báo cáo thực hành thí nghiệm hóa học

Dạng lỏng:Nếu lấy lượng ít chừng 1ml dung dịch hoặc hóa chất lỏng có thể dùng công tơ hút, hút dung dịch rồi nhỏ từ từ vào ống nghiệm khoảng 11 giọt dung dịch tương ứng với 1 ml;Nếu lấy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

Bài 1 LÀM QUEN, SỬ DỤNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM

I.2 Dụng cụ chia độ: ống đong, cốc chia độ, buret, pipet, bình định mức

II Các thao tác cơ bản: II.1 Cách lấy hóa chất: 1 Dạng lỏng:

Nếu lấy lượng ít (chừng 1ml dung dịch hoặc hóa chất lỏng) có thể dùng công tơ hút, hút dung dịch rồi nhỏ từ từ vào ống nghiệm (khoảng 11 giọt dung dịch tương ứng với 1 ml);

Nếu lấy lượng lớn hơn thì sẽ sử dụng pipet hút lượng dung dịch lớn hơn lượng yêu cầu rồi nhỏ từ từ từng giọt dung dịch từ pipet vào lọ đựng dung dịch gốc cho tới khi mực chất lỏng ngang bằng với vạch đo sau đó nhỏ từ từ vào ống nghiệm lượng dung dịch cần (căn cứ vào vạch chia trên thành công tơ hút) (xem hình 18).

Hình 18 Cách lấy dung dịch hóa chất bằng pipet 2 Dạng rắn:

Nếu yêu cầu lấy lượng áng chừng như hạt ngô tinh thể thì sẽ dùng thìa có sẵn trong lọ đựng hóa chất tương ứng, lấy một lượng theo kích cỡ áng chừng mà thí nghiệm yêu cầu: bằng hạt ngô, hạt gạo

Nếu yêu cầu lấy lượng chính xác vừa phải: sẽ sử dụng cân kỹ thuật để cân lượng hóa chất cần thiết;

Nếu yêu cầu lấy lượng hóa chất chính xác cỡ phần nghìn: sẽ sử dụng cân phân tích (do số lượng cân phân tích có hạn, sinh viên chỉ xem giảng viên hướng dẫn cách dùng còn lượng cụ thể để làm thí nghiệm sẽ do giảng viên hoặc thầy cô thí nghiệm viên chuẩn bị trước buổi thí nghiệm).

II.2 Cách nâng nhiệt độ:

Sinh viên có thể sử dụng đèn cồn hoặc bếp điện để thực hiện những thí nghiệm cần đun nóng dung dịch Khi đun nóng với đèn cồn sinh viên cần chú ý để đáy ống nghiệm (hoặc thành của vật muốn đun nóng) vào chỗ nóng nhất của ngọn lửa đèn cồn, tức là vị trí 2/3 của ngọn lửa từ dưới lên (hình 19) Sinh viên tuyệt đối không để đáy ống nghiệm vào sát bấc đèn cồn, vì làm như thế ống nghiệm sẽ bị vỡ, cũng như không để thẳng ống nghiệm khi

đun, vì làm như vậy chất lỏng sôi có thể bắn thẳng Hình 19 Cách đun trên ngọn lửa đèn cồn

lên cao, gây nguy hiểm

Để lượng dung dịch trong ống nghiệm nóng đều, cũng như không gây nguy hiểm cho bản thân và những người xung quanh, sinh viên cần lắc nhẹ ống nghiệm khi đun và hướng miệng ống về phía không có người.Ngoài ra, khi dùng đèn cồn, sinh viên cần chú ý đến lượng cồn trong đèn, cách châm lửa đèn và tắt đèn, cụ thể như sau:

- Không nên để cồn trong đèn gần khô kiệt vì cồn còn quá ít sẽ tạo hốn hợp nổ với không khí.

- Không rót cồn quá đầy vào đèn.

- Không được châm đèn bằng cách lấy ngọn đèn cồn nọ châm vào ngọn đèn cồn kia - Không được thổi để tắt đèn mà phải dùng nắp đèn đậy lại.

