Hóa học - Bài 1: Xác định entapy của quá trình hóa hơi chất lỏng

Nội dung text: Hóa học - Bài 1: Xác định entapy của quá trình hóa hơi chất lỏng

1. thì thế của điện cực chuẩn của cặp oxi hóa khử FeIII,FeII có thể xác định được. Hệ số góc của đường thẳng (xác định bởi đường hồi quy đơn giản) là 25,2 mV (giá trị RT/F = 25,4mV tại 22oC) 0 Từ giá trị của Epin tại giao điểm trục Y ta có E Fe3+ ,Fe2+ − E Ag/AgCl/Cl = 172 mV. Tại 200C Ag/ AgCl/ Cl điện cực so sánh có thế 210 mV. Từ đó, thế oxi 0 3- 4- hóa khử của điện cực chuẩn E ⎨[Fe(CN)6] ,[Fe(CN)6] ⎬ là 38mV (tài liệu: 36mV theo ‘R. Parsons, sổ tay điện hóa, Butterworth, London, 1959’). 62
2. BÀI 1: XÁC ĐỊNH ENTAPY CỦA QUÁ TRÌNH HÓA HƠI CHẤT LỎNG Ngày thực hành : Họ và tên sinh viên : Điểm Lời phê - -1 Khối lượng mol của CH3OH: 32,04 g.mol -1 - Khối lượng mol của C2H5OC2H5: 74,12 g.mol - Nhiệt độ sôi của CH3OH: 337,7 K - Nhiệt độ sôi của C2H5OC2H5: 307,7 K 1. Kết quả đo: Khối lượng chất Nhiệt lượng Chất bay hơi ∆TV ∆Tel bay hơi (m) Wel (J) Dietyl eter Metanol 2. Xác định nhiệt hóa hơi C2H5OC2H5 63
3. 3. Xác định nhiệt hóa hơi CH3OH. 4. Tính toán ∆S của quá trình hóa hơi và ứng dụng quy luật Trouton để phân tích kết quả. 5. Hãy trình bày nguyên tắc của thí nghiệm 64
4. 6. Tại sao nhiệt độ sôi của các chất trong thí nghiệm trên lại thay đổi trong suốt quá trình bay hơi? 7. Tại sao các liên kết hóa học như liên kết hydro làm tăng entapy của quá trình bay hơi chất lỏng? 8. Hãy giải thích tại sao khi mở bơm chân không thì chất lỏng mới bắt đầu bay hơi? 65
5. 9. Giải thích tại sao khi mở van khí quá lón sẽ làm trì hoãn quá trình sôi? 10. Hãy cho biết các yếu tố ảnh hưởng đến sai số của kết quả thí nghiệm. 66
6. BÀI 2: ĐỘ TĂNG ĐIỂM SÔI Ngày thực hành : Họ và tên sinh viên : Điểm Lời phê 1. Kết quả đo: - m1 : - m2 : - Khối lượng của nước (dung môi nguyên chất): Khối lượng mct ∆TS Mẫu ∆TS chất tan (mg) mdm KS 1 2 3 4 5 ⎛ ∆T ⎞ ⎛ m ⎞ 2. Vẽ đồ thị S ct ⎜ ⎟ − ⎜ ⎟ ⎝ K S ⎠ ⎝ mdm ⎠ 67
7. 3. Tại sao phải nén các viên chất tan? 4. Tại sao không đun sôi trực tiếp dung dịch chứa chất tan trên bếp điện 5. Tại sao phải khóa van pinchcock sau khi quá trình sôi trở lại? 68
8. 6. Tại sao khi cho chất tan vào thì nhiệt độ sôi lại giảm sau một thời gian mới tăng trở lại? 7. Tại sao nhiệt độ sôi của dung dịch cao hơn nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất? 8. Hãy cho biết nhiệt độ sôi thực tế của dung môi trong thí nghiệm này và giải thích tại sao? 69
9. 9. Xác định phân tử lượng của các chất tan: muối, urê và hydroquinone. 70
10. BÀI 3: XÁC ĐỊNH NHIỆT TẠO THÀNH CỦA NƯỚC Ngày thực hành : Họ và tên sinh viên : Điểm Lời phê 1. Tính nhiệt tạo thành (∆H) của nước. So sánh kết quả với sổ tay hóa lý. 2. Tại sao phải dùng dư oxy? 71
