỨNG ĩ • •

O X I H O A - K H Ử G I Ữ A B R O M U A V À B R O M A T

T R O N G M Ô I T R Ư Ờ N G A X I T

1. LÍ T H U Y Ế T

P h ả n ứ n g hoa học là k ế t q u ả của sự va c h ạ m g iữa c á c t i ể u p h â n của c h ấ t p h ả n ứ n g . T ầ n số va c h ạ m giữa các t i ể u p h â n r ấ t cao, n h ấ t là k h i t ă n g n h i ệ t độ . T u y n h i ê n va c h ạ m k h ô n g p h ả i l à đ i ề u k i ệ n đ ủ để p h ả n ứ n g có t h ể x ả y ra . N g ư ờ i ta chấp n h ậ n r ằ n g ch ỉ n h ữ n g va chạm giữa các t i ể u p h â n hoạ t hoa mới có h i ệ u quả , đ i ề u n à y có nghĩa là chúng

p h ả i có d ư n ă n g lượng lúc va chạm m ố i d ẫ n đ ế n k ế t q u ả p h ả n ứng. Các p h â n tử hoạt hoa k h á c với p h â n tử b ì n h t hường ở chỗ :

- Chuyển động t ị nh t i ế n và chuyển động quay của p h â n t ử m ạ n h hơn.

- Đ ộ d à i của c á c l i ên k ế t t r o n g p h â n t ử l ớ n h ơ n .

— Dao đ ộ n g của c á c n g u y ê n t ử hay n h ó m n g u y ê n t ử m ạ n h h ơ n .

- C á c e lect ron ở c á c mức n ă n g lượng cao h ơ n .

N ă n g l ư ợ n g h o ạ t hoa l à n ă n g l ư ợ n g d ư so v ớ i n ă n g l ư ợ n g t r u n g b ì n h của các p h â n t ử p h ả n ứ n g (ở m ộ t n h i ệ t đ ộ đ ã cho) đ ủ cho p h ả n ứ n g có t h ể x ả y ra được. G i ữ a n ă n g lượng h o ạ t hoa v à h ằ n g s ố tốc độ có m ố i l i ê n h ệ b i ê u d i ễ n bở i p h ư ơ n g t r ì n h A r e n i u t

k = A.e _ E * ' (1)

ở đ â y : E* là n ă n g lượng h o ạ t hoa (kJ .mol~ l )

R là h ằ n g s ố k h í ( S ^ U Ơ . m o r V K " 1 )

T là n h i ệ t độ t u y ệ t đôi (K)

A là h ằ n g s ố được gọ i l à t h ừ a s ố t rước l ũ y t h ừ a .

142

G i á t r ị n ă n g l ư ợ n g h o ạ t hoa p h ụ thuộc v à o d ạ n g của c á c t i ể u p h â n p h ả n ứ n g ( p h â n t ử , gốc, n g u y ê n t ử , ion ) v à t r ạ n g t h á i n ă n g lượng của c h ú n g . Đ ố i v ớ i p h ả n ứ n g g iữa các p h â n t ử b ã o hoa hoa t r ị , n ă n g lượng h o ạ t hoa g ầ n v ớ i n ă n g lượng p h â n l i v à b ằ n g 105 -ỉ- S S õ k ơ . m o r 1 .

P h ả n ứ n g g iữa c á c n g u y ê n t ử (hoặc các gốc) x ả y r a v ớ i n ă n g l ư ợ n g

hoạ t hoa g ầ n b ằ n g 0. P h ả n ứ n g của c á c n g u y ê n t ử (hoặc c á c gốc) v ớ i các p h â n t ử x ả y r a v ớ i n ă n g l ư ợ n g h o ạ t hoa có g i á t r ị t r u n g g i an b ằ n g 42 -ỉ- 1 0 5 k J . m o í - ' .

Đ ố i vớ i các p h ả n ứ n g k h á c nhau , đ ạ i l ượng n ă n g l ư ợ n g h o ạ t hoa

dao động t r o n g m ộ t g i ớ i h ạ n k h ô n g l ớ n l ắ m . Đ i ề u n à y có nghĩa là h ệ số n h i ệ t độ của tốc độ đ ố i v ớ i các p h ả n ứ n g k h á c n h a u t h a y đ ổ i t ư ơ n g đ ố i nhỏ , p h ù hợp v ớ i quy tắc V a n - H ố p (Van ' t H o f í ) .

P h ư ơ n g t r ì n h (1) cho t h ấ y :

- N ă n g lượng h o ạ t hoa của p h ả n ứ n g c à n g lớn, p h ầ n va c h ạ m giữa các

p h â n tử hoạ t hoa c à n g bé n ê n tốc độ p h ả n ứ n g c à n g c h ậ m v à ngược l ạ i .

- N ă n g l ư ợ n g h o ạ t hoa c à n g lớn t h ì ả n h h ư ở n g của n h i ệ t độ đ ế n tốc

độ p h ả n ứ n g c à n g l ớ n .

L ấ y l o g a r i t p h ư ơ n g t r ì n h (1):

E* l n k = l n A

RT

hoác lgk = lgA (2) 6 6 2,303RT

Đ ể x ác đ ị n h E*, đ o c á c g iá t r ị h ằ n g s ố tốc độ k i v à k 2 ở các n h i ệ t độ

t ư ơ n g ứ n g T Ị v à T 2 . Đ ư a c á c s ố l i ệ u v à o p h ư ơ n g t r ì n h (2)

- F * l g k ! = + lgA

2,303RT 1

lgk2 = —— + lgA 2,303RT 2

Ì ]EL E * Suy ra: l g , = —

y k. 2,303R

Ì Ì

T T„ V 1l x2 J

143

hay E* = 2,303R í T T

tì í2 l T 2 _ T 1 )

Có t h ể t ì m c á c t r ị s ố của A v à E* t ừ đồ t h ị sự p h ụ t h u ộ c của lgk vào ì , ì

— Hằ r iE s ố A được x á c đ ị n h theo đ o ạ n cắ t bở i đ ư ờ n g t h ă n g t r ê n t rục T

t u n g ^ = 0 T

, còn E* b ằ n g h ệ số góc của đ ư ờ n g t h ẳ n g n h â n v ố i 2,303R.

Đ ể t í n h c h í n h x á c A, t h a y các g i á t r ị k đo được ở n h i ệ t độ T v à o p h ư ơ n g

t r ì n h (2).

N ế u g ọ i t l à t h ờ i g ian c ầ n t h i ế t đ ể t hực h i ệ n p h ả n ứ n g ở n h i ệ t độ

n h ấ t đ ị n h t h ì t h ờ i g i an (t) sẽ t ỉ l ệ nghịch v ớ i h ằ n g s ố tốc đ ộ k , nghĩa là

l n t = - l n k , do đó p h ư ơ n g t r ì n h (2) có t h ể v i ế t :

lgt= lgA (3) 2,303RT

V ậ y n ế u t í n h được t h ờ i g ian đ ể thực h i ệ n p h ả n ứ n g ở m ộ t s ố nh i ệ t

độ, có t h ể t í n h được n ă n g lượng h o ạ t hoa theo c á c c á c h đ ã n ê u ở t r ê n .

2. THỰC HÀNH

2 . 1 . N g u y ê n t ắ c

T h í n g h i ệ m n g h i ê n cứu p h ả n ứ n g ox i hoa - k h ử b r o m u a v à bromat

t r o n g môi t r ư ờ n g a x i t s u n í u r i c v à t í n h n ă n g l ư ợ n g h o ạ t hoa của p h ả n

ứ n g theo các p h ư ơ n g p h á p đ ã n ê u

B r O j + 5Br- + 6 H + -> 3 B r 2 + 3 H 2 0

P h ả n ứ n g x ả y ra c h ậ m ở n h i ệ t độ p h ò n g . M u ố n x á c đ ị n h được thò i

g ian đ ể cho l ượng h ỗ n hợp p h ả n ứ n g t r ê n x ả y r a h o à n t o à n , t h ê m vào

h ỗ n hợp t r ê n m ộ t l ư ợ n g phenol v à v à i g i ọ t m e t y l đỏ . Br,, sẽ t ư ơ n g t ác

r ấ t n h a n h vớ i phenol t ạo t h à n h t r i b r o m p h e n o l .

Sau k h i l ư ợ n g phenol đ ã p h ả n ứ n g h ế t v ớ i b r o m , ch ỉ c ầ n d ư m ộ t

c h ú t b rom sẽ t ẩ y m à u của m e t y l đỏ . Do đó có t h ể gh i được t h ò i gian

p h ả n ứ n g k ế t t h ú c ở các n h i ệ t độ n g h i ê n cứu .

144

2 .2 . H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ

Hoa chất: D u n g dịch phenol 0 .01M, k a l i b r o m u a 0 ,0833M, k a l i bromat 0 ,0167M, a x i t s u n f u r i c 0 ,5M, m e t y l đỏ .

Dung cụ: Cốc Ì l í t , b ì n h n ó n lOOml, p ipe t ( 5ml , l O m l ) , ống n g h i ệ m sạch, n h i ệ t k ế , đ ồ n g h ồ b ấ m giây , bếp đ i ệ n , l ư ớ i a m i ă n g , k ẹ p sắ t , cặp gỗ, g iá sắ t .

2.3. Cách tiến hành (nhóm 2 sinh viên cùng làm)

D ù n g p ipe t cho v à o b ì n h n ó n 10,0ml d u n g d ịch phenol 0 .01M;

5,0ml d u n g dịch k a l i b r o m u a 0,0833; 5 ,0ml d u n g dịch k a l i b r o m a t 0,0167M; 4 g i ọ t m e t y l đỏ , d u n g dịch có m à u v à n g n h ạ t .

L ấ y 5 ,0ml d u n g dịch a x i t s u n í u r i c 0,5 M v à o ố n g n g h i ệ m ( d ù n g ống

đong l O m l ) . Đ ư a b ì n h n ó n v à ống n g h i ệ m đ ã có hoa c h ấ t v ề c ù n g n h i ệ t độ 7 5 ° c ± 0 , 5 ° c b ằ n g c á c h đ ổ nước cấ t v à o cốc Ì l í t ( k h o ả n g 2/3 t h ể

t ích) , đ u n nước t r o n g cốc đ ế n 7 5 ° c ± l ° c v à đ i ề u c h ỉ n h đ ể g i ữ n h i ệ t độ k h ô n g t hay đ ổ i . K h i d u n g dịch t r o n g ống n g h i ệ m v à b ì n h n ó n đ ạ t t ớ i

n h i ệ t độ t r ê n , đ ổ n h a n h d u n g dịch ỏ ống n g h i ệ m v à o b ì n h n ó n , lắc n h ẹ .

dung dịch có m à u đỏ . B ấ m đ ồ n g hồ đế t í n h t h ò i g i an t ừ l úc b ắ t đ ầ u đố dung dịch đ ế n k h i d u n g dịch m ấ t m à u h o à n t o à n .

T i ế p tục t i ế n h à n h t h í n g h i ệ m ở các n h i ệ t độ 6 5 ° c . 5 5 ° c , 4 5 ° c ,

35°c , 2 5 ° c .

2.4. Tính kết quả

G h i các s ố l i ệ u thực n g h i ệ m v à o bảng :

t"C t (thời gian) s

75 65

25

X á c đ ị n h n ă n g l ư ợ n g h o ạ t hoa của p h ả n ứ n g 0X1 hoa - k h ử b r o m u a

và b r o m a t t r o n g m ô i t r ư ờ n g ax i t theo 2 p h ư ơ n g p h á p .

145

Phương pháp Ì

L ậ p bảng :

t°c T(K) t (thời gian) s

X á c đ ị n h n ă n g l ư ợ n g h o ạ t hoa dựa v à o đo t h ò i g i an t j v à t 2 ứ n g với

t ừ n g cặp n h i ệ t độ t ư ơ n g ứ n g T j v à T 2 theo c ô n g t hức

E* = 2,303R T T

x l x2 T - T

G i á t r ị t r u n g b ì n h của các g i á t r ị E* t h u được l à n ă n g l ư ợ n g hoạt

hoa của p h ả n ứ n g .

Phương pháp 2

L ậ p bảng :

t°(C) T(K) 1

T t (thời gian) s Igt

V ẽ đồ t h ị của l g t = f ( l / T ) , h ệ s ố góc của đ ư ờ n g t h ẳ n g

E* tgct = E = 2 ,303R. tga

2.303R

(R = 8,314 ơ . m o l - 1 )

So s á n h k ế t q u ả n ă n g lượng h o ạ t hoa x á c đ ị n h theo 2 p h ư ơ n g p h á p .

3. C Â U H Ỏ I V À B À I T Ậ P

1. N ă n g l ư ợ n g h o ạ t hoa của m ộ t p h ả n ứ n g l à gì? H ã y sắp x ế p l ạ i t r ậ t

t ự của các p h ả n ứ n g d ư ớ i đ â y theo c h i ề u t ă n g d ầ n của n ă n g lượng hoat hoa

B a 2 +

( d d ) + sor .dd) - » B a S O

H ( k ) + C l ( k ) -> H C 1 ( U )

C O ( k ) + H 2 0 ( k ) - > C 0 2 f k l + H

4(r)

l2(k)

146

2. Ý nghĩa của t h ừ a s ố A t r o n g p h ư ơ n g t r ì n h (1)? Cho b i ế t t h ứ n g u y ê n của A?

3. P h ả n ứ n g g iữa amoniac k h í v à n i tơ đ iox i t ở g i a i đ o ạ n đ ầ u là p h ả n

ứ n g bậc ha i , có k = 0,385 l .mol^ .S" 1 ở 600K v à 16,0 l . m o r V S " 1 ở 716K. T í n h n ă n g lượng h o ạ t hoa của p h ả n ứng , t í n h t h ừ a số A.

4. Vì sao có t h ể t h a y p h ư ơ n g t r ì n h

Igk = — - + lg A 2.303RT

b ằ n g p h ư ơ n g t r ì n h

2.303RT

đ ể t í n h t r o n g t h í n g h i ệ m t r ê n ? (t: t h ò i g ian; k : h ằ n g s ố tốc độ)

5. P h ả n ứ n g ox i hoa b r o m u a b ằ n g b roma t có x ả y ra t r o n g m ô i t r ư ờ n g

t r u n g t í n h k h ô n g ? G i ả i t h í c h .

6. T ạ i sao h ỗ n hợp d u n g dịch đ ầ u t i ê n có m à u v à n g , k h i đ ổ a x i t s u n í u r i c c h u y ể n m à u đỏ v à k h i p h ả n ứ n g h ế t l ạ i k h ô n g m à u ?

7. G i ả i t h í c h ý ngh ĩa n g u ồ n gốc sai s ố của E* n ế u p h ả n ứ n g x ả y ra theo

n h i ề u g i a i đ o ạ n .

147

B à i 1 8

C H Ấ T Đ I Ệ N L I V À P H Ả N ỨNG I O N

T R O N G D U N G D Ị C H

1. LÍ THUYẾT

Đ ể g i ả i t h í c h k h ả n ă n g d ẫ n đ i ệ n của d u n g dịch, A r e n i u t g i ả đ ịnh

c h ấ t đ i ệ n l i l à c h ấ t p h â n l i t h à n h các l on bị so lva t hoa d ư ớ i t á c dụng

của các p h â n t ử d u n g m ô i .

T u y theo mức độ d ẫ n đ i ệ n của d u n g dịch m à p h â n b i ệ t :

- C h ấ t đ i ệ n l i m ạ n h là c h ấ t i on hoa h o à n t o à n t r o n g nước .

- C h ấ t đ i ệ n l i y ế u là c h ấ t ch ỉ i on hoa m ộ t p h ầ n t r o n g nước .

Đ ặ c t r ư n g cho mức độ đ i ệ n l i của c h ấ t đ i ệ n l i t r o n g d u n g dịch ở

nồng độ x á c đ ị n h là độ đ i ệ n l i .

Đ ộ đ i ệ n l i a của m ộ t c h ấ t đ i ệ n l i y ế u là t ỉ s ố g iữa s ố p h â n t ử bị ion

hoa t r ê n t ổ n g s ố p h â n t ử c h ấ t đ i ệ n l i .

Đ ộ đ i ệ n l i p h ụ thuộc v à o b ả n c h ấ t của c h ấ t đ i ệ n l i , b ả n c h ấ t của

dung môi , n h i ệ t độ , n ồ n g độ của d u n g dịch. K h i t ă n g n ồ n g độ dung

dịch c h ấ t đ i ệ n l i t h ì a g i ả m v à ngược l ạ i .

Ví dụ: đ ố i v ớ i d u n g dịch a x i t c l o h i đ r i c

Nồng độ M 0.1 0.05 0,01 0.005 0.001

cx (<% ) 92.0 94.4 97.2 98.1 99.0

C â n b ằ n g t r o n g d u n g dịch c h ấ t đ i ệ n l i y ế u đặc t r ư n g b ằ n g h à n g số

c â n b ằ n g K gọi là h ằ n g số đ i ệ n l i .

148

Ví dụ: c h ấ t đ i ệ n l i y ế u A B

A B A + + B -

E _ [ A + ] [ B - ]

[ A B ]

- Đ ố i v ớ i a x i t y ế u , K là h ằ n g s ố đ i ệ n l i ax i t . K í h i ệ u là K a .

- Đ ố i v ớ i b a z ơ y ế u , K là h ằ n g số đ i ệ n l i bazơ . K í h i ệ u l à K b .

G i ữ a h ằ n g s ố đ i ệ n l i K v à độ đ i ệ n l i oe có m ố i l i ê n h ệ :

* = M (1) V e

H ệ thức (1) cho t h ấ y k h i n ồ n g độ c g i ả m , độ đ i ệ n l i a t ă n g . Nó i

cách k h á c , k h i pha l o ã n g d u n g dịch, sự đ i ệ n l i của c h ấ t đ i ệ n l i t ă n g (đ ịnh l u ậ t pha l o ã n g O t v a n (W. Os twa ld) .

Nước l à c h ấ t đ i ệ n l i y ế u , sự t ự lon hoa của nước được b i ể u t h ị bởi

cân b ằ n g

2 H 2 0 í = ± H 3 0 + + O H -

Theo đ ị n h l u ậ t t á c d ụ n g k h ố i lượng

Ị£ _ aH,0* " aoH-a H 2 0

Vì mức đ ộ i o n hoa của nước r ấ t n h ỏ (ở 298K, a H 0 = 1 ,81 . lo - 9 ) n ê n có t h ể xem h o ạ t đ ộ của nước b ằ n g đơn v ị , h o ạ t độ của các ion b ằ n g

nồng độ của c h ú n g . V ậ y

[ H 3 0 + ] [ O H - ] = K H ; 0 • (2)

H ằ n g s ố n à y g ọ i là t í c h s ố i o n của nước. H ệ thức (2) k h ô n g ch ỉ đ ú n g cho

nước t i n h k h i ế t m à cho t ấ t cả các d u n g dịch l o ã n g của c á c c h ấ t t r o n g

nước. T r o n g nước t i n h k h i ế t ở 298 K ,

[ H 3 0 + ] = [OH-] = 1,00. l o - 7 m o i . / - 1

ở đ i ề u k i ệ n n h i ệ t độ t r ê n

[ H 3 0 + ] = 1 , 0 0 . l o - 7 m o i . / - 1 : mô i t r ư ờ n g t r u n g t í n h

[ H 3 0 + ] < 1,00.1CT7 m o i . / - 1 : mô i t r ư ờ n g b a z ơ

149

[ H 3 0 + ] > 1,00.10" 7 m o i . / - 1 : m ô i t r ư ờ n g ax i t .

C á c h b i ể u t h ị t í n h c h ấ t của m ô i t r ư ờ n g n h ư v ậ y k h á phức t ạ p , vì

t h ế t r o n g hoa học t h ư ờ n g d ù n g đ ạ i lượng p H .

p H = - l g [ H 3 0 + ]

T ư ơ n g t ự n h ư v ậ y , có t h ể đ ị n h nghĩa p O H v à p K

p O H = - l g [ O H - ]

p K = - l g K

Suy ra : p O H + p H = p K H ỉ o

T ó m l ạ i : a) m ô i t r ư ờ n g t r u n g t í n h : p H = 7; p O H = 7

b) m ô i t r ư ờ n g b a z ơ p H > 7; p O H < 7

c) m ô i t r ư ờ n g a x i t p H < 7; p O H > 7

d) p H + p O H = 14

Theo t h u y ế t Brons t e t (Bronsted) , các l on t ạ o r a m u ố i đ ề u là axit

hoặc bazơ . V ậ y k h i hoa t a n t r o n g nưốc , c á c i o n n à y có t h ể t ư ơ n g t á c với

nước. H i ệ n t ư ợ n g n à y gọ i là sự t h ú y p h â n m u ố i . X é t b ố n t r ư ờ n g hợp

sau :

• M u ố i t ạ o bởi a x i t H A m ạ n h v à b a z ơ B m ạ n h

T r ư ờ n g hợp n à y A (bazơ l i ên hợp v ớ i a x i t H A ) v à B H + ( a x i t l i ê n hợp

của b a z ơ B) k h ô n g t á c d ụ n g vớ i nước, m ô i t r ư ờ n g l à t r u n g t í n h .

Ví d ụ , các m u ố i N a C l , K B r

• M u ố i t ạ o bở i a x i t H A m ạ n h v à b a z ơ B y ế u

T r ư ờ n g hợp n à y , B H + l à a x i t y ế u , p h â n l i t r o n g nước :

B Í T + H 2 0 B + H 3 0 + (3)

v à m ô i t r ư ờ n g l à ax i t .

Ví dụ: m u ố i N H 4 C 1 ...

H ằ n g số c â n b ằ n g của p h ả n ứ n g (3) l à h ằ n g s ố t h ú y p h â n

K" KT

150

• M u ố i t ạ o bở i a x i t H A y ế u v à b azơ m ạ n h

Ở đ â y A" là b a z ơ y ế u

A - + H 2 0 H A + 0 H -

M ô i t r ư ờ n g l à b a z ơ . H ằ n g s ố t h ú y p h â n b ằ n g

K, = K H 2 ° K a

• M u ố i t ạ o bở i a x i t H A y ế u v à b azơ B y ế u

Ví d ụ : m u ố i N H 4 C H 3 C O O .

T r ư ờ n g hợp n à y A~ v à B H + đ ề u y ế u . T í n h c h ấ t của m ô i t r ư ờ n g t u y

thuộc v à o độ m ạ n h t ư ơ n g đ ố i của c h ú n g .

K h i c h ú n g m ạ n h ngang nhau , m ô i t r ư ờ n g l à t r u n g t í n h

B H + + A - -> H A + B

H ằ n g s ố t h ú y p h â n :

K = K " 2 ° xS-tD —

K a . K b

T ừ t r ê n , có n h ậ n xé t :

- M ộ t m u ố i c à n g bị t h ú y p h â n m ạ n h k h i axi t H A hay bazơ B c à n g y ế u .

- M ộ t m u ố i c à n g bị t h ú y p h â n m ạ n h k h i nồng độ của n ó c à n g n h ỏ .

K h i hoa t a n m ộ t m u ố i í t t a n A m B n v à o nước, n h a n h c h ó n g được

dung dịch b ã o hoa. N ế u m u ố i p h â n l i t h à n h các l on A n + v à B m _ t h ì g iữa

pha r ắ n v à d u n g dịch có c â n b ằ n g

A m B n ( r ) — m A n + ( d d ) + n B m - ( d d )

H ằ n g s ố c â n b ằ n g của c â n b ằ n g d ị t h ê n à y gọ i l à t í c h s ố t a n T . „

của m u ố i í t t a n A m B n

T A A = [ A " T [ B m T

T í c h s ố t a n đ ặ c t r ư n g cho m ỗ i c h ấ t í t t a n v à ch ỉ p h ụ t huộc v à o

n h i ệ t độ . T í c h s ố t a n đ o mức độ t a n của chấ t . B i ế t t í c h s ố t a n , có t h ể

t í n h được độ t a n v à ngược l ạ i .

151

V ậ y : - D u n g dịch b ã o hoa k h i [ A n + ] m [ B m T = T A B

- D u n g dịch c h ư a b ã o hoa k h i [ A n + ] m [ B m T < T A B

- D u n g dịch q u á b ã o hoa k h i [ A n + ] m [ B m T > T A B .

Đ i ề u k i ệ n đ ể k ế t t ủ a m ộ t c h ấ t đ i ệ n l i í t t a n l à t í c h s ố n ồ n g độ ion

c h ấ t đó t r o n g d u n g d ịch được l ũ y t h ừ a l ê n s ố m ũ b à n g h ệ s ố t ỉ l ệ tương ứ n g p h ả i l ớ n h ơ n t í c h s ố t an . C h ấ t n g ừ n g k ế t t ủ a k h i t í c h s ố nồng độ

lon của n ó b ằ n g t í c h s ố t a n .

2. THỰC HÀNH

2 . 1 . H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ

Hoa chất: r ư ợ u e ty l ic 0 ,1M; đ ư ờ n g 0 , 1 M ; a x i t c l o h i đ r i c 0,1M; n a t r i h i đ r o x i t 0 , 1 M ; n a t r i s u n f a t 0 , 1M; a x i t axet ic 0 , 1 M v à đ ậ m đặc; amoniac 0 , 1 M v à đ ậ m đặc ; d u n g dịch b ã o hoa s t r o n t i c lorua ; canxi clorua; k a l i sunfa t , d u n g dịch a n t i m o n c lorua 0 , 5 M .

- T i n h t h ể n a t r i axetat , amon i c lorua , n a t r i c lo rua , n a t r i cacbonat; sắ t ( I U ) c lorua, a m o n i axetat ; k ẽ m sun fua ; đ ồ n g ( l i ) s u n í u a .

- Q u ỳ t í m , pheno lph t a l e in .

Dụng cụ: D u n g cụ đo độ d ẫ n đ i ệ n ( h ì n h 18.1), ố n g n g h i ệ m sạch.

2.2. Cách tiến hành

Thí nghiêm 1. ĐỘ DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI

Hình 18.1. Dụng cụ đo độ dẫn điện

1. Hai điện cực than chì và cốc đựng dung dịch chất điện li;

2. Bóng đèn; 3. Ampe kế; 4. Nguồn điện một chiều

152

Cho nước cấ t v à o cốc đ ự n g dung dịch chấ t đ i ệ n l i đ ế n v ạ c h ngang đ ã đ á n h d ấ u t r ê n đ i ệ n cực than . Đ ó n g mạch đ i ệ n . Q u a n s á t xem đ è n có s á n g k h ô n g v à đọc cường độ d ò n g đ i ệ n t r ê n ampe k ê , n g ắ t mạch . Thay cốc nước cấ t l ầ n lượt b ằ n g các dung dịch r ư ợ u etyl ic 0 ,1M; đ ư ờ n g 0 ,1M; axit c l o h i đ r i c 0 ,1M; n a t r i h i đ r o x i t 0 ,1M; n a t r i sun fa t 0 ,1M; ax i t axetic 0,1M; amoniac 0 ,1M. Quan s á t b ó n g đ è n v à đọc cường độ d ò n g đ i ệ n m ỗ i dung dịch.