II.3 Cách rửa ống nghiệm:

Trước khi làm thí nghiệm, yêu cầu sinh viên phải làm sạch ống nghiệm bằng cách dùng chổi lông có sẵn trong phòng thí nghiệm và tiến hành các bước như sau:

- Cầm nghiêng ống nghiệm rồi xả nước từ vòi nước máy vào ống nghiệm cần rửa; - Lựa đưa chổi lông từ từ vào trong ống nghiệm (không ấn chổi vào ống nghiệm, vì làm

vậy dễ gây vỡ đáy ống nghiệm);

- Xoay tròn chổi rửa trong lòng ống nghiệm để chổi lông cọ xát đều vào thành ống nghiệm; - Lặp lại các bước trên 3 lần;

- Dùng nước máy tráng lại, rồi dùng nước cất tráng lại ống nghiệm; - Úp ngược ống nghiệm lên giá đựng ống nghiệm;

- Tiếp tục rửa sạch các ống nghiệm khác III An toàn thí nghiệm:

III.1 Với dụng cụ và thiết bị dễ vỡ:

Khi sử dụng các dụng cụ dễ vỡ nên sinh viên cần nhẹ tay, tránh va chạm Khi đun nóng bình cầu, ống nghiệm phải đun từ từ và đều, hơ nóng toàn bộ ống nghiệm rồi mới đun tập trung vào đáy ống nghiệm và hướng miệng ống nghiệm về phía không có người (xem phần II.2) III.2 Với các thiết bị điện:

Sinh viên cần kiểm tra độ an toàn của nguồn điện và hệ thống dây dẫn khi làm các thí nghiệm cần tới nguồn điện (ví dụ: thí nghiệm về điện phân nước, về xác định khối lượng mol phân tử của hợp chất,…) Với các thí nghiệm điện phân dùng nguồn là pin (cần kiểm tra pin trước khi dùng) cũng như khi thực hiện ghép điện cực tạo pin, sinh viên cần kiểm tra kỹ các đầu mối tiếp xúc và bề mặt điện cực

III.3 Với hóa chất:

Trước khi đi thực hành hóa học, sinh viên cần tìm hiểu về các hóa chất dùng trong PTN để biết các đặc tính như: tính độc, khả năng cháy, nổ, để tránh xảy ra những sai sót khi tiến hành thí nghiệm, dẫn đến những hậu quả đáng tiếc Nguyên tắc chung khi làm việc với hóa chất đó là không được nếm, ngửi hóa chất, không được để hóa chất tiếp xúc trực tiếp vào

bản thân cũng như những người, vật xung quanh 1 Với chất độc dễ bay hơi:

Tất cả các thí nghiệm có sử dụng chất độc dễ bay hơi, có mùi khó chịu, các khí độc hoặc các axit đặc phải được tiến hành trong tủ hút hoặc nơi thoáng gió

2 Với các chất dễ cháy, dễ nổ:

Khi làm việc với các hóa chất này cũng như khi làm việc dưới áp suất thấp hay áp suất cao cần phải đeo kính bảo vệ cho mắt và mặt, không để những hóa chất này gần nguồn nhiệt, cầu dao điện,

3 Với chất lỏng sôi:

Không được cúi đầu về phía các chất lỏng đang đun sôi hoặc chất rắn đang đun nóng chảy để tránh bị hóa chất bắn vào mặt Khi đun nóng các dung dịch trong ống nghiệm phải dùng kẹp gỗ để kẹp ống nghiệm và luôn chú ý quay miệng ống nghiệm về phía không có người (xem phần II.2)

Bài 2 CÂN BẰNG HÓA HỌC VÀ CÂN BẰNG PHA

I Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nồng độ đến cân bằng hóa học

I.1 Mục đích: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ các chất đến cân bằng sau:

06 ống nghiệm sạch; Kẹp gỗ; Dung dịch FeCl bão hòa;3

Tinh thể KCl I.3 Cách tiến hành:

Cho 10ml nước cất vào ống nghiệm sạch, thêm vào đó 01 giọt dung dịch FeCl bão hòa và3

01 giọt dung dịch KSCN bão hòa, lắc đều, quan sát màu dung dịch thu được Chia đều dung dịch thu được ra 04 ống nghiệm đánh số từ 1 đến 4:

- Ống 1: dùng để so sánh;

- Ống 2: cho thêm vào ống từ 2 đến 3 giọt dung dịch FeCl bão hòa, quan sát màu của3

dung dịch thu được và so sánh với ống 1;

- Ống 3: cho thêm vào ống từ 2 đến 3 giọt dung dịch KSCN bão hòa, quan sát màu của dung dịch thu được và so sánh với ống 1;

- Ống 4 cho thêm một ít tinh thể KCl, rồi lắc cho tan hết quan sát màu của dung dịch thu được và so sánh với ống 1.

