Đang tải... (xem toàn văn)
đề thi và đáp án môn sức bền vật liệu tài liệu hữu ích cho các bạn sinh viên để tham khảo những trước khi kiểm tra, thi giữa kì và kết thức học phần, đề thi có lời giải và đáp án chi tiết..............
ðề thi môn: Sức Bền Vật Liệu Học kỳ II, năm học 11-12 Mã môn học: 1121080 ðề số: 42 ðề thi có 01 trang Thời gian: 90 Phút Không sử dụng tài liệu ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Khoa Xây Dựng Cơ Học Ứng Dụng Bộ môn Cơ Học Bài 1: ( ðiểm) Trục AC hai ñầu ngàm chịu xoắn moment M hình ðoạn AB có mặt cắt ngang hình tròn ñường kính D , ñoạn BC có mặt cắt ngang hình vành khăn ñường kính d ñường kính D = d Biết G = 8.10 kN / cm ; [τ ] = kN / cm ; a = 90 cm ; d = 8cm Yêu cầu: 1) Xác ñịnh [M ] theo ñiều kiện bền 2) Vẽ biểu ñồ biểu thị góc xoay mặt cắt ngang D C D A P D M a B a C A d B Hình Hình Bài 2: (2 ðiểm) Một hệ gồm giống có chiều dài a , mô ñun ñàn hồi E diện tích mặt cắt ngang F liên kết chịu lực hình Tính chuyển vị thẳng ñứng nút A ( ∆ yA ) theo P , a , E , F Bài 3: (4 ðiểm) Dầm AD liên kết chịu lực hình 3a, mặt cắt ngang hình 3b Biết [σ ] = 12 kN / cm ; q = 50 kN / m ; a = ,4 m Yêu cầu: 1) Xác ñịnh phản lực gối vẽ biểu ñồ nội lực xuất dầm theo q ,a 2) Xác ñịnh kích thước b mặt cắt ngang theo ñiều kiện bền ứng suất pháp q a) A a B b b b M=qa2 P=qa 2a C D P A b) 2b a B z a b Hình Hình Bài 4: (2 ðiểm) Dầm AB có ñộ cứng chống uốn EJ = const , chịu liên kết hình Lực P ñặt cách gối A ñoạn z Xác ñịnh phản lực gối A theo P , a , z - Hết Các công thức tham khảo: yC = ∑ y F ∑F Ci i i τ= 3 n ; J xCN = bh ; J Οx ≈ ,05 d ; J x∆ = bh ; J xC∆ = bh ; J u = J x + a F ; σ = N z ; ∆L = ∑ S Nz ,i ; 12 12 36 F i =1 Ei Fi n S n N N N N Mz ; M ρ ϕ = ∑ Mz ,i ; σ = x y ; ∆km = ∑ k m li (Hệ kéo-nén với k m = const chiều dài l i ); Ei Fi Jx Jρ i =1 E i Fi i =1 Gi J ρi n ∆km = ∑ ∫ i =1 li MkMm dz (Hệ dầm chịu uốn) Ei J i Ghi chú: - Cán coi thi không cần giải thích thêm Ngày … tháng … năm 2012 Duyệt ñề Ngày 15 tháng 05 năm 2012 Soạn ñề Lê Thanh Phong ðÁP ÁN SBVL Mã môn học: 1121080 ðề số: 42 ðợt thi: Học kỳ II, năm học 11-12 (ðA có 02 trang) Bài 1: (2 ðiểm) 1) Xác ñịnh [M ] Phương trình tương thích biến dạng C: M a M a M a MC MC M (0,25ñ) − CBC − CAB + =0⇒ + = AB 4 GJ ρ GJ ρ GJ ρ ,1.15 d ,1.16 d ,1.16 d 15 M ≈ ,4839 M - (0,25ñ) 31 M 15 M d M 16 M d M BC AB τ max ; τ max ⇒ τ max = ≤ [τ ] (0,25ñ) = = = = 4 3 ,1d 31 ,1.15 d ,1d 31 ,1.16 d ,1d ⇒ M ≤ ,1d [τ ] = ,1.8 kN cm = 9523,2kN.cm Chọn [M ] = 9523,2kN cm (0,25ñ) 2) Vẽ biểu ñồ biểu thị góc xoắn 16 M a 16.9523 ,2.90 Rad = 0,135Rad = 44' ,75'' (0,5ñ) = ϕ A = ϕ C = ; ϕ B = ϕ BA = 31G0 ,1.16 d 31.8.10 ,1.8 Biểu ñồ biểu thị góc xoắn dọc theo trục hình 1b (0,5ñ) ⇒ MC = MC M b) a) B a a C 0,135Rad Hình Bài 2: (2 ðiểm) Xét cân khớp A (hình 2a): N3 60 a) 30 300 ∑ X = −N N1 P A N2 ϕ b) N1 N4 A ∑Y = N C Hình cos 30 − N cos 30 = ⇒ N = − N - (0,25ñ) sin 30 − N sin 30 − P = ⇒ N = P ; N = − P - (0,25ñ) Xét cân khớp C (hình 2b): ∑X = N 3 − N4 = ⇒ N4 = P - (0,25ñ) 2 1 − N = ⇒ N = − P - (0,25ñ) 2 ∂N i Ni ∂P a = a (P )(1) + (− P )(− 1) + − P − + P = Pa (1,0ñ) ∆yA = ∑ EF EF EF i =1 ∑Y = − N Bài 3: (4 ðiểm) 1) Xác ñịnh phản lực vẽ biểu ñồ nội lực 3a ∑ m A = − M + P.a + q.3a − YD a = ⇒ YD = qa (0,25ñ) 5a 23 ∑ mD = − M − P.3a − q.3a + N A 4a = ⇒ N A = qa - (0,25ñ) Biểu ñồ lực cắt (hình 3c) - (1,0ñ) Biểu ñồ moment uốn (hình 3d) (1,0ñ) 2) Xác ñịnh b 2b.2b + ,5b.3b = 1,1b ; y max = 1,9b - (0,25ñ) 2b + 3b b.(2b ) 3b.b 217 2 b ≈ 3,6167 b - (0,25ñ) = + (0 ,9b ) 2b + + (0 ,6 b ) 3b = 12 12 60 yC = J xC 353.60.19 qa 353.60.19.0 ,5.40 353qa 60 19b ≤ [ σ ] ⇒ ≥ = = 4,5882cm (0,75ñ) b max 128.217.10.[σ ] 128.217.10.12 128 217 b 10 Chọn b = ,6 cm (0,25ñ) σ = q a) A a NA 23qa/8 P=qa M=qa2 B C 2a a b b b D b C xC yC x YD 15qa/8 7qa/8 P a) A X1 z Qy (2,76qa2) 353qa2/128 B a b) c) d) b) 2b M1 z a 9qa/8 P(a-z) Mx (2,38qa2) 19qa2/8 2 9qa /8 (1,13qa ) 17qa2/8 (2,13qa2) Hình M P0 c) Hình Bài 4: (2 ðiểm) Hệ siêu tĩnh bậc 1, hệ hình 4a Các biểu ñồ moment uốn X = (hình 4b) P (hình 4c) gây hệ (0,5ñ) 1 a3 - (0,5ñ) δ 11 = a a × a = EJ 3 EJ P 1 1 (a − z )2 (2a + z ) - (0,5ñ) ∆1P = − P(a − z )(a − z ) × z + a = − EJ EJ ⇒ NA = X1 = − ∆1P (a − z )2 (2 a + z ) P - (0,5ñ) = δ 11 2a Ngày 14 tháng 05 năm 2012 Làm ñáp án Lê Thanh Phong ðề thi môn: Sức Bền Vật Liệu Học kỳ II, năm học 