11. 3. Khi nào thì entapy của phản ứng được gọi là nhiệt tạo thành của phản ứng. 4. Tại sao phải đẩy đồng thời 2 xylanh khí? 5. Nếu đưa lần lượt từng khí bào bình phản ứng rồi mới bật tia lửa điện thì hiện tượng gì sẽ xảy ra? 72
12. 6. Tại sao điện cực phải đặt ngay đầu vào của đường dẫn khí hydro? Nếu ta đặt điện cực tại đường dẫn khí oxy thì hiện tượng gì sẽ xảy ra? 7. Trình bày phương pháp kiểm tra sự rò rỉ khí trong hệ thống? 8. Tại sao ta phải di chuyển thanh nam châm qua lại nhiều lần? 73
13. BÀI 4: CÂN BẰNG LỎNG - HƠI Ngày thực hành : Họ và tên sinh viên : Điểm Lời phê 1. Kết quả thí nghiệm: Áp suất P Nhiệt độ T 1 Stt lnP (hPa) (0K) T 74
14. Áp suất P Nhiệt độ T 1 Stt lnP (hPa) (0K) T ⎛ 1 ⎞ 2. Vẽ đồ thị: lnP = f ⎜ ⎟ ⎝ T ⎠ ∆H 3. Từ hệ số góc ( − V ) của đường thẳng ở hình 2, xác định ∆H của R quá trình bay hơi aceton. 75
15. 4. Tại sao phải cho 3 giọt aceton vào bình bảo vệ bọc ngoài? 5. Tại sao sau khi aceton sôi mới đặt bình cầu 3 cổ ngập trong dung dịch sinh hàn? 6. Tại sao phải khóa van 1 chiều sau khi hạ bình cầu ngâm vào hỗn hợp sinh hàn? 7. Entapy của quá trình bay hơi phụ thuộc vào các yếu tố nào? 76
16. 8. Trong lúc tiến hành thí nghiệm đôi khi nhiệt độ trong bình cầu không đổi nhưng áp suất hơi đo được lại tăng. Hãy giải thích hiện tượng và đưa ra phương án khắc phục 9. Tại sao phải mở van thông khí trước khi tắt bơm chân không? 77
17. BÀI 5: SẮC KÝ KHÍ Ngày thực hành : Họ và tên sinh viên : Điểm Lời phê 1. Xác định sắc ký đồ của các hỗn hợp sau: - 0,5 ml iso-butane + 0,5 ml n-butane - 0,2 ml iso-butane + 0,8 ml n-butane - 0,8 ml iso-butane + 0,2 ml n-butane - 1,0 ml camping gas - 0,6 ml camping gas + 0,4 ml n-butane - 0,6 ml camping gas + 0,4 ml iso-butane - 0,7 ml camping gas + 0,3 ml không khí - 5µl hỗn hợp (ethanol/ester = 1/1) - 4µl hỗn hợp + 2µl ester 2. Tính diện tích các peak có trong sắc phổ của các hỗn hợp trên. Từ đó xác định thành phần của các chất. 78
18. 3. Xây dựng biểu đồ hình cột cho từng hỗn hợp. 4. Tại sao việc bơm mẫu và nhấn nút máy đo phải tiến hành đồng thời? 5. Với mỗi hỗn hợp khác nhau nhiệt độ tách có khác nhau không? Giải thích tại sao? 79
19. 6. Thời gian lưu của các cấu tử thành phần cho biết điều gì? 7. Tại sao trước khi bật đầu dò phải cho dòng khí mang đi vào trước? 8. Tại sao không được mở van điều áp của bình khí Heli quá lớn? 9. Tại sao phải cho nước vào erlen chứa khí? 80
20. BÀI 6: XÁC ĐỊNH TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VÀ NĂNG LƯỢNG HOẠT HÓA CỦA PHẢN ỨNG THỦY PHÂN CH3COOC2H5 BẰNG HCl Ngày thực hành : Họ và tên sinh viên : Điểm Lời phê 1. Chứng minh các công thức sau: CHCl .V1 100 ρE .VE .V1 VNaOH,0 = × và VNaOH,∞ = + VNaOH,0 C NaOH 105 M E .VS .C NaOH 2. Vẽ đồ thị hàm số lnQ - t ở 35 và 450C. Từ đồ thị xác định hằng số tốc độ phản ứng ở những nhiệt độ trên. 81
21. 3. Xác định năng lượng hoạt hóa (EA) của phản ứng. 4. Tại sao phải đun nóng hỗn hợp còn lại ở 700C. 5. Tại sao phải cho 5ml hỗn hợp phản ứng vào 100 ml nước cất làm lạnh? 82
22. 6. Tại sao phải tiến hành phản ứng ở hai nhiệt độ khác nhau? 83
23. BÀI 7: VẬN TỐC PHẢN ỨNG THẾ HALOGEN Ngày thực hành : Họ và tên sinh viên : Điểm Lời phê 1. Kết quả đo độ dẫn điện của NaI phụ thuộc vào nồng độ: Khối lượng NaI Độ dẫn điện riêng Nồng độ của NaI Lần đo (gam) của NaI (mS/cm) (mol/l) 1 2 3 4 5 2. Vẽ đồ thị độ dẫn điện theo nồng độ của NaI “ χ − C NaI ”: 84
24. 3. Xác định nồng độ propyl bromide theo thời gian. Độ dẫn điện Nồng độ còn lại Lần Thời Nồng độ còn lại riêng của NaI của C H Br (mol/l) đo gian (s) của NaI (mol/l) 3 7 κ (mS/cm) 1 2 3 4 5 4. Vẽ đồ thị “CPrBr - t”. 85
25. 1 5. Vẽ đồ thị “ − t ”. CPrBr 6. Tính hằng số tốc độ phản ứng. 7. Tại sao số mol của NaI và C3H7Br sử dụng trong thí nghiệm phải bằng nhau? 8. Số phần cân (7 phần) của NaI có ảnh hưởng như thế nào đến kết quả thí nghiệm? 86
26. 9. Nếu thực hiện ở nhiệt độ cao hoặc thấp hơn thì vận tốc của phản ứng sẽ thay đổi như thế nào? 10. Tại sao ta phải dùng kim tiêm dung dịch propyl bromua vào bình cầu? 87
27. BÀI 8: ĐỘ DẪN ĐIỆN TRONG CHẤT RẮN Ngày thực hành : Họ và tên sinh viên : Điểm Lời phê 1. Kết quả đo RC tại nhiệt độ phòng: Lần đo Ri (Sắt) Ri (Đồng) Ri (Constantan) -1 -1 -1 (ni) Ω−1 .cm Ω−1 .cm Ω−1 .cm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 88
28. Lần đo Ri (Sắt) Ri (Đồng) Ri (Constantan) -1 -1 -1 (ni) Ω−1 .cm Ω−1 .cm Ω−1 .cm 13 14 15 16 17 18 19 20 RC 2. Khảo sát hệ số nhiệt độ của điện trở đối với dầy sắt: 2.1. Kết quả đo điện trở theo nhiệt độ của dây sắt : Lần đo ∆Ri ∆Ti ∆R T R ( )i (n ) i i i (R2 – R1) (T2 – T1) ∆T 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 89
29. Lần đo ∆Ri ∆Ti ∆R T R ( )i (n ) i i i (R2 – R1) (T2 – T1) ∆T 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ⎛ ∆R ⎞ ⎜ ⎟ ∆R ∆T ⎜ ⎟ ⎝ ∆T ⎠ 2.2. Từ những kết quả của bảng trên vẽ đồ thi R = f(T) ∆R ∆R ∑ 2.3. Tính hệ số góc đường thẳng : = ∆T = ∆T ∑ni 1 ∆R 2.4. Tính nhiệt trở suất: α = × = R C ∆T 90
30. Hình 4: Đồ thị biểu diễn điện trở của sắt theo nhiệt độ (Ri – T) 3. Khảo sát hệ số nhiệt độ của điện trở đối với dây đồng: 3.1. Kết quả đo điện trở theo nhiệt độ của dây sắt : Lần đo ∆Ri ∆Ti ∆R T R ( )i (n ) i i i (R2 – R1) (T2 – T1) ∆T 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 91
31. Lần đo ∆Ri ∆Ti ∆R T R ( )i (n ) i i i (R2 – R1) (T2 – T1) ∆T 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ⎛ ∆R ⎞ ⎜ ⎟ ∆R ∆T ⎜ ⎟ ⎝ ∆T ⎠ 3.2. Từ những kết quả của bảng trên vẽ đồ thi R = f(T) Hình 5: Đồ thị biểu diễn điện trở của đồng theo nhiệt độ (Ri – T) 92