I.4 Yêu cầu: Ghi lại kết quả so sánh và giải thích Kết quả:

FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN) + 3KCl3

(Vàng) (Không Màu) (Đỏ Máu) (Không Màu)

Giải thích:

Dựa vào nguyên lí dịch chuyển cân bằng Lơsactơrê ở một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng Khi tác động từ bên ngoài như biến đổi nhiệt độ áp suất và nồng độ thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác dụng bên ngoài đó Như vậy khi cho vào ống nghiệm (2) 2 – 3 giọt FeCl bão hòa và ống (3) cho3

thêm 2-3 giọt KSCN bão hòa thì nồng độ FeCl tăng lên ở ống 2 và3

nồng độ KSCN tăng lên ở ống 3 theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng Lơsactơrê thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ của FeCl và nồng độ KSCN tức là chuyển dịch theo chiều3

thuận vì vậy tạo ra nhiều Fe(SCN) hơn cả ống (2) và (3) làm cho3

ống (2) và (3) có màu đỏ máu đậm hơn ống 1.

Còn ở ống (4) thì ngược lại khi cho vào ống (4) vài tinh thể KCl lắc cho tan hết thì nồng độ KCl tăng lên cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều nghịch làm nồng độ Fe(SCN) giảm vì vậy màu ở ống nghiệm3

(4) nhạt hơn ống 1

II Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng hóa học II.1 Mục đích: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng:

CH3COONa + H2O ⇄ CH3COOH + Na+ + OH- H>0 Sự chuyển dịch cân bằng được theo dõi qua sự thay đổi nồng độ OH , sự thay đổi nồng độ

-của ion OH được theo dõi qua sự đổi màu -của phenolphtalein.

-II.2 Dụng cụ - Hóa chất:

02 ống nghiệm sạch; 01 bếp điện hoặc đèn cồn; Tinh thể CH3COONa; 01 cốc chịu nhiệt 250 ml; Nước cất; Dung dịch Phenolphtalein.

II.3 Cách tiến hành:

Đun nóng 150ml nước cất trong cốc chịu nhiệt 250ml;

Cho vào ống nghiệm sạch một ít tinh thể CH COONa, sau đó tiếp tục thêm 5ml nước cất vào3

và lắc cho tan hết phần tinh thể Chia đều lượng dung dịch thu được vào hai ống nghiệm, đánh số 01 và 02:

- Ống 1: thêm từ 1 đến 2 giọt phenolphtalein, rồi nhận xét màu của dunh dịch thu được; - Ống 2: nhúng vào nước nóng vài phút, sau đó cũng thêm từ 1 đến 2 giọt phenolphtalein, so sánh màu của dung dịch thu được với dung dịch trong ống 1.

I.4 Yêu cầu: Ghi lại kết quả so sánh và giải thích Kết quả:

- Ống (1) khi cho thêm vào 1-2 giọt phenolphtalein thì dung dịch có màu hồng nhạt - Ống (2) sau khi thực hiện thí nghiệm thấy trong ống nghiệm màu hồng hiện rõ hơn,

đậm hơn so với ống nghiệm (1) Giải thích:

- Ở ống nghiệm (1) nhạt có màu hồng rất nhạt gần như không màu là do có sự tạo thành OH nhưng nồng độ rất nhỏ.

Ở ống nghiệm (2) phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao hơn đây là phản ứng thu nhiệt (∆H > 0) Nhiệt độ tăng lên theo nguyên lí dịch chuyển cân bằng Lơsactơrê phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận đẻ giảm nhiệt độ xuống do đó tạo ra nhiều OH vì

-vậy ống 2 có màu hồng.

Bài 3 TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA HỌC

I Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nồng độ đến tốc độ phản ứng

I.1 Mục đích: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Na2S2O3 đến tốc độ của phản ứng: H2SO4 + Na2S2O3 = Na2SO4 + SO2 + S + H O2

qua việc đo thời gian phản ứng ở các nồng độ Na2S2O3 khác nhau I.2 Dụng cụ - Hóa chất:

08 ống nghiệm sạch; 01 đồng hồ bấm giây; Dung dịch H2SO4 20 %;

Kẹp gỗ; Nước cất; Các dung dịch Na2S2O3 với nồng độ tương ứng: 1 %, 2 %, 3 %, 4 % I.3 Cách tiến hành:

- Chia 08 ống nghiệm sạch thành 2 dãy, đánh số A, B, C, D và A', B', C', D'; - Cho vào các ống nghiệm A, B, C, D mỗi ống 1ml dung dịch H2SO4 20 %; - Cho vào các ống nghiệm A', B', C', D' lần lượt:

Ống A' 1ml dung dịch Na2S2O3 1 %; Ống B' 1ml dung dịch Na2S2O3 2 %; Ống C' 1ml dung dịch Na2S2O3 3 %; Ống D' 1ml dung dịch Na2S2O3 4 %;

- Đổ ống A vào ống A', đo thời gian từ khi hai dung dịch bắt đầu tiếp xúc với nhau cho đến khi có vẩn đục màu trắng của S thời gian phản ứng t1 (s);

- Tương tự với ống B và ống B' thời gian phản ứng t2 (s); - Tương tự với ống C và ống C' thời gian phản ứng t3 (s); - Tương tự với ống D và ống D' thời gian phản ứng t4 (s) I.4 Yêu cầu: Ghi lại kết quả, so sánh và giải thích.

Theo định luật tác dụng khối lượng vận tốc của phản ứng hóa học ở nồng độ không đổi tỉ lệ với tích số nồng đọ các chất tham gia phản ứng.

Biểu thức toán học của định luật

aA + bB → cC + dD

v = k [A]a [B]b

v là vận tốc phản ứng ở thời điểm nào đó [A] và [B] là nồng đọ mol của chất A,B

k là hằng số tỉ lệ hay còn gọi là hằng số vận tốc của phản ứng phụ thuộc vào bản chất phản ứng nhiệt độ phản ứng mà không phụ thuộc nồng đọ các chất tham gia

phản ứng.

Vì vậy khi nồng độ Na2S2O3 ở các phản ứng tăng dần từ 1%,2%,3%,4%, vận tốc phản ứng ở mỗi thời điểm tăng dần làm cho thời gian phản ứng giảm dần từ ống nghiệm (1) đến ống nghiệm (4).

Còn màu vẩn đục trắng tăng dần theo thứ tự là do nồng độ Na2S2O3 tăng dần phản ứng tạo ra nhiều S↓ hơn.

II Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng

II.1 Mục đích: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ của phản ứng: H2SO4 + Na2S2O3 Na SO24 + SO2 + S + H O2

qua việc đo thời gian phản ứng giữa Na2S2O3 4 % và H2SO4 20 % ở các nhiệt độ khác nhau II.2 Dụng cụ - Hóa chất:

01 nhiệt kế; 01 đồng hồ bấm giây; Dung dịch H2SO4 20 %; 01 cốc chịu nhiệt 250 ml; 01 bếp điện hoặc đèn cồn; Dung dịch Na2S2O3 4 % II.3 Cách tiến hành:

- Chia 08 ống nghiệm sạch thành 2 dãy, đánh số A, B, C, D và A', B', C', D'; - Cho vào các ống nghiệm A, B, C, D mỗi ống 1 ml dung dịch H2SO4 20 %; - Cho vào các ống nghiệm A', B', C', D' mỗi ống 1 ml dung dịch Na2S2O3 4 %; - Đổ ống A vào ống A' ở nhiệt độ phòng, đo thời gian từ khi hai dung dịch bắt đầu tiếp xúc với nhau cho đến khi có vẩn đục màu trắng của S thời gian phản ứng t (s);1

- Tương tự với ống B và ống B' ở nhiệt độ phòng + 10 C thời gian phản ứng t (s);o

4 1 ml 1 ml tophòng+30oC 4

Chú ý: Để đun nóng hai ống nghiệm đến nhiệt độ mong muốn bằng cách:cho hai ống nghiệm vào một cốc chứa 150 ml nước đun trên bếp điện, dùng nhiệt kế đo nhiệt độ của nước đến khi đạt nhiệt độ cần thiết đổ ống axit vào ống muối.

Giải thích:

Dựa theo quy tắc Vanhoff : khi nhiệt độ tăng lên 10 C thì vận tốc phản ứng tăngo

lên từ 2 đến 4 lần số tăng vận tốc phản ứng khi nhiệt độ tăng lên 10 C gọi là hệ sốo

nhiệt độ của phản ứng kí hiệu là γ vận tốc tỉ lệ nghịch với thời gian

Vì vậy khi nhiệt độ phản ứng tăng lên 10 C dẫn tới vận tốc phản ứng tăng dẫn đếno

thời gian giảm.

Bài 4 TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH

I Thí nghiệm 1: Đo nhiệt độ sôi của chất lỏng

I.1 Mục đích: Đo nhiệt độ sôi của nước nguyên chất và của dung dịch NaCl bão hòa.