11-12 Mã môn học: 1121080 ðề số: 43 ðề thi có 01 trang Thời gian: 90 Phút Không sử dụng tài liệu Bài 1: ( ðiểm) Hệ gồm AC cứng tuyệt ñối, BD CD có module ñàn hồi E, diện tích mặt cắt ngang F ứng suất cho phép [σ ] Các liên kết chịu lực hình Biết: [σ ] = 15kN / cm ; E = 2.10 kN / cm ; F = 10 cm ; a = 1,2 m Yêu cầu: 1) Xác ñịnh ứng lực BD CD (2 ñiểm) 2) Xác ñịnh [P ] theo ñiều kiện bền (1 ñiểm) 3) Nếu cho P = 200 kN , tính chuyển vị thẳng ñứng ñiểm C (∆yC ) (1 ñiểm) D a A B a M=qa2 a) C a A q P D C B a 3a 2a Hình bbb b) P=2qa 2b b Hình Bài 2: (6 ðiểm) Dầm AD có module ñàn hồi E, liên kết chịu lực hình 2a, mặt cắt ngang hình 2b Biết [σ ] = 11kN / cm ; b = cm ; a = ,5m Yêu cầu: 1) Xác ñịnh phản lực gối vẽ biểu ñồ nội lực xuất dầm theo q ,a (2,5 ñiểm) 2) Xác ñịnh [q ] theo ñiều kiện bền ứng suất pháp (1,5 ñiểm) 3) Tính chuyển vị ñứng C ( yC ) theo q , a , EJ (2 ñiểm) - Hết Các công thức tham khảo: yC = ∑ y F ∑F Ci i 3 n ; J xCN = bh ; J Οx ≈ ,05 d ; J x∆ = bh ; J xC∆ = bh ; J u = J x + a F ; σ = N z ; ∆L = ∑ S Nz ,i ; τ= 12 12 i F 36 i =1 Ei Fi S N N N N Mz ; M ρ ϕ = ∑ Mz ,i ; σ = x y ; ∆km = ∑ k m li (Hệ kéo-nén với k m = const chiều dài l i ); J E F Ei Fi Jρ G J i =1 i =1 x i i i ρi n n ∆km = ∑ ∫ i =1 li n MkMm dz (Hệ dầm chịu uốn) Ei J i h F h F zC b F = bh ZC = b h F Bậc2 zC zC b b bh ZC = b F= F = bh ZC = b Bậc2 h F Bậc2 h zC F zC b bh 3 ZC = b F= b bh ZC = b F= Ghi chú: - Cán coi thi không cần giải thích thêm Ngày … tháng … năm 2012 Duyệt ñề Ngày 15 tháng 05 năm 2012 Soạn ñề Lê Thanh Phong ðÁP ÁN SBVL Mã môn học: 1121080 ðề số: 43 ðợt thi: Học kỳ II, năm học 11-12 (ðA có 02 trang) Bài 1: (4 ðiểm) 1) Xác ñịnh ứng lực BD, CD Hệ siêu tĩnh bậc 1, chọn hệ hình 1a Phương trình tắc: δ 11 X + ∆1P = ⇒ X = − ∆1 P (0,25ñ) δ 11 Xét cân AC (hình 1b): ∑m = P a + Pk a − X a − N CD A δ 11 = 2 − 1.1.a + − EF 2 X + Pk (0,75ñ) 2a = ⇒ N CD = P − 2 a +1 a (0,25ñ) 2a = ≈ 1,7071 EF EF Pa Pa 2 2a = − - (0,25ñ) P − ≈ −1,4142 EF EF EF ⇒ N BD = X = P ≈ 0,8284P - (0,25ñ) +1 2 P = P ≈ 0,8284P (0,25ñ) N CD = − 2 + 1 +1 2) Xác ñịnh [P ] theo ñiều kiện bền ∆1P = +1 +1 P 10.15 kN ≈ 181,066 kN - (0,75ñ) ≤ [σ ] ⇒ P ≤ F [σ ] = 2 +1 F Chọn [P ] = 181kN - (0,25ñ) σ max = D a) a b) X1 B A a C a X1 B 450 A Pk = a XA P Hình YA NC C a Pk = P 3) Tính ∆ yC Pa 200.120 Pa cm ≈ 0,1988cm (1,0ñ) P a = ≈ 1,6569 = EF EF + + 2.10 10 + EF Bài 2: (6 ðiểm) 1) Xác ñịnh phản lực vẽ biểu ñồ nội lực 17 ∑ m A = M + P.4a + q.4 a.2a − YD a = ⇒ YD = qa - (0,25ñ) 19 ∑ mD = M − P.2a − q.4 a.4 a + N A a = ⇒ N A = qa - (0,25ñ) Biểu ñồ lực cắt (hình 2c) - (1,0ñ) Biểu ñồ moment uốn (hình 2d) (1,0ñ) 2) Xác ñịnh [q ] 23 × 2b.2b + ,5b.3b 19 b ≈ 1,6429b (0,25ñ) = b ≈ 1,3571b ; y max = yC = 2 14 14 × 2b + 3b ∆yC = 2 b.(2b )3 3b.b 19 457 19 b + 2b − b 2b + + b − 3b = J xC = b ≈ 5,4405b (0,25ñ) 12 14 12 14 84 433qa 84 23b 72.457.14 b [σ ] 72.457.14 11 kN kN q σ ≤ [ ] ⇒ ≤ = ≈ 0,5233 - (0,75ñ) 2 max 72 475b 14 433.84.23 a 433.84.23 50 cm cm kN Chọn [q ] = 0,52 (0,25ñ) cm σ = M=qa2 a) A q b) 2b b D C B a bbb P=2qa 3a 2a NA YD C xC yC x 19qa/6 13qa/6 Qy c) d) ω1 5qa/6 17qa/6 ω2 ω3 8qa /3 11qa2/3 ω5 ω4 17qa2/3 433qa /72 e) A f) f3 Mx ω6 f4 f5 Pk = “k” C f6 Mk f1 f2 4a/3 Hình 3) Tính yC Tạo trạng thái “k” (hình 2e) biểu ñồ moment uốn M k trạng thái “k” (hình 2f) - (0,25ñ) i ωi fi ωi f i 1a qa qa (0,25ñ) a 32 72 2a 8 qa qa (0,25ñ) a 3 27 11 11qa 2a qa (0,25ñ) 3a 3 5a 15 q(3a ) qa (0,25ñ) 3a 8 17 17 qa 3a qa (0,25ñ) 3a 2 22 136 17 qa 2a qa (0,25ñ) 2a 33 27 (M x )× (M k ) = ω f = 349 qa ≈ 19,3889 qa - (0,25ñ) yC = ∑ i i 18 EJ EJ EJ EJ i=1 Ngày 14 tháng 05 năm 2012 Làm ñáp án Lê Thanh Phong ðề thi môn: Sức Bền Vật Liệu Học kỳ II, năm học 11-12 Mã môn học: 1121080 ðề số: 44 ðề thi có 01 trang Thời gian: 90 Phút Không sử dụng tài liệu Bài 1: ( ðiểm) Hệ gồm AC cứng tuyệt ñối, BM BN có module ñàn hồi E, diện tích mặt cắt ngang F ứng suất cho phép [σ ] Các liên kết chịu lực hình Biết: [σ ] = 11kN / cm ; E = 2.10 kN / cm ; q = 60 kN / m ; a = ,9 m Yêu cầu: 1) Xác ñịnh ứng lực BM BN (2 ñiểm) 2) Xác ñịnh F theo ñiều kiện bền (1 ñiểm) 3) Nếu cho F = 20 cm , tính chuyển vị thẳng ñứng ñiểm C (∆yC ) (1 ñiểm) q P=qa B C A 300 a) B A M N 2b D 3a b b b b b b) C a a M=qa2 q P=3qa b 2a a Hình Hình Bài 2: (6 ðiểm) Dầm AD có module ñàn hồi E, liên kết chịu lực hình 2a, mặt cắt ngang hình 2b