32. ∆R ∆R ∑ 3.3. Tính hệ số góc đường thẳng : = ∆T = ∆T ∑ni 1 ∆R 3.4. Tính nhiệt trở suất: α = × = R C ∆T 4. Khảo sát hệ số nhiệt độ của điện trở đối với dây đồng: 4.1. Kết quả đo điện trở theo nhiệt độ của dây Costantan : Lần đo ∆Ri ∆Ti ∆R T R ( )i (n ) i i i (R2 – R1) (T2 – T1) ∆T 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 93
33. Lần đo ∆Ri ∆Ti ∆R T R ( )i (n ) i i i (R2 – R1) (T2 – T1) ∆T 19 20 ⎛ ∆R ⎞ ⎜ ⎟ ∆R = ∆T = ⎜ ⎟ = ⎝ ∆T ⎠ 4.2. Từ những kết quả của bảng trên vẽ đồ thi R = f(T) Hình 6: Đồ thị biểu diễn điện trở của Costantan theo nhiệt độ (Ri – T) ∆R ∆R ∑ 4.3. Tính hệ số góc đường thẳng : = ∆T = ∆T ∑ni 1 ∆R 4.4. Tính nhiệt trở suất: α = × = R C ∆T 5. Tại sao 3 hệ số nhiệt độ của điện trở đồng, sắt và constant khác nhau? 94
34. 6. Tại sao phải xác định Rc trung bình? 7. Nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến hệ số nhiệt độ của điện trở? 8. So sánh và giải thích độ dẫn điện của kim loại nguyên chất và kim loại có lẫn tạp chất. 9. Từ kết quả thí nghiệm rút ra nhận xét gì về độ dẫn và ứng dụng thực tế của 3 loại dây dẫn trên. 95
35. BÀI 9: PHƯƠNG TRÌNH NERST Ngày thực hành : Họ và tên sinh viên : Điểm Lời phê 1. Kết quả thí nghiệm Nhiệt độ (0C) thí nghiệm: Dung dịch Fe (II) Dung dịch Fe (III) 3− Sức điện động [Fe(CN)6 ] ln (mV) (ml) ( ml) 4− []Fe()CN 6 49 1 48 2 46 4 43 7 38 12 30 20 25 25 20 30 12 38 7 43 4 46 2 48 97
36. Dung dịch Fe (II) Dung dịch Fe (III) [Fe(CN) ]3− Sức điện động ln 6 (ml) ( ml) 4− (mV) []Fe()CN 6 1 49 3− []Fe()CN 6 2. Vẽ đồ thị Epin - ln 4− : []Fe()CN 6 3. Tính thế điện cực của điện cực so sánh ở nhiệt độ thí nghiệm. 0 4. Xác định thế điện cực tiêu chuẩn của E Fe3+ ,Fe2+ 98
37. 5. Nếu thực hiện phản ứng ở nhiệt độ khác, hãy dự kiến kết quả đo 6. Tại sao cần phải kiểm tra lại nồng độ của các dung dịch Fe (II) và Fe (III) trước khi thực hiện thí nghiệm? 7. Viết sơ đồ cấu tạo và phương trình phản ứng xảy ra trong pin được tạo thành từ 2 điện cực trên. 99
38. PHỤ LỤC Bảng 1. Thế điện cực chuẩn và hệ số nhiệt độ của thế điện cực 0 dE 3 0 ⋅10 Điện cực Phản ứng điện cực E 298 (V) dt (V/độ) Li+/ Li -3,045 -0,534 Li+ + e = Li K+/ K -2,925 -1,080 K+ + e = K Ca2+/ Ca -2,866 -0,175 Ca2+ + 2e = Ca Na+/ Na -2,714 -0,772 Na+ + e = Na Mg2+/ Mg -2,363 +0,103 Mg2+ + 2e = Mg Al3+/ Al -1,662 +0,504 Al3+ + 3e = Al Mn2+/ Mn -1,180 -0,080 Mn2+ + 2e = Mn Zn2+/ Zn -0,763 +0,091 Zn2+ + 2e = Zn Cr3+/ Cr -0,744 +0,468 Cr3+ + 3e = Cr Fe2+/ Fe -0,440 +0,052 Fe2+ + 2e = Fe Fe3+, Fe2+/ Pt +0,771 +1,188 Fe3+ + e = Fe2+ Ni2+/ Ni -0,250 +0,060 Ni2+ + 2e = Ni + H / H2, Pt + +0,000 0,000 H + e = 1/2H2 Sn4+, Sn2+/ Pt +0,150 - Sn4+ + 2e = Sn2+ Cu2+/ Cu +0,337 +0,008 Cu2+ + 2e = Cu 2+ Hg2 / Hg 2+ +0,788 - Hg2 + 2e = 2Hg Hg2+/ Hg +0,854 - Hg2+ + 2e = Hg Ag+/ Ag +0,799 +1,000 Ag+ + e = Ag Ag, AgCl, Cl- +0,222 - AgCl + e = Ag + Cl- - Hg, Hg2Cl2, Cl - +0,268 - 1/2Hg2Cl2 + e = Hg + Cl 2- Hg, Hg2SO4, SO4 2- +0,615 - Hg2SO4 + 2e = 2Hg + SO4 100