Chú ý : Đ ố i v ớ i m ỗ i p h é p đo , các cốc chứa l ư ợ n g d u n g dịch n h ư nhau sao cho mức d u n g dịch đ ú n g đ ế n v ạ c h đ ã đ á n h d ấ u t r ê n h a i đ i ệ n cực t han . T rước m ỗ i l ầ n t h í n g h i ệ m c ầ n r ử a sạch đ i ệ n cực b ằ n g nước cấ t v à l a u k h ô .

So s á n h độ d ẫ n đ i ệ n của các dung dịch đ i ệ n l i n ó i t r ê n . G i ả i t h í c h . V i ế t p h ư ơ n g t r ì n h đ i ệ n l i của các dung dịch đó .

Đ ố i v ớ i d u n g dịch a x i t axetic v à amoniac, sau k h i đo độ d ẫ n đ i ệ n , lấy ha i t h ể t í c h b ằ n g n h a u của c h ú n g đ ổ v à o n h a u , lắc đ ề u r ồ i đo độ dẫn đ i ệ n của h ỗ n hợp d u n g dịch theo p h ư ơ n g p h á p ở t r ê n .

Đ ộ d ẫ n đ i ệ n của d u n g dịch h ỗ n hợp n à y có k h á c độ d ẫ n đ i ệ n của dung dịch a x i t axet ic v à amoniac ban đ ầ u k h ô n g ? G i ả i t h í c h .

Thí nghiệm 2. ẢNH HƯỞNG CỦA sự PHA LOÃNG ĐẾN ĐỘ ĐIỆN LI

T i ế n h à n h đo độ d ẫ n đ i ệ n của dung dịch ax i t axetic đ ậ m đặc n h ư t h í ngh iệm t r ê n . Sau đó đo độ d ẫ n đ i ệ n của các dung dịch ax i t đ ậ m đặc được pha l o ã n g 2, 4, 8, 18, 32 l ầ n . So s á n h k ế t q u ả t h u được. V ẽ đồ t h ị sự p h ụ thuộc của cường độ d ò n g đ i ệ n v à o nồng độ dung dịch đ i ệ n l i . G i ả i t h í c h .

Thí nghiệm 3. CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH BAZƠ YẾU

Cho v à o 2 ố n g n g h i ệ m , m ỗ i ống 4 - 5 m l nước cấ t , sau đó t h ê m v à o m ỗ i ống Ì g i ọ t d u n g dịch amoniac đ ậ m đặc v à 2 g i ọ t p h e n o l p h t a l e i n . M ộ t ống đ ể so s á n h , ố n g t h ứ h a i t h ê m v à i t i n h t h ể a m o n i c lorua . L ắ c đ ề u , so s á n h m à u t r o n g 2 ống n g h i ệ m . G i ả i t h í c h .

Thí nghiệm 4. CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH AXIT YẾU

Cho v à o 2 ố n g n g h i ệ m , m ỗ i ống 4 - 5 m l nước cấ t , sau đó t h ê m v à o m ỗ i ố n g Ì g i ọ t a x i t axet ic đ ậ m đặc v à 2 g i ọ t m e t y l da cam. M ộ t ống đ ể so s á n h , ố n g t h ứ h a i t h ê m v à i t i n h t h ể n a t r i axetat . L ắ c đ ề u , so s á n h

m à u t r o n g 2 ố n g n g h i ệ m t r ê n . G i ả i t h í c h .

153

R ú t r a k ế t l u ậ n chung v ề sự c h u y ể n dịch c â n b ằ n g t r o n g th í n g h i ệ m 3 v à 4.

Thí nghiệm 5. ĐIẾU KIỆN TẠO THÀNH KẾT TỦA

Cho v à o h a i Ống n g h i ệ m l ầ n l ượ t 2 m l d u n g d ịch b ã o hoa

S r C l 2 . 6 H 2 0 v à C a C l 2 . 6 H 2 0 . T h ê m v à o m ỗ i d u n g d ịch 2 m l d u n g dịch b ã o hoa n a t r i sun fa t . N h ậ n xé t . V i ế t p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứ n g . D ự a vào

b ả n g độ t a n của c á c m u ố i S r C l 2 C a C l 2 N a 2 S 0 4 ở n h i ệ t đ ộ n g h i ê n cứu v à t í c h số t a n của S r S 0 4 . C a S 0 4 ( t r a ở p h ầ n p h ụ l ụ c ) , h ã y g i ả i t h í c h k ế t

q u ả t h í n g h i ệ m 2 t r ư ờ n g hợp t r ê n .

Thí nghiệm 6. HOÀ TAN KẾT TỦA

Cho v à o 2 ố n g n g h i ệ m , ống t h ứ n h ấ t m ộ t í t t i n h t h ể ( b ằ n g h ạ t đỗ xanh) k ẽ m s u n í u a , ố n g t h ứ h a i đồng s u n f u a . Cho v à o m ỗ i ố n g 2 m l nước

cấ t , lắc đ ề u . N h ậ n x é t . T h ê m v à o m ỗ i ống 3 m l a x i t c l o h i đ r i c 2 M . V i ế t

p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứ n g d ạ n g lon . N h ậ n x é t , g i ả i t h í c h .

Thí nghiệm 7. THUỶ PHÂN

L ấ y 5 ống n g h i ệ m đ á n h s ố t ừ Ì - 5. Cho l ầ n l ư ợ t v à o m ỗ i ống

n g h i ệ m m ộ t í t ( b ằ n g h ạ t ngô) t i n h t h ể của c á c m u ố i sau : n a t r i clorua,

n a t r i cacbonat, a m o n i c lorua , sắ t ( I U ) c lorua , a m o n i axe ta t . T h ê m vào

m ỗ i ố n g 2 m l nước cấ t , lắc cho t a n h ế t . T h ử m ô i t r ư ờ n g t r o n g c á c ống n g h i ệ m b ằ n g g i ấ y q u ỳ .

L ặ p l ạ i t h í n g h i ệ m t r ê n n h ư n g t h ử m ô i t r ư ờ n g b ằ n g c á c h t h ê m vào

m ỗ i ống n g h i ệ m Ì g i ọ t pheno lph ta l e in . K ế t q u ả g h i v à o b ả n g :

STT Muối Màu phenolphtalein Màu giấy quỳ Môi trường

V i ế t các p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứ n g t h ú y p h â n n ế u có.

Thí nghiệm 8. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN SựTHUỶ PHÂN

Cho v à o ố n g n g h i ệ m 4 m l d u n g dịch n a t r i axe ta t v à 2 g iọ t

pheno lph t a l e in , lắc đ ề u , n h ậ n x é t . Ch ia d u n g dịch t r o n g ố n g n g h i ệ m

l à m h a i ống: ố n g (1) đ ể n g u y ê n , ống (2) đ e m đ u n n ó n g . Sau đ ó đ ể ống (2) v ề n h i ệ t độ p h ò n g . So s á n h k ế t q u ả h a i ống . G i ả i t h í c h .

154

Thí nghiệm 9. ẢNH HƯỞNG CỦA sự PHA LOÃNG DUNG DỊCH BẼN SỰTHUỶ PHÂN

Cho v à o Ống n g h i ệ m 2, 3 g i ọ t a n t i m o n ( I U ) c lo rua 0 , 5 M . L à m l o ã n g dung dịch b ằ n g c á c h t h ê m t ừ n g g iọ t nước cấ t đ ế n k h i x u ấ t h i ệ n k ế t t ủ a t rắng . T h ê m v à o ống n g h i ệ m v à i g iọ t a x i t c l o h i đ r i c đặc . N h ậ n x é t h i ệ n tượng x ả y ra . G i ả i t h í c h . V i ế t p h ư ờ n g t r ì n h p h ả n ứ n g t h ú y p h â n nấc Ì ,

nấc 2 của a n t i m o n c lorua . B i ế t r ằ n g k ế t t ủ a SbOCl t ừ s ả n p h ẩ m Sb(OH) 2 Cl của sự t h ú y p h â n nấc 2.

Thỉ nghiêm lo. ĐO pH DUNG DỊCH AXIT, BAZƠ

D ù n g m á y đo p H đ ể đo p H các dung dịch a x i t HC1 0 ,01M và

0.001M; a x i t H N 0 3 0 . 0 1 M v à 0 ,001M; a x i t C H 3 C O O H 0 , 0 1 M v à

0,001M; d u n g dịch N H 4 C 1 0 .01M v à 0 .001M. T r ê n cơ sở các g i á t r ị p H

đo được, t í n h n ồ n g độ H 3 0 + , độ đ i ệ n l i oe của các d u n g dịch. Cho n h ậ n

xét ả n h h ư ở n g của n ồ n g độ t ớ i độ đ i ệ n l i .

K ế t q u ả được g h i v à o b ả n g sau :

Dung dịch HOI 0,01 moi/ 1

HNO3 0,01 moi./-'

CH3COOH 0,01 moi./-1

NH4CI 0,01 moi./-1

pH

[H3O7 moi/ 1

oe

Dung dịch HOI 0,001 moi./-1

HNO3 0,001 moi./-1

CH3COOH 0,001 moi./-1

NH4CI 0,001 moi/ 1

pH

[H3O7

moi./-1

a

155

3. C Â U H Ỏ I V À BÀI T Ậ P

1. C h ấ t đ i ệ n l i m ạ n h k h á c c h ấ t đ i ệ n l i y ế u ở đ i ể m n à o ? P h â n tích

n h ữ n g y ê u c ầ u v ề m ặ t c ấ u t ạ o của c h ấ t t a n v à d u n g m ô i q u y ế t đ ịnh k h ả n ă n g đ i ệ n l i của c á c c h ấ t ở t r ạ n g t h á i t a n .

2. T í n h n ồ n g độ i o n H + , p H của d u n g dịch a x i t axetic 0 , 1 0 0 M . T í n h độ đ i ệ n l i của a x i t ở đ i ề u k i ệ n đ ã cho.

3. T í n h p H của d u n g dịch a m o n i c lorua 0 , 1 M b ằ n g 2 p h ư ơ n g p h á p :

- Theo quan đ i ể m ax i t , b a z ơ của Brons te t .

- P h ư ơ n g p h á p có t í n h đ ế n sự t h ú y p h â n .

4 . T r ộ n 5 0 0 m l d u n g dịch magie n i t r a t 2 . 1 0 " 3 M v ớ i 5 0 0 m l d u n g dịch

amoniac 4 .10" 3 M. M g ( O H ) 2 có k ế t t ủ a được k h ô n g ?

Cho T M g ( 0 H ) i = 1,6.10"", p K b của amoniac = 4,8.

156

B à i 1 9

P H Ả N ỨNG O X I H O A K H Ử

1. L Í T H U Y Ế T

P h ả n ứ n g ox i hoa — k h ử là p h ả n ứ n g t r o n g đó có sự t h a y đ ổ i số ox i hoa của các n g u y ê n t ố ( số ox i hoa còn gọ i là bậc ox i hoa, mức ox i hoa,

t r ạ n g t h á i ox i hoa).

M ộ t p h ả n ứ n g ox i hoa - k h ử bao giò cũng g ồ m h a i q u á t r ì n h : cho và n h ậ n electron.

Q u á t r ì n h cho e lec t ron l à q u á t r ì n h ox i hoa (hay sự ox i hoa).

Q u á t r ì n h n h ậ n e lec t ron là q u á t r ì n h k h ử (hay sự k h ử ) .

C h ấ t cho e lec t ron l à c h ấ t k h ử , c h ấ t n h ậ n e lec t ron là c h ấ t ox i hoa.

K h i c h ấ t k h ử cho e lect ron t h ì n ó c h u y ể n t h à n h d ạ n g oxi hoa t ư ơ n g ứng. Ngược l ạ i k h i c h ấ t ox i hoa n h ậ n e lect ron t h ì n ó c h u y ể n t h à n h dạng k h ử t ư ơ n g ứ n g . C h ấ t ox i hoa v à c h ấ t k h ử của c ù n g m ộ t n g u y ê n t ố

hợp t h à n h m ộ t cặp ox i hoa - k h ử . M ỗ i p h ả n ứ n g ox i hoa - k h ử đ ề u có 2

cặp oxi hoa - k h ử .

Ví d ụ p h ả n ứ n g :

M n O ; + 5 F e 2 + + 8 H + -> M n 2 + + 5Fe 3 + + 4 H 2 0

gồm h a i cặp ox i hoa - k h ử M n O; / M n 2 + và F e 3 7 F e 2 + .

Có n h i ề u p h ư ơ n g p h á p c â n b ằ n g p h ả n ứ n g ox i hoa - k h ử . P h ư ơ n g p h á p được sử d ụ n g r ộ n g r ã i là p h ư ơ n g p h á p c â n b ằ n g s ố 0X1 hoa và p h ư ơ n g p h á p c â n b ằ n g lon electron. c ả h a i p h ư ơ n g p h á p n à y đ ể u dựa t r ê n n g u y ê n tắc c h u n g : Tổng sốeỉectron mà chất khử cho bằng tống số electron mà chất oxi hoa nhận.

Đ ê đ á n h g i á đ ị n h l ượng k h ả n ă n g ox i hoa - k h ử của c á c chấ t , d ù n g

đ ạ i l ư ợ n g t h ế đ i ệ n cực.

157

T r ư ờ n g hợp t ổ n g q u á t v ớ i m ộ t cặp ox i hoa - k h ử :

Ox + ne = K h (1)

T h ế đ i ệ n cực được x á c đ ị n h b ằ n g p h ư ơ n g t r ì n h Nec ( W . N e r n s t )

E = E o ' _ M Ẽ £ l g E ! Ỉ (2) n [Ox]

T r o n g đó : E ° : t h ế đ i ệ n cực c h u ẩ n đo ở n h i ệ t độ T = 298 K

[Ox] = [ K h i = I M

E : t h ế đ i ệ n cực ở đ i ề u k i ệ n đ ã cho

n : s ố e lect ron t rao đ ổ i

[ K h ] , [Ox] ; h o ạ t độ (hay n ồ n g độ) c â n b ằ n g của d ạ n g k h ử

v à d ạ n g ox i hoa.

T ừ b ả n g t h ế đ i ệ n cực c h u ẩ n , n h ậ n t h ấ y :

- C ặ p ox i hoa - k h ử n à o có t h ế c h u ẩ n c à n g l ỏ n t h ì d ạ n g o x i hoa của

n ó là c h ấ t ox i hoa c à n g m ạ n h . Ngược l ạ i n h ữ n g cặp o x i hoa - k h ử nào

có t h ế c h u ẩ n c à n g n h ỏ t h ì d ạ n g k h ử của n ó l à n h ữ n g c h ấ t k h ử m ạ n h .

- V ớ i n h ữ n g cặp m à t r o n g t h à n h p h ầ n của d ạ n g o x i hoa hay dạng

k h ử có ox i t h a m gia, ví d ụ cặp M n 0 4 / M n 2 + ; C r 2 0 ' " / C r 3 + . . . t h ì k h i v i ế t

các p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứ n g ox i hoa - k h ử của c á c cặp n à y p h ả i c h ú ý

đ ế n sự t h a m gia của n ư ố c v à các s ả n p h ẩ m p h â n l i của n ó l à H + ( t rong

môi t r ư ờ n g ax i t ) hoặc O H " ( t rong m ô i t r ư ờ n g b a z ơ ) .

Đ ạ i l ượng t h ế đ i ệ n cực p h ụ thuộc v à o n ồ n g độ của d ạ n g o x i hoa và

d ạ n g k h ử , p h ụ thuộc v à o n h i ệ t độ, p H . . . .

Ví dụ , ion MnO; , có t h ể bị k h ử đ ế n M n 2 + , M n 0 2 , M n O f , t u y thuộc vào

p H của dung dịch n ê n q u á t r ì n h oxi hoa - k h ử cũng x ả y ra k h á c n h a u

MnO; + 8H+ + 5e -> Mn2+ + 4H20

M n O ; + 4 H + + 3e -> M n 0 2 + 2 H 2 0

M n 0 4 - + 2 e - » M n O f

V ậ y t h ế đ i ệ n cực chuẩn của 3 cặp oxi hoa - k h ử n à y cũng k h á c nhau.

158

Theo n h i ệ t động học, m ọ i phản ứng hoa học chỉ òó t h ể x ả y ra theo ch iều

l à m g i ả m t h ế đ ẳ n g á p , có nghĩa là AG < 0, vớ i p h ả n ứ n g ox i hoa - k h ử ta có AG = - n F E .

V ậ y p h ả n ứ n g oxi hoa - k h ử chỉ xảy ra k h i E > 0 h ã y E = (Ị>2 - <Pi > 0.

Ở đ â y : ọ 2 : t h ế của đ i ệ n cực d ư ơ n g , q>! là t h ế của đ i ệ n cực â m tức là

<p2 > <Pi-

Đ i ề u n à y có nghĩa là p h ả n ứ n g ox i hoa - k h ử ch ỉ có t h ể t ự x ả y ra theo c h i ề u . 'Dạng oxi hoa (0X2) của cặp oxi hoa - khử (Ox2IKh.2) có thê điện cực ạ>2 lớn hơn sẽ oxi hoa dạng khử (Kh,) của cặp oxi hoa - khử (OxỊỈKhỵ) có thế điện cực ạ>, nhỏ hơn.

K h i p h ả n ứ n g ox i hoa - k h ử x ả y ra ở đ i ề u k i ệ n c h u ẩ n , có t h ể sử dụng n h ữ n g s ố l i ệ u v ề t h ế đ i ệ n cực c h u ẩ n của c á c cặp ox i hoa - kfcử đưa ra ở b ả n g 13 ( p h ầ n p h ụ lục) đ ể xem x é t c h i ề u p h ả n ứ n g .

N ế u p h ả n ứ n g ox i hoa - k h ử k h ô n g x ả y ra ở đ i ề u k i ệ n c h u ẩ n , đ ể xét c h i ề u p h ả n ứng , c ầ n t í n h t h ế của các cặp ox i hoa - k h ử t ư ơ n g ứ n g t ạ i n h ữ n g đ i ề u k i ệ n x ả y r a p h ả n ứ n g (ví d ụ : n ồ n g độ d ạ n g ox i hoa, dạng k h ử , m ô i t r ư ờ n g . . . ) •

K h i b i ế t t h ế đ i ệ n cực c h u ẩ n , có t h ể x á c đ ị n h h ằ n g s ố c â n b ằ n g của p h ả n ứ n g v à t ừ đó đ á n h g i á được mức độ x ả y ra của p h ả n ứ n g .

H ằ n g số cân bằng của p h ả n ứng oxi hoa - k h ử được t í n h theo b iểu thức:

InK = — E° haylgK = (3) n F 0,059

V ớ i E° = 9 ° _ Ọ? ' 9-> l à t h ê đ i ệ n cực c h u ẩ n của c h ấ t o x i hoa v à (p° là t h ế đ i ệ n cực c h u ẩ n của c h ấ t k h ử t r o n g p h ả n ứ n g o x i hoa - k h ử

k h ả o s á t .

2. THỰC HÀNH

2 . 1 . H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ

Hoa chất : - A x i t s u n í u r i c đặc , ax i t n i t r i c đặc .

- D u n g dịch a x i t s u n í u r i c I M , n a t r i h i đ r o x i t 2 M , đ ồ n g s u n f a t I M k a l i pemangana t 0 , 0 2 M , k a l i đ i c r o m a t I M , k a l i b r o m u a 2 M , k a l i i o đ u a 2 M , d u n g d ịch b ã o hoa k a l i n i t r i t , k a l i s u n í ì t ; d u n g dịch l o ã n g m a n g a n sunfa t , nước clo, nước b r o m , benzen.

159

- Đ ồ n g lá , d â y sắ t , k ẽ m h ạ t , t i n h t h ể k a l i pemangana t , amoni

đ i c r o m a t , k a l i đ i c r o m a t , đ ồ n g n i t r a t , ch ì đ iox i t (bột) .

Dụng cụ : Ô n g n g h i ệ m , đ è n cồn, cặp gỗ , g iá sắ t , k i ề n g , l ư ớ i a m i ă n g .

2.2. Cách tiến hành

Thỉ nghiệm Ì

L ấ y 2 ống n g h i ệ m , ống Ì cho 2 m l d u n g dịch a x i t s u n í u r i c I M , ống 2

cho 2 m l d u n g dịch đ ồ n g s u n f a t I M . Cho v à o ống n g h i ệ m Ì v à i h ạ t k ẽ m ,

ống 2 m ộ t đ o ạ n d â y sắ t (hoặc đ i n h sắ t ) . Q u a n s á t h i ệ n t ư ợ n g . V i ế t

p h ư ơ n g t r ì n h . G i ả i t h í c h .

Thí nghiệm 2

L ấ y h a i ống n g h i ệ m , cho v à o ống t h ứ n h ấ t l m l a x i t s u n í u r i c đặc,

ống t h ứ h a i l m l a x i t n i t r i c đặc . T h ê m v à o m ỗ i ố n g n g h i ệ m t r ê n một

m ả n h đồng . Q u a n s á t h i ệ n t ượng . Đ u n n ó n g c ẩ n t h ậ n ố n g Ì đ ế n sôi.

Quan s á t h i ệ n t ư ợ n g . C h ú ý m ù i k h í t h o á t r a v à m à u sắc của dung dịch. V i ế t p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứ n g v à g i ả i t h í c h .

Thỉ nghiệm 3

L ấ y v à o ống n g h i ệ m 2 m l d u n g dịch k a l i b r o m u a 2 M , t h ê m v à o l m l benzen. Sau đó cho t ừ t ừ t ừ n g g iọ t nước d o , lắc n h ẹ . N h ậ n x é t m à u lớp

dung môi h ữ u cơ. G i ả i t h í c h ?

L ặ p l ạ i t h í n g h i ệ m t r ê n , t hay d u n g dịch k a l i b r o m u a 2 M b ằ n g dung

dịch k a l i i o đ u a 2 M .

C ũ n g t i ế n h à n h t h í n g h i ệ m n h ư t r ê n n h ư n g t h ự c h i ệ n v ớ i dung

dịch k a l i i o đ u a v à nước b r o m . C h ú ý cho t ừ t ừ t ừ n g g i ọ t nước b r o m .

Dựa vào k ế t q u ả t h u được. so s á n h t í n h oxi hoa - k h ử của các halogen.

Thí nghiệm 4

Cho v à o ống n g h i ệ m 2 m l d u n g dịch k a l i đ i c r o m a t I M . t h ê m v à i g iọ t

dung dịch a x i t s u n í u r i c I M . Cho t ừ t ừ t ừ n g g i ọ t k a l i i o đ u a tó i k h i dung

dịch c h u y ê n m à u x a n h . N h ậ n xé t h i ệ n t ượng , v i ế t p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n

ứng . G i ả i t h í c h .

160

Cho b i ế t p h ả n ứ n g t r ê n có x ả y ra k h ô n g t r o n g m ô i t r ư ờ n g t r u n g

t í n h có n ồ n g độ [ H + ] = 1CT7M v à môi t r ư ờ n g a x i t có n ồ n g độ [ H + ] = I M ,

nồng độ của c á c d ạ n g oxi hoa v à k h ử k h á c đ ề u b ằ n g đ ơ n v ị .

Thí nghiệm 5. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐÈN PHẢN ÚNG

OXI HOA - KHỬ

- L ấ y 2 ố n g n g h i ệ m , m ỗ i ống chứa l m l dung dịch m a n g a n s u n í a t .

Ô n g Ì : cho m ộ t í t b ộ t ch ì đ iox i t , sau đó cho t h ê m Ì - 2 m l a x i t n i t r i c đặc. N h ậ n x é t h i ệ n t ư ợ n g .

Ống 2 : c ũ n g n h ư ống (1) n h ư n g đ u n n ó n g . N h ậ n x é t sự thay đ ổ i m à u của d u n g dịch so v ớ i ống (1). G i ả i t h í c h , r ú t r a k ế t l u ậ n .

Cho b i ế t : E ^ . , ^ = 1,52; E ° p b ( V p b 2 + = 1,46

- L ấ y 2 ố n g n g h i ệ m , m ỗ i ống chứa m ộ t í t t i n h t h ể k a l i đ i c r o m a t ,

cho v à o m ỗ i ố n g l m l a x i t c l o h i đ r i c đặc . Ô n g (1) đ ể n g u y ê n , ố n g (2) đ u n

nóng . Q u a n s á t h i ệ n t ư ợ n g . G i ả i t h í c h .

C h õ b i ế t : E ^ 0 , / C r , = l , 3 6 ; E°CUJ2cr = 1 , 3 5 .

Thí nghiệm 6. ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG ĐẾN PHẢN ỨNG

OXI HOA - KHỬ

L ấ y 3 ống n g h i ệ m , m ỗ i ống đ ự n g l - 2 m l dung dịch k a l i pemangana t

0 ,02M

Ống Ì : t h ê m 2 - 4 g i ọ t d u n g dịch ax i t s u n í u r i c I M .

Ống 2 : t h ê m 2 - 4 g i ọ t nước cấ t .

Ống 3 : t h ê m 2 - 4 g i ọ t d u n g dịch n a t r i h i đ r o x i t I M .

T h ê m t i ế p v à o m ỗ i ố n g Ì m i dung dịch b ã o hoa k a l i s u n í ì t .

D ự a v à o sự t h a y đ ổ i m à u của các d u n g dịch, n h ậ n b i ế t s ả n p h ẩ m

tạo t h à n h sau p h ả n ứ n g t r o n g t ừ n g ống n g h i ệ m , b i ế t r ằ n g ion M n O f

t rong d u n g dịch có m à u x a n h lá cây , lon M n O j " có m à u t í m , l on M n 2 + có

m à u h ồ n g n h ạ t v à k h ô n g m à u t r o n g d u n g dịch r ấ t l o ã n g , còn M n 0 2 í t

t an có m à u n â u . V i ế t p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứng . G i ả i t h í c h h i ệ n t ượng .

161

Thí nghiệm 7. MỘT CHẤT VỪA CÓ TÍNH OXI HOA, VỪA CÓ TÍNH KHỬ

L ấ y 2 ống n g h i ệ m , ống Ì chứa l m l dung dịch k a l i pemanganat 0,02M v à v à i g i ọ t d u n g d ịch a x i t s u n í u r i c I M .

Ống 2 chứa Ì m i d u n g dịch k a l i i o đ u a 0 , 1 M v à v à i g i ọ t d u n g dịch

ax i t s u n í u r i c I M .

N h ỏ t ừ t ừ t ừ n g g i ọ t d u n g dịch b ã o hoa k a l i n i t r i t v à o m ỗ i ống. Q u a n s á t h i ệ n t ư ợ n g . V i ế t p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứ n g . V a i t r ò của ka l i

n i t r i t t r o n g m ỗ i t r ư ờ n g hợp có gì k h á c nhau?

Thỉ nghiệm 8. PHẢN ÚNG OXI HOA KHỬ NỘI PHÂN TỬ

- Đ u n n ó n g c ẩ n t h ậ n m ộ t í t t i n h t h ể k a l i p emangana t t r o n g ống

n g h i ệ m k h ô , đ ế n k h i p h â n h u y h o à n t o à n . T h ử k h í t h o á t r a b ằ n g que đ ó m v ừ a t ắ t c ò n t h a n đỏ . N h ậ n x é t h i ệ n t ư ợ n g . Đ ể n g u ộ i , hoa t an sản

p h ẩ m t h u được v à o n ư â c cấ t . Q u a n s á t m à u sắc d u n g d ịch v à k ế t tủa. Đ u n n ó n g d u n g d ịch t r ê n , h i ệ n t ư ợ n g có gì t h a y đ ổ i k h ô n g ? V i ế t

p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứ n g v à g i ả i t h í c h ? (Cho b i ế t d u n g dịch ka l i

mangana t đ u n n ó n g t ạ o k a l i pemangana t v à m a n g a n đ i o x i t ) .