Biết [σ ] = 12 kN / cm ; b = 5cm ; a = ,4 m Yêu cầu: 1) Xác ñịnh phản lực gối vẽ biểu ñồ nội lực xuất dầm theo q ,a (2,5 ñiểm) 2) Xác ñịnh [q ] theo ñiều kiện bền ứng suất pháp (1,5 ñiểm) 3) Tính chuyển vị ñứng A ( y A ) theo q , a , EJ (2 ñiểm) - Hết Các công thức tham khảo: yC = ∑ y F ∑F Ci i 3 n ; J xCN = bh ; J Οx ≈ ,05 d ; J x∆ = bh ; J xC∆ = bh ; J u = J x + a F ; σ = N z ; ∆L = ∑ S Nz ,i ; τ= 12 12 i F 36 i =1 Ei Fi n S n N N N N Mz ; M ρ ϕ = ∑ Mz ,i ; σ = x y ; ∆km = ∑ k m li (Hệ kéo-nén với k m = const chiều dài l i ); Ei Fi Jx Jρ i =1 E i Fi i =1 Gi J ρi n ∆km = ∑ ∫ i =1 li MkMm dz (Hệ dầm chịu uốn) Ei J i h F h F zC b F = bh ZC = b h F Bậc2 zC zC b b bh ZC = b F= F = bh ZC = b Bậc2 h F Bậc2 h zC F zC b bh 3 ZC = b F= b bh ZC = b F= Ghi chú: - Cán coi thi không cần giải thích thêm Ngày … tháng … năm 2012 Duyệt ñề Ngày 15 tháng 05 năm 2012 Soạn ñề Lê Thanh Phong ðÁP ÁN SBVL Mã môn học: 1121080 ðề số: 44 ðợt thi: Học kỳ II, năm học 11-12 (ðA có 02 trang) Bài 1: (4 ðiểm) 1) Xác ñịnh ứng lực BM, BN Hệ siêu tĩnh bậc 1, chọn hệ hình 1a Phương trình tắc: δ 11 X + ∆1P = ⇒ X = − ∆1 P (0,25ñ) δ 11 Xét cân AC (hình 1b): 3a ∑ m A = P.2a + q.a + X a + N a = ⇒ N = − qa − X (0,75ñ) 8+3 a a (0,25ñ) δ 11 = ≈ 4,3987 2 a + 1.1 3a = − − EF EF EF 3 qa 28 Pa (0,25ñ) qa − ≈ 9,3333 2 a = − EF EF EF 3 28 28 ⇒ N2 = X1 = − qa = − qa ≈ −2,1218qa (0,25ñ) 8+3 8+3 28 21 N1 = − qa − qa = − qa ≈ −1,5914qa (0,25ñ) − 3 8+3 8+3 2) Xác ñịnh F theo ñiều kiện bền 28 qa 28 ,6.90 28 qa cm ≈ 10,4163cm - (0,75ñ) σ max = ≤ [σ ] ⇒ F ≥ = 11 F [ σ ] 8+3 8+3 8+3 Chọn F = 10 ,5cm - (0,25ñ) ∆1P = a) q P=qa B C b) A A 300 M XA X1 YA N1 q P=qa B C X1 300 N a a Hình 3) Tính ∆yC ∆ yC = ∆L2 = N 3a 28 qa 2 28 ,6.90 = = cm ≈ 0,0893cm - (1,0ñ) EF + 3 EF + 3 2.10 20 Bài 2: (6 ðiểm) 1) Xác ñịnh phản lực vẽ biểu ñồ nội lực 5a 17 ∑ mB = − M − P.a + q.5a − YD 5a = ⇒ YD = 10 qa - (0,25ñ) 5a 63 ∑ mD = − M − P.6 a − q.5a + N B 5a = ⇒ N B = 10 qa - (0,25ñ) Biểu ñồ lực cắt (hình 2c) - (1,0ñ) Biểu ñồ moment uốn (hình 2d) (1,0ñ) 2) Xác ñịnh [q ] 37 × 2b.2b + ,5b.5b 29 b = 1,6818b - (0,25ñ) = b ≈ 1,3182b ; y max = yC = 2 22 22 × 2b + 5b 2 b.(2b )3 5b.b 29 1129 29 b + 2b − + b − 5b = J xC = b 2b + b = 8,553b (0,25ñ) 22 2 22 12 12 132 132 37 b 1129.22 b [σ ] 1129.22 12 kN kN q ≤ [ σ ] ⇒ ≤ = ≈ 1,5892 (0,75ñ) 2 max 3.132.37 a 3.132.37 40 cm cm 1129b 22 kN Chọn [q ] = 1,589 - (0,25ñ) cm σ = 3qa P=3qa b) M=qa2 q a) B A a 3a NB 2b D C b 2a YD b b b b b xC yC x 33qa/10 3qa/10 Qy c) 17qa/10 3qa 3qa2 ω1 ω2 ω4 d) e) 7qa2/5 289qa2/200 12qa2/5 Pk = B A a f1 Mx ω5 ω6 ω3 D C 3a a f2 f3 f4 “k” 2a f5 f6 f) Mk Hình 3) Tính y A Tạo trạng thái “k” (hình 2e) biểu ñồ moment uốn M k trạng thái “k” (hình 2f) - (0,25ñ) i ωi fi ωi f i 3qa a a (0,25ñ) qa 1 18 3qa 3a 4a qa (0,25ñ) 2 5 7a 63 q(3a ) − qa (0,25ñ) 3a 40 54 12 qa 3a − qa (0,25ñ) 3a 25 12 28 qa 2a − qa (0,25ñ) 2a 53 75 2 q(2 a ) − qa (0,25ñ) a 2a 15 4 (M x )× (M k ) = ω f = 43 qa ≈ 0,3583 qa (0,25ñ) yA = ∑ i i 120 EJ EJ EJ i =1 EJ Ngày 14 tháng 05 năm 2012 Làm ñáp án Lê Thanh Phong ðề thi môn: Sức Bền Vật Liệu Học kỳ III, năm học 11-12 Mã môn học: 1121080 ðề số: 45 ðề thi có 01 trang Thời gian: 90 Phút Không sử dụng tài liệu ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Khoa Xây Dựng Cơ Học Ứng Dụng Bộ môn Cơ Học Bài 1: ( ðiểm) Thanh cứng tuyệt ñối AC ñược treo ba 1, Các treo làm loại vật liệu có module ñàn hồi E, diện tích mặt cắt ngang F Các kích thước chịu lực hình Tính chuyển vị thẳng ñứng ñiểm C ( ∆yC ) theo P ,a , E , F M N 3Pa 600 P 300 A A a B P 4Pa Pa C 2a Hình C B a 2a E D 2a a Hình Bài 2: (2 ðiểm) Trục AE có ñường kính tiết diện d, ñược ñỡ hai ổ ñỡ A D Trục chịu tác dụng lực tập trung E moment xoắn tập trung B, C, E hình Biết: [σ ] = 12 kN / cm ; a = 10 cm ; P = 20 kN Yêu cầu: 1) Vẽ biểu ñồ nội lực xuất trục 2) Bỏ qua ảnh hưởng lực cắt, xác ñịnh ñường kính d theo thuyết bền Bài 3: (4 ðiểm) Dầm AD liên kết chịu lực hình 3a, mặt cắt ngang hình 3b Biết [σ ] = 14 kN / cm ; b = 1cm ; a = ,5m Yêu cầu: 1) Xác ñịnh phản lực gối vẽ biểu ñồ nội lực xuất dầm theo q ,a 2) Xác ñịnh tải trọng cho phép [q ] theo ñiều kiện bền ứng suất pháp M=qa2 q a) B A a C 3a b P=qa D 2a b) q b 10b A 5b b Hình EJ 4a C B a Hình Bài 4: (2 ðiểm) Dầm AC có ñộ cứng chống uốn EJ = const Chịu lực phân bố ñều q suốt chiều dài dầm hình