- Cho 50 ml nước cất vào cốc chịu nhiệt 100 ml đánh số cốc 01 - Cho 50 ml dung dịch NaCl vào cốc chịu nhiệt 100 ml, đánh số cốc 02;

- Đặt cả 2 cốc chất lỏng trên lên bếp điện, đun sôi rồi dùng nhiệt kế đo nhiệt độ sôi I.4 Yêu cầu: Ghi lại kết quả, so sánh và đưa ra nhận xét.

Kết quả:

+ Nhiệt độ của nước nguyên chất cốc đun số (1) là 98 Co

+ Nhiệt độ của dung dịch NaCl cốc đun số (2) là 110 Co

Nhận xét:

Áp suất hơi bão hòa của nước ở 98 C bằng áp suất khí quyển ở phòng thí nghiệm thì nướco

II Thí nghiệm 2: Đo pH của dung dịch

II.1 Mục đích: Sử dụng giấy chỉ thị vạn năng đo pH của một số dung dịch ở các nồng độ khác nhau.

II.2 Dụng cụ - Hóa chất:

Giấy chỉ thị vạn năng; Dung dịch CH COOH 1,0 M;3 Dung dịch NH 1,0 M;3

Tờ giấy trắng; Dung dịch CH COOH 0,1 M;3 Dung dịch NH 0,1 M;3

Dung dịch CH COOH 0,01 M;3 Dung dịch NH 0,01 M.3

II.3 Cách tiến hành

- Đặt các mẩu giấy chỉ thị vạn năng lên tờ giấy trắng;

- Dùng công tơ hút chấm một giọt nhỏ dung dịch cần đo giá trị pH vào mẩu giấy chỉ thị vạn năng;

- Mẩu giấy chỉ thị vạn năng sau khi ngấm giọt dung dịch sẽ chuyển màu; - So sánh màu thu được trên mẩu giấy chỉ thị vạn năng với bảng màu có sẵn - ghi lấy giá trị pH vào bảng kết quả sau:

dung dịch NH3 9 7 7

II.4 Yêu cầu: Ghi lại kết quả và nhận xét Nhận xét:

Tích số ion nước [H3O ].[OH+-] = 10 -14

Độ pH được định nghĩa pH = -lg [H3O+] hay pH =-lg [H ]+

Với

+) pH<7 môi trường axit +) pH=7 môi trường trung tính +) pH>7 môi trường bazơ

CH3COOH có nồng độ càng nhỏ pH càng lớn NH3 có nồng độ càng lớn thì độ pH càng nhỏ III Thí nghiệm 3: Điều kiện hòa tan của chất điện li ít tan

III.1 Mục đích: Khảo sát điều kiện hòa tan của CaCO (chất điện li ít tan).3

III.2 Dụng cụ - Hóa chất:

04 ống nghiệm sạch; Dung dịch CaCl 0,00002 M;2 Dung dịch K2CO3 0,00002 M; Ống đong; Dung dịch CaCl 0,2 M;2 Dung dịch K2CO3 0,2 M; III.3 Cách tiến hành:

- Đánh số bốn ống nghiệm từ 01 đến 04;

- Cho vào ống nghiệm số 01: 1 ml dung dịch CaCl 0,00002 M;2

- Cho vào ống nghiệm số 02: 1 ml dung dịch K2CO3 0,00002 M; - Cho vào ống nghiệm số 03: 1 ml dung dịch CaCl 0,2 M;2

- Cho vào ống nghiệm số 04: 1 ml dung dịch K2CO3 0,2 M;

- Đổ ống nghiệm 02 vào ống nghiệm 01 và đổ ống nghiệm 04 vào ống nghiệm số 03; - Quan sát và ghi lại hiện tượng thí nghiệm.

III.4 Yêu cầu: Nhận xét và giải thích hiện tượng Giải thích:

- Khi đổ ống nghiệm (2) vào ống nghiệm (1)

Xét một chất điện li ít tan AmBn có cân bằng trong dung dịch là AmBn ↔ mA + nBn+

m-Lúc dung dịch bão hòa có T AmBn = [An+]m [Bm-]n

Vậy điều kiện hòa tan một chất điện li ít tan có hòa tan khi tích số nồng độ các chất trong dung dịch nhỏ hơn tích số tan vậy ống nghiệm không có kết tủa

- Khi đổ ống nghiệm (4) vào (3) Phương trình phản ứng xảy ra

CaCl + K22CO3 → CaCO ↓ + 2KCl3

Xảy ra phản ứng trao đổi giữa 2 muối CaCl và K22CO3

Do nồng độ của CaCl và K22CO3 lớn nên phản ứng xảy ra nhanh hơn và xuất hiện ngay kết tủa trắng CaCO ↓ 3