- Cho v à o ố n g n g h i ệ m k h ô m ộ t í t ( b ằ n g h ạ t n g ô ) t i n h t h ể amoni

đ i c r o m a t . Đ u n n ó n g c ẩ n t h ậ n t r ê n đ è n cồn. Q u a n s á t h i ệ n t ư ợ n g , v iế t

p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứ n g v à g i ả i t h í c h (cho b i ế t a m o n i đ i c r o m a t p h â n h u y cho c rom ( I U ) o x i t ) .

T ừ h a i p h ầ n t h í n g h i ệ m n à y r ú t r a k h á i n i ệ m p h ả n ứ n g ox i hoa k h ử n ộ i p h â n t ử .

Thí nghiệm 9. PHẢN ỨNG TựOXI HOÁ - KHỬ

Cho v à i t i n h t h ể i o t v à o ố n g n g h i ệ m đ ự n g 2 m l d u n g d ịch na t r i

h i đ r o x i t 2 M r ồ i đ u n n h ẹ . Q u a n s á t q u á t r ì n h hoa t a n i o t v à o dung

dịch. P h ả n ứ n g t ạ o t h à n h n a t r i i o đ u a , n a t r i i o đ a t .

T i ế p t ục a x i t hoa d u n g dịch t h u được b ằ n g v à i g i ọ t a x i t s u n í u r i c .

Quan s á t h i ệ n t ư ợ n g , v i ế t p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứ n g .

3. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

1. Đ ị n h nghĩa p h ả n ứ n g ox i hoa - k h ử . T h ế n à o l à c h ấ t o x i hoa, chấ t k h ử , sự ox i hoa, sự khử?

162

2. P h ả n ứ n g ox i hoa - k h ử có t í n h t h u ậ n nghịch k h ô n g ? T h ế n à o l à cặp o x i hoa - khử? P h â n b i ệ t d ạ n g k h ử , d ạ n g ox i hoa của m ộ t cặp ox i hoa - k h ử . Cho v í d ụ m i n h hoa.

3. C â n b ằ n g c á c p h ả n ứ n g oxi hoa - k h ử sau :

N a 2 s 2 0 3 + K 2 C r 2 0 7 + H 2 S 0 4 -> N a 2 S 0 4 + C r 2 ( S 0 4 ) 3 + K 2 S 0 4

F e S 0 4 + K M n 0 4 + H 2 S 0 4 -> F e 2 ( S 0 4 ) 3 + M n S 0 4 + K 2 S 0 4

A s 2 S 3 + H N 0 3 -> H 3 A s 0 4 + s + N 0 2

s + HNO3 -> H 2 S 0 4 + N O

Cu 2 S + HNO3 -> C u ( N 0 3 ) 2 + H 2 S 0 4 + N 0 2

4. Ở 298 K , p h ả n ứ n g

2 K M n 0 4 + 16HC1 -> 2 M n C l 2 + 5C1 2 + 2KC1 + 8 H 2 0

có xảy ra hay k h ô n g trong môi t rường t rung t í n h có nồng độ [H + ] = 1CT7M

và môi t rường axit có nồng độ [H + ] = I M ? Nồng độ các dạng oxi hoa v à d ạ n g k h ử k h á c đ ề u b ằ n g đ ơ n v ị .

5. D ự đ o á n c h i ề u d i ễ n b i ế n của p h ả n ứ n g

H g * + + 2 F e 2 + ;=z± 2 H g + 2 F e 3 +

ở 298K t r o n g h a i t r ư ờ n g hợp sau đ â y :

- [Ugị+] = [ F e 2 + ] = ( U M ; [Fe 3 + ] = 1,0.10" 4 M

- [ H g f ] = [ F e 2 + ] = 1,0.10- 4 M; [Fe 3 + ] = 0 , 1 M

6. T ạ i sao t r o n g t h í n g h i ệ m 2, đồng hoa t a n t r o n g a x i t n i t r i c đặc v à

a x i t s u n í u r i c đặc , n ó n g , k h ô n g g i ả i p h ó n g h i đ r o v à m à u sắc của

d u n g d ịch l ạ i t h a y đổ i?

7. T r o n g t h í n g h i ệ m 3, vì sao p h ả i cho t ừ t ừ t ừ n g g i ọ t nước d o hoặc

nước brom? V a i t r ò của benzen t r o n g t h í ngh iệm? T ạ i sao b r o m , io t

t a n n h i ề u t r o n g benzen v à m ộ t s ố d u n g m ô i h ữ u cơ n h ư n g í t t a n

t r o n g nước?

163

B à i 2 0

P I N Đ I Ệ N - D Ã Y Đ I Ệ N H Ó A - s ự Đ I Ệ N P H Â N • • • •

1. L Í T H U Y Ế T

1.1. P i n g a n v a n i , t h ế đ i ệ n c ự c

• Pin ganvani, t h ư ờ n g g ọ i t ắ t l à p i n , l à n g u ồ n c h u y ể n hoa n ă n g

t h à n h đ i ệ n n ă n g .

M ộ t p i n g ồ m h a i đ i ệ n cực g h é p l ạ i

v ớ i n h a u . T r ê n h ì n h 20 .1 t r ì n h b à y cách

g h é p h a i đ i ệ n cực k ẽ m v à đ ồ n g đ ể có p i n Z n - Cu .

Ở p i n Z n - Cu , đ ồ n g l à đ i ệ n cực

d ư ơ n g , k ẽ m l à đ i ệ n cực â m . N ố i hai

đ i ệ n cực b ằ n g m ộ t d â y d ẫ n , p i n hoạ t

đ ộ n g : d ò n g đ i ệ n c h ạ y t ừ C u sang Zn ở m ạ c h n g o à i .

D ò n g đ i ệ n p h á t s i n h t r o n g p i n là

k ế t q u ả của p h ả n ứ n g ox i hoa - k h ử .

Ở cực â m x ả y r a q u á t r ì n h ox i hoa Z n

Z n = Z n 2 + + 2e

ở cực d ư ơ n g x ả y r a q u á t r ì n h k h ử C u 2 +

C u 2 + + 2e = Cu

P h ả n ứ n g t ổ n g q u á t

Zn + C u 2 + = Z n 2 + + Cu

164

K h i p i n h o ạ t động , các electron do c h ấ t k h ử cung cấp c h u y ể n qua m ạ c h n g o à i sang c h ấ t ox i hoa, t ạo n ê n d ò n g đ i ệ n . Ở m ạ c h t r o n g (dung dịch) d ò n g đ i ệ n được duy t r ì n h ò sự c h u y ể n động của các i o n .

Theo quy ước, p i n Z n - Cu được k í h i ệ u :

( - ) Z n I Z n S 0 4 ( C 1 ) 11 (C 2 ) C u S 0 4 1 C u (+)

Sức đ i ệ n đ ộ n g của p i n b ằ n g h i ệ u g iữa t h ế đ i ệ n cực của đ i ệ n cực p h ả i ( đ i ệ n cực d ư ơ n g ) v à t h ế đ i ệ n cực của đ i ệ n cực t r á i ( đ i ệ n cực â m ) .

Ví dụ: V ớ i p i n Z n - Cu có sức đ i ệ n động

_ 0 0 0,059 [ Z n 2 - ] fi ^Cu^/Cu CPzn2*/Zn ^Cu /Cu (Pzn1!*/Zn 2 [Cu 2 *]

• Có thể dùng giá trị của hiệu thế xuất hiện ở bề mặt điện

cực, t h ế đ i ệ n cực đ ể đo độ m ạ n h của các cặp ox i hoa - k h ử . Vì k h ô n g

t h ể đo được h i ệ u t h ế n à y m à ch ỉ đo được sức đ i ệ n đ ộ n g của p i n do h a i

đ i ệ n cực g h é p l ạ i , n ê n quy ước n h ư sau :

T h ế của m ộ t đ i ệ n cực có t r ị số b ằ n g sức đ i ệ n đ ộ n g của p i n được c ấ u

tạo bởi đ i ệ n cực đó v ớ i m ộ t đ i ệ n cực h i đ r o t i ê u c h u ẩ n . N ế u đ i ệ n cực n à y

â m h ơ n đ i ệ n cực h i đ r o t h ì t h ế đ i ệ n cực có d ấ u â m ( - ) , ngược l ạ i có d ấ u

d ư ơ n g (+).

T r o n g p h ò n g t h í n g h i ệ m , đ i ệ n cực so s á n h t h ư ờ n g d ù n g là đ i ệ n cực

calomel có sơ đồ H g , H g 2 C l 2 ( r ) | K C l b ã o hoa có cpcal = 0,24V so v ớ i đ i ệ n

cực t i ê u c h u ẩ n h i đ r o . Đ i ệ n cực calomel có t h ế ổ n đ ị n h , độ l ặ p cao, d ễ sử

d ụ n g v à bảo q u ả n .

Ví dụ : M u ố n x á c đ ị n h <pCu, g h é p đ i ệ n cực đồng v ớ i đ i ệ n cực ca lomel

n h ư sau :

( - ) H g , H g 2 C l 2 1 KC1 b ă o h o à I I C u S 0 4 (C) I Cu (+)

Sức đ i ệ n đ ộ n g E = (p C u - (pca, = Ọcu - 0,24

Do đó : Ọcu = E + 0,24

K h i sắp x ế p c á c k i m l o ạ i theo t h ứ t ự t ă n g d ầ n của t h ế đ i ệ n cực

c h u ẩ n , ta được d ã y đ i ệ n hoa của các k i m l o ạ i ; dãy này phản ánh mức

đô hoai động hoa học của các kim loại.

165

- K i m l o ạ i có t h ế đ i ệ n cực c h u ẩ n c à n g b é t h ì h o ạ t đ ộ n g hoa học c à n g m ạ n h .

- K i m l o ạ i đ ứ n g t r ư ớ c đ ẩ y được k i m l o ạ i đ ứ n g sau r a k h ỏ i dung

dịch m u ố i .

- K i m l o ạ i đ ứ n g t rước h i đ r o t r o n g d ã y đ i ệ n hoa có t h ể đ ẩ y được

h i đ r o r a k h ỏ i d u n g d ịch a x i t l o ã n g .

• Pin nồng đô

L ấ y h a i k i m l o ạ i c ù n g b ả n c h ấ t n h ú n g v à o h a i d u n g d ịch m u ố i của

c h ú n g có n ồ n g độ k h á c n h a u t h ì được p i n n ồ n g độ .

Ví dụ : có 2 đ i ệ n cực của c ù n g k i m l o ạ i n h ú n g v à o 2 d u n g dịch m u ố i

có nồng độ C j v à C 2 . T h ế đ i ệ n cực của c h ú n g t ư ơ n g ứ n g b ằ n g

_ 0 0,059 q>i = <p + _ l g C i

n 0 j _ 0 , 0 5 9 .

<p2 = 9 + — l g C 2

n Vì C j * C 2 n ê n q>i * (p2, k h i g h é p h a i đ i ệ n cực v à o n h a u t h ì được một

p i n v ố i sức đ i ệ n đ ộ n g :

„ _ 0 ,059 , c, E = q> 1-q>2= ~ ~ l ể T T "

n c 2

V ậ y t r o n g p i n n ồ n g độ , các đ i ệ n cực v à c h ấ t đ i ệ n l i có c ù n g b ả n

c h ấ t hoa học. Sức đ i ệ n động của p i n được p h á t s i n h do sự k h á c b i ệ t về

nồng độ c h ấ t đ i ệ n l i của đ i ệ n cực.

1.2. Sự điện phân

Điện phân là quá trình oxi hoa - khử xảy ra trên bề mặt các điện

cực khi cho dòng điện một chiều đi qua dung dịch chất điện li hoặc chất điện li nóng chảy.

Ví dụ : Đ i ệ n p h â n nước có pha c h ú t a x i t v ớ i 2 cực b ằ n g p l a t i n , d ù n g

n g u ồ n đ i ệ n m ộ t c h i ề u t h ì t ạ i anot x ả y ra sự ox i hoa

H 2 0 - 2e = l / 2 0 2 + 2 H +

166

V à t ạ i catot x ả y r a sự k h ử

2 H 2 0 + 2e = H 2 + 2 0 H "

T ổ n g q u á t : H 2 0 l / 2 0 2 + H 2

Đ ê Sỉ/ điện phân có thể xảy ra, hiệu thê đặt vào hai đầu của bình điện phân (gọi l à t h ế p h â n huy) phải cao hơn hiệu thế cân bằng, bở i vì

k h ô n g t r á n h được sự p h â n cực t r o n g q u á t r ì n h đ i ệ n p h â n . N g ư ờ i ta gọ i

hiệu giữa thế phân huy và thế cân bằng tính theo phương trình Nec là

quá thế.

Ví dụ : Đ ể đ i ệ n p h â n nước t h ì h i ệ u t h ế đ ặ t v à o b ì n h đ i ệ n p h â n ( t h ế

p h â n huy) là 1,70V, t r o n g k h i h i ệ u t h ế c â n b ằ n g t í n h theo p h ư ơ n g

t r ì n h Nec ch ỉ b ằ n g 1,23V. V ậ y q u á t h ế t r o n g đ i ệ n p h â n nước vớ i đ i ệ n

cực p l a t i n b ằ n g

r\ = 1 . 7 0 V - 1 ,23V= 0.47V

Khi điện phân các chất ở trạng thái nóng chảy, ở mỗi điện cực chỉ

xảy ra m ộ t q u á t r ì n h ox i hoa - k h ử ; còn k h i đ i ệ n p h â n c á c c h ấ t ở t r ạ n g

t h á i dung dịch, n g o à i ca t ion v à an ion của c h ấ t đ i ệ n l i còn có c á c i o n

H 3 0 + , O H " của nước . V ậ y l o n n à o sẽ p h ó n g đ i ệ n t r ê n catot v à anot?

Quá trình xảy ra trên catot

N ế u t h ế p h ó n g đ i ệ n của ca t ion d ư ơ n g l ớ n h ơ n t h ế p h ó n g đ i ệ n của

cation H 3 0 + t h ì ca t ion k i m l o ạ i p h ó n g đ i ệ n

M n + + ne = M ( r )

Ngược lại thì cation H30+ sẽ phóng điện

2 H 3 0 + + 2e = H 2 ( k ) + 2 H 2 0 ( n ế u t r o n g d u n g d ịch ax i t )

hoặc sự k h ử đ i ệ n hoa của H 2 0

2 H 2 0 + 2e = H 2 + 2 0 H " ( n ế u t r o n g dung dịch t r u n g t í n h hoặc k i ề m )

Quá trinh xảy ra trên anot

T r ê n anot x ả y r a sự ox i hoa an ion của c h ấ t đ i ệ n l i , l o n OH~ hoặc

c h ấ t l à m anot . K h i đ i ệ n p h â n dung dịch nước, t h ứ t ự p h ó n g đ i ệ n của

167

các an ion n h ư sau : đ ầ u t i ê n các anion k h ô n g chứa o x i ( C r , B r , ì , s 2 ,

CN", . . . ) sau đó l à OH~, c u ố i c ù n g các anion của gốc a x i t có chứa oxi

( N O - , S O f . . . . ) .

Hai định luật Faraday đối với quá trình điện phản

- K h ố i l ượng của c h ấ t được t ạ o t h à n h ở cực d ư ơ n g hay cực â m

t r o n g q u á t r ì n h đ i ệ n p h â n t ỉ l ệ vớ i đ i ệ n l ượng đ i qua b ì n h đ i ệ n p h â n .

- K h ố i l ư ợ n g của c h ấ t được t ạ o t h à n h k h i cho c ù n g m ộ t đ i ệ n lượng

đi qua b ì n h đ i ệ n p h â n t ỉ l ệ v ớ i đ ư ơ n g lượng của c h ú n g .

K ế t hợp h a i đ ị n h l u ậ t , t a có h ệ thức t ổ n g q u á t

_ A . I . t m = ———

n.F

T r o n g đó : m - k h ố i l ượng c h ấ t t h o á t r a ở đ i ệ n cực (g)

A - k h ố i l ượng mo i n g u y ê n t ử đ ố i v ớ i k i m l o ạ i hoặc moi

p h â n t ử đ ố i v ớ i các c h ấ t k h á c (g/mol)

t - t h ò i g i an (s)

ri - s ố e lect ron t rao đ ổ i t r o n g p h ả n ứ n g ở đ i ệ n cực

F - s ố F a r a d a y (F = 96500 c u l ô n g ) .

2. THỰC HÀNH

2 . 1 . H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ

Hoa chất: - D u n g dịch đ ồ n g s u n f a t I N v à 0 ,01N, k ẽ m s u n f a t I N ,

ch ì ( l i ) c lorua I M , sắ t ( l i ) c lorua I M , c a đ i m i c lo rua I M , t h i ế c ( l i )

c lorua I M , bạc n i t r a t I M , d u n g dịch b ã o hoa n a t r i c lo rua , pheno l , g iấy t i n h bộ t , a x i t s u n í u r i c I M .

- K i m l o ạ i k ẽ m , sắ t , t h i ếc , ch ì , đồng , c a đ i m i , n h ô m , bạc.

Dụng cụ : C á c đ i ệ n cực đồng , k ẽ m , t h a n c h ì , ca lomel , m á y đ i ệ n

p h â n H ố p - m a n ( H o í m a n n ) , đ ồ n g h ồ đo đ i ệ n v ạ n n ă n g , ố n g c h ữ u , ắc

quy, d â y d ẫ n , c ầ u m u ố i , ống n g h i ệ m , g i á sắ t , k ẹ p sắ t .

168

2 .2 . C á c h t i ế n h à n h

Thí nghiệm 1. PIN Zn - Cu

C h u ẩ n bị đ i ệ n cực :

+ Đ i ệ n cực đ ồ n g (1) : N h ú n g Ì t ấ m đ ồ n g đ ã đ á n h sạch b ề m ặ t 1

b ằ n g g i ấ y r á p v à o cốc lOOml chứa 50ml d u n g dịch đ ồ n g s u n f a t I N .

+ Đ i ệ n cực k ẽ m (2) : N h ú n g Ì

t ấ m k ẽ m đ ã đ á n h sạch b ề m ặ t

vào cốc lOOml chứa 5 0 m l d u n g

dịch k ẽ m s u n f a t I N . Hình 20.2. Sơ đồ pin ganvani (Zn - Cu)

1. Điện cực đổng, 2. Điện cực kẽm;

3. Cầu muối; 4. Máy đo vạn năng

N ố i 2 cốc b ằ n g "cầu m u ố i " (3) l à ống t h ú y t i n h h ì n h c h ữ ư chứa

đầy t h ạ c h KC1 b ã o hoa. N ố i 2 t h a n h k i m l o ạ i b ằ n g d â y d ẫ n v ố i m á y đo

v ạ n n ă n g (cực đ ồ n g v ớ i cực d ư ơ n g , cực k ẽ m v ớ i cực â m ) . Đọc v à g h i ch ỉ

sô" sức đ i ệ n đ ộ n g . So s á n h k ế t q u ả thực n g h i ệ m v ớ i lí t h u y ế t . V i ế t sơ đồ

mạch v à g i ả i t h í c h sự h o ạ t đ ộ n g của p i n .

Thí nghiệm 2. PIN NÔNG ĐỘ

Sơ đồ l ắ p p i n t ư ơ n g t ự n h ư t h í n g h i ệ m Ì , n h ư n g 2 đ i ệ n cực đ ề u

bằng đồng , n h ú n g v à o h a i d u n g dịch đ ồ n g s u n f a t có n ồ n g độ 0 .01N v à

I N . Đ i ệ n cực n h ú n g v à o d u n g dịch l o ã n g h ớ n l à cực â m , đ i ệ n cực còn

l ạ i l à cực d ư ơ n g . Đ o sức đ i ệ n động của p i n . So s á n h k ế t q u ả thực

n g h i ệ m v ớ i lí t h u y ế t . V i ế t sơ đồ m ạ c h v à g i ả i t h í c h h o ạ t đ ộ n g của p i n .

Thí nghiệm 3. XÁC ĐỊNH THẺ ĐIỆN cực

+ T h ế đ i ệ n cực đ ồ n g ọ C u : D ù n g đ i ệ n cực đ ồ n g v ừ a đo ở t h í n g h i ệ m Ì

g h é p v ớ i đ i ệ n cực ca lomel (có s ẵ n ở p h ò n g t h í n g h i ệ m ) . D ù n g ố n g c h ữ u

n ố i h a i d u n g dịch đ ồ n g s u n f a t I N v à k a l i c lorua b ã o hoa, n ố i h a i cực

vớ i h a i đ ầ u của m á y đo v ạ n n ă n g (cực đ ồ n g n ố i v ớ i cực d ư ơ n g của m á y

đo cực ca lomel n ố i v ớ i cực â m của m á y đo) . Đọc ch ỉ s ố sức đ i ệ n đ ộ n g

của p i n . T í n h (pC u- V i ế t sơ đồ m ạ c h .

169

+ T h ế đ i ệ n cực k ẽ m (p Z n : T i ế n h à n h n h ư t h í n g h i ệ m x á c đ ị n h t h ế

đ i ệ n cực đ ồ n g ( d ù n g đ i ệ n cực k ẽ m vừa đo ở t h í n g h i ệ m 1). Đọc ch ỉ số sức đ i ệ n động . T í n h ọ Z n , v i ế t sỡ đồ m ạ c h .

Thí nghiệm 4. VAI TRÒ CỦA ĐỔNG TRONG PHẢN ỨNG GIỮA KẼM

VỚI AXIT. DÃY ĐIỆN HOÁ

a. L ấ y 2 m l a x i t s u n í u r i c I M v à o ống n g h i ệ m . T h ả t ừ t ừ dọc t h à n h

ống n g h i ệ m Ì v i ê n k ẽ m t i n h k h i ế t . Q u a n s á t h i ệ n t ư ợ n g t h o á t kh í

h i đ r o . D ù n g m ộ t d â y đ ồ n g t i ế p x ú c v ớ i v i ê n k ẽ m t r o n g ố n g n g h i ệ m .

Quan s á t tốc độ t h o á t k h í h i đ r o . G i ả i t h í c h . L ấ y d â y đ ồ n g r a k h ỏ i ống

n g h i ệ m , l ạ i quan s á t tốc độ t h o á t k h í .

b . L ấ y v à o 2 ố n g n g h i ệ m , m ỗ i ống 2 m l H 2 S 0 4 I M . T h ê m v à o Ì ống

n g h i ệ m v à i g i ọ t C u S 0 4 r ồ i cho cả v à o h a i ố n g n g h i ệ m , m ỗ i ống một

v i ê n k ẽ m t i n h k h i ế t . Q u a n s á t tốc độ t h o á t k h í h i đ r o ở 2 ố n g n g h i ệ m .

G i ả i t h í c h v a i t r ò của m u ố i đ ồ n g s u n í a t .

c. Sắp x ế p t h ứ t ự h o ạ t đ ộ n g hoa học các k i m l o ạ i .

Cho k i m l o ạ i ( d ạ n g v i ê n , t ấ m , d â y hoặc d ạ n g b ộ t ) v à o c á c dung

dịch chứa c á c l o n k i m l o ạ i n ồ n g đ ộ 0,1 m o i . / - 1 . Đ á n h d ấ u (x) v à o các ô

có p h ả n ứ n g .

Kim loại lon trong dung dịch

Kim loại A g + Cu 2 + H + Pb 2 + Sn 2 + Fe 2 + Z n 2 + A I *

Ag

Cu

Pb

Sn

Fe

Zn

A I

170

Thí nghiệm 5. ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH NATRI CLORUA ( h ì n h 20.3)

Đ ổ d u n g dịch n a t r i c lorua v à o ống h ì n h c h ữ u , t h ê m v à i g i ọ t pheno lph ta le in . Qua n ú t cao su l ắ p h a i đ i ệ n cực t h a n c h ì v à o h a i n h á n h của ống .

ả ì = ^

Hình 20.3. Dụng cụ điện phân dung dịch natri clorua

Lắp ống vào giá. Nối hai điện cực vối nguồn điện một chiều có thế

h i ệ u 10V. Q u a n s á t d u n g dịch quanh catot. L ấ y g i ấ y t i n h b ộ t ló t đ ặ t vào vòi ố n g ở anot . Q u a n s á t h i ệ n tượng , v i ế t p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứ n g

và g i ả i t h í c h .

Thí nghiệm 6. ĐIỆN PHÂN DUNG DỊCH ĐỒNG SUNFAT

L ắ p d ụ n g cụ n h ư h ì n h 20.3 ở t h í ngh iệm 5, thay bằng dung dịch đồng

sunfat I M . Quan s á t h i ệ n tượng, v i ế t p h ư ơ n g t r ì n h p h ả n ứng, g i ả i th ích .

Thí nghiệm 7. ĐIỆN PHÂN NƯỚC THEO PHƯƠNG PHÁP HOFMANN

Nước n g u y ê n c h ấ t t hực t ế k h ô n g d ẫ n đ i ệ n , có t h ể d ù n g a x i t

s u n í u r i c l o ã n g ( C M = Ì mol/1). Đ ổ d u n g dịch t r ê n v à o b ì n h c ầ u (8) đ ồ n g

thò i m ở khoa n h á m của h a i ống t h ú y t i n h chia độ (1) đ ế n k h i d u n g dịch

đ ầ y t ớ i v ạ c h 0 t h ì đ ó n g khoa. N ố i đ i ệ n cực p l a t i n v ớ i ampe k ế , v ò n k ế

n g u ồ n đ i ệ n m ộ t c h i ể u . Đ i ề u ch ỉnh cho cường độ d ò n g đ i ệ n ì = Ì 4 A .

K h i v ò n k ế ch ỉ 10 von , t ừ n g b ọ t k h í t h o á t r a ở 2 đ i ệ n cực. Sau 15 p h ú t

n g ắ t đ i ệ n . Đ ể c h í n h x á c , đ ư a k h í đó v ề á p s u ấ t k h í quyển b ằ n g cách h ạ

171

t hấp b ì n h cầu sao cho mực nước t rong b ì n h cầu ngang b ằ n g vớ i mực nưốc

t rong ống chia độ. Đọc t h ể t ích k h í h iđ ro t h o á t ra, cũng l à m n h ư v ậ y đê đọc

t h ể t ích k h í oxi.

Hình 20.4. Dụng cụ điện phân nước

1. Ống thúy tinh chia độ, nút nhám; 2. Kẹp sắt; 3. Điện cực Pt;

4. Vít nối; 5. Tấm sắt để lắp dụng cụ; 6. ống nghiệm; 7. Giá đỡ; 8. Bình cầu thúy tinh

Viết phương trình phản ứng xảy ra ở điện cực. Nhận xét thể tích

k h í h i đ r o v à ox i . Có t h ể l ầ n lượt m ở khoa n h á m của h a i ố n g t h ú y t i n h

v à l ầ n l ượ t t h u k h í v à o h a i ống n g h i ệ m ú p n g ư ợ c đ ể t h ử h i đ r o bằng

p h ả n ứ n g n ổ , t h ử ox i b ằ n g que d i ê m đ a n g c h á y dở. G h i k ế t q u ả vào

b ả n g sau :

ì u t T ( K ) V 0 ,

T ừ c á c g i á t r ị t r ê n , t í n h s ố Faraday . So s á n h g i á t r ị t h ự c n g h i ệ m

vớ i g i á t r ị l í t h u y ế t ( t í n h s ố Fa raday theo h a i c á c h : d ự a v à o p h ư ơ n g t r ì n h k h í lí t ư ở n g đ ị n h l u ậ t A v o g a đ r o ) .