Hãy xác ñịnh phản lực gối B theo q , a - Hết Các công thức tham khảo: yC = ∑ y F ∑F Ci i 3 n ; J xCN = bh ; J Οx ≈ ,05 d ; J x∆ = bh ; J xC∆ = bh ; J u = J x + a F ; σ = N z ; ∆L = ∑ S Nz ,i ; τ= 12 12 i n S Mz ,i 36 F i =1 Ei Fi n Mz ; ; σ = M x y ; ∆km = ∑ N k N m li (Hệ kéo-nén với N k N m = const chiều dài l i ); ρ ϕ=∑ Jρ Ei Fi Jx i =1 E i Fi i =1 Gi J ρi n ∆km = ∑ ∫ i =1 li MkMm dz (Hệ dầm chịu uốn) Ei J i Ghi chú: - Cán coi thi không cần giải thích thêm Ngày … tháng … năm 2012 Duyệt ñề Ngày tháng năm 2012 Soạn ñề Lê Thanh Phong Đuờng cong chuẩn độ Mg2+:0.25 đ • F = 0.99 Æ pMg = pCo + = + = • F = 1.00 Æ pMg = 0.5(pCo + pDF + pKMgY - pαY(H)) = 0.5 (3+8.7-0.46) = 5.62 • F = 1.01 Æ pMg = pKCaY - pαY(H) – p(F-1) = 8.7 – 0.46 – = 6.24 Chuyển màu thị: Màu trung gian: pMgcuối = pK’MgInd = 5.4 (nằm bước nhảy đuờng cong chuẩn độ Mg) pCacuối = 7.4 + p([CaY]/[MgY]) Æ pCacuối phụ thuộc vào tỷ lệ ([CaY]/[MgY]) Æ Æ -2.4< p([CaY]/[MgY]) lg([CaY]/[MgY])>-0.84 Æ 251 >([CaY]/[MgY]) >0.14 khoảng nồng độ rộng thực tế nên chuẩn tới màu trung gian 0.25 đ Thực hành: 0.25 đ - Đệm pH 10: pha từ NH4Cl NH3, nồng độ Ca2+ Mg2+ nước cứng không nhiều thể tích EDTA 0.01M cần chuẩn độ không lớn nên đệm dung dịch đệm không cao Có thể tạm dùng dung dịch đệm có số đệm 1, lần sử dụng 10 mL đuợc (phần tính tóan cụ thể phạm vi không tính điểm, SV tính toán chi tiết có điểm thưởng) - EDTA: nồng độ 0.01 M - Mẫu: thể tích mẫu lần chuẩn độ 100 mL - KCN 10% mL - NH2OH.HCl 5%: 1mL - Chỉ thỉ NET dạng dung dịch pha KCl theo hướng dẫn tài liệu: dùng lượng vừa đủ màu thích hợp theo phân tích viên - Chuẩn độ đến thị đổi màu hồng tím sang màu chàm có ánh tím (màu trung gian) - Chuẩn độ mẫu trắng: lấy 100 mL nước cất, thêm hóa chất khác tương tự mẫu thật Chuẩn độ với EDTA, ghi thể tích Vblank Công thức tính toán: 0.25 đ Độ cứng tổng ∑H số mg CaCO3 chứa L mẫu đuợc tính theo công thức: ∑H = (VEDTA − Vblank ).C EDTA Vmau * M CaCO3 * 1000 (mg / L ) ⎛ ε +ε VEDTA Vblank ε 0.95, H = ∑ H ⎜⎜ ∑ ⎜ V EDTA − Vblank ⎝ 2 ⎞ ⎛ε ⎟ + ⎜ CEDTA ⎞⎟ + ⎛⎜ ε Vmau ⎟ ⎜V ⎟⎟ ⎜ C ⎠ ⎝ EDTA ⎠ ⎝ mau ⎛ ε * t P, f = ∑ H ⎜⎜ ⎝ n * V EDTA − Vblank ( ) ⎞ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎛ σ M CaCO3 ⎜ *1.96 * ⎟ ⎟ ⎜ M CaCO ⎠ ⎝ ⎞ ⎛ ε CEDTA ⎞ ⎛ ε binhdinhmuc100 mL ⎟ +⎜ ⎟⎟ + ⎜⎜ ⎟ ⎜C V100 mL ⎠ ⎝ EDTA ⎠ ⎝ ⎞ ⎟⎟ ⎠ 2 ⎞ ⎛ σ M CaCO3 ⎜ *1.96 * ⎟ ⎟ ⎜ M CaCO ⎠ ⎝ Câu điểm Để xác định hàm lượng acid HCl mẫu HCl kỹ thuật có tỷ trọng 1.10005 g.mL-1 , hai phòng thí nghiệm thực sau: Phòng thí nghiệm 1: - Dùng pipet bầu hút mL mẫu định mức 100 mL nước cất (dung dịch A) - Lấy 10 mL (bằng pipet bầu) dung dịch A chuẩn độ với chất chuẩn NaOH ≈ 0.1N, thị phenolphthalein Lặp lại thí nghiệm lần, thể tích NaOH tiêu tốn là: 10.25; 10.30; 10.25 10.30 mL - Chuẩn hóa dung dịch NaOH ≈ 0.1N: 10 mL (bằng pipet bầu) dung dịch acid oxalic (0.1000 ± 0.0002)N chuẩn với NaOH ≈ 0.1N buret, thị phenolphthalein Lặp lại lần, thể tích NaOH tiêu tốn là: 9.80; 9.80; 9.85; 9.80 mL Phòng thí nghiệm 2: - Cân 5.0000 g mẫu, định mức 250 mL nước cất (dung dịch B) Nạp mẫu lên cột buret 25 mL - Cân 0.3814g Na2B4O7.10H2O (M= 381.372) vào erlen Thêm 10 mL nước để hòa tan chuẩn HCl buret với thị pT 5.4 Lặp lại lần, thể tích HCl tiêu tốn 19.10, 19.10; 19.05 19.10 mL (Sử dụng hệ số Student Gauss, giá trị σ pipet buret cho giáo trình, σcân = 0.0002 Lấy xác suất 95%.) Hãy nhận xét quy trình phân tích hai phòng thí nghiệm (có chứng minh số liệu tính toán giải thích) Một số đặc điểm hai phòng thí nghiệm 0.75 đ Phòng thí nghiệm A Phòng thí nghiệm B Lấy mẫu -pipet bầu mL, 10 mL: sai số pipet (hệ - Cân chất chuẩn R chất định phân X: sai thống, ngẫu nhiên) số cân (mắc lần) - Định mức 100 mL: sai số hệ thống bình - Bình định mức 250 mL: sai số hệ thống định mức, sai số ngẫu nhiên nhiều bình định mức, sai số ngẫu nhiên nhiều nguyên nhân: dãn nở nhiệt, tay nghề phân nguyên nhân: dãn nở nhiệt, tay nghề phân tích viên tích viên Chuẩn độ: - Qua NaOH acid oxalic: lan truyền sai -Chuẩn độ trực tiếp qua chất gốc số hai lần chuẩn Nhận thấy: 0.5 đ - Sai số hệ thống dụng cụ phải hiệu chỉnh trước, công đoạn tốn nhiều thời gian - Sai số cân thường nhỏ so với sai số bình định mức - Sai số dùng dụng cụ tích nhỏ lớn so với dụng cụ lớn - Quy trình qua trung gian nhiều bước độ (sai số hệ thống) độ xác (sai số ngẫu nhiên) lớn Tính toán nồng độ HCl mẫu từ hai phòng thí nghiệm Phòng thí nghiệm 1: 0.75 đ N NaOH = εN NaOH Vacid oxalic * N acid oxalic = N NaOH V NaOH ⎛ ε N acid oxalic ⎜ ⎜N ⎝ acid oxalic = 10 * 0.1000 = = 0.10191 9.8125 9.8125 ⎞ ⎛ ε Vacid oxalic ⎟ +⎜ ⎟ ⎜V ⎠ ⎝ acid oxalic 2 ⎞ ⎛ ε VNaOH ⎟ +⎜ ⎟ ⎜ V NaOH ⎠ ⎝ ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎛ 0.025 * 3.18 ⎞ ⎛ 0.0002 ⎞ ⎛ 0.012 = * 1.96 ⎟⎟ + ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ + ⎜⎜ 9.8125 ⎝ 0.1000 ⎠ ⎝ 10 ⎠ ⎝ 9.8125 ⎠ 2 = 0.002 + (0.001358) + (0.004051) 9.8125 = 0.00048 C HCl = εC HCl V NaOH N NaOH VBDM 100 mL 10.275 * 0.10191 100 * = * = 5.2356 N VA V pipet mL 10 = C HCl ⎛ ε N NaOH ⎜ ⎜N ⎝ NaOH ⎞ ⎛ ε Vmau ⎟ +⎜ ⎟ ⎜V ⎠ ⎝ mau 2 ⎞ ⎛ ε VNaOH ⎟ +⎜ ⎟ ⎜V ⎠ ⎝ NaOH 2 ⎞ ⎛ ε BDM 100 mL ⎟ + ⎜⎜ ⎟ ⎠ ⎝ VBDM 100 mL ⎞ ⎛ ε pipet mL ⎟⎟ + ⎜ ⎜ ⎠ ⎝ V pipet mL 2 ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ 2 ⎞ ⎛ 0.028868 ⎞ ⎛ 0.046 * 1.96 ⎞ ⎛ 0.0035 * 1.96 ⎞ ⎛ 0.00048 ⎞ ⎛ 0.012 = 5.2356 ⎜ *1.96 ⎟⎟ + ⎜ ⎟ + ⎜⎜ ⎟ +⎜ ⎟ +⎜ ⎟ 100 ⎝ 0.10191 ⎠ ⎝ 10 ⎠ ⎝ ⎠ ⎠ ⎝ 10.275 ⎠ ⎝ = 5.2356 0.0047 + 0.001358 + 0.00447 + 0.0009 + 0.00343 = 0.039 ( N ) CHCl = (5.236 ± 0.039)N Phòng thí nghiệm 2: 0.75 đ C HCl = εC HCl = C HCl mborax * * 1000 VBDM 250 mL * d HCl 0.3814 * * 1000 250 * 1.10005 * = * = 5.7636( N ) M boraxVB m HCl 381.372 * 19.0875 ⎛ ε mborax ⎜ ⎜m ⎝ borax ⎞ ⎛ ε Vmau ⎟ +⎜ ⎟ ⎜V ⎠ ⎝ mau ⎞ ⎛ ε BDM 250 mL ⎟ +⎜ ⎟ ⎜V ⎠ ⎝ BDM 250 mL 2 ⎞ ⎛ ε cân ⎟⎟ + ⎜⎜ ⎠ ⎝ m HCl ⎞ ⎟⎟ ⎠ 2 ⎛ 0.0002 * 1.96 ⎞ ⎛ 0.025 * 3.18 ⎞ ⎛ 0.069 * 1.96 ⎞ ⎛ 0.0002 * 1.96 ⎞ = 5.7636 ⎜ ⎟ +⎜ ⎟ +⎜ ⎟ +⎜ ⎟ 250 ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ 0.3814 ⎠ ⎝ 19.0875 ⎠ ⎝ = 5.7636 0.000514 + 0.00208 + 0.0005412 + 0.0000784 = 0.013 ( N ) CHCl = (5.764 ± 0.013)N Nhận thấy phòng thí nghiệm đạt độ xác tốt phòng nghiệm phòng thí nghiệm bỏ qua số giai đoạn gây sai số (đã biểu diễn công thức phần nhận xét so sánh) 0.25 đ Câu 3 điểm Dung dịch mẫu chứa hỗn hợp Fe3+ Al3+ phân tích chọn lọc Fe3+ cách chuẩn độ với EDTA pH = Phân tích tổng Fe3+ Al3+ EDTA pH = cách thêm lượng dư biết EDTA vào hỗn hợp Fe3+ Al3+ chuẩn luợng dư EDTA dung dịch chuẩn Zn2+ (a) Hãy chứng minh pH = phân tích định luợng chọn lọc Fe3+ chuẩn độ định lượng Al3+ (b) Chuyển 50.00-mL dung dịch mẫu chứa Fe3+ Al3+ vào erlen 250- mL chỉnh đệm pH = Thêm thị acid salicylic, phức Fe3+–acid salicylic màu đỏ Dung dịch đuợc chuẩn hết 24.82 mL EDTA 0.05002 M, (mất màu đỏ phức Fe3+– acid salicylic Một thí nghiệm khác, lấy 50 mL dung dịch chứa Fe3+ Al3+ vào erlen 250- mL chỉnh đệm pH = 5, thêm 50 mL EDTA 0.05002 M Đun mẫu sôi nhẹ, thêm thị xylenol cam chuẩn lượng dư EDTA Zn2+ 0.04109 M đến thị chuyển từ vàng chanh sang hồng tím tốn hết 17.84 mL Hãy viết phương trình phản ứng , giải thích ý nghĩa bước tiến hành tính toán nồng độ Fe3+ Al3+ mẫu Theo tài liệu tham khảo ta có: - pKFeY = 25.1; pKAlY = 16.1; pKZnY = 16.5 - pK1 = 2.00; pK2 = 2.67; pK3 = 6.16; pK4 = 10.26 Tại pH = 2: αY (H ) [H ] + [H ] =1 + + + K4 K K3 + [H ] + K K3K + [H ] + K K K K1 = 1013.17 0.25 đ Æ pK’FeY = 11.93 > 6; pKAlY = 2.93 < 4: chuẩn độ định lượng Fe tai pH Hằng số bền điều kiện phức AlY nhỏ tức phức bền nên chuẩn độ định luợng Al pH 0.25 đ Mặc khác ∆pK’ = 11.93 – 2.93 = > 6: chuẩn độ chọn lọc Fe3+ 0.25 đ Tại pH 5: αY (H ) [H ] + [H ] =1 + + + K4 K K3 + [H ] + K4 K3K2 + [H ] + K K K K1 = 106.45 Æ pK’FeY = 18.65 > 6; pKAlY = 9.65 >6, pKZnY = 10.05 >6 : chuẩn độ định lượng Fe Al tai pH 0.25 đ Tuy nhiên pH này, Al Al tồn dạng phức hydroxo nên phản ứng với EDTA thường xảy chậm Thực tế chuẩn độ trực tiếp mà phải chuẩn độ ngược, tức thêm lượng dư EDTA vào hỗn hợp Al+Fe, đun nóng cho phản ứng xảy hoàn toàn chuẩn độ lượng dư EDTA Zn2+, nhận biết điểm cuối thị xylenol cam 0.25 đ Do hai phức AlY ZnY có độ bền gần nên Zn2+ phá hủy phức FeY AlY 0.25 đ Các phương trình phản ứng diễn sau: Chuẩn riêng Fe pH 2: 0.25 đ Phản ứng chuẩn độ: Fe3+ + H2Y2- Æ FeY + 2H+ Phản ứng thị: Fe3+ + H2Sal Æ FeSal- (tím đỏ) + 2H+ Dư EDTA: FeSal- + H2Y2- + Æ H2Sal (không màu) + FeY Chuẩn tổng Al3+ Fe3+: Thêm dư EDTA, đun nóng: Fe3+ + H2Y2- Æ FeY + 2H+ Al3+ + H2Y2- Æ AlY + 2H+.0.25 đ Chuẩn EDTA dư: Zn2+ + H2Y2- Æ ZnY + 2H+ (thêm thị XO) Phản ứng thị: Zn2+ + H3Ind3- (vàng chanh) Æ ZnInd (hồng tím) + 3H+.0.25 đ Tính tóan: V EDTA C EDTA 24.82 * 0.05002 = = 0.02483 ( M ) 0.25 đ 50 Vmau - Nồng độ tổng Al3+ Fe3+: ⎛ V C ⎞ ⎜⎜V EDTA − Zn Zn ⎟⎟C EDTA ⎛⎜ 50 − 17.84 * 0.04109 ⎞⎟ * 0.05002 ∑ C EDTA ⎠ 0.05002 ⎠ C Al + Fe = ⎝ =⎝ = 0.03536 ( M ) 0.25 đ Vmau 50 - Nồng độ Al3+: 0.03536 – 0.02483 = 0.01053 (M) 0.25 đ - Nồng độ Fe3+: C Fe = Đề thi môn Phân Tích Định Lượng Lớp Hóa 2006, 26/06/2008, 6:45 Thời gian: 120 phút (không tính phút đọc đề) Câu (2 điểm) Acid tartaric, H2C4H4O6 (M = 150.087), acid yếu chức có pKa1=3.0 pKa2 = 4.4 Cần định lượng acid mẫu chứa khoảng 80% acid tartatric dung dịch NaOH 0.1M xác định điểm cuối thị màu Hãy thiết lập quy trình phân tích hàm lượng acid tartaric mẫu (Thiết lập điều kiện chuẩn độ, đuờng cong chuẩn độ, chọn chất thị, lượng cân mẫu, thể tích định mức, công thức định lượng ) - Đây acid yếu có ∆pK = 1.4 chuẩn tổng hai nấc 0.25 đ - Phản ứng chuẩn độ: 0.25 đ H2C4H4O6 + OH- Æ HC4H4O6- + H2O HC4H4O6- + OH- Æ C4H4O62- + H2O - Xây dựng đường cong chuẩn độ: xét nấc - Điều kiện chuẩn độ: εNQ < 0.001: pKa2 + pCo + pD = 4.4 + pCo + pD < Æ pCo + pD < 3.6 Chấp nhận hệ số pha loãng =2 tức pD = 0.3 Æ pCo < 3.3 tức Co>5 10-4N - Thực tế để nâng cao độ xác, nên chọn Co ≥ 0.05 M Æ thỏa điều kiện chuẩn độ 0.25 đ - Đường cong chuẩn độ: 0.25 đ o F = 1.99 Æ pH = pKa2 + = 6.4 o F = 2.00 Æ pH = 14 - 0.5 (pKb + pCo + pDF=2) = 14 - 0.5 (9.6 + 1.3 + 0.3) = 8.4 o F = 2.01 Æ pH = 14 – (pCo + + pDF=2.01) = 10.4 - Chọn chất thị: chuẩn độ tổng hai nấc nên xem trường hợp tương tự chuẩn độ acid yếu đơn chức xét đến việc chọn thị có pT thích hợp có độ xác cao có thể, tức F0.999 F1.001, tức 7.4 < pT < 9.4 Các thị phù hợp gồm có: thị hỗn hợp pT = 8.3 phenolphthalein số thị hỗn hợp khác có pT 7.5, 8.9 9.0 (tham khảo cách pha thị hỗn hợp sổ tay hóa phân tích) 0.25 đ - Pha chế: o thể tích dung dịch mẫu: cần 100 mL o Lượng acid: m = C tartaric acid * Vtartaric acid 1000 *M * 100 = 0.9380 g (chọn nồng độ mẫu 80 xấp xỉ 0.05M) 0.25 đ o Chuẩn độ: Nạp NaOH vào buret, chuẩn độ lặp 10 mL dung dịch acid tartatric hút từ bình định 100 mL, ghi thể tích VNaOH tiêu tốn (sau lấy trung bình) 0.25 đ o Công thức định lượng: đuơng lượng acid % acid tartaric mẫu tính sau: % acid tartaric = V NaOH N NaOH 100 * * * M Acid tartaric * 100 0.25 đ V Acid tartaric 1000 Câu (3.5 điểm) Chuẩn độ dung dịch NaOH chất chuẩn “gốc” potassium hydrogen phthalate (KHP), pKa1 = 2.93; pKa2 = 5.41; đuợc thực cách cân trực tiếp lượng xác định KHP rắn thay hút thể tích xác định KHP 0.1000N vào erlen Quy trình mắc sai số từ nhiều nguồn gây sai số khác Hãy phân định (có giải thích) trường hợp sau đây, nguồn gây sai số sai số ngẫu nhiên, sai số hệ thống hay không gây sai số Nếu có gây sai số dự đoán nồng độ NaOH xác định đuợc so với nồng độ NaOH không mắc sai số Phản ứng chuẩn độ sau C8H5O4– + OH– Æ C8H4O42– + H2O (a) Cân dùng để lấy KHP không đuợc hiệu chuẩn phù hợp khối lượng cân lệch âm 0.15g Do cân lệch âm, tức khối lượng hóa chất hiển thị cân thấp khối lượng thực tế 0.15 g (ví dụ: đọc cân 5g thực tế 5.15g) làm cho phân tích viên lấy luợng hóa chất nhiều 0.15 g so với luợng hóa chất muốn lấy Æ nồng độ KHP cao nồng độ muốn lấy Æ thể tích NaOH cần để chuẩn KHP cao thực tế Æ nồng độ NaOH tính (tỷ lệ nghịch với thể tích NaOH) thấp thực tế Æ sai số hệ thống, sai số âm (thiếu) 0.5 đ (b) Chỉ thị sử dụng phản ứng chuẩn độ đổi màu pH KHP acid yếu, chuẩn độ NaOH, điểm tương đương nằm môi truờng kiềm nhẹ, (pH ≈ 14 - 0.5*(pKb1 + pCo) = 9.05) thị đổi màu khoảng pH 3-4 chắn điểm cuối nằm trước điểm tương đuơng Sai số hệ thống, sai số âm 0.5 đ (c) Có bọt khí kẹt đầu buret lúc bắt đầu chuẩn độ lúc kết thúc chuẩn độ Bản thân bọt khí chiếm thể tích nhật định đó, bọt khí kẹt đầu buret bị thay dung dịch chất chuẩn Æ thể tích dung dịch NaOH đọc buret lớn thể tích NaOH thực tế dùng để chuẩn lượng KHP erlenÆ nồng độ NaOH tính toán đuợc thấp nồng độ dung dịch thực tế Æ sai số hệ thống, âm (thiếu) 0.5 đ (d) KHP sử dụng lần chuẩn lặp đuợc cân riêng erlen khác chỉnh zero lúc cân erlen thứ Khối lượng erlen lần lặp khác nhau, khối lượng erlen lần lặp sau lớn hay nhỏ khối lương erlen Æ zero lần cân sai số mắc phải lần cân sau sai số hệ thống, âm hay dương, không phân định đuợc sai số erlen âm hay dương 0.5 đ (e) Không sấy khô KHP trước dùng Do không sấy khô, có lượng nước tồn KHP nên hàm luợng KHP mẫu thấp thực tế, thể tích dung dịch KHP sử dụng phản ứng chuẩn độ cao thực tế Æ tính hàm lượng