172

3. C Â U H Ỏ I VÀ B A I T Ậ P

1. T h ê n à o là p in đ iện hoa? Sức đ iện động của n g u y ê n tốganvan i là gì?

2. T h ế đ i ệ n cực l à gì? C á c h xác đ ị n h t h ế đ i ệ n cực t ư ơ n g đối?

T h ế đ i ệ n cực c h u ẩ n l à gì? Sử d ụ n g t h ế đ i ệ n cực c h u ẩ n đ ể l à m gì?

3. Cho b i ế t quy ước v ề c á c h v i ế t sơ đồ , d ấ u của sức đ i ệ n đ ộ n g v à t h ế

đ i ệ n cực?

4. Sự đ i ệ n p h â n là gì? Sự g iống v à k h á c n h a u g iữa p h ả n ứ n g ox i hoa -k h ử v à đ i ệ n p h â n ?

5. Cho c á c t h a n h k i m l o ạ i A I , Fe, Pb, Cu, A g v à các d u n g dịch m u ố i có nồng độ Ì M : A1C1 3 , Z n S 0 4 , F e S 0 4 ) P b ( N 0 3 ) 2 , C u S 0 4 ) A g N 0 3 .

- Có t h ể l ắ p được n h ữ n g p i n n à o ?

- V i ế t sơ đồ m ạ c h , t í n h sức đ i ệ n đ ộ n g cửa m ỗ i p i n .

6. G i ả i t h í c h t á c d ụ n g của "cầu m u ố i " .

7. Kh i điện p h â n nước theo phương pháp Hoữnann, thu được các dữ k iện sau :

ì = 1.44A; u = 10.0V; t = 900s; p = 10 5Pa; T = 295K;

v „ 2 = 17ml ; V Ũ 2 = 8 ,5ml . T í n h s ố Faraday theo h a i p h ư ơ n g p h á p . So s á n h g i á t r ị t hực n g h i ệ m vớ i g iá t r ị lí t h u y ế t .

173

B à i 2 1

XÁC ĐỊNH KHÔI LƯỢNG PHÂN TỬ CỦA Rượu

I S O P R O P Y L I C B Ằ N G Đ Ộ G I Ả M N H I Ệ T Đ Ộ H O A R Ắ N • • •

1. LÍ THUYẾT

D u n g d ịch c h ấ t k h ô n g đ i ệ n l i là d u n g dịch m à c á c c ấ u t ử của nó là

n h ữ n g t i ể u p h â n t r u n g hoa, v í d ụ d u n g dịch nước của đ ư ờ n g , rượu etyl ic , k h í t r ơ . . . T r o n g d u n g dịch l o ã n g của c á c c h ấ t n à y , t ư ơ n g tác giữa các p h â n t ử c h ấ t t a n v à d u n g m ô i là r ấ t y ế u , do đ ó k h i h ì n h t h à n h

dung dịch t h ư ờ n g k h ô n g k è m theo n h ữ n g b i ế n đ ổ i hoa học, k h ô n g có h i ệ u ứ n g n h i ệ t v à h i ệ u ứ n g t h ể t í c h (AV = 0, A H = 0).

Đ ố i v ớ i d u n g dịch c h ấ t t a n k h ô n g bay hơ i t h ì ở c ù n g n h i ệ t độ, áp

suấ t hơi b ã o hoa của d u n g dịch t h ấ p h ơ n á p s u ấ t hơ i b ã o hoa của dung

m ô i n g u y ê n c h ấ t . N ồ n g độ của d u n g dịch c à n g l ớ n , t h ì á p s u ấ t hơ i bão hoa c à n g t h ấ p .

Đ ộ g i ả m á p s u ấ t hơ i b ã o hoa của d u n g dịch c h ấ t t a n k h ô n g bay hơi được t h ể h i ệ n t r o n g đ ị n h l u ậ t R a u n ì (Raoul t ) :

Độ giảm tương đối áp suất hơi bão hoa của dung dịch ở một nhiệt độ xác định bằng nồng độ phần moi của chất tan không bay hơi trong dung dịch.

p ° - p po - X B

p° - áp suất hơi bão hoa của dung môi

p - á p s u ấ t hơ i b ã o hoa của d u n g dịch

Xu - n ồ n g độ p h ầ n m o i của c h ấ t t a n B .

174

101,3kPa

Nhiệt độ

Hình 21.1. Sự phụ thuộc của áp suất hơi bão hoa vào nhiệt độ của dung môi và dung dịch.

Sự g i ả m á p suấ t hơi bão hoa đ ã l à m cho n h i ệ t độ sôi của dung dịch t ă n g lên, n h i ệ t độ hoa r ắ n của dung dịch g i ả m xuống so với dung môi n g u y ê n chấ t . Đ i ề u n à y được t h ể h i ệ n t r ê n g iản đồ sự p h ụ thuộc giữa á p

suấ t hơi b ã o hoa theo n h i ệ t độ (h ình 21.1).

Đ ư ờ n g cong A B b i ể u d i ễ n b i ế n t h i ê n á p s u ấ t hơ i b ã o hoa theo n h i ệ t độ của d u n g m ô i n g u y ê n chấ t . Đ ư ờ n g cong CD là b i ế n t h i ê n á p s u ấ t hơ i b ã o hoa theo n h i ệ t độ của d u n g dịch.

K ẻ m ộ t đ ư ờ n g song song v ớ i t r ụ c h o à n h , đ ư ờ n g n à y cắ t t r ụ c t u n g ở đ i ể m ứ n g vói á p s u ấ t k h í q u y ể n p = 101,3 K p a v à c ắ t c á c đ ư ờ n g á p s u ấ t hơ i b ã o hoa ở c á c

đ i ể m B v à D . G ọ i to v à t j l à n h i ệ t độ sôi của d u n g m ô i n g u y ê n c h ấ t v à dung dịch, t r o n g đó to < tị.

A E là đ ư ờ n g cong á p s u ấ t hơi b ã o hoa của t i n h t h ể d u n g môi n g u y ê n chấ t . T ạ i các đ i ể m A, E á p s u ấ t hơi b ã o hoa của d u n g m ô i n g u y ê n c h ấ t và của dung dịch b ằ n g á p suấ t hơi b ã o hoa của t i n h t h ể . T ạ i các đ i ể m đó tồn t ạ i đồng t h ò i pha r ắ n v à pha lỏng. Do đó to v à t j l à n h i ệ t độ hoa r ắ n của dung m ô i n g u y ê n c h ấ t v à dung dịch, t rong đó to > tị.

H i ệ u s ố g i ữ a c á c n h i ệ t độ sôi của d u n g dịch v à d u n g m ô i n g u y ê n chấ t g ọ i l à độ tăng nhiệt độ sôi A t s của d u n g dịch. H i ệ u s ố g iữa các n h i ệ t độ hoa r ắ n của d u n g m ô i n g u y ê n c h ấ t v à d u n g dịch gọ i l à độ giảm nhiệt độ hoa rắn A t r của d u n g dịch. Sự p h ụ thuộc của A t s v à A t r

vào n ồ n g độ d u n g dịch được xác đ ị n h b ằ n g đ ị n h l u ậ t R a u n l i :

Đối với dung dịch loãng chứa chất tan không điện li, không bay hơi độ tăng nhiệt độ sôi và độ giảm nhiệt độ hoa rắn tỉ lệ với nồng độ của dung dịch.

B i ế u t hức t o á n học của đ ị n h l u ậ t R a u n l i

A t s = E . c

A t r = K . c

175

c — n ồ n g độ m o l a n

E, K - h ằ n g s ố n g h i ệ m sô i , h ằ n g số n g h i ệ m l ạ n h ; c h ỉ p h ụ thuộc v à o b ả n c h ấ t d u n g m ô i , k h ô n g p h ụ thuộc v à o b ả n c h ấ t c ủ a c h ấ t t an . K h i c = Ì m o l a n t h ì E = Át,, K = A t r .

Ví dụ: v ớ i nước E = 0,52; K = 1,86; vó i benzen E = 2,53; K = 5,12.

Vì A t s v à A t r t h a y đô i t ỉ l ệ v ớ i s ố m o i m à m ỗ i m o i chứa m ộ t số n h ư

n h a u p h â n t ử , n ê n t í n h c h ấ t n à y ch ỉ p h ụ thuộc v à o s ố t i ể u p h â n chấ t t an , k h ô n g p h ụ t h u ộ c v à o b ả n c h ấ t của c h ấ t t a n .

P h é p n g h i ệ m sôi v à n g h i ệ m l ạ n h (tức l à p h é p đo c á c đ ạ i lượng At 9 ,

A t r ) được d ù n g r ộ n g r ã i t r o n g hoa học đ ể x á c đ ị n h k h ố i l ư ợ n g p h â n tử

của các c h ấ t ở t r ạ n g t h á i t a n t r o n g các d u n g m ô i k h á c n h a u . N ê u b i ế t

k h ố i l ượng p h â n t ử của c h ấ t t a n có t h ể đ á n h g i á được mức độ l i ên hợp của p h â n t ử c h ấ t t a n , s ố t i ể u p h â n t r o n g các đ ạ i l ư ợ n g p h â n t ử . . . .

Ví dụ: X á c đ ị n h k h ố i l ư ợ n g p h â n t ử của m ộ t h i đ r a t cacbon b i ế t k h i

hoa t a n 0,9g c h ấ t đó t r o n g 50g nước t h u được d u n g dịch có n h i ệ t độ sôi 1 0 0 , 0 5 2 ° c .

Giải: Lượng chất tan trong lOOOg nước = 0'9x1000 _ ịQ g 50

Vì k h i hoa t a n Ì m o i c h ấ t t r o n g lOOOg nước, độ t ă n g n h i ệ t độ sôi là

0 , 5 2 ° c n ê n độ t ă n g n h i ệ t đ ộ sôi = 100,052 - 100,000 = 0 , 0 5 2 ° c ứ n g với

khi hoa tan °'052 = 0,1 moi hợp chất hiđrat cacbon trong lOOOg nước. ù, OA

18 K h ố i l ượng p h â n t ử M của h i đ r a t cacbon l à — • X Ì = 180

0,1 H ợ p c h ấ t n à y có t h ể l à g lucozơ C 6 H 1 2 0 6 .

2. THỰC HÀNH

2 . 1 . N g u y ê n t ắ c

T r ê n cơ sở x á c đ ị n h n h i ệ t độ hoa r ắ n của d u n g m ô i (nước) v à d u n g

dịch ( r ư ợ u i sopropyl ic ) , sau đó t í n h độ g i ả m n h i ệ t đ ộ hoa r ắ n (A t r ) của

dung dịch theo đ ị n h l u ậ t Raun . T ừ đó t í n h k h ố i l ư ợ n g p h â n t ử r ư ợ u

176

i sopropyl ic theo c ô n g thức

M = K.— Át,

M : K h ố i lượng p h â n t ử của r ư ợ u i sopropyl ic

a : S ố g ă m c h ấ t t a n t r o n g lOOOg d u n g m ô i

K : H ằ n g s ố n g h i ệ m l ạ n h

A t r : Đ ộ g i ả m n h i ệ t độ hoa r ắ n .

2.2. Hoa chất và dụng cụ

Hoa chất: R ư ợ u isopropyl ic , h ỗ n hợp s i n h h à n ( m u ố i v à nước đ á ) .

Dung cụ : - D ụ n g cụ đ ể x ác đ ị n h độ g i ả m n h i ệ t độ hoa r ắ n (gồm Ì

ống n g h i ệ m l ớ n , n ú t cao su có k h o a n 2 l ỗ , que k h u ấ y , n h i ệ t k ế B e k m a n

hoặc n h i ệ t k ế k h o ả n g chia đ ế n 0,01°C).

- Ống đo 5 0 m l , cốc Ì l í t , đồng h ồ b ấ m g iây , bure t .

Lắp dụng cụ như hình 21.2.

C h u ẩ n bị h ỗ n hợp s i n h h à n : H ỗ n hợp s inh h à n được c h u ẩ n bị b ằ n g c á c h đ ậ p v ụ n nước đ á t r ộ n v ớ i m u ố i ă n (NaCl) v à nước (4 p h ầ n nước đ á vớ i m ộ t p h ầ n m u ố i theo t h ế t í ch ) cho

3 k h o ả n g — cốc Ì l í t . K h u ấ y đ ề u .

4 N h i ệ t độ của h ỗ n hợp s i n h h à n g i ữ k h o ả n g —5°c. N ế u c h ư a đ ạ t được n h i ệ t độ đó có t h ể đ ổ b ố t nước ra , t h ê m đ á v à m u ố i ă n v à o .

Trước t i ê n xác đ ị n h n h i ệ t độ hoa

r ắ n của dung m ô i n g u y ê n chấ t , t r o n g

t h í n g h i ệ m n à y là nước cấ t . D ù n g ống

đ o n g l ấ y 2 5 m l nước cấ t v à o ống

n g h i ệ m lớn . Đ ậ y k í n b ằ n g n ú t cao su,

2.3. C á c h t i ế n h à n h

Hình 21.2. Dụng cụ để xác định độ giảm nhiệt độ hoa rắn

1 Nước, nước đá, muối ăn; 2. Que khuấy; 3. Lưới sắt; 4. Nhiệt kế;

5. NƯỚC hoặc dung dịch.

177

l ắ p n h i ệ t k ế có k h o ả n g chia độ c h í n h xác 0 , 0 1 ° c v à m ộ t que k h u ấ y . B ầ u t h ú y n g â n đ ặ t lơ l ử n g t r o n g dung môi , k h ô n g được c h ạ m đ á y và t h à n h ống n g h i ệ m . T ấ t cả l ắ p v à o g i á sắ t , g i ữ cố đ ị n h v à đ ặ t v à o cốc 11 đ ự n g h ỗ n hợp s i n h h à n .

K h u ấ y đ ề u d u n g m ô i b ằ n g c á c h d i động l ê n x u ố n g đ ũ a khuấy, k h ô n g đ ư a đ ũ a k h u ấ y l ê n cao q u á mức d u n g m ô i v à t r á n h cọ x á t vào

n h i ệ t k ế . K h i độ l ạ n h k h o ả n g 0 , 5 ° c , cứ 30s g h i n h i ệ t đ ộ v à t h ò i gian m ộ t l ầ n cho t ớ i k h i n h i ệ t đ ộ k h ô n g t hay đ ổ i , đ ồ n g t h ờ i x u ấ t h i ệ n những

t i n h t h ể nước đ á đ ầ u t i ê n , g h i t i ế p t h ê m 5 đ i ể m nữa . T r o n g t h í nghiệm t h ư ớ n g x ả y r a h i ệ n t ư ợ n g " c h ậ m đông" , nghĩa l à k h i n h i ệ t độ h ạ quá

n h i ệ t độ hoa r ắ n m à d u n g m ô i v ẫ n c h ư a k ế t t i n h . T r ư ờ n g hợp n à y cần

k h u ấ y n h ẹ hoặc t h ê m v à o m ộ t t i n h t h ể đ á n h ỏ , sự hoa r ắ n sẽ xảy ra

k h i n h i ệ t độ t ă n g l ê n đ ế n n h i ệ t đ ộ hoa r ắ n của d u n g m ô i n g h i ê n cứu

t h ì d ừ n g l ạ i . N h i ệ t độ hoa r ắ n được coi l à n h i ệ t đ ộ sau k h i đ ã t ă n g lên v à g i ữ k h ô n g đ ổ i .

L ấ y ống n g h i ệ m đ ự n g d u n g m ô i ra , đ u n n h ẹ cho n ư ố c đ á t a n hết .

L ặ p l ạ i t h í n g h i ệ m r ồ i l ấ y k ế t q u ả t r u n g b ì n h , x á c đ ị n h n h i ệ t độ hoa r ắ n của d u n g m ô i n g u y ê n chấ t .

Sau đó l ấ y ố n g n g h i ệ m ra , đ u n n h ẹ cho nước đ á t a n h ế t , d ù n g pipet

l ấ y 6 - 7 m l r ư ợ u i sopropyl ic v à o ống n g h i ệ m , lắc n h ẹ r ồ i l ạ i cho vào

h ỗ n hợp s i n h h à n . K h u ấ y l i ê n t ục v à x á c đ ị n h n h i ệ t đ ộ hoa r ắ n của d u n g dịch n h ư đ ã l à m v ớ i d u n g m ô i ở t r ê n .

H ì n h 21.3. b i ể u d i ễ n các l o ạ i đ ư ờ n g cong n g u ộ i l ạ n h của d u n g môi

t i n h k h i ế t ( đ ư ờ n g a) v à của d u n g dịch ( đ ư ờ n g b) . c ầ n c h ú ý c h ấ t lỏng

có t h ể b ị " c h ậ m đ ô n g " t rước k h i x ả y r a sự hoa r ắ n của dung môi (đường

c) v à của dung dịch (đường d). Trong t rường hợp có h i ệ n t ư ợ n g c h ậ m đông,

m u ố n xác đ ị n h n h i ệ t độ hoa r ắ n d ù n g p h ư ơ n g p h á p ngoạ i suy: kéo dài

đường b i ể u d i ễ n sau k h i h ế t chậm đ ô n g cho đường n à y cắ t p h ầ n đường cong nguội l ạ n h t rước k h i c h ậ m đông.

178

Nhiệt độ

ì. \

Nhiệt độ

Thời gian Thời gian

(a) (b)

Nhiệt độ Nhiệt độ

\ chậm đông

Thời gian

(c) (d)

Hình 21.3. Đường cong nguội lạnh của dung môi (a, c) và dung dịch (b, d).

2 .4 . T í n h k ế t q u ả

- C á c s ố l i ệ u t h u được t ừ thực n g h i ệ m

L ậ p 2 b ả n g : Ì b ả n g cho d u n g m ô i (nước) ,

Ì b ả n g cho d u n g dịch (nước v à r ư ợ u i sopropyl ic )

Lần 1 Lần 2

Thời gian (s) t°c Thời gian (s) t°c

- V ẽ đồ t h ị sự p h ụ thuộc n h i ệ t độ theo t h ò i g i an của d u n g m ô i v à

d u n g dịch đ ể x á c đ ị n h n h i ệ t độ hoa r ắ n của d u n g m ô i v à d u n g dịch.

- L ậ p b ả n g sau đ ể t í n h k h ố i lượng p h â n t ử của r ư ợ u i sopropyl ic

179

Lần 1 Lần 2

Khối lượng riêng của rượu isopropylic: 0,785g/ml

Khối lượng rượu isopropylic:

Nhiệt độ hoa rắn của nước: to

Nhiệt độ hoa rắn cùa dung dịch : tị

Độ giảm nhiệt độ hoa rắn: Atr

Số găm chất tan trong lOOOg dung môi (a)

Khối lượng phân tử rượu isopropylic:

- T í n h sai s ố % so v ớ i g i á t r ị t í n h theo lí t h u y ế t .

3. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

1. Ý nghĩa v ậ t lí của h ằ n g số n g h i ệ m l ạ n h v à h ằ n g s ố n g h i ệ m sôi là gì?

2. G i ả i t h í c h t ạ i sao d u n g dịch có n h i ệ t độ sôi cao h ơ n v à n h i ệ t độ hoa

r ắ n t h ấ p h ơ n d u n g m ô i n g u y ê n chấ t?

3. D u n g dịch chứa 0,124g a x i t benzoic t r o n g 20g benzen hoa r ắ n ỏ

5 , 2 3 8 ° c .

- T í n h k h ố i l ư ợ n g p h â n t ử của a x i t benzoic b i ế t r ằ n g d u n g dịch

chứa 2,7g a x i t benzoic t r o n g 75g benzen hoa r ắ n ở 3 , 5 ° c .

- So s á n h k ế t q u ả t h u được v ớ i k ế t q u ả t í n h t ừ c ô n g thức

C 6 H 5 C O O H v à g i ả i t h í c h sự sai l ệch đó .

Cho b i ế t n h i ệ t độ hoa r ắ n của benzen l à 5 , 5 ° c .

4 . R ư ợ u i sopropyl ic c ũ n g n h ư n h i ề u r ư ợ u k h á c d ễ bay hơ i h ơ n so với

nước. Đ i ề u n à y có ả n h h ư ở n g gì đ ế n k ế t q u ả t h ự c n g h i ệ m k h ô n g ?

G i ả i t h í c h .

180

B à i 2 2

Ă N M Ò N V À B À O V Ệ K I M L O Ạ I • •

1. L I T H U Y Ẽ T

Ă n m ò n k i m l o ạ i l à sự p h á h u y t ự n h i ê n k i m l o ạ i v à hợp k i m do t á c

động của m ô i t r ư ờ n g x â m thực . K h i m ô i t r ư ờ n g x â m thực là d u n g dịch

đ iện l i có chứa c á c k h í hoa t a n n h ư ox i t h ì ă n m ò n k i m l o ạ i có b ả n c h ấ t

đ iện hoa học. T ạ i hợp p h ầ n a n ô t t r ê n b ề m ặ t k i m l o ạ i x ả y ra sự ox i hoa

(hoa tan) k i m l o ạ i :

M = M n + + ne (1)

T ạ i hợp p h ầ n ca tô t của bề m ặ t xảy ra sự k h ử của chấ t k h ử p h â n cực D. Trường hợp D là H + t rong môi t rướng x â m thực th ì

nH+ + ne=-H2 (2) 2

N ế u D l à o x i hoa t a n t r o n g m ô i t r ư ờ n g x â m thực t h ì sự k h ử x ả y r a

theo p h ư ơ n g t r ì n h :

- 02 + 2nH+ + ne = nH20 (3) 2

hoác -Oa + nH20 + ne = 2nOH" (4) 2

M ộ t c á c h t ổ n g q u á t , p h ả n ứ n g ă n m ò n d i ễ n r a t r ê n b ề m ặ t k i m l o ạ i

n h ư sau:

M + n H + = M n + + — H n 1 - 1 2 2

hoặc M + - 02 + 2nH+ = Mn+ + nH20 2

181

Vì c á c p h ả n ứ n g n à y l à t ự d i ễ n b i ế n n ê n AG < 0.

Đ ể đ á n h g i á tốc đ ộ ă n m ò n , n g ư ò i ta sử d ụ n g đ ị n h l u ậ t Faraday, theo đó cường độ d ò n g ă n m ò n ì được xác đ ị n h theo b i ể u thức :

J _ n F m

~ M . t

t r o n g đó: n - s ố e lec t ron t h a m gia p h ả n ứ n g ă n m ò n

F - s ố Faraday, F = 96500 c / m o l

m - k h ố i l ượng k i m l o ạ i b ị ă n m ò n t í n h b ằ n g g ă m

M - k h ố i l ượng mo i n g u y ê n t ử k i m l o ạ i

t - t h ờ i g i an t í n h b ằ n g g iây .

Do ă n m ò n đ i ệ n hoa l à q u á t r ì n h d ị t h ể n ê n t h ư ờ n g ì được quy về

đớn v ị d i ệ n t í c h b ề m ặ t A , k h i đó:

. _ ĩ _ n F m

1 A ~ M . A . t

V ậ y tốc độ ă n m ò n được đ á n h g i á b ằ n g đ ạ i l ư ợ n g i - được g ọ i là m ậ t

độ d ò n g đ i ệ n t í n h b ằ n g A / m 2 ( hệ SI) hay A / c m 2 ( h ệ đ ơ n v ị t h ư ờ n g d ù n g ) .

Đ ể bảo v ệ k i m l o ạ i chống l ạ i sự ă n m ò n , k i m l o ạ i được c á c h l i k h ỏ i

m ô i t r ư ờ n g x â m thực b ằ n g lớp p h ủ k i m l o ạ i ( m ạ đ i ệ n ) hoặc s ơ n . Trong

p h ư ơ n g p h á p đ i ệ n hoa bảo v ệ k i m l o ạ i , n g ư ờ i ta sử d ụ n g p h ư ơ n g p h á p

bảo v ệ c a t ô t b ằ n g c á c h g h é p đ i ệ n hoa k i m l o ạ i c ầ n bảo v ệ v ớ i m ộ t k i m

l o ạ i k h á c có đ i ệ n t h ế N e r n s t â m h ơ n ( p h ư ơ n g p h á p đ i ệ n cực h i sinh)

hoặc p h ư ơ n g p h á p bảo v ệ a n ô t b ằ n g c á c h đ ư a k i m l o ạ i v à o t r ạ n g t h á i t h ụ động .

Trong b à i t h í n g h i ệ m này , những v ấ n đ ề sau đ â y sẽ được l à m s á n g tỏ :

- Ă n m ò n đ i ệ n hoa học sắ t .

- Bảo v ệ k i m l o ạ i sắ t b ằ n g đ i ệ n cực h i s i n h ( đ i ệ n cực có t í n h k h ử m ạ n h h ơ n sắ t ) .

- Bảo v ệ k i m l o ạ i sắ t b ằ n g t h ụ đ ộ n g hoa.

- Bảo v ệ k i m l o ạ i sắ t b ằ n g d ù n g c h ấ t ức c h ế u r ô t r ô p i n ( C H 2 ) 6 N 4

hoặc t h i o u r ê ( N H 2 ) 2 C S .

182

2. T H Ự C H À N H

2 . 1 . H o a c h ấ t v à d ụ n g cụ

Hoa chất: C á c d u n g dịch: HC1 I M ; K 3 [ F e ( C N ) 6 ] 0 , 1 M ; N a C l 3%; N a O H I M .

P h e n o l p h t a l e i n 0 , 1 % ; H N 0 3 bốc k h ó i (d = 1,49); H 2 S 0 4 I M v à ( C H 2 ) 6 N 4 : u r ô t r o p i n ; ( N H 2 ) 2 C S : t h i ô u r ê .

Dụng cụ

Ô n g n g h i ệ m , b ì n h n ó n , đ i n h sắ t , đồng h ồ v ạ n n ă n g , g i ấ y r á p , t ấ m k ẽ m l x 6 c m v à 4 t ấ m sắ t l x 6 c m , cốc 200ml , đ ũ a t h ú y t i n h ; 2 hộp lồng .

2.2. Cách tiến hành

Thí nghiệm 1. ĂN MÒN ĐIỆN HOA SÁT VỚI sự KHỬ cực HIĐRÔ

Đ ổ d u n g dịch HC1 I M v à o 1/3 ống n g h i ệ m . T h ả v à o ống n g h i ệ m

chiếc đ i n h sắ t đ ã đ á n h sạch b ề m ặ t b ằ n g g i ấ y r á p . N h ậ n x é t k h í t h o á t

ra. L ấ y đ i n h sắ t r a k h ỏ i ống n g h i ệ m , r ồ i cho v à i g i ọ t d u n g dịch K 3 [ F e ( C N ) 6 ] v à o ố n g n g h i ệ m . N h ậ n x é t sự h ì n h t h à n h s ả n p h ẩ m có

m à u x a n h T u r b u l l K [ F e n F e i n ( C N ) 6 ] chứng tỏ s ả n p h ẩ m ă n m ò n là Fe 2 + .