NaOH lớn thực tế Æ sai số dương 0.5 đ (f) Không sấy khô NaOH trước dùng Do không sấy khô, có lượng nước tồn NaOH nên hàm luợng NaOH mẫu thấp so với hàm luợng NaOH mẫu khan kết phép chuẩn độ không ảnh hưởng (không gây sai số) nồng độ NaOH tính đuợc từ phép chuẩn độ phụ thuộc vào nồng độ chất gốc KHP 0.5 đ (g) Quy trình chuẩn độ yêu cầu pha loãng KHP nước đến 25 mL phân tích viên lỡ pha loãng đến 35 mL số mẫu chuẩn lặp Độ pha loãng không làm thay đổi số mol hay số đuơng lượng KHP erlen, không ảnh hưởng đáng kể tới khoảng bước nhảy đuờng cong chuẩn độ Æ không ảnh hưởng đến điểm cuối phản ứng chuẩn độ trường hợp Æ sai số 0.5 đ Câu (3.5 điểm) Hàm lượng Fe mẫu thiên thạch đuợc xác định chuẩn độ oxyhóa khử với KMnO4 Hòa tan 0.4185-g mẫu acid dùng cột Walden khử định lượng Fe3+ Fe2+ Chuẩn độ KMnO4 0.02500 M, với hỗn hợp bảo vệ Zymmerman, tốn 41.27 mL Cho + o o E Fe = 0.77V , E MnO = 1.51V , [H ] = 2N 3+ − / Fe + ,8 H + / Mn + Hãy nêu cấu tạo cách sử dụng cột Walden: Chứa Ag kim loại môi trường HCl nồng độ phù hợp có tính tóan trướcÆ oxyhóa khử cột phụ thuộc vào nồng độ HCl Khi sử dụng, nồng độ HCl dung dịch mẫu phải với nồng độ HCl cột theo tính toán 0.5 đ Viết phương trình phản ứng 0.5 đ Trong ống khử Walden: Fe3+ + Ag + HCl Æ Fe2+ + AgCl + H+ Khi chuẩn độ: KMnO4 + 5Fe2+ + 8H+ Æ Mn2+ + K+ + 5Fe3+ + 4H2O Vẽ đuờng cong chuẩn độ Điều kiện chuẩn độ: o' o E MnO = E MnO + − − ,8 H + / Mn + ,8 H + / Mn + ε NQ = [X R ]F =1 [X Ox ]F =1 [ ] 0.0591 0.0591 * lg H + = 1.51 + lg =1.538V 0.25 đ 5 ⎛ 0.0591 0.0591 ⎞ o' ⎟⎟ * 0.25 đ < 0.001 ⇒ ∆E o ' = E Ro ' − EOx > ⎜⎜ + n n x R ⎠ ⎝ ∆Eo’=1.538-0.771 =0.767V>(0.0591/1+0.0591/5)*3 0.25 đ • F=0.99 Æ E0.99 = E X + o' 0.0591 F lg = 0.771 + 0.0591* = 0.89V 0.25 đ 1− F n X E Xo ' + nR E Ro ' * 0.771 + *1.538 = = 1.41V 0.25 đ • F=1 Æ E F =1 = n X + nR o' • F>1 Æ EF =1.01 = ER − 0.0591 (F − 1) = 1.538 − 0.0591 * = 1.514V 0.25 đ nR Tính % theo khối lượng Fe2O3 mẫu thiên thạch - Số đuơng lượng KMnO4 tiêu tốn phản ứng chuẩn độ: 41.27*0.0250*5 = 5.15875 mili đương lượng Đây số mol Fe có 0.4185 g thiên thạch 0.5 đ - % Fe2O3 thiên thạch: % Fe2 O3 = 5.15875 * 55.847 159.6882 * * 100 = 98.4219 ≈ 98.42 % 0.5 đ 1000 * 0.4185 * 55.847 Đề thi môn Phân Tích Định Lượng Lớp Hóa 2007B, 07/01/2010 Thời gian: 90 phút (không tính phút đọc đề) điểm Cr dung dịch xi mạ crom thường đuợc pha từ CrO3 Cần xác định hàm luợng CrO3 dung dịch xi mạ crom người ta làm sau - Dùng pipet bầu hút 10 mL dung dịch xi mạ crom cho vào bình định mức 250 mL, thêm nước cất đến vạch (dung dịch A) Hút 10 mL dung dịch A (cũng dùng pipet bầu 10 mL) vào erlen 250 mL, thêm mL acid sulfuric đặc, 10 mL dung dịch KI 10%, lắc nhẹ, đậy kín tối 30 phút Chuẩn độ luợng I2 sinh erlen Na2S2O3 ~0.1N, dùng thị hồ tinh bột Điểm cuối chuẩn độ màu dung dịch erlen chuyển từ xanh sang không màu dung dịch không xanh trở lại sau 30s Lặp lại thí nghiệm lần thu thể tích sau: 24.20; 24.25; 24.35; 24.30; 24.5 mL dung dịch Na2S2O3 ~0.1N - Nồng độ Na2S2O3 xác định xác dung dịch K2Cr2O7 (0.100000± 0.000035)N (pha từ chất gốc), quy trình chuẩn độ tương tự Lặp lại thí nghiệm lần thu thể tích sau: 8.90; 8.95; 8.95; 8.90; 8.95 mL dung dịch Na2S2O3 ~0.1N Hãy viết phương trình phản ứng quy trình phân tích Pha vào nước CrO3: H2O + CrO3 HCrO4 (1) 0.25điểm Thêm KI dư: 2CrO4- + 16H+ + 9I- 2Cr3+ + 3I3- + 8H2O (2) 0.25điểm Chuẩn độ với Na2S2O3: 2S2O32- + I3- S4O62- + 3I- (3) 0.25điểm Với dung dịch K2Cr2O7 0.100000 N: Cr2O72- + 14H+ + 9I- 2Cr3+ + 3I3- + 7H2O (4) 0.25điểm Nhận thấy chuỗi phản ứng xác định lại nồng độ Na2S2O3 dùng K2Cr2O7 có chất với chuỗi phản ứng xác định nồng độ CrO3 dung dịch xi mạ Ta dễ dàng thấy I- thực không tham gia vào phản ứng mà chất trung gian (vì đuợc hoàn trả lại phản ứng 3) Đuơng lượng CrO3 3, đuơng lượng Na2S2O3 0.25điểm Hãy tính nồng độ đương lượng dung dịch Na2S2O3 nồng độ (g/L) CrO3 dung dịch xi mạ Lưu ý: Kết phân tích biểu diễn có kèm theo sai số, với P = 0.95 Xác định nồng độ xác dung dịch Na2S2O3 ~0.1N Trung bình thể tích dung dịch Na2S2O3 ~0.1N tiêu tốn cho 10 mL K2Cr2O7 (0.100000± 0.000035)N: V Na2 S2O3 8.93 mL , 0.25điểm Độ lệch chuẩn SVNa2 S 2O3 0.02739 mL 0.25điểm Nồng độ đương lượng Na2S2O3 : N Na2 S 2O3 N K 2Cr2O7 V K 2Cr2O7 V Na2 S2O3 0.100000 * 10 0.111982 ( N ) 0.5điểm 8.93 N Na S O N Na S O3 N K Cr2 O7 N K Cr O 