Thí nghiệm 2. ĂN MÒN SÁT VÀ CHỐNG ĂN MÒN SÁT BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ CATÔT

a) T ạ o d u n g dịch t h ạ c h (aga) n ó n g b ằ n g c á c h hoa t a n 2g t h ạ c h

(aga) t r o n g 2 0 0 m l nước cấ t , đ u n n ó n g dung d ịch (dung dịch a).

b) Cho v à o d u n g dịch t h ạ c h n ó n g (a) 2g N a C l t i n h t h ể , 2 m l d u n g dịch K 3 [ F e ( C N ) 6 ] 0,1 M v à pheno lph tha l e in , được d u n g dịch (b).

c) R ó t k h o ả n g 5 0 m l d u n g dịch (b) v à o m ỗ i hộp l ồ n g (hộp p e t r i ) . Đ ể

n g u ộ i d u n g dịch t r o n g h ộ p lồng cho t ớ i đ ô n g r ắ n t r o n g k h i v ẫ n duy t r ì

dung d ịch (b) c ò n l ạ i ở t r ạ n g t h á i n ó n g .

d) T r o n g lúc c h ò n g u ộ i , l à m sạch b ề m ặ t 4 t ấ m sắ t v à Ì t ấ m k ẽ m

(k ích t h ư ớ c m ỗ i t ấ m l x 6 c m ) b ằ n g d u n g dịch HC1 6 M , r ử a k ĩ qua d ò n g

nước. B ẻ cong t h ư ớ c t h ợ m ộ t đ ầ u của m ỗ i t ấ m r ồ i đ ặ t l ê n lớp t h ạ c h đ ã

đ ô n g c ứ n g (xem h ì n h v ẽ 22.1).

183

Hình 22.1. Thí nghiệm ăn mòn và bảo vệ kim loại

e) D ù n g t h ạ c h n ó n g còn l ạ i p h ủ l ê n các t ấ m k i m l o ạ i đ ã đ ặ t t r ê n bề

m ặ t lớp t h ạ c h n g u ộ i đ ô n g r ắ n v à c h ú ý đ ể hở đ ầ u t h ẳ n g đ ứ n g đ ể l àm chỗ n ố i các đ i ệ n cực. C h ò n g u ộ i lớp aga t h ứ h a i .

d) N ố i 2 đ ầ u sắ t n g o à i c ù n g (hộp lồng 1) vói m ộ t p i n 1,5V. C h ú ý

đ á n h d ấ u các đ ầ u (+) v à (—) của h a i cực sắ t . Cực sắ t ở g iữa d ù n g l à m đối chứng. Theo dõi sự x u ấ t h i ệ n d ầ n các m à u xanh ở anot v à đỏ ở c a t ô t .

P h ả n ứ n g anot

Fe = F e 2 + + 2e

F e 2 + + [ F e I I I ( C N ) 6 ] 3 - = Fe 3 + + [ F e n ( C N ) 4 ] 4 -

P h ả n ứ n g catot

-02 + H20 + 2e = 20H-2

( l à m h ồ n g p h e n o l p h t a l e i n )

í) Đ o ả n m ạ c h 2 cực Fe v à Z n ở hộp l ồ n g 2 b ằ n g d â y d ẫ n đ i ệ n . Sau 10 p h ú t sẽ t h ấ y m à u đỏ x u ấ t h i ệ n ở cực Fe.

Thí nghiệm 3. THỤ ĐỘNG HOA KIM LOẠI SẮT

D ù n g g i ấ y r á p đ á n h sạch b ề m ặ t 2 chiếc đ i n h sắ t . N h ú n g t ớ i nửa

c h i ề u d à i Ì đ i n h sắ t v à o H N 0 3 bốc k h ó i t r o n g 2 - 3 p h ú t . L ấ y r a k h ỏ i H N 0 3 r ử a b ằ n g d ò n g nước r ồ i n h ú n g v à o d u n g dịch H 2 S 0 4 I M .

Chiếc đ i n h còn l ạ i n h ú n g vào dung dịch H 2 S 0 4 I M d ù n g l à m đ ố i chứng.

M ộ t sự k h ả o s á t đ ị n h l ượng h ơ n được t i ế n h à n h b ằ n g c á c h đ o h i ệ u

t h ế g iữa đ i ệ n cực Fe n h ú n g t r o n g HNO3 bốc k h ó i v à đ i ệ n cực ca lomel

b ã o hoa. H a i đ i ệ n cực n à y được g h é p v ố i n h a u qua c ầ u m u ố i K X O 3 I M .

184

D ù n g đ ồ n g h ồ v ạ n n ă n g đo h i ệ u t h ế . Đ i ệ n cực sắ t b ị t h ụ đ ộ n g hoa sẽ là

cực (+) của p i n đ i ệ n . H i ệ u t h ế n à y v à o k h o ả n g 750mV.

Thí nghiệm 4. sự KHỬ THỤ ĐỘNG SÁT

C h u ẩ n bị m ộ t d u n g dịch H N 0 3 3 M . N h ú n g v à o d u n g dịch n à y p h ầ n đã bị t h ụ đ ộ n g của đ i n h sắ t v à m ộ t t ấ m đồng . N ố i 2 k i m l o ạ i n à y qua mộ t m i l i v o n m é t . L ú c n à y sắ t v ẫ n là cực d ư ơ n g (+) của p i n ; h i ệ u t h ế v à o

k h o ả n g 650 - 680 m V . Sau m ộ t t h ờ i g ian n g ắ n , c h ừ n g v à i g i â y sẽ x ả y ra sự đ ả o cực, k h í t h o á t r a ở cực sắ t ; cực sắ t t rở t h à n h cực â m (—) của p in . H i ệ u t h ế đo được lúc n à y v à o k h o ả n g - 3 6 0 đ ế n —420mV.

Ha i k i m loại sắ t và đồng đ ề u bị HNO3 tác dụng để g i ả i p h ó n g k h í nitơ ( rá t .

Sự k h ử t r ạ n g t h á i t h ụ đ ộ n g của sắ t do e lect ron t ừ đ ồ n g (cực â m của pin) c h u y ể n sang sắ t v à k h ử m à n g t h ụ đ ộ n g (sắ t ox i t ) của sắ t .

Thí nghiệm 5. ức CHẾ ĂN MÒN SÁT BẰNG URÔTRÔPIN (CHĨ)ỊN4

Đ ổ 5 m l d u n g dịch H 2 S 0 4 I M v à o ống n g h i ệ m . T h ả c ẩ n t h ậ n v à n h ẹ n h à n g chiếc đ i n h sắ t đ ã được l à m sạch b ề m ặ t t ừ t rước b ằ n g g i ấ y r á p . K h i h i đ r ô t h o á t r a t ư ơ n g đ ố i đ ề u t h ì cho t h ê m 0,05g u r ô t r ô p i n v à o ống n g h i ệ m . Q u a n s á t h i ệ n t ư ợ n g .

Thí nghiệm 6. (ĐỊNH LƯỢNG) ức CHẾ ÁN MÒN SÁT BẰNG THIOURÊ ịNHJ2CS

L ắ p t h i ế t b ị n h ư h ì n h v ẽ 22.2.

ì

Hình 22.2. Thiết bị đo ăn mòn

1 - cốc; 2 - giá đỡ phễu; 3-phễu;

4- buret; 5-mẫu sắt; 6—giá đỡ mẫu

M ẫ u sắ t ( t h é p CT.3) 20 X 3 0 m m được đ á n h sạch b ó n g b ằ n g g iấy r á p , t ẩ y n h ẹ bằng axeton, t h ấ m k h ô b ằ n g g iấy lọc r ồ i mắc vào giá t h ú y t i n h . C h ú ý k h i đ ặ t m ẫ u , p h ễ u t h ú y t i n h p h ả i t r ù m h ế t b ề

m ặ t m ẫ u đ ể t r á n h k h í h i đ o l ọ t ra n g o à i p h ễ u . Sau k h i lắp xong t h i ế t bị ( k i ể m t ra độ k í n giữa bure t và p h ễ u ) đ ổ dung dịch H 2 S 0 4 20% v à o cốc r ồ i n h a n h c h ó n g h ú t axi t tớ i vạch cuối của buret , khoa bure t l ạ i . B ấ m thờ i gian b ằ n g đồng h ồ đ ế m

g i â y . Cứ sau k h o ả n g t h ò i g i a n 10 p h ú t m ộ t l ạ i g h i t h ể t í c h (đọc c h í n h x á c t ớ i

185

0,05cm 3 ) m ộ t l ầ n . T h ò i g i an t h í n g h i ệ m 60 p h ú t .

T h í n g h i ệ m được l ặ p l ạ i v ố i sự có m ặ t của t h i o u r ê v ớ i l ư ợ n g k h o ả n g 0,07g/100ml.

K ế t q u ả của 2 l ầ n t h í n g h i ệ m được t ậ p hợp t r o n g b ả n g :

Diện tích mẫu

[em2]

Lượng H 2 thoát ra [mi] theo thời gian [phút] Tốc đô ăn mòn [ml/cmMi]

Diện tích mẫu

[em2] H2S04 20% H2S04 20% + thiourê

Tốc đô ăn mòn [ml/cmMi]

Diện tích mẫu

[em2] 10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60

Tốc đô ăn mòn [ml/cmMi]

3. C Â U H Ỏ I V À B À I T Ậ P

1. Ă n m ò n đ i ệ n hoa x ả y r a t r o n g đ i ề u k i ệ n n à o ? V i ế t c á c p h ả n ứng t r o n g ă n m ò n k i m l o ạ i .

2 . P h ư ơ n g p h á p bảo v ệ c a t ô t dựa t r ê n cơ sở n à o ?

3. T r o n g c á c cặp k i m l o ạ i sau đ â y : t h i ế c - k ẽ m ; t h i ế c - sắ t , k i m l o ạ i n à o bị p h á h u y do ă n m ò n ?

4 . N h ú n g m ộ t t ấ m k ẽ m v à o nưốc m á y t r o n g m ộ t n g à y đ ê m . L ư ợ n g k ẽ m

bị ă n m ò n b ằ n g 0,0017g. H ỏ i cường độ d ò n g ă n m ò n l à bao n h i ê u

ampe? N ế u t ấ m k ẽ m có k í c h t h ư ớ c 2 x l c m t h ì tốc đ ộ t a n do ă n mòn

k ẽ m t í n h b ằ n g đ ơ n v ị đ i ệ n là bao n h i ê u A/cm 2 ?

186

B à i 23

C Â N B Ằ N G I O N T R O N G D U N G D Ị C H A X I T A X E T I C .

P H Ư Ơ N G P H Á P Đ O Đ Ộ D Ẫ N Đ I Ệ N X Á C Đ Ị N H H Ằ N G s ố

Đ I Ệ N L I V À C H U Ẩ N Đ Ộ A X I T Y Ê U B Ằ N G B A Z Ơ M Ạ N H

1. L í T H U Y E T

T r o n g d u n g dịch nước a x i t axetic (HAc) b ị p h â n l i theo p h ư ơ n g

t r ì n h

C H 3 C O O H + H 2 0 CH3COO- + H 3 0 +

Á p d ụ n g đ ị n h l u ậ t t á c d ụ n g k h ố i lượng cho c â n b ằ n g t r ê n , t a có

_ [ C H , C O Q - ] [ H , 0 + ] d l [CH3COOH]

N ế u g ọ i oe l à đ ộ đ i ệ n l i , p h ư ơ n g t r ì n h K d l có d ạ n g

K = a2Q0 A đ i -

Ì - a với Co l à n ồ n g đ ộ đ ầ u của a x i t HAc.

M ặ t k h á c , đ ố i v ớ i a x i t y ế u n ồ n g độ n h ỏ , độ đ i ệ n l i oe l i ê n h ệ v ớ i độ

d ẫ n đ i ệ n m o i xc t ạ i n ồ n g độ c của ax i t b ằ n g h ệ thức

a = ỵ _ Ị = 9 K c

với xx là độ dẫn điện moi ở độ loãng vô tận của axit HAc

HÁC = 3 , 9 0 7 . l O ^ Q ^ . m ^ m o l - 1 hoặc S . Q O ĩ . l O ^ S . m l m o l - 1 ) ; X l à độ d ẫ n

đ i ệ n r i ê n g của H A c t ạ i n ồ n g độ Co đ ã cho (x có đ ơ n v ị t í n h b ằ n g s .m" 1 ) ;

Co l à n ồ n g đ ộ H A c t í n h t r o n g h ệ S I là mo l .m" 3 . c l à n ồ n g độ ứ n g v ớ i

d u n g dịch H A c vô c ù n g l o ã n g .

187

T r o n g sự c h u ẩ n đ ộ a x i t b a z ơ , đ i ể m t ư ơ n g đ ư ơ n g V E ( đ i ể m k ế t t h ú c

p h ả n ứ n g t r u n g hoa) được x á c đ ị n h t ừ đồ t h ị t r o n g toa đ ộ đ ộ d ẫ n đ i ệ n

= — (R là đ i ệ n t r ở ) v à t h ể t í c h N a O H t h ê m v à o . R

2. THỰC HÀNH

2 . 1 . H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ

Hoa chất

C H 3 C O O H I M ; N a O H 0 , 1 M ; p h e n o l p h t a l e i n ; K C 1 .

Dụng cụ

M á y đo độ d ẫ n đ i ệ n ; bure t 25ml ; cốc 200ml; p ipet 10 v à 25cm 3 : b ình đ ị nh mức 100 v à 250ml; b ì n h n ó n 250ml; m á y k h u ấ y t ừ v à con t ừ .

2.2. Cách tiến hành

1) C h u ẩ n bị m á y đo độ d ẫ n đ i ệ n : x á c đ ị n h h ằ n g s ố b ì n h K .

H ằ n g s ố b ì n h K l à m ộ t đ ạ i l ượng đặc t r ư n g cho h ì n h d ạ n g v à k í c h

thước của b ì n h đo . K = ỵ/G, v ớ i X l à độ d ẫ n đ i ệ n riêng [ S . i ĩ T 1 ] ; G là độ

d ẫ n đ i ệ n . b ằ n g ngh ịch đ ả o của đ i ệ n t rở , có đ ớ n v ị l à Q" 1 ( Ì Í T 1 b ằ n g Ì x i m e n , k í h i ệ u b ằ n g c h ữ S).

Đ ể đo h ằ n g s ố b ì n h , đ ổ 5 0 m l d u n g dịch KC1 0,7455g// v à o m ộ t cốc

sạch, n h ú n g đ ầ u dò đ o độ d ẫ n đ i ệ n r ồ i đ o độ d ẫ n đ i ệ n G. Đ ố i v ớ i d u n g

188

dịch n à y X = 0,001413 s .cm" 1 (0,1413 s . m - 1 ) . T ừ g i á t r ị G đọc được t r ê n m á y đ o độ d ẫ n đ i ệ n (sau k h i quy r a đơn v ị x i m e n S) t í n h r a h ằ n g số b ì n h K .

2) Pha c h ế d u n g d ịch H A c có nồng độ k h á c n h a u .

L ấ y 60,05g a x i t axetic v à o b ì n h đ ị n h mức Ì l í t r ồ i b ổ sung nước cấ t đến vạch. Lắc kĩ, t h u được dung dịch axit I M . D ù n g b ì n h đ ịnh mức lOOml pha l o ã n g l i ê n t i ế p t ừ d u n g dịch đ ầ u đ ể có lOOml d u n g dịch 0 ,1 ; 0 ,01;

0,001; 0 ,0001; 0 ,00001M.

3) T i ế n h à n h đo độ d ẫ n G của các dung dịch a x i t đ ã pha chế , b ắ t

đ ầ u t ừ d u n g dịch l o ã n g n h ấ t . C h ú ý đ ạ i l ư ợ n g G r ấ t n h ạ y c ả m v ố i sự

thay đ ổ i n ồ n g độ n ê n t r ư ớ c m ỗ i l ầ n đo m ớ i p h ả i r ử a sạch đ ầ u đo , t r á n g

bằng nước c ấ t r ồ i b ằ n g c h í n h d u n g dịch đ e m đo .

4) C h u ẩ n độ a x i t axetic b ằ n g x ú t .

L ắ p m á y n h ư h ì n h v ẽ 23 .1 .

Hình 23.1. Thiết bị chuẩn độ dẫn điện kế

1. Buret- 2. Đầu đo độ dẫn; 3. cốc chứa axit; 4. Máy khuấy từ; 5. Thanh từ; 6. Dần điện kế.

D ù n g p ipe t l ấ y l O m l a x i t axetic (Co « 0 , 1 m o l . r 1 ) t h ê m 9 0 m l nước

cấ t v à v à i g i ọ t p h e n o l p h t a l e i n v à o m ộ t cốc 2 0 0 m l . Đ ặ t cốc l ê n m á y

k h u ấ y t ừ r ồ i cho con t ừ k h u ấ y đ ề u v à n h ẹ . N h ú n g đ ầ u đo độ d ẫ n đ i ệ n

v à o d u n g dịch.

189

Đ ổ dung dịch x ú t 0 ,1M v à o bure t tớ i v ầ c h 0. Đ o độ d ẫ n G của dung

dịch ax i t . Cứ m ỗ i l ầ n cho Ì m i x ú t t ừ bure t xuống l ạ i đ o G của d u n g dịch.

Đ i ể m t ư ơ n g đ ư ơ n g đ ạ t được t ừ sự chuyển t ừ k h ô n g m à u sang m à u hồng.

T i ế p tục cho t h ê m v à i m i x ú t nữa , m ỗ i l ầ n t h ê m l m l l ạ i đ o G.

2.3. Xử lí kết quả thực nghiệm

- T ừ k ế t q u ả đo độ d ẫ n đ i ệ n G của d u n g dịch KC1 0 . 0 1 M t í n h h ằ n g

số b ì n h K = ° ' 1 4 1 3 ( K có đ ơ n v i l à m" 1 ) . G

T ừ g i á t r ị K t í n h được, độ d ẫ n đ i ệ n r i ê n g ì được x á c đ ị n h theo

p h ư ớ n g t r ì n h

X = K . G [S.m- 1 ]

Đ ộ đ i ệ n l i a t ạ i các n ồ n g độ Co đ ã cho được t í n h theo c ô n g thức

a C 0 3,907. l o - 2 c 0

K ế t q u ả t í n h được g h i l ạ i t r o n g b ả n g sau:

Q/mol . r 1 l o - 5 l o - 4 l o - 3 l o - 2 l o - 1 1

Qi/mol.m" 3 l o - 2 lo - 1 1 10 100 1000

G/S

x/s.m- 1

c/mol.m" 1

c/mol . r 1

oe

Kdi

- M ỗ i g i á t r ị đ ộ d ẫ n G đo được t r o n g q u á t r ì n h c h u ẩ n đ ộ được h i ệ u

ch ỉnh (do sự pha l o ã n g ) b ằ n g c á c h n h â n v ố i đ ạ i l ư ợ n g Y J ! L Y v ã i V là

t h ể t í c h d u n g dịch H A c b a n đ ầ u ( t r o n g t h í n g h i ệ m n à y V = lOOml) ; V là t h ể t í c h N a O H t h ê m v à o .

M a n g c á c g i á t r ị G đ ã h i ệ u c h ỉ n h l ê n đồ t h ị p h ụ t h u ộ c v à o t h ể t í c h

N a O H . Đ i ể m t ư ơ n g đ ư ơ n g sẽ l à giao đ i ể m của h a i đ ư ờ n g t h ẳ n g n h ậ n

190

được t ừ sự k é o d à i n h ữ n g p h ầ n t u y ế n t í n h của đ ư ờ n g c h u ẩ n độ . N ồ n g

độ d u n g dịch a x i t C A b ằ n g :

V A . C A = V N a O H . 0 , l

3. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

1. H ằ n g s ố đ i ệ n l i của c h ấ t đ i ệ n l i l à gì? H ằ n g s ố đ i ệ n l i p h ụ thuộc y ế u

t ố n à o ?

2. Đ ộ đ i ệ n l i a l à gì? Đ ộ đ i ệ n l i có p h ụ thuộc n ồ n g độ d u n g dịch

k h ô n g ?

3. D ự a t r ê n cơ sở n à o đ i ể m k ế t t h ú c p h ả n ứ n g t r u n g hoa được x á c đ ị n h

t ừ sự đo đ ộ d ẫ n đ iện?

4. Dung dịch axi t axetic nồng độ 0,05M có độ d ẫ n đ i ệ n r i ê n g X = 0,0324 s .m - 1 .

Xác đ ị n h :

a) Đ ộ d ẫ n đ i ệ n m o i X của d u n g dịch a x i t 0 , 0 5 M .

b) Đ ộ đ i ệ n l i a, b i ế t ở đ ộ l o ã n g vô t ậ n x„ = 3,907.10" 2 S . m 2 . m o l - \

c) H ằ n g s ố đ i ệ n l i .

191

B à i 2 4

N G H I Ê N C Ứ U Đ Ị N H L Ư Ợ N G H Ơ N V Ề

C Â N B Ằ N G H O A H Ọ C T R O N G D U N G D Ị C H

2KI + 2FeCI 3 2FeCI 2 + l 2 + 2KC1

1. LÍ T H U Y Ế T

X é t p h ả n ứ n g d i ễ n r a t r o n g h ệ đ ồ n g t h ể t r o n g d u n g dịch

m A + n B + . . . . xG + y Q + . . . .

T r o n g n h ữ n g đ i ề u k i ệ n x á c đ ị n h , tốc độ p h ả n ứ n g t h u ậ n l ớ n h ơ n tốc

độ p h ả n ứ n g ngh ịch v à t r o n g t o à n bộ p h ả n ứ n g t ự d i ễ n b i ế n theo ch iều

t h u ậ n . T u y n h i ê n , k h i t hay đ ổ i đ i ề u k i ệ n p h ả n ứ n g t h ì tốc độ p h ả n ứng

nghịch có t h ể l ớ n h ơ n tốc độ p h ả n ứ n g t h u ậ n v à do đó p h ả n ứ n g t ự d i ễ n

b i ế n theo c h i ề u p h ả n ứ n g nghịch . T ạ i m ỗ i đ i ề u k i ệ n x á c đ ị n h , ch i ều

của p h ả n ứ n g là h o à n t o à n x á c đ ị n h . C h i ề u của p h ả n ứ n g hoa học sẽ bị

ch i p h ố i bở i c á c y ế u t ố n h ư n ồ n g độ đ ầ u của c h ấ t có m ặ t t r o n g h ệ p h ả n

ứng , n h i ệ t độ v à á p suấ t .

T ạ i đ i ề u k i ệ n h ằ n g đ ị n h v ề n h i ệ t độ v à á p suấ t , do sự b i ế n t h i ê n v ề

nồng độ c á c c h ấ t m à d ầ n theo t h ờ i g ian , tốc độ h a i q u á t r ì n h t h u ậ n v à

nghịch t r ỏ n ê n b ằ n g n h a u . T ạ i t r ạ n g t h á i n à y , l ư ợ n g c á c c h ấ t k h ô n g

thay đ ổ i theo t h ò i g i an : c â n b ằ n g hoa học g iữa c á c c h ấ t đ ã đ ạ t được.

Đ â y l à c â n b ằ n g đ ộ n g vì p h ả n ứ n g v ẫ n d i ễ n r a theo h a i c h i ề u t h u ậ n v à

nghịch v ố i tốc độ ngang b ằ n g n h a u . Có h a i d ấ u h i ệ u c h ứ n g t ỏ h ệ đ ạ t

t r ạ n g t h á i c â n b ằ n g :

a) T h à n h p h ầ n của h ệ c â n b ằ n g k h ô n g t h a y đ ổ i theo t h ờ i g i a n k h i

đ i ề u k i ệ n b ê n n g o à i l à cố đ ị n h .

192

b) H ệ c â n b ằ n g có t h ể t h o á t k h ỏ i t r ạ n g t h á i c â n b ằ n g k h i ch ịu t á c động của c á c y ế u t ố n g o à i . K h i các y ế u t ố n à y n g ừ n g t á c d ụ n g t h ì h ệ l ạ i t rở v ề t r ạ n g t h á i cũ.

T ừ p h ư ơ n g t r ì n h đ ẳ n g n h i ệ t V a n H ó p á p d ụ n g cho h ệ p h ả n ứ n g đ ã cho, ta có :

- AG = RTln ^ Q

f G l x f Q l y

với K = ~~ ; các đ ạ i lượng t rong [ ] b i ế u t h ị nong độ c â n b ă n g . [ A f [ B ] n . . . .

K là h ằ n g số c â n b ằ n g .

re Ì , x r o i i y

Q = Ì — ỉ — — Ị các đa i lương [ ] ' ứng với nồng đô t a i thời đ i ể m bấ t kì. [ A ] ' m [ B ] ' n

K h i [G] ' = [QY= [Ả]' = [B'] = Ì ( đ i ề u k i ệ n chuẩn) p h ư ơ n g t r ì n h V a n H ấ p trở t h à n h :

- AG° = R T l n K

Vì AG° = AH° - TAS° nên lnK = -— + — RT R

2. T H Ự C H À N H

2 . 1 . H o a c h ấ t v à d ụ n g c ụ

Hoa chất: D u n g dịch F e C l 3 0 ,03M; d u n g dịch K I 0 ,03M; d u n g dịch N a 2 s 2 0 3 0 . 015M; d u n g dịch h ồ t i n h bột .

Dụng cụ : B ì n h n ó n có n ú t n h á m loạ i lOOml (4 chiếc); b ì n h n ó n để chuẩn độ, l o ạ i lOOml (8 chiếc); đồng hồ b ấ m giây; pipet 20 v à 50ml.

2.2. Cách tiến hành

L ấ y 4 b ì n h n ó n n ú t n h á m , k h ô ; đ á n h s ố các b ì n h r ồ i chứa v à o đó

các c h ấ t l ỏ n g v ớ i l ư ợ n g n h ư b ả n g d ư ớ i đ â y :

Dung dịch bình 1 bình 2 bình 3 bình 4

FeCl, 0,03 M.ml 50 - 55 -

KI 0,03 M.ml - 50 - 45

193

Đ ặ t c á c b ì n h v à o m á y ổ n n h i ệ t t r o n g 30 p h ú t , g h i n h i ệ t đ ộ . Trong t h ò i g i an c h ò đ ợ i c â n b ằ n g n h i ệ t , l ấ y v à o 8 b ì n h n ó n c h u ẩ n độ , m ỗ i b ì n h 30 - 5 0 m l nước cấ t , đ ặ t các b ì n h v à o nước đ á đ ể l à m l ạ n h .

T r ộ n d u n g d ịch h a i b ì n h Ì v à 2 vớ i nhau ; 10 p h ú t sau t r ộ n dung dịch h a i b ì n h 3 v à 4. M ỗ i l ầ n t r ộ n h a i d u n g dịch v ố i n h a u g h i t h ò i gian. B ì n h chứa h ỗ n hợp được đ ậ y k í n r ồ i đ ặ t v à o b ì n h ổ n n h i ệ t . Sau 25 p h ú t

k ể t ừ l úc t r ộ n h ỗ n hợp h a i d u n g dịch ở h a i b ì n h , l ấ y r a t ừ m ỗ i b ình ( v ẫ n đ ặ t t r o n g b ì n h ổ n n h i ệ t ) 1 5 m l d u n g dịch b ằ n g p i p e t cho v à o b ình n ó n đ ã được l à m l ạ n h . T h ò i g i an cho d u n g d ịch c h ả y v à o b ì n h được xem

là t h ò i g i an l ấ y m ẫ u đ ể c h u ẩ n độ . I 2 t h o á t r a được c h u ẩ n đ ộ b ằ n g dung dịch N a 2 S 2 0 3 0 , 015M. C h ú ý t r o n g q u á t r ì n h c h u ẩ n độ , k h i d u n g dịch

c h u y ể n sang m à u v à n g r ơ m n h ạ t m ớ i được cho v à i g i ọ t h ồ t i n h bột. T i ế p t ục c h u ẩ n độ cho đ ế n m ấ t m à u x a n h lục .

Sau 30 p h ú t k ể t ừ t h ờ i đ i ể m l ấ y m ẫ u , d ù n g p ipe t l ấ y 1 5 m l dung

dịch r ồ i đ e m c h u ẩ n độ . 10 p h ú t sau đó l ạ i l ấ y m ẫ u l ầ n t h ứ 3 đ ể chuẩn

độ. N ế u 2 l ầ n c h u ẩ n độ l i ê n t i ế p có s ố m i N a 2 S 2 0 3 n h ư n h a u t ạ i m ỗ i

b ì n h p h ả n ứ n g t h ì x e m n h ư c â n b ằ n g hoa học đ ã được t h i ế t l ậ p .

2.3. Xử lí kết quả thực nghiệm

1. T í n h n ồ n g đ ộ I 2 l ú c c â n b ằ n g :

I V 1 V c , = C N a S 0 . - À = 0 , 0 1 5 . - . - ^ -

I 2 Na2s203 2 V 2 V

với v\ là thể tích Na2s203 đã bị tiêu thụ trong chuẩn độ lúc cân bằng

V 2 l à t h ể t í c h m ẫ u l ấ y đ ể c h u ẩ n độ .

2. T í n h n ồ n g đ ộ F e 2 + l ú c c â n b ằ n g .

T ừ p h ả n ứ n g 21" + 2 F e 3 + Ị , + 2 F e 2 + t a t h ấ y C p u = 2C , .

3. T í n h n ồ n g độ F e 3 + l ú c c â n b ằ n g : n ồ n g độ n à y b ằ n g h i ệ u giữa n ồ n g độ đ ầ u của F e 3 + v à n ồ n g độ đ ã c h u y ể n hoa

c = c ° -C = c ° - l e Fe3+ WeCl, ^Fe2+ ^FeCI3

Z ^ I 2

N ồ n g độ đ ầ u C ° e C I của F e 3 + có t í n h đ ế n sự pha l o ã n g k h i t r ộ n 2 dung d ịch :

194

c ° = 0 , 0 3 a + b

với a v à b l à t h ể t í c h d u n g dịch F e C l 3 v à K I được d ù n g đ ể pha t r ộ n .

4. T í n h n ồ n g đ ộ r l úc c â n b ằ n g :

c,_ = Cvi — 2C]

b v ớ i C " = 0 , 0 3

a + b

5. T í n h h ằ n g s ố c â n b ằ n g K

K = CFe3* - c r

H ằ n g s ố c â n b ằ n g K được t í n h cho m ỗ i b ì n h p h ả n ứ n g r i ê n g r ẽ r ồ i

lấy g iá t r ị t r u n g b ì n h :

K _ K 1 + K 2

K ế t q u ả t hực n g h i ệ m v à t í n h t o á n được gh i l ạ i t r o n g b ả n g sau

Đánh số mẫu

Bình 1 Binh 2 Chất phản ứng

Bình 1 Binh 2 Đánh số mẫu Thời

điểm lấy mẫu

Thể tích Na2s203

dùng chuẩn đô [mi]

Thời điểm lấy mẫu

Thể tích Na2s203 dùng chuẩn độ [mi]

Chất phản ứng Nóng độ

đẩu Nồng độ cân bằng

Nóng độ đầu

Nồng độ cân bằng

1

2

3

6. T h í n g h i ệ m t r ê n có t h ể được l ặ p l ạ i t ạ i m ộ t n h i ệ t độ k h á c ( t + 10).

T ạ i đ â y t í n h được h ằ n g s ố c â n b ằ n g K T + 1 0 . T ừ 2 g iá t r ị của h ằ n g s ố c â n

bằng ở ha i n h i ệ t độ, t í n h n h i ệ t của p h ả n ứ n g t ằ n g p h ư ơ n g t r ì n h :

l n K l ± Ị Ị L K

A H

R T l2 J

đ ó :

v ớ i A H t ì m đ ư ợ c , có t h ê x á c đ ị n h đ ư ợ c AS t ạ i n h i ệ t đ ộ n à o A H

AS = + R l n K

195

3. C Â U H Ỏ I V À B À I T Ậ P

1. H ằ n g s ố c â n b ằ n g có t h ể b i ể u t h ị qua các đ ạ i l ư ợ n g n à o ?

2. Có n h ữ n g d ấ u h i ệ u n à o chứng tỏ c â n b ằ n g p h ả n ứ n g đ ã đ ạ t tới?

3. N h i ệ t độ ả n h h ư ở n g t h ế n à o t ớ i c â n b ằ n g hoa học?

4 . T í n h h ằ n g s ố c â n b ằ n g của p h ả n ứ n g t r o n g d u n g d ịch

C 6 H 1 2 0 6 =ĩ - 6 H C H O

b i ế t r ằ n g l ú c đ ầ u có 0,5 m o i C 6 H 1 2 0 6 t r o n g 0,5 Ì d u n g dịch v à kh i

c â n b ằ n g đ ạ t t ớ i , l ư ợ n g H C H O là 8.1CT5 m o i .

196

P H Ụ L Ụ C Ì

HƯỚNG DẨN GIẢI MỘT số CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

B à i 1.

6. Sự k ế t t i n h l ạ i d ù n g đ ể t á c h các c h ấ t r ắ n có k h ả n ă n g hoa t a n r a k h ỏ i các t ạ p chấ t , n ế u d ù n g p h ư ơ n g p h á p n à y đ ể t á c h m ộ t l ư ợ n g t ạ p chấ t k h ô n g l ớ n l ắ m có t r o n g c h ấ t đ ị n h l à m sạch t h ì k h i pha r ắ n k ế t

t i n h , t ạ p c h ấ t sẽ c ò n l ạ i t r o n g dung dịch, v ì l ượng t ạ p c h ấ t b é n ê n d u n g

dịch của c h ú n g c h ư a b ã o hoa.

B à i 2.

5. V i ế t k ế t q u ả c â n là p h ả n á n h độ c h í n h x á c của c â n d ù n g đ ể c â n

vậ t m = 15,5g: c â n có độ c h í n h xác lOmg, sau d ấ u p h ẩ y có h a i s ố l ẻ n ê n

p h ả i v i ế t là m = 15,50g.

m = 32,6571 g: c â n có độ c h í n h xác 0,2mg, sau d ấ u p h ẩ y có b ố n s ố

l ẻ , số l ẻ t h ứ 4 ch ỉ có t h ể l à 2, 4, 6, 8, 0 n ê n p h ả i v i ế t l à m = 32,6570g

hoặc 32,6572g.

Độ c h í n h x á c của c â n p h â n t í c h là 0,0002g có nghĩa l à k h i c â n t h ậ t

c h í n h x á c t h ì c á c k ế t q u ả c â n l ạ i c ù n g m ộ t v ậ t ch ỉ có t h ể sai n h a u

k h ô n g q u á 0,0002g.

B à i 3.

3. M u ố n t h u k h í c ầ n b i ế t t í n h c h ấ t của k h í đó t a n hay k h ô n g t an ,

có hay k h ô n g p h ả n ứ n g v ớ i nước, k h í đó n ặ n g hay n h ẹ h ơ n k h ô n g k h í ,

ngoà i r a t u y l ư ợ n g k h í c ầ n l ấ y n h i ề u hay í t m à d ù n g c á c h t h u t h í c h

hợp. Có 2 c á c h t h u :

- T h u k h í qua nước .

- T h u k h í b ằ n g c á c h dời chỗ k h ô n g k h í . N ế u k h í n h ẹ h ơ n k h ô n g k h í

t h ì ú p b ì n h chứa x u ố n g d ư ớ i , n ế u k h í n ặ n g h ơ n k h ô n g k h í t h ì đ ể m i ệ n g

b ì n h chứa l ê n t r ê n .

197

5. C á c h t í n h á p s u ấ t k h í ox i

a)

b)

h \b a

c

Pa - Pkq

p = p + f r b ^0, T iH,Obãohoà 13,6

( — — l à á p s u ấ t do có t nước g â y ra 13,6

c h i ề u cao l à h)

p = p + f L c A 02

T AH2Obãohoà m à Pa = p b . T h a y v à o p k q = P 0 + f +

13,6

C h ứ n g m i n h t ư ơ n g t ự , ta có

Po2 = p k q - f + 13,6

7. N ế u k h í o x i k h ô n g p h ả i l à k h í lí t ư ở n g t h ì á p d ụ n g p h ư ơ n g t r ì n h

t r ạ n g t h á i k h í t h ự c - p h ư ơ n g t r ì n h Vandec V a n (Vande r Waa l s ) :

n p + —5-.a V 2

[ V - nb] = n R T

ở đ â y : n : s ố m o i k h í

P: á p s u ấ t

V : t h ể t í c h

T: n h i ệ t đ ộ t u y ệ t đ ố i

a: h ằ n g s ố đ ặ c t r ư n g cho lực t ư ơ n g t á c g iữa c á c p h â n t ử k h í thực

b: h ằ n g s ố đặc t r ư n g cho t h ể t í c h r i ê n g của các p h â n t ử k h í thực.

198

B à i 4 .

1 . - M A = 28,044 đ v C

- D A / H 2 = 13,91

- D A / K K = 0,967

- T h à n h p h ầ n v ề t h ể t í c h của h ỗ n hợp k h í l à 80% A , 20% 0 2 .

B à i 5.

1 . C ô n g t hức p h â n t ử thực của k h í A : C 6 H 1 0 .

B à i 6.

1. K i m l o ạ i đó l à t h i ế c Sn (118 đ v C ) .

B à i 7.

3. T r o n g 3g o x i t t h ứ n h ấ t có:

15 ,999x0 ,679 - c f t Q

— - — = 0,603g 0X1 18

v à 3,000 - 0,603 = 2,397g k i m l o ạ i

T r o n g 3g o x i t t h ứ h a i có:

15 ,999x0 ,377 _ A Q O _ — ! — — — 1 = 0 ,335g oxi

18 v à 3,000 - 0,335 = 2,665g k i m l o ạ i

G ọ i Đ i v à Đ 2 l ầ n l ư ợ t l à đ ư ơ n g lượng của k i m l o ạ i t r o n g 2 o x i t t a có:

1 0,603

Đ M Ề M = 63,64 2 0,335

K i m l o ạ i t r ê n có h a i đ ư ơ n g lượng. C h ú n g t ỉ l ệ v ớ i n h a u n h ư n h ữ n g

số n g u y ê n n h ỏ :

Đi. Đ 2 = 31,80: 63,64 = 1: 2

K ế t q u ả n à y p h ù hợp v ớ i đ ị n h l u ậ t t ỉ l ệ b ộ i .

V ớ i n h ữ n g đ ặ c đ i ể m đ ã t ì m được ở t r ê n , k i m l o ạ i n à y l à đ ồ n g Cu.

199

B à i 8.

1. • K h ố i l ư ợ n g C a C l 2 . 6 H 2 0 p h ả i d ù n g : 151,83g.

- N ồ n g độ m o i d u n g dịch C a C l 2 . 6 H 2 0 : 3 ,464M

- N ồ n g đ ộ m o i v ớ i Ca 2 + : 3 .464M

- N ồ n g đ ộ m o i v ố i Cl": 6 ,928M

• T r o n g p h ò n g t h í n g h i ệ m có h a i c á c h pha đ ơ n g i ả n v à k h á c nhau :

a) Pha t h ê m nước v à o d u n g dịch C a C l 2 40%

D ù n g sơ đồ đ ư ờ n g c h é o :

(30 - 0)

(40 - 30)

Muốn có 30 + — = 31,49 mi « 31,50ml dung dịch 30% thì cần 1,396 Ì

21 ,5ml d u n g dịch C a C l 2 40%, còn l a i l à nước, N h ư v ậ y l ư ợ n g d u n g dịch C a C l 2 40% p h ả i d ù n g la :

21-6-200=136,50ml

31,5

Cho 136 ,50ml d u n g dịch C a C l 2 40% v à o cốc chia đ ộ r ồ i v ừ a k h u ấ y vừa t h ê m t ừ t ừ n ư ố c c ấ t cho đ ủ 2 0 0 m l .

b) Pha t h ê m d u n g dịch 20% v à o d u n g d ịch 40% (108 ,50ml dung dịch 20%).

3. T r ê n đ ư ờ n g cong c h u ẩ n độ d u n g dịch HC1 0 , 1 M b ằ n g d u n g dịch N a O H 0 , 1 M có sự t h a y đ ổ i p H x ả y r a đặc b i ệ t đ ộ t n g ộ t t r o n g k h o ả n g k h i còn 0 , 1 % HC1 c h ư a được c h u ẩ n độ v à k h i t h ê m d ư 0 , 1 % N a O H . T r o n g k h o ả n g đó , p H t h a y đ ổ i r ấ t n h a n h t ừ 4,3 đ ế n 9,7 ( c h ê n h l ệ c h 5,4 đơn v ị p H ) . Ở b ư ố c n h ả y n à y , t ấ t cả c h ấ t ch ỉ t h ị a x i t - b a z ơ có k h o ả n g p H đôi m à u n ằ m g iữa 4 - 1 0 đ ề u có t h ể d ù n g đ ể x á c đ ị n h đ i ể m t ư ơ n g đ ư ơ n g . T r ê n t hực t ế có t h ể d ù n g m e t y l da cam, p h e n o l p h t a l e i n .

200

M e t y l da cam: 3,1 H-4,4.

Pheno lph ta l e in : 8 * 10.

4 . C h u ẩ n đ ộ 5 0 m l d u n g d ịch H O I b ằ n g d u n g d ịch N a O H v ố i c ° c , :

CN aoH = 0 , l M

• N ế u d ù n g h ế t 5 0 m l N a O H t h ì p H = 7

Sai s ố q % = 0,0%.

• N ế u d ù n g ch ỉ t h ị pheno lph ta l e in t h ì p H = 9 ( t h ừ a N a O H )

(dung dịch c h u y ể n t ừ k h ô n g m à u sang m à u hồng)

p H = 9 -> p O H = 5 - > [ O H - ] = l o - 5

( C V ) N a o H - ( C 0 V ° ) H c i

NaOH + n i a do đó [OH-] = l o - 5 = 0

VMonH + *Hf

ì c r = 5_ 0 , l ( V N a O H Z 5 0 )

V N aOH+50

5(1 + l o - 4 ) _ - n f t 1 , V M a nH = — V — 1 - = 50,01 m i

1 0 - i ( 1 _ 1 0 - 4 )

= 5 0 , 0 1 - 5 0 1 0 0 = %

H 50

• N ế u d ù n g ch ỉ t h ị đ ỏ c ô n g - gô t h ì p H = 4 ( t h i ế u N a O H )

ru+1 - ì A-4 _ ( C ° V Ũ ) H C 1 - ( C V ) N a 0 H

[ H ] - 1 0 V ' Ị v o NaOH + VHC1

10-4 = 0,l(50-VNaoH) V N a O H + 5 0

V = 5(1-lũ-3) Ị V N a 0 H - i o - i d + 10- 8 )

_ 4 9 , 9 - 5 0 _ 0

V ậ y q% = = - ° ' 2 %

q% ch ỉ t h ị p h e n o l p h t a l e i n < q% ch ỉ t h ị c ô n g - gô

201

B à i 9.

2 . Vì l ư ợ n g k ẽ m đ e m d ù n g l à 32,69: 65,38 = 0,5 m o i n ê n h i ệ u ứ n g n h i ệ t đ ẳ n g t í c h của p h ả n ứ n g :

Z n + H 2 S 0 4 = Z n S 0 4 + H 2

b ằ n g ( - 2.71,48) = - 1 4 2 , 9 6 k J + . m o l - 1 .

H i ệ u ứ n g n h i ệ t đ ẳ n g á p của p h ả n ứng :

A H = - 1 4 2 , 9 6 + ( Ì - 0).8,314.298.10- 3 = - 1 4 0 , 4 8 k J +

B à i 10.

1 . V i ế t các p h ư ơ n g t r ì n h t ư ơ n g ứ n g v ớ i e n t a n p i t ạ o t h à n h của k h í h i đ r o c lorua , amoniac, t i n h t h ể a m o n i c lorua

(1) H 2 ( k ) + C l 2 ( k ) = 2 H C l

(2) N 2 ( k ) + 3 H 2 ( k ) = 2 N H (k) A H ° 9 8 = - 9 2 , 1 3 k J + . m o l - 1

A H ° 9 g - 4 6 , 1 9 k J + . m o l - 1

AH° = - S l ề ^ g k ơ + . m o r 1

l3(k) (3) N 2 ( k ) + 4 H 2 ( k ) + C l 2 ( k ) = 2 N H 4 C l ( r ) ,

K ế t hợp 3 p h ư ơ n g t r ì n h t r ê n b ằ n g c á c h (3) - (1) - (2) t a được:

2HC100 + 2 N H 3 ( k ) = 2 N H 4 C l ( r ) ; AH° = AH° - AH° - AH°

AH° = - 314,29 - ( - 92,13 - 46,19) = - l ĩ õ . e T k ơ + . m o l - 1

2. N h i ệ t t r u n g hoa = õ ế k ơ + . m o l - 1

B à i l i .

1 . X á c đ ị n h n h i ệ t hoa hơ i của nước

a) D ự a v à o d ữ k i ệ n đ ầ u b à i

lg

lể

lg

31,82 - A H bh 118,00 2,303.8,314 ^328 303

31,82 . - A H b h ị 1 1 233,70 2,303.8,314 I 3 4 3 303

118,00 . - * H b h ( 1 1 233,70 2,303.8,314 v 3 4 3 328

A H b h = 4 3 , 3 3 k J + . m o l - 1

A H b h = ế S ^ O k ơ + . m o l - 1

A H b h _ 4 2 , 6 0 k J . m o l

AHbh ề S . O k ơ . m o r 1

b) P h ư ơ n g p h á p đ ồ t h ị

202

T ( K ) 1/T.10- 3 fH 2obãohoà ( m m H g ) ^H20 bão hoà

303 3,3 31,82 15

328 3,0 118,0 2,0

343 2,7 273,7 2,4

V ẽ đồ t h i của l g f H Obãohoà- f ( l / T ) . K ế t q u ả được b i ê u d i ê n t r ê n h ì n h d ư ớ i đ â y :

A H b h = - 2 , 3 0 3 . 8 , 3 1 4 . t g l l 4 0 . 1 0 3 = 4 3 k J + . m o r 1

ì -f 2 6 *ê *H,0 bão hoà

2.4 -

2.2 •

2 •

1.8 •

1.6 -

1.4 -2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 _L.10 - 3

T

Hình 1. Sự phụ thuộc giữa l g f H 0 b S o h o à vào nhiệt độ

Nhận xét đồ thị

- Sự b i ế n đ ổ i của l g f theo 1/T là m ộ t đ ư ờ n g t h ẳ n g , do đó t u â n theo p h ư ớ n g t r ì n h Claozius - Claperon, độ dốc của đ ư ờ n g t h ẳ n g là :

t ga = t^h^ 2,303R

- Ở m ỗ i n h i ệ t độ , H 2 0 có á p s u ấ t h ờ i b ã o hoa n h ấ t đ ị n h , á p s u ấ t hơ i b ã o hoa t ă n g k h i n h i ệ t độ t ă n g .

- Q u á t r ì n h bay hơ i của nước l à q u á t r ì n h t h u n h i ệ t A H b h > 0.

203

5. Đ ố i v ớ i h ệ m ộ t c ấ u t ử (C = 1) c â n b ằ n g pha được m ô t ả bởi p h ư ơ n g t r ì n h Claperon - Claozius

_ dP A H b h = T . - ^ - . A V (AV là b i ế n t h i ê n t h ể t í c h )

d i Đ ố i v ớ i q u á t r ì n h bay h ơ i AV = V h d i - V i ỏ n g « V h d i , v ì ở n h i ệ t độ xa

n h i ệ t độ t ố i h ạ n của c h ấ t n g u y ê n c h ấ t v à k h i á p s u ấ t k h ô n g l ớ n l ắ m th ì v h a i » v l ỏ n g .

Ví dụ: Ì m o i H 2 0 ở 1 0 0 ° c v à l a t m t h ì v h d i = 30,2 l í t

Ì m o i H 2 0 ở 1 0 0 ° c v à l a t m t h ì v l ồ n g = 0,0188 l í t

do đó có t h ể bỏ qua t h ể t í c h của c h ấ t l ỏ n g m à k h ô n g g â y sai s ố đ á n g kể .

B à i 12. .

3. D ự a t r ê n đồ t h ị hoa t a n đ ồ n g s u n f a t ( h ì n h 17.5) có t h ể x á c đ ị nh độ t a n ở 1 0 0 ° c v à 1 5 ° c n h ư sau:

Ở 1 0 0 ° c y 2 = 73,6 g

Ở 1 5 ° c y , = 20,5 g

N h ư v ậ y ở 1 0 0 ° c hoa t a n 73,6g đồng s u n f a t t h ì c ầ n lOOg H 2 0

Ở 1 0 0 ° c hoa t a n lOOOg đ ồ n g s u n f a t c ầ n x g H 2 0

x = 100.1000

73,6

K h i hoa t a n C u S 0 4 b ã o hoa v à o lOOg nước ở 1 0 0 ° c v à l à m l ạ n h d u n g dịch ở 1 5 ° c , l ư ợ n g m u ố i k ế t t i n h t h u được:

y 2 - y 1 = 7 3 , 6 - 20,5 = 53,1 g

V ậ y k ế t t i n h l k g m u ố i t r o n g đ i ề u k i ệ n n h i ệ t đ ộ t r ê n sẽ t h u được:

5 3 ' L 1 0 0 l 7 2 2 g

73,6 e

T ỉ lê m u ô i k é t t i n h đ ạ t 72,2%.

B à i 13.

1. Giữa chấ t r ắ n A g C l v à dung dịch b ã o hoa AgCl có c â n bằng:

A g C l ( r ) ; = ì A g +

( d d ) + c r ( d d )

Kcb = [Ag + ] . [C1-] (coi l à d u n g dịch lí tưởng)

204

G ọ i X là n ồ n g độ của [Ag + ] t r o n g dung dịch, n ồ n g độ [C l ] = X

K c b = X 2

Ở 0 ° c (273K) Kcb = (3.97.10- 6 ) 2 = 15,761.10

Ở 1 0 0 ° c (373K) K c b = ( 1 , 9 1 . l o - 4 ) 2 = 3,648.10"'

T ( K ) 1/T.10 3 K l g K

273 3,663 1 5 , 7 6 1 . l o - 1 2 - 1 0 , 8 0 2

373 2,681 3 , 6 4 8 . l ơ " 8 - 7,438

Đồ t h ị có d ạ n g y = ax + b

-10 ,802 + 7,438 a = tga

(3 ,663-2 ,681)10 -3 - - 3 4 2 5 , 6 6

b = 1,746

a) T í n h AH° = -2 ,303 .R.a = -2 ,303.8 ,314(-3425,66) = 65 .59kJ .mo l - 1

b) T í n h AS° = 2,303.R.b = 2,303.8,314.1,746 = 33,43 õ.moV

c) T í n h AG° = AH° - TAS° = 65,59 - (298.0,03343) = 55 .628kJ .mol - 1 .

5. • D u n g dịch b ã o hoa borac n ế u k h ô n g p h ả i là lí t ư ở n g t h ì độ t a n

t í n h b ằ n g n ồ n g độ p h ả i t hay b ằ n g h o ạ t độ, nghĩa l à p h ả i x á c đ ị n h h ệ s ố

hoạt độ t ư ơ n g ứ n g v ớ i độ t a n đó ở t ừ n g n h i ệ t độ (a = f .c) .

AH° AO,0

• K h i sử d ụ n g c ô n g thức l n K = + — (*) đ ã coi AH° v à AS° RT R

k h ô n g p h ụ thuộc v à o n h i ệ t độ. Đ i ề u n à y ch ỉ g ầ n đ ú n g k h i x é t p h ả n ứ n g

ở k h o ả n g T j v à T 2 k h á c n h a u k h ô n g n h i ề u (ví d ụ t r o n g b à i t h í n g h i ệ m

T i , T 2 c á c h n h a u 5°C) còn ở k h o ả n g n h i ệ t độ l ớ n p h ả i x é t sự t h a y đ ổ i

h ằ n g s ố c â n b ằ n g theo n h i ệ t độ, do đó p h ả i l ấ y v i p h â n của (*).

d l n K _ AH°

dT ~ R T 2

205

l n K = Ị ^ ị d T J T?T2

T,

K AH° Í Ì Ì >

- N ế u AH° = const t r o n g k h o ả n g T x - T 2 t h ì I n — 3 - = — T Ị T 2 /

K T ) R

- N ế u AH° = f ( T ) -> AH° - AH° = j A C p d T T1

• Rửa p ipe t b ằ n g n ư ố c n ó n g sau m ỗ i l ầ n l ấ y d u n g d ịch b ã o hoa, có

nghĩa là đ ã l ấ y p h ầ n d u n g dịch b ã o hoa borac ở p h ầ n ố n g v u ố t nhọn cuố i p ipe t m à t r o n g c á c h sử d ụ n g p ipe t t h ì t h ể t í c h ở p h ầ n đó k h ô n g

được t í n h đ ế n . Đ i ề u n à y g â y r a sai s ố p ipe t n h ỏ n h ư n g n g ă n c ả n sự k ế t

t i n h của borac t r o n g pipet , m à sự k ế t t i n h n à y g â y r a sai s ố n g h i ê m

t r ọ n g h ơ n n h i ề u .

• Sử d ụ n g p h ư ơ n g p h á p n g o ạ i suy đồ t h ị ch ỉ g ầ n đ ú n g k h i đồ t h ị t h u được l g K = f ( l / T ) l à đ ư ờ n g t h ẳ n g .

B à i 15.

1. a) G ọ i Y l à h ệ s ố n h i ệ t độ của tốc độ p h ả n ứ n g :

_ 18,60 Y 1,5

Y6 = 720

61gy = lg720 = 2,8533

lgy = 0,4762

7 = 3

b) y = 2,045

c) 2,22

3. Coi tốc đ ộ p h ả n ứ n g l à ngh ịch đ ả o cua. t h ơ i g i an v ì t h ò i gi&n

p h ả n ứ n g c à n g l â u , p h ả n ứ n g c à n g x ả y r a c h ậ m , v ậ n tốc p h ả n ứ n g c à n g n h ỏ v à ngược l ạ i .

N ế u h i ể u c h í n h x á c t h ì 1/At k h ô n g p h ả i là tốc đ ộ của p h ả n ứ n g đ a n g k h ả o s á t m à l à tốc độ t r u n g b ì n h của p h ả n ứ n g m ộ t c á c h g ầ n

206

đ ú n g . Q u a n n i ệ m n h ư v ậ y k h ô n g ả n h h ư ở n g đ ế n k ế t q u ả t h í n g h i ệ m , vì thực t ế ch ỉ n g h i ê n c ứ u ả n h h ư ở n g của nồng độ đ ế n v ậ n tốc p h ả n ứ n g chứ k h ô n g p h ả i t í n h cụ t h ể tốc độ p h ả n ứng .

B à i 16.

1 . b) X á c đ ị n h h ằ n g s ố tốc độ của p h ả n ứ n g A + B -> c + D theo h a i p h ư ơ n g p h á p dựa v à o d ữ k i ệ n thực n g h i ệ m

k i

k2

k3

k4

2,303 . 2 1,34

2 ,303, 2 lg 10 0,90

2 ,303 , 2 0,40

2 ,303 , 2 - lg-40 0,08

k = 0,080

• Phương pháp đồ thị: Vẽ đồ thị ln-

0,080

0,079

0,080

0,080

a

a - X = f ( t ) ( h ì n h 2)

t(s) 0 5 10 20 40

In a

a - X 0 0,40 0,80 1,6 3,2

N h â n xé t :

- Sự p h ụ t h u ộ c của I n

n g h i ê n cứu là bậc m ộ t , do đó: a - X

= f ( t ) l à t u y ế n t í n h n ê n p h ả n ứ n g

k = tga = 3 , 2 1 , 6 = 0 , 0 8 4 0 - 2 0

- K ế t q u ả 2 p h ư ơ n g p h á p là p h ù hợp vì n g u y ê n tắc của 2 p h ư ờ n g

p h á p n à y đ ề u dựa t r ê n p h é p t r u n g b ì n h cộng các g i á t r ị k t í n h ở t ừ n g

t h ờ i đ i ể m .

207

Hình 2. Sự phụ thuộc của In theo t a - X

2 . • N ế u d u n g d ịch N a 2 S 2 0 3 , H 2 0 2 k h ô n g p h ả i l à d u n g dịch lí tưởng t h ì t r o n g p h ư ơ n g t r ì n h t í n h h ằ n g s ố tốc độ , n ồ n g đ ộ của H 2 0 2 và

N a 2 S 2 0 3 p h ả i t h a y b ằ n g h o ạ t độ , nghĩa là p h ả i t í n h h ệ s ố h o ạ t độ .

• N h i ệ t độ t h a y đ ổ i t h ì k t h a y đ ổ i , vì k ch ỉ p h ụ thuộc v à o n h i ệ t độ.

• C á c g i á t r ị k t í n h ở t ừ n g t h ờ i đ i ể m k h ô n g g i ố n g n h a u t h ì p h ả n

ứ n g t r ê n k h ô n g p h ả i l à bậc 1; v i ệc d ù n g p h ư ơ n g t r ì n h đ ộ n g học bậc Ì

đ ể t í n h k sẽ g â y sai số.

B à i 18.

3. T í n h p H của d u n g dịch N H 4 C 1 0,1 M theo h a i p h ư ơ n g p h á p :

• Theo quan đ i ể m a x i t b a z ơ của Brons te t :

T r o n g d u n g dịch N H 4 C 1 p h â n l i h o à n t o à n

N H 4 C 1 = N H 4

+ + c r

Vì c r là b a z ơ y ế u (bazơ l i ê n hợp của a x i t m ạ n h HC1) n ê n d u n g dịch

N H 4 C 1 được x e m n h ư l à d u n g d ịch của a x i t y ế u N H 4

+ ( p K . = 9,23).

Do đó p H của d u n g dịch b ằ n g :

p H = I p K a - ^ l g C = ^ . 9 , 2 3 - i l g O , l = 5 , 1 1 5 Ái Zi Zt iu

208

• P h ư ơ n g p h á p có t í n h đ ế n sự t h ú y p h â n

N H 4

+ + H 2 0 N H 3 + H 3 0 +

V i ế t đ ơ n g i ả n : N H 4

+ N H 3 + H +

K _ [ N H 3 ] [ H + ] _ [ H + ] 2 _ [ H + ] [ N H 4

+ ] 0 , 1 - [ H + ] 0,1

mà ta b i ế t :

J ^ = Ĩ H U P = Ì J £ ^ = xo

K b 1.8.10

í ĩ ^ £ - = 5 , 5 ộ . l 0 - 1 0 - > [ H + ] 2 = 5 ,55 .10- n

0,1

[ H + ] = 7 ,45 .10- 6 M

p H = 5,13

4. Sau k h i t r ộ n : [Mg 2 *] = 10" 3 M; [ N H 4

+ ] = 2 . 1 ( r 3 M . G i ả t h i ế t

M g ( O H ) 2 k h ô n g k ế t t ủ a .

p O H = ị p K b - ị l g c = 2,4 - ị l g 2. Ì o - 3 = 3,75

-3,75 [OH-] = 10-

^Mg(OH)2 [ M g 2 + ] [ O H - ] 2 = 10- 3 . (10- 3 ' 7 5 ) 2 = 3 , 1 6 . l o - 1 1 > T N

nên sẽ x ả y ra p h ả n ứ n g :

M g 2 + + 2 N H 3 + 2 H 2 0 - + M g ( O H ) 2 ị + 2 N H /

B à i 19.

4 . 2 K M n 0 4 + 16HC1 -+ 2 M n C l 2 + 5C1 2 + 2KC1 + 8 H 2 0

G ồ m c á c cặp ox i hoa - k h ử :

C l 2 + 2e -> 2 C r

M n O ; + 8 H + + 5e = M n 2 + + 4 H 2 0

V ớ i c á c t h ế đ i ệ n cực t ư ơ n g ứng :

E x = l , 3 6 + 0,0591g[Cl-]

209

E 2 = l , 5 2 + ^ l g l ^ g p ? 5 . [ M n 2 + 1

, e o 0,059 , _ [ M n O : i

• Trong môi trường axit với [H+] = Ì moi./-1 thì pH = 0, do đó:

E 2 = 1,52 V > E , = 1,36 V

nghĩa l à M n 0 4 " ox i hoa được c r t r o n g m ô i t r ư ờ n g a x i t t h à n h M n 2 + và

C l 2 .

• T r o n g m ô i t r ư ờ n g t r u n g t í n h [ H + ] = 10" 7 m o i . / - 1 tức p H = 7

do đó E 2 = 1,52 - 0,095.7 = 0,855V

E 2 = 0,855 v < E j = 1,36 V

nghĩa là p h ả n ứ n g t h u ậ n k h ô n g x ả y ra t r o n g m ô i t r ư ờ n g t r u n g t í n h .

7. V a i t r ò của benzen t rong t h í n g h i ệ m 3: đ ể n h ậ n b i ế t s ản p h ẩ m tạo

t h à n h (Br 2 , I 2 ) của p h ả n ứ n g oxi hoa - k h ử . Vì C 6 H 6 n h ẹ h ơ n nưốc và h ầ u n h ư k h ô n g t a n t r o n g nước n ê n n ổ i l ên t r ê n t ạo t h à n h lớp p h â n cách

với dung dịch d ư ớ i , n h ư n g C 6 H 6 l à dung môi hoa t a n t ố t của c á c halogen

n ê n lớp dung m ô i p h í a t r ê n có m à u ( v à n g n â u của B r 2 , m à u t í m của I 2 ) .

B r 2 , I 2 l à n h ữ n g c h ấ t k h ô n g cực n ê n hoa t a n t ố t t r o n g d u n g môi

k h ô n g cực n h ư C 6 H 6 hoặc m ộ t s ố d u n g m ô i h ữ u cơ k h á c . C ò n H 2 0 là d u n g môi có cực.

B à i 20.

4 . G i ố n g n h a u : đ ề u l à p h ả n ứ n g ox i hoa - k h ử .

K h á c n h a u : t r o n g p h ả n ứ n g ox i hoa - k h ử , sự cho - n h ậ n electron

x ả y r a t r ự c t i ế p do sự va c h ạ m của c á c n g u y ê n t ử , p h â n t ử , l on ; q u á

t r ì n h là t ự d i ễ n b i ế n . T r o n g đ i ệ n p h â n , q u á t r ì n h cho n h ậ n e lec t ron là

g i á n t i ế p ( an ion n h ư ờ n g e lec t ron ở anot, ca t ion n h ậ n e lec t ron ở catot) .

Q u á t r ì n h k h ô n g t ự d i ễ n b i ế n , p h ả i n h ò n g u ồ n đ i ệ n b ê n n g o à i .

6. Cốc m u ố i có h a i n h i ệ m v ụ :

- L à m k í n m ạ c h đ i ệ n b ằ n g c á c h cho c á c l o n d ịch c h u y ể n t ừ nửa p h ả n ứ n g n à y sang n ử a p h ả n ứ n g k i a .

210

- G i ữ cho d u n g dịch m u ố i l u ô n được t r u n g hoa v ề đ i ệ n . T r o n g q u á t r ì n h p h ả n ứ n g ở cực â m , nồng độ ion k ẽ m n g à y c à n g t ă n g v à ngược l ạ i ở cực d ư ơ n g k h i c á c i on C u 2 + b ị k h ử , n g à y c à n g d ư i o n soi' •

Đ i ệ n t í c h d ư ơ n g Z n 2 + sẽ được t r u n g hoa bở i các l o n NO" t ừ t r o n g cầu m u ố i đ i v à o d u n g dịch hoặc các ion Z n 2 + đ i v à o c ầ u m u ố i . Đ i ệ n t í ch â m của soi' d ư được t r u n g hoa p h ầ n lớn bở i các i o n K + t ừ c ầ u m u ố i đ i

vào dung dịch hoặc c á c i on soi' đ i v à o c ầ u m u ố i .

7. • T í n h s ố Fa raday theo p h ư ơ n g t r ì n h t r ạ n g t h á i k h í lí t ư ở n g

p V = n R T (R = S . S l N m . K - V m o l - 1 )

1 0 " 5 N m - 2 . 1 7 . 1 0 _ 6 m 3 _ ,__a n = 0 ,69 . lồ mo i n g u y ê n t ử h i đ r o .

8 , 3 l N m . K ~ \ m o l ~ 1 . 2 9 5 K

S ố moi p h â n t ử h i đ r o : 2.0,69. l o - 3 = 1,38. l ơ " 3 m o i

A l t Theo c ô n g thức: F = n = l e cho h i đ r o ; n = 2e cho ox i

n .m A l t Ì

V ớ i h i đ r o -> F = = í t . — (n = sô mo i = m/A) m n

F = l , 4 4 A 9 0 0 s 3 9 0 0 A s P )

Ì, 38.10" 3 moi moi

Ao F„ thuyết = 9 6 5 0 0 ^

• Tính số Faraday theo phương trình Avogađro:

PV _ PQVQ

T T 0

C h u y ể n t h ể t í c h đo thực n g h i ệ m v ề t h ể t í c h ở đ i ề u k i ệ n t i ê u c h u ẩ n

v = P V ^ = ỊQ'Pa.17 0ml .273K

T T 0 1,013.10 5Pa.295K

B i ế t Ì m o i k h í c h i ế m 22,4 Ì

X m o i 15 ,5ml

Đơn vị điện lượng Ì A.s = Ì culông (viết tắt là Ì cui).

211

-> X = 0 , 6 9 . l o - 3 mo i

0 , 6 9 . l o - 3 m o i h i đ r o t ư ơ n g ứ n g vớ i đ i ệ n l ư ợ n g 1,44.900 = 1296 As

Ì mo i h i đ r o t ư ơ n g ứ n g v ớ i đ i ệ n lượng F

F = 1 2 9 6 1 =1878.10 3 As 0,69. l o - 3

T u y n h i ê n t h ể t í c h 22,4 Ì ứ n g vớ i 2,015g h i đ r o ( chứ k h ô n g p h ả i l ,009g) n ê n g i á t r ị t r ê n p h ả i chia cho 2.

1 8 7 8 . l o 3 : 2 = 93900 A s / m o l

F„ thuyết = 96500 A s / m o l

B à i 2 1 .

3. H ằ n g s ố n g h i ệ m l ạ n h của benzen:

K = 5 , 5 ~ 3 ' 5 _ 5 oa K _ 2,7.100 _ 5 ' 2 3

75.94,11

G ọ i M l à k h ố i l ư ợ n g p h â n t ử c ầ n t ì m

5,500 - 5,238 = 5,23. Q'244.1000 2 0 M

Suy r a M = 243,53

- T í n h theo c ô n g thức C 6 H 5 C O O H ta được:

M = 122,12

N h ư t h ế ở t r ạ n g t h á i t a n t r o n g benzen, a x i t benzoic b ị đ i m e hoa.

212

P H Ụ L Ụ C 2

ĐỘ TIN CẬY CỦA PHÉP ĐO THỰC NGHIỆM

Có t h ể k h ẳ n g đ ị n h r ằ n g k h ô n g m ộ t p h é p đo n à o cho được k ế t q u ả c h í n h xác ; đ i ề u n à y có nghĩa là các p h é p đo bao g iờ c ũ n g có sai số. V ấ n đề đ ặ t ra là sai s ố là l ớ n hay n h ỏ m à t h ô i . Sai s ố được h i ể u l à h i ệ u g iữa giá t r ị đo được v à g i á t r ị " thực" của m ộ t đ ạ i lượng. N ế u h i ệ u n à y là n h ỏ so vớ i độ l ớ n của g i á t r ị t hực t h ì p h é p đo được xem l à c h í n h x á c . Song k h ô n g p h ả i bao g iờ c ũ n g đ ạ t được độ c h í n h x á c của p h é p đo t hực ngh i ệm vì g i á t r ị t hực n g h i ệ m ch ỉ được b i ế t v ớ i m ộ t s ố í t t r ư ờ n g hợp. V í

dụ: t r o n g m ộ t l ầ n đo sức c ă n g b ề m ặ t của nước b ằ n g 73dyn/cm; k h i t h ê m g l i x e r i n v à o t h ì k ế t q u ả đo l ầ n t h ứ h a i l à 72dyn/cm. L i ệ u có t h ể

k ế t l u ậ n c h í n h x á c là g l i x e r i n l à m g i ả m sức c ă n g b ề m ặ t của nưốc?

Đ ư ơ n g n h i ê n c â u t r ả lòi là p h ụ thuộc v à o độ c h í n h x á c của h a i l ầ n đo

n h ư t h ế n à o . G i ả sử t r o n g b ố n l ầ n l ặ p l ạ i p h é p đo sức c ă n g b ề m ặ t của

nước, t h u được c á c con số: 73, 74, 72, 72 v à t r o n g b ố n l ầ n l ặ p l ạ i p h é p

đo đ ố i vớ i g l i x e r i n + nước, t h u được các g i á t r ị 72, 73, 72, 74, ta t h ấ y ngay r ằ n g h i ệ u ban đ ầ u g iữa 73 v à 72 k h ô n g có ý nghĩa . Đ i ề u cơ b ả n là p h ả i t h ể h i ệ n được độ t i n cậy của k ế t q u ả đo b ằ n g c á c h g ắ n v à o c á c s ố 73 và 72 m ộ t ch ỉ s ố n à o đó , n ế u k h ô n g t h ì p h é p đo sẽ m ấ t ý nghĩa .

T h ư ờ n g độ c h í n h x á c của p h é p đo dựa v à o độ c h í n h x á c g i ớ i h ạ n

của t h i ế t b ị đo đ ã được c á c n h à sản x u ấ t ấ n đ ị n h . V í d ụ d ù n g c â n p h â n

t ích đ ể đo k h ố i l ư ợ n g m ộ t v ậ t t h ì có t h ể đọc t ớ i 0 , l m g ; v ậ y 0 , l m g được xem là độ c h í n h x á c của m ỗ i l ầ n x á c đ ị n h k h ô i lượng .

Các p h é p đo được t i ế n h à n h m ộ t c á c h c h í n h x á c k h ô n g n h ấ t t h i ế t

p h ả i có k ế t q u ả c h í n h x á c vì có n h i ề u n g u ồ n sai s ố ả n h h ư ở n g t ớ i m ỗ i p h é p đo của m ộ t đ ạ i lượng , t ỉ n h ư sai số do m á y m ó c t h i ế t b ị , sai s ố n g ẫ u n h i ê n t r o n g q u a n s á t , thao t á c .

T r o n g c á c p h é p đ o t hực n g h i ệ m t h ư ờ n g hay gặp h a i l o ạ i sai số: sai số h ệ t h ố n g (sai s ố t h i ế t bị) v à sai số n g ẫ u n h i ê n .

213

• Sai số hệ thống

M ộ t t h i ế t bị , d ụ n g cụ d ù được c h ế t ạ o h o à n h ả o đ ế n đ â u v ẫ n có sai

s ố (vạch chia k h ô n g đ ú n g của n h i ệ t k ế , p ipet , . . . . ) , do đ ó p h ả i t i ế n h à n h

h i ệ u ch ỉnh m á y đ ể h ạ n c h ế sai số. Đ â y l à v iệc c ầ n l à m t r ư ó c m ỗ i p h é p đo, chẳng h ạ n p h ả i c h u ẩ n đ ị n h p H m é t b ằ n g c á c d u n g d ịch đ ệ m t rước k h i b ắ t t ay v à o đo p H m ộ t d u n g dịch n g h i ê n cứu .

• Sai số ngẫu nhiên

N ằ m n g o à i t ầ m k i ể m s o á t của n g ư ờ i l à m t h í n g h i ệ m v à k h ô n g t h ể

l o ạ i t r ừ hoặc h i ệ u c h ỉ n h được. V í d ụ , do độ n h ạ y c ả m của m ắ t k é m m à k h ô n g p h á t h i ệ n c h í n h x á c k h o ả n g c h u y ể n m à u c h ấ t c h ỉ t h ị t r o n g q u á t r ì n h c h u ẩ n độ .

Sai s ố n g ẫ u n h i ê n t u â n theo quy l u ậ t x á c s u ấ t v à được p h â n b i ệ t

nhờ h a i đặc t r ư n g (1) sai s ố n h ỏ t h ư ờ n g hay x ả y r a h ơ n l à sai s ố l ớ n và (2) sai s ố d ư ơ n g v à â m x ả y r a v ớ i t ầ n s u ấ t n h ư n h a u .

H ì n h 4 m ô t ả sự p h â n b ố sai s ố

n g ẫ u n h i ê n g ắ n l i ề n v ớ i m ộ t s ố l ớ n

p h é p đo l i ê n t i ế p của m ộ t đ ạ i l ư ợ n g

n à o đó . Đ ư ờ n g cong t r ê n đồ t h ị là

đ ư ờ n g cong p h â n b ố Gauss, cho

t h ấ y g i á t r ị t r u n g b ì n h của m ộ t s ố

r ấ t l ớ n c á c p h é p đo l à g i á t r ị đ ú n g

do c á c p h é p đ o ch ỉ b ị ả n h h ư ở n g bở i

các sai s ố n g ẫ u n h i ê n . N g o à i r a đ ư ờ n g cong p h â n b ố c ũ n g cho t h ấ y

g i á t r ị t r u n g b ì n h của ch ỉ m ộ t s ố í t

c á c g i á t r ị đo được c ũ n g đ á n g t i n

cậy h ơ n l à b ấ t k ì m ộ t g i á t r ị đo r i ê n g r ẽ n à o đó .

lần sỗ Mún hiên

sai số ngẫu nhiên

0 giá ui của sai số ngẫu nhiủn

Hình 4. Đường cong phân bố sai số

C á c p h é p t í n h s a i s ố

M ộ t đ ạ i l ư ợ n g thực n g h i ệ m được đo n h i ề u l ầ n , v à g i á t r ị t r u n g b ì n h

suy ra t ừ sự l ặ p l ạ i c á c p h é p đo n à y được x e m l à g i á t r ị t ố t n h ấ t của

đ ạ i l ư ợ n g thực n g h i ệ m . N g ư ờ i ta d ù n g p h ư ơ n g p h á p t h ố n g k ê đ ể đ á n h

214

giá độ t i n cậy của g i á t r ị t ố t n h ấ t n à y , cũng n h ư đ á n h g iá độ t i n cậy của m ỗ i g i á t r ị r i ê n g r ẽ .

• Trung binh cộng X

Đó là t ỉ s ố g iữa t ổ n g các g iá t r ị r i ê n g r ẽ Xi v à s ố các g iá t r ị N :

X =

n

p n T- A 2 -r A 3 T- T- A n _ i = 1

X, + Xo + X, + + x„

N N

N ế u sai s ố p h ạ m p h ả i t rong các p h é p đo n à y là sai số n g ẫ u n h i ê n t h ì giá t r ị t r u n g b ì n h X n à y là g iá t r ị đ á n g t i n cậy n h ấ t của đ ạ i lượng đo.

• Đ ộ lệch dị l à g i á t r ị t u y ệ t đ ố i của h i ệ u giữa m ộ t g i á t r ị r i ê n g r ẽ Xi

và g iá t r ị t r u n g b ì n h X .

dị = I Xi — x i

• Độ lệch trung bình d được đ ị n h nghĩa b ằ n g c ô n g thức:

li

d = i=l N

• Độ lệch chuẩn ơ được đ ị n h nghĩa n h ư sau:

ơ =

n

i=l N - l

• Độ lệch tương đối l à t ỉ số g iữa độ l ệch của m ộ t g iá t r ị r i ê n g r ẽ di

và t r u n g b ì n h cộng X : -ậ-X

• Sai số phần trăm tương đối l à t ỉ số g iữa sai s ố của m ộ t g iá t r ị đo

và g iá t r ị t hực (hoặc được chấp n h ậ n ) n h â n vớ i 100%.

• giá tri do - giá tri thúc , n n n , sai sô % t ư ơ n g đôi = • & — — X 100 %

giá trị thực

V ề m ặ t t h ố n g k ê , sai s ố t u y ệ t đ ố i k h ô n g có m ấ y ý ngh ĩ a t h ì sai s ố

t ư ơ n g đ ố i l ạ i có ý n g h ĩ a m ộ t k h i g i á t r ị t h ự c (hoặc được c h ấ p n h ậ n )

đ ã b i ế t .

215

Ví d ụ m i n h hoa các p h é p t í n h sai s ố đ ố i v ớ i c á c g i á t r ị k h ố i l ư ợ n g r i ê n g của c h ấ t l ỏ n g p do m ộ t n g ư ờ i l à m t h í n g h i ệ m t h u được

PÍg.ml- 1) dj = X; - X d f . l 0 4

0,7854 0,0004 0,0016

0,7850 0,0000 0,0000

0,7847 00003 0,0009

0,7849 0,0001 0,0001

0 ,0002 ;

0,00025

Khối lượng riêng p của chất lỏng được ghi như sau:

0,7850 ± 0 ,0002g/ml

Chọn các giá trị đo trong tính sai số

Đ ố i v ớ i m ộ t d ã y c á c g i á t r ị đo , có t h ể x ả y r a t r ư ờ n g hợp m ộ t hoặc

m ộ t v à i g i á t r ị c h ê n h l ệ c h k h á xa c á c g i á t r ị c ò n l ạ i , k h i đ ó n g ư ờ i x ử lí

sẽ xem x é t có hay k h ô n g đ ư a các g i á t r ị n à y v à o t í n h t o á n sai số. Rõ

r à n g l à k h i đ ã x á c đ ị n h được n g u ồ n gốc sai l ệ c h l ố n t h ì g i á t r ị đ ó được

l o ạ i ra . T u y n h i ê n t h ư ờ n g k h ô n g b i ế t n g u y ê n n h â n của đ ộ l ệ c h l ớ n n à y .

K h i đó p h ả i sử d ụ n g p h ư ơ n g p h á p t r ắ c n g h i ệ m t h ố n g k ê đ ể q u y ế t đ ị n h

xem có hay k h ô n g l o ạ i bỏ g i á t r ị có độ l ệ c h l ớ n . G i ả sử m ộ t t r o n g 4 g iá

t r ị đo b ị h ồ n g h i t h ì t ạ m t h ờ i l o ạ i g i á t r ị n à y k h ỏ i p h é p t í n h sai số

( t r u n g b ì n h cộng hay độ l ệ c h t r u n g b ì n h ) . N ế u độ l ệ c h g i ữ a g i á t r ị h ồ

n g h i v à g i á t r ị t r u n g b ì n h l ớ n h ơ n b ố n l ầ n đ ộ l ệ c h t r u n g b ì n h t h ì t r ị bị

h ồ n g h i bị l o ạ i bỏ . Ngược l ạ i , t r ị h ồ n g h i được g i ữ l ạ i t r o n g t í n h sai số.

X é t v í d ụ sau v ề k h ố i l ư ợ n g r i ê n g c h ấ t lỏng:

p = 0,7856 0,7850 0,7844 0,7830

T r ị b ị h ồ n g h i l à 0,7830, do đó t ạ m t h ờ i l o ạ i k h ỏ i t í n h t o á n .

í = M Ị 2 ^ = 0 ,7850; d = M Í ^

g I 0 . 0 0 2 6 . 1 0 - ! _ 0 0 0 5 2

V 3 X 0,7850

216

p/g.g/ml

0,7856

0,7850

0.7844

2,3550

di

0,0006

0,0000

0.0006

0,0012

^ 2,3550 = 0,7850

-7 0,0012 0,0004 X = — —

3 So v ớ i X, t r ị h ồ n g h i sai l ệ c h 0,7850 - 0,7830 = 0,0020. Đ ộ l ệ c h

n à y l ố n h ơ n 4 l ầ n độ l ệ c h t r u n g b ì n h (0,0004), do đ ó t r ị 0,7830 được

Đ ộ c h í n h x á c c ủ a m ộ t k ế t q u ả t í n h t o á n

K ế t q u ả thực n g h i ệ m t h ư ờ n g t h u được t h ô n g qua t í n h t o á n n h i ề u

đ ạ i lượng đo đạc k h á c nhau ; ví d ụ n h i ệ t hoa t a n m ộ t c h ấ t được x á c

đ ịnh b ằ n g t í c h s ố của h ằ n g số b ì n h K v à b i ế n t h i ê n n h i ệ t đ ộ ÁT g ắ n

l i ề n v ố i sự hoa t an , n ế u n h i ệ t hoa t a n được quy v ề m ộ t m o i c h ấ t t h ì

AH = . M v ớ i m v à M là k h ố i lượng c h ấ t đ e m hoa t a n v à k h ố i m

lượng moi c h ấ t đó . Đ ộ c h í n h xác của k ế t q u ả đo được t í n h t ừ độ c h í n h

xác của t ấ t cả c á c đ ạ i l ư ợ n g đo . N h ữ n g ch i t i ế t của p h é p t í n h n à y p h ụ

thuộc v à o các p h é p t í n h s ố học được d ù n g đ ể t í n h r a k ế t q u ả c u ố i c ù n g .

Các p h é p t í n h s ố học n à y có t h ể l à p h é p cộng, t r ừ hoặc p h é p n h â n ,

chia. N ế u t r o n g t í n h t o á n có sự cộng v à o hoặc t r ừ đ i t h ì độ c h í n h x á c

của k ế t q u ả b ằ n g t ổ n g các độ l ệch đ ố i vớ i các g i á t r ị r i ê n g r ẽ , bỏ qua

dấu . T ổ n g n à y b i ể u t h ị độ b ấ t đ ị n h cực đ ạ i của k ế t q u ả . T r ư ờ n g hợp

t rong t í n h t o á n có sự n h â n hoặc chia t h ì độ c h í n h x á c của k ế t q u ả b ằ n g

tổng các độ l ệ c h t ư ơ n g đ ố i , k h ô n g t í n h đ ế n d ấ u . T ổ n g n à y c ũ n g cho b i ế t

độ b ấ t đ ị n h cực đ ạ i .

L ấ y v í d ụ t í n h k h ố i l ượng r i ê n g của c h ấ t l ỏ n g b ằ n g c á c h đo t h ể t í c h

v à k h ố i l ư ợ n g c h ấ t l ỏ n g đ ự n g t r o n g t ỉ t r ọ n g k ế (p icnomet) . G i ả sử t h ể

t í ch đo được là 22,407 ± 0 ,0005ml. K h ố i lượng t ỉ t r ọ n g k ế v à c h ấ t l ỏ n g

chứa t r o n g đó ở 2 5 ° c là 26,2435 ± 0,0001g. K h ố i l ư ợ n g t ỉ t r ọ n g k ế r ỗ n g

l o ạ i bỏ h ẳ n .

217

là 8,6543 ± 0,0001g. D ự a v à o các d ữ k i ệ n đo đạc n à y , t í n h được k h ố i

lượng r i ê n g c h ấ t l ỏ n g n h ư sau:

K h ố i lượng r i ê n g = k h Ô \ l ư Ợ n g = 26.2435 - 8,6543 = 0 7 8 4 9 9 g / m l . t h ê t í ch 22,407

Đ ộ c h í n h x á c của k ế t q u ả cuố i c ù n g n à y được t í n h t ừ đ ộ b ấ t đ ị n h (sai sô) của k h ố i l ư ợ n g c h ấ t lỏng 0,0001 + 0,0001 = 0,0002g v à của t h ể t í ch (0 ,0005ml) . Vì k h ố i lượng r i ê n g được t í n h t ừ p h é p ch ia n ê n độ c h í n h xác của n ó b ằ n g t ổ n g độ l ệch t ư ơ n g đ ố i v ề k h ố i l ư ợ n g v à t h ể t í ch :

Ch ỉ s ố c h í n h x á c của k h ố i lượng r i ê n g

= O.OOQgg +

Q ' 0 Q 0 5 m l = ± 0,00023 2 6 , 2 4 3 5 - 8 , 6 5 4 3 22,407

V ậ y k h ố i l ư ợ n g r i ê n g của c h ấ t l ỏ n g x á c đ ị n h được b ằ n g :

0,7850 ± 0 ,0002g .ml - \

C h ú ý độ c h í n h x á c k h ô n g được p h é p g h i q u á m ộ t s ố có nghĩa . Ví

d ụ , k h ố i l ư ợ n g r i ê n g c h ấ t lỏng được g h i l à 0,78499 ± 0,00023; đ i ề u n à y

có nghĩa là sai s ố 0,0002 cộng t h ê m m ộ t sai s ố 0,00003. T h ự c t ế cho

t h ấ y sai s ố 0,00003 l à vô nghĩa so v ớ i sai s ố 0,0002, do đ ó k h ố i lượng r i ê n g được g h i l à 0,7850 ± 0,0002.

218

P H Ụ L Ụ C 3

MỘT SỐ BẢNG TRA cứu

B ả n g 1 . Áp suất hơi bão hoa f ở nhiệt độ từ 10°c - 100°c

t°c f (mmHg) f(Pa) t°c f (mmHg) f(Pa)

10 9,21 1227.90 27 26,74 3565,04

l i 9,84 1311,90 28 28,35 3779,69

12 10,52 1402,55 29 30,04 4005,00

13 11,23 1497,21 30 31,82 4242,32

14 11,99 1598,53 35 42,18 5623,54

15 12,79 1705,19 40 55,32 7375,40

16 13,63 1817,18 45 71,88 9583,21

17 14,53 1937,17 50 92,52 12334,99

18 15,48 2063,83 55 118,00 15732,04

19 16,48 2197,15 60 149,40 19918,36

20 17,54 2338,47 65 187,50 24997,94

21 18,65 2486,46 70 233,70 31157,44

22 19.83 2643,78 75 289,10 38543,50

23 21,07 2809,10 80 355,10 47342.77

24 22,38 2983,76 85 433,60 57808.58

25 23,76 3167,74 90 525,76 70095.57

26 25.21 3361,06 95 633,90 84513.05 100 760,00 101325,00

B ả n g 2 . Khối lượng riềng của dung dịch NaCl Ở20°c (gièm3)

Nồng độ % d Nồng độ % d Nồng độ % d

1 1,005 10 1,071 19 1,140

2 1,013 l i 1,078 20 1,148

3 1,020 12 1,086 21 1,156

4 1,027 13 1,093 22 1,164

219

Nồng độ % d Nồng độ % d Nồng độ % d

5 1,034 14 1,101 23 1,172

6 1,041 15 1,109 24 1,180

7 1,049 16 1,116 25 1,189

8 1,056 17 1,124 26 1,197

9 1,063 18 1,132 27 1,200

B ả n g 3. i í / i ố ị lượng riềng của dung dịch KN03 Ở20°c (gièm3)

Nồng độ % d Nồng độ % d Nồng độ % d

1 1,0045 7 1,0429 16 1,1039

2 1,0108 8 1,0494 18 1,1181

3 1,0171 9 1,0560 20 1,1326

4 1,0234 10 1,0627 22 1,1473

5 1,0299 12 1,0762 24 1,1623

6 1,0363 14 1,0899

B ả n g 4 . .KTióÌÊ lượng riêng của dung dịch CaCỈ2, SrCl

Na2S04 Ở 20°c (gièm3)

Muối Nồng độ % Muối

1 2 4 6 8 10 20 30

CaCl 2 1,007 1,014 1,031 1,048 1,065 1,083 1,117 1,281

SrCl 2 1,005 1,031 1,048 1,065 1,083 1,179 1,290

Na 2 S0 4 1,007 1,016 1,034 1,053 1,072 1,091

220

B ả n g 5. Khối lượng riêng của một số dung dịch kiềm ở 18°c (gièm3)

Nồng độ % K O H NaOH N H 3 Nồng độ % KOH Xa OM N H 3

4 1,033 1,046 0,983 34 1,334 1,374 0,889

6 1,048 1,069 0,973 36 1,358 1,395 0,884

8 1,065 1,092 0,967 38 1,384 1,416 -

10 1,082 1,115 0,960 40 1,411 1,437 -

12 1,100 1,137 0,958 42 1,437 1,458 -

14 1,118 1,159 0,946 44 1,460 1,478 -

16 1,137 1,181 0,939 46 1,485 1,499 -

18 1,156 1,203 0,932 48 1,511 1,519 -

20 1,176 1,225 0,926 50 1,538 1,540 -

22 1,196 1,247 0,919 52 1,564 1,560 -

24 1,217 1,268 0,913 54 1,590 1,580 -

26 1,240 1,289 0,908 56 1,616 1,601 -

28 1,263 1,310 0,903 58 1,622 -

30 1,286 1,332 0,898 60 1,643 -

32 1,310 1,352 0,893 -

B ả n g 6. Khối lượng riêng của một số dung dịch axỉt ở 15° c (gièm3)

Nồng độ % HBr H I HF 4 1,0269 1,0277 1,012 8 1,0568 1,0589 1,028 12 1,0883 1,0918 1,043 16 1,1219 1,1270 1,057 20 1,1579 1,1649 1,070 24 1,1961 1,2039 1,084 28 1,2367 1,2503 1,096 40 1,3742 1,4029 1,128 45 1,4446 1,4755 1,141 50 1,5173 1,560 1,155 55 1,5953 1,655 -

221

Nồng độ % H 2 S 0 4 H N 0 3 HC1 CH3COOH

4 1,027 1,022 1,019 1,0052

8 1,055 1,044 1,039 1,0113

12 1,083 1,068 1,059 1,0171

16 1,112 1,093 1,079 1,0228

20 1,143 1,119 1,100 1,0284

24 1,174 1,145 1,121 1,0337

28 1,205 1,171 1,142 1,0338

32 1,233 1,198 1,163 1,0436

36 1,273 1,225 1,183 1,0481

40 1,307 1,251 - 1,0523

44 1,342 1,277 - 1,0562

48 1,380 1,303 - 1,0598

52 1,419 1,328 - 1,0631

56 1,460 1,351 - 1,0660

60 1,503 1,373 - 1,0685

64 1,547 1,394 - 1,0707

68 1,594 1,412 - • 1,0725

72 1,640 1,429 - 1,0740

76 1,687 1,445 - 1,0747

80 1,732 1,460 - 1,0748

84 1,776 1,474 - 1,0742

88 1,808 1,486 - 1,0726

92 1,830 1,496 - 1.0696

96 1,840 1,504 - 1,0644

222

B ả n g 7. Tích số tan của một số hợp chất ít tan trong nước Ở298K

Hợp chất T Hợp chất T AgCl 1,78.10-'° Fe(OH) 2 1,10.lơ" 1 5

AgBr 5.30.10-13 Fe(OH) 3 3,20. l o - 3 8

Agl 8,30. l o - 1 7 FeC0 3 3,50.10-" Ag 2 Cr0 4 1,10. lơ" 1 2 PbCl 2 1,60. l o - 5

Ag 2S 6,30. lơ" 5 0 PbBr 2 9,10.10"6

A1(0H), 1,10. l ũ " 3 2

Pbl 2 1,10.10-9

BaCOa 5,10. l o - 9 Pb(OH) 2 3,20. l o - 2 0

BaC 2 0 4 1.20.10"7 PbS 2,50. l o - 2 7

BaS0 4 1,10.10-'° PbS0 4 1,60.10"8

BaCr0 4 1.20.10"10

M g C 0 3 1,0. l o - 5

CaS0 4 2,50. lơ" 5 M g Q A 8,6.10"5

CaC0 3 4,80.10"9 Mg(OH) 2 6,0.10-1 0

Ca 3(P0 4) 2 2,0. l o - 2 9 M n C 0 3 1,8.10-" Ca(OH)2 5,5.10"6 Mn(OH) 2 4,5.10"1 3

CaCr0 4 7,1.10-" MnS 2,5. l o - 1 0

CdS 7,9.10"27 Sn(OH) 2 6,3.10"27

CuS 6,3. l o - 3 6 SrC0 3 1,1.lo- 1 0

Cu(OH) 2 5,0. l o - 2 0 SrS0 4 3,2.10"7

FeC0 3 3.5.10-15 Zn(OH) 2 7,1. lơ" 1 8

B ả n g 8. Tính chất của một số chất chỉ thi màu axỉt - bazơ

Chất chỉ thị màu Nồng độ %

Dung môi hoa tan

Khoảng pH chuyển màu

Sự b iến đổ i màu

Metyl da cam 0,1 Nước 3 ,1-4 ,4 đỏ - vàng

Metyl đỏ 0,1 Rượu 60% 4 ,2-6 ,4 đỏ - vàng

Phenol đỏ 0,1 Rượu 20% 6 ,8-7 ,4 vàng - đỏ

Phenolphtalein 0,1 - 1,0 Rượu 60% 8,3-10,0 không màu -đỏ

Alizarin vàng 0,1 Nưốc 10,0 - 12,0 vàng - đỏ thắm

Bromcrezol xanh 0,1 Rượu 60% 3,8 - 5,4 vàng - xanh

Công-gô đỏ 0,1 Rượu 50% 3,0-5,0 xanh - hồng

Thinol xanh 0,1 Rượu 20% 1,2-2,8 đỏ - vàng

223

B ả n g 9. Độ hoa tan của một số muối trong lOOg dung dịch

(tính với muối khan)

t°c % muối khan Tướng rắn t°c % muối khan Tưống rắn

Al 2(SOJ 3 NH,C1

0 23,8 0 23,0

10 25,1 10 25,1

20 26,6 20 27,1

30 28,8 Al 2(SO„) 3.18H,0 30 29,3 NH 4C1

40 31,4 40 31,5

50 34,3 50 33,5

60 37,1 60 35,6

80 42,2 70 37,6

100 47,1 80 100

39,6

43,6

KC1 K 2 C r 2 0 7

0 22,2 0 4,4 10 23,8 10 7,5 30 27,2 20 11,1 40 28,7 30 15,4 50 30,1 KC1 40 20,6 K 2 C r 2 0 7

60 31,3 50 25,9 70 32,6 60 31,2 80 33,8 70 36,2 90 34,9 80 41,1 100 36,0 100 50,5

K N 0 3 KCIO3 0 11,6 0 3,2 10 17,7 10 4,8 20 24,1 20 6,8 KCIO3 40 39,1 40 12,7 60 52,5 60 20,6 80 62,8 KNO3 80 28,4 90 67,1 100 36,0

100 71,1

224

KMnO-t CaCl2

0 2,8 0 37,5

10 4,0 10 39,4

20 6,0 KMn0 4 20 42,7

30 8,3 40 53,5 CaCl 2.6H 20

40 11,2 60 57,8

50 14,4 80 59,5

65 20,0 90 100

60,4 61,4

KoSO, Ca(CH,COO)o

0 6,9 0 37,4

10 8,5 10 36,0

20 10,0 20 34,7 CaCC^COO^tự)

30 11,5 40 33,2

40 13,1 K 2 S0 4 60 32,7

50 14,2 80 33,5

60 15,4 100 29,7

70 16,6 80 17,6 90 100

18,6 19,4

90 100

18,6 19,4

0 15 25 31 40

CuSO, 12,9 16,2 18,7 20,3 22,8 CuS0 4 .5H 2 0

KHSO, 50 25,1 0 26,6 60 28,1 20 32,7 70 31,4 40 37,9 KHS0 4 80 34,9 100 54,9 90

100 38,5 42,4

KA1(S04),

0 3,1

10 4,4

225

20 5,7 Phi,

30 9,2 KA1(S0 4) 2.12H 20 0 0,044

40 12,0 15 0,061

60 26,7 45 0,145

90 51,0 100 0,434 Pbl 2

100 71,4

Pb(N0 3) 2 MnCl 2

0 26,7 0 38,9

10 30,8 8 38,3

20 34,3 20 42,4

40 41,0 Pb(N0 3) 2 30 44,7 MnCl 2 .6H 2 0

60 46,8 50 49,5

80 51,8 60 52,1

100 56,0 80 100

52,0 53,7

Pb(CH,COOH), SrCl 2

0 16,45 0 30,3

10 22,65 10 32,3

20 30,68 Pb(CH3COOH)2 20 34,6

25 35,26 30 37,0 SrCl 2 .6H 20

30 41,02 40 39,5

40 53,79 50 42,0

50 68,85 60

80

100

45,0

47,5

50,2

PbCl 2 Co(N0 3} 2

0 0,64 18 49,7

15 0,91 55 61,7 Co(N03)2.6H20

45 1,55 70 64,9

100 3,20 91 77,2 Co(NO 3) 2.3H 20

MgCl 2 CoClị

0 34,5 0 30,2

10 34,8 10 31,0 CoCl 2 .6H 20

20 35,8 MgCl 2 .6H 2 0 20 34,9

226

40 36,5 40 39,4 CoCl 2.2H 20

60 37,9 60 48,4

80 39,7 80 49,0

100 42,2 100 50,7

NĨ^NO, (NH,) 2SO,

0 54,2 0 41,4

20 63,9 10 42,2

30 70,8 20 43,0

40 74,8 30 43,8 (NH 4 ) 2 S0 4

50 78,0 N H 4 N 0 3 40 44,8

60 80,2 50 45,8

70 83,7 60 46,8

80 85,9 70 47,9

90 88,1 80 48,8

100 91,0 90

100

49,8

50,8

NaCl

0 1,18 0 26,21

10 1,76 25 26,54

20 2,58 Na 2B 4O 7.10H 2O ị 40 26,81 30 3,85 60 27,14 NaCl 40 6,0 80 27,65 50 9,55 Na 2B 4O v .5H 20 100 28,38 60 16,65

60, 8 70 80 90

19,49 23,38 28,37 34,63

0

10

15

Na 2SO ấ

4,5

8,2 11,7 Na2SO4.10H2O

100 20 16,1

NaXO, 25 21,9

Ũ 6,6 30 28,8

20 17,8 Na2CO3.10H2O 32,3 33,2

40 33,2 8 32,5

60 31,7 Na 2 C0 3 .H 2 0 40 31,9

88, 31,1 50 30,5 Na2SO, 4

227

NaHC0 3 70 30,0 0 6,45 90 29,9 lo 758 100 16,4 Na 2 S0 4 .7H 2 0 20 8,76 NaHC0 3 0 23,4 50 12,67 10 30,9 60 14,09 16 34,1

24

B ả n g 10. Hằng số điện li một số axit ở 298K

Tên gọi Công thức K

axit cacbonic H 2 C 0 3 K t 3.5.10-7

K2 5,6.10-" axit axetic CH3COOH 1,8. lơ" 5

axit oxalic HOOC-COOH K j 3,8. l o - 2

K2 5,0. lơ" 5

axit hipoclorơ HCIO 3,4.10-* axit clorơ HC10 2 1.1.10-2

axit Aohiđric HF 7,4.10-* hiđro peoxit H 2 0 2 1.4.10-12

axit nitơrđ H N 0 2 5,1.10-4

axit photphorơ H3PO3 K i 5,0. l o - 2

K2 2,0. l o - 7

axit photphoric H 3 P 0 4 K, 7.5.10-3

K2 6,2.10-* K3 3,6.10-"

axit suníuhiđr ic H 2S K i 9,0. lơ" 8

K2 1.2.10-13

axit suníurơ H 2 S 0 3 K i 1.7.10-2

K2 6,2. l o - 8

axit suníur ic H 2 S 0 4 K 2 1,0.10"2

axit selenhiđric H 2Se K t 1.3.1Ơ-4

K2 1,0.10-" axit te luhiđr ic H 2 Te K, 2,3.10"3

K2 1,0. .10-" axit asenic H 3 A s 0 4 K i 5.6.10"13

K2 8,3. lơ" 8

228

B ả n g l i . Hằng số điện li một Sốbazơở298 K

Tên gọi Công thức K

Dung dịch amoniac N H 4 O H 1,76. l o - 5

Bari hiđroxit Ba(OH) 2 2,3. l o - 1

Canxi hiđroxit Ca(OH)2 4,0.10"2

Đồng (l i) hiđroxit Cu(OH) 2 7,9.10-"

Kẽm hiđroxit Zn(OH) 2 K, 4,4. l o - 5

K 2 2,0. l o - 5

B ả n g 12. Entanpi tiêu chuẩn A\{ữ

29% (kJ.mol *) của một số chất

Chất A H ỵ g Chất A H 2 9 8

Al(k) 326,3 H 3 N(k) -46,19

Al 3 +(t) -530,0 H 3 N(t) -79,5

A1C13 (tt) -704,3 H 3 P0 3 ( t ) -945,8

CH4(k) -74,87 H 3 P0 4 ( t t ) -1279,3

CO(k) -110,551 KCl(tt) -436,79

co 2(k) -393,608 KN0 3 ( t t ) -493,2

CaO(it) -635,24 KOH(tt) -425,8

Ca(OH)2(tt) -986,48 MgCl 2(tt) -641,77

CaSiOa -1635,336 MgO(tt) -601,38

Cu2 +(t) 66,96 NH 4

+ ( t ) -132,37

CuS04(tt) -770,9 NH 4 Cl(t t) ' -314,29 Fe3+(t) -46,37 Na(k) 108,3 FeCl3(tt) -399,5 Na +(k) 606,1 HBr(k) -34,15 NaCl(tt) 411,21

HCl(k) -92,13 Na 2 B 4 0 7 ( t t ) -3276,7 HCl(dd) -166,81 0(k) 246,8 H20(1) -285,898 0 3 (k) 142,3

229

H 2 0(k) -241,876 OH-(k) -228,64

H 2S(k) -20,9 so 2 (k ) -296,97

H 2 S0 4 ( t ) -911,20 S0 3 (k) -395,94

S0 4

2-(dd) -911,2

B ả n g 13. Thế điện cực tiêu chuẩn của một số hệ oxi hoa - khử • • • •

(E° von)

Nguyên t ố Phương t r ình phản ứng E° (V)

Ag A g + + le = Ag + 0,799

AI Á P + 3e = AI - 1,663

As H 3 A s 0 4 + 2 H + + 2e = H A s 0 2 + 2 H 2 0 + 5,56

As0 2 " + 2 H 2 0 + 3e = As + 4 0 H " -0 ,68

Ba Ba 2 + + 2e = Ba - 2,905

Be Be 2 + + 2e = Be - 1,847

Br Br 2 + 2e = 2Br" + 1,087 2HBrO + 2 H + + 2e = Br 2 + 2 H 2 0 + 1,59 2Br0 3 - + 12H + + lOe = Br 2 + 6 H 2 0 + 1,52 B r 0 3 - + 5 H + + 4e = HBrO + 2 H 2 0 + 1,49 B r 0 3 - + 3 H 2 0 + 6e = Br" + 6 0 H " + 0,61

Ca Ca 2 + + 2e = Ca - 2,866 Cl C l 2 + 2e = 2C1- + 1,395

2HC10 + H + + 2e = Cl 2(k) + 2 H 2 0 + 1,63 HC10 + H + + 2e = Cl- + H 2 0 + 1,494 2HC10 2 + 6 H + + 6e = C l 2 + 4 H 2 0 + 1,63 2C10 3- + 12H + + loe = C l 2 + 6 H 2 0 + 1,47 C10 3- + 3 H 2 0 + 6e = Cl- + 6 0 H - + 0,63 C10 4- + 8 H + + 8e = Cl- + 4 H 2 0 + 1,38

Cr Cr 2 + + 2e = Cr - 0,913 Cr 3 + + 3e = Cr -0 ,744 Cr 3 + + l e = Cr2* -0 ,407

Cu Cu 2 + + 2e = Cu + 0,377 Cu + + le = Cu + 0,520

230

Nguyên t ố Phương tr ình phản ứng E°(V)

Cu2* + le = Cu + + 0,153

F F 2 + 2e = 2F- + 2,87

Fe Fe 3 + + 3e = Fe -0 ,037

Fe 2 + + 2e = Fe - 0,440

Fe 3 + + le = Fe 2 + + 0,771

H 2H + + 2e = H 2 ± 0,000

H 2 + 2e = 2H- - 2 , 2 5 1

Hg Hg 2* + 2e = Hg + 0,850

Hg 2 + 2e = 2Hg + 0,798

Hg 2 Cl 2 + 2e = 2Hg + 2C1" + 0,267

ì I 2 + 2e = 21" + 0,536

HIO + H + + 2e = ì - + H 2 0 + 0,99

2IO3- + 12H + + loe = I 2 + 6 H 2 0 + 1,19

2IO3- + CH 2 0 + loe = I 2 + 120H- + 0,21

I 0 3 - + 3H 2 0 + 6e = ì- + 6 0 H - + 0,26

K K + + le = K -2 ,924

Li L i + + le = L i - 3,045

Mg Mg 2 * + 2e =mg -2,363

Mn M n 2 + + 2e = M n - 1,179

M n 0 2 + 4H + + 2e = M n 2 + + 2 H 2 0 + 1,228

M n 0 4

2 - + 4H + + 2e = M n 0 2 + 2 H 2 0 + 2,257

M n 0 4 - + l e = M n 0 4

2 - + 0,564

M n 0 4 - + 2 H 2 0 + 3e = M n 0 2 + 40H" + 0,60

M n 0 4 - + 8H + + 5e = M n 2 + + 4 H 2 0 + 1,507

N H N 0 2 + H + + le = NO + H 2 0 + 1,004

H N 0 2 + 7H + + 6e = N H 4

+ + 2 H 2 0 + 0,864

N 0 3 - + 3H + + 2e = H N 0 2 + H 2 0 + 0,94

0 0 2 + 4 H + + 4e = 2 H 2 0 + 1,228

Oa + 2H + + 2e = H 2 0 2 + 0,682

H 2 0 2 + 2H + + 2e = 2 H 2 0 + 1,776

0 3 + H 2 0 + 2e = 0 2 + 20H- + 1,24

0 3 + 2H + + 2e = 0 2 + H 2 0 + 2,07

231

Nguyên t ố Phương t r ình phản ứng E°(V)

Pb Pb 2 + + 2e = Pb -0 ,126

Pb 4 + + 2e = Pb 2 + + 1,694

Pb0 2 + 4H + + 2e = Pb 2 + + 2 H 2 0 + 1,449

s s + 2e = s 2- -0 ,48

S0 4

2 - + 4 H + + 2e = H 2 S 0 3 + H 2 0 + 0,17

H 2 S 0 3 + 4 H + + 4e = s + 3 H 2 0 + 0,449

Sn Sn 2 + + 2e = Sĩ! -0 ,136

Sn 4 + + 2e = Sn 2 + + 0,151

HSn0 2 - + H 2 0 + 2e = Sn + 30H" - 0 , 9 1

Sn(OH) 6

2- + 2e = HSnCV + 30H" + H 2 0 -0 ,92

Zn Z n 2 + + 2e = Zn -0 ,763

p p + 3 H 2 0 + 3e = P H 3 + 30H" - 0 , 8 9

H 3 P 0 2 + H + + e = p + 2 H 2 0 - 0 , 5 1

H 3 P 0 4 + 2H + + 2e = H3PO3 + H 2 0 -0 ,276

H3PO3 + 2 H + + 2e = H 3 P 0 2 + H 2 0 - 0 , 5 0

HPO32- + 2 H 2 0 + 2e = H 2 P 0 2 - + 3 0 H - -1,57

232

T À I L I Ệ U T H A M K H Ả O

1. Harold R.Hunt ; Toby RBlock

L a b o r a t o r y e x p e r i m e n t s f o r g e n e r a l c h e m i s t r y

Saunders college Publishing (United State of America) — 1994

2. Dr. Boiley, Dr .Bel l , Dr . Thomas

P r a c t i c a l courses f o r t h e í ĩ r s t y e a r o f ư n i v e r s i t y o f Y o r k

(U.K) - 1992

3. Lippincott; Meek; Verhoek,

E x p r i m e n t a l g e n e r a l C h e m i s t r y

W.B. Saunders Company 1970

4. Richard C.Hateh,

E x p e r i m e n t a l C h e m i s t r y

Litton Educational Publishing lúc. 1972

5. PGS. Vũ Đ ă n g Độ

Cơ sở l í t h u y ế t c á c q u á t r ì n h h o a h ọ c

Nhà xuất bản Giáo dục -1994

6. Bopốbiba 0. H; ÍỊyHaeba K.M; Hmurroba E.A; TaMM'H.c

IIpaKTHKyM no HeopramraecKoô XHMHH

H3g. MocKobcKoro yHHBẼpCHTSTữ 1984.

7. HBaHOBCKHỗ B. H ; THXOHOB H.C

JIa6opaTopHBiỗ IĩpaKTHKyM no oõmeố XHMHH

iỈ3g. "Bbiuiax uiKona" 1978.

8. ỊỊpaKHHbiM c. H ; KygpbmebbiM

IIpaKTHKyM no oỗmeìí H HeopramraecKOH XHMHH

IỈ3g. JIeHHipagcK0iv TexHonoHHmcKoro ỊỈHCTHTym 1969.

9. Prof. D r L o t h a r K o l d i t z

A n o r g a n ỉ k i m

VEB deutscher Verlag der Wissenschaft Berlin - 1968.

233