2 VK Cr2 O7 VK Cr O 2 V Na S O3 V Na S O3 2 0.000035 0.02 * 1.96 0.02739 * 2.776 0.100000 10 * 8.93 * 0.0042 N Na S O3 0.0042 * 0.11982 0.00047 ( N ) Sai số: N Na2 S 2O3 0.11198 0.00047 ( N ) Độ xác: 99.58% 0.25điểm Xác định nồng độ xác CrO3 dung dịch xi mạ Trung bình thể tích dung dịch Na2S2O3 ~0.1N tiêu tốn cho 10 mL dung dịch xi mạ pha loãng V Na2 S2O3 24.32 mL , 0.25điểm Độ lệch chuẩn SVNa S O 0.115 mL 0.25điểm 2 Nồng độ CrO3 dung dịch xi mạ: 0.5điểm C CrO3 ( g / L) C M (CrO3 ) * M CrO3 N Na2 S 2O3 V Na2 S 2O3 CrO3 CCrO3 VCrO3 VCrO * M CrO3 N Na2 S 2O3 V Na2 S 2O3 * M Cr * M O * VCrO3 * M CrO3 * V250 V10 V250 V10 0.11198 24.32 250 * * 99.9943 * 226.93 ( g / L) 10 10 Sai số: M Cr2O3 C VCrO3 N CrO3 N Na2 S 2O3 N Na S O 2 3 * M Cr MO VNa2 S 2O3 V Na S O 2 0.00062 3 * 0.00032 0.0011 0.25điểm M CrO3 M CrO 2 V250 V250 2 V10 V 10 2 0.02 *1.96 0.00047 0.115 * 2.776 0.0011 0.25 * 1.96 0.01 * 1.96 250 10 10 * 0.11198 24.32 * 99.9943 0.0017532 0.004197 2 0.00587 2 0.0000112 0.001962 0.001962 0.0079 CCrO3 0.0079 * 226.93 1.79 ( g / L) 0.25điểm C CrO3 226.9 1.8 ( g / L) Độ xác: 99.21% Cho biết: σpipet = 0.01 mL, σbinhdinhmuc = 0.25 mL, Cr = 51.9961 ± 0.0006, O = 15.9994 ± 0.0003 Các số liệu khác tra bảng tóm tắt công thức 2 điểm Pha đệm borate, pH từ muối sodium tetraborate ngậm 10 H2O acid HCl NaOH Hãy tính khối lượng loại hóa chất cần thiết để pha 1L dung dịch đệm borate pH có đệm π = 0.1 Cho biết acid boric có pKa = 9.24 (giả thiết hóa chất có độ tinh khiết 100% theo công thức ghi nhãn), cho trọng lượng phân tử Na: 22.98977; B: 10.811, O: 15.9994, Cl: 35.4527, H: 1.00794 - Dung dịch đệm Borate có thành phần sau: acid boric H3BO3 baz liên hợp H2BO3- - Hòa sodium tetraborate Na2B4O7.10 H2O nuớc: Na2B4O7 + 5H2O 2H3BO3 + NaH2BO3 Như dung dịch sodium tetraborate có thành phần H3BO3/NaH2BO3 tỷ lệ 1:1, dung dịch đệm có 0.5điểm pH pK a lg NaH BO3 9.24 0.25điểm H BO3 - Dung dịch đệm borate có đệm π=0.1 có: 0.5điểm 2.303 * Cbuffer * K H Ka H 2.303 * Cbuffer a Cbuffer 10 9.24 *10 9 10 9.24 10 9 0.53393 * Cbuffer 0.187 ( M ) 0.53393 Như để pha 1L đệm có đệm π=0.1 cần phải dùng luợng sodium tetrabotare tương đuơng với 0.187 mol B, tức phải dùng 0.187/4 = 0.0468 mol Na2B4O7.10 H2O 0.25điểm M Na2 B4O7 10 H 2O * 22.98977 * 10.811 17 * 15.9994 20 * 1.00794 381.372 M Khối lượng muối cần lấy: m = 0.0468 * 381.372 = 17.848 g 0.25điểm Do dung dịch có pH = 9.24 tức [NaH2BO3] = [H3BO3] = 0.187/2 = 0.0935 M 0.25điểm nên cần phải dùng HCl để chỉnh pH 9, tức thay đổi tỷ lệ [NaH2BO3]/[H3BO3] cho pH = theo phản ứng NaH2BO3 + HCl H3BO3 + NaCl 0.25điểm pH pK a lg NaH BO3 9.24 lg NaH BO3 NaH BO3 10 0.24 0.575 0.5điểm H BO3 H BO3 H BO3 Lại có [NaH2BO3]+[H3BO3] = 0.187 M [NaH2BO3] = 0.068 M; [H3BO3] = 0.119 M Vậy cần dùng 0.0935 – 0.0683 = 0.0352 mol HCl 0.5điểm Nếu giả thiết nồng độ HCl đậm đặc 12M thể tich HCl cần lấy V = 0.0252*1000/12 = 2.1 mL 3 điểm Chuẩn độ Ba2+ 0.05M EDTA 0.05 M pH = 10.9 thị NET Hãy thiết lập điều kiện chuẩn độ Hãy tính sai số phép chuẩn độ lấy điểm cuối màu trung gian màu rõ rệt Hãy cho nhận xét phép chuẩn độ Cho biết pKBaY = 7.8, pKBaNET = 3.0, thị NET có pKa2 = 6.3, pKa3 = 11.6, EDTA có pK1 = 2, pK2 = 2.67, pK3 = 6.7 pK4 = 10.26 Phương trình chuẩn độ: 0.25điểm Ba’ + Y’ BaY Phản ứng thị điểm tương đuơng: 0.25điểm BaInd + Y’ BaY + Ind’ Phản ứng phụ: Y H+: Y4- + nH+ HnY(4-n)- Tại pH = 10.9: Y (H ) 1 H H K4 K4 K3 H K4 K3K2 H K K K K1 1 10 10.9 10 0.09 1.23 0.25điểm 10 10.26 Giữa Ind H+: Ind3- + mH+ HmY(4-m)- Tại pH = 10.9: NET ( H ) 1 H H K3 K3K2 H K K K1 1 10 10.9 10 0.78 6.01 0.25điểm 10 11.6 pK’BaY = 7.8 – 0.09 = 7.7 pK’BaNET = 3.0 – 0.78 = 2.22 0.25điểm Điều kiện chuẩn độ εNQ < 0.001 pK’BaY – pCo – pDF=1 = 7.7 + lg 0.05 - lg = 6.1 > chuẩn độ xác đến 99.9% (mặc dù khoảng bước nhày hẹp) 0.25điểm F = 0.99 99% Ba2+ chuẩn độ C Ba C o D F pBa pC o pD F 3.6 0.25điểm 100 F = 1.00 100% Ba2+ thành BaY pBa = 0.5(pCo + pDF + pKBaY - pαY(H)) = 4.65 0.25điểm F = 1.01 dư 1% Y’ so với Ba pBa = pKBaY - pαY(H) – p(F-1) = 7.7 – = 5.7 0.25điểm Khoảng bước nhảy: pBa: 3.6 – 5.7 Sai số thị: Màu trung gian: pBa = pK’BaNET = 2.22 nằm bước nhảy, sai số thiếu lớn % Ind 10 pBacuoi 10 2.22 * 100 * 100 24% Co D Ba ( L ,OH ) 0.05 0.25điểm Màu rõ rệt: pBa = pK’BaNET +1 = 3.22 nằm bước nhảy, sai số thiếu %Ind 10 pBacuoi 10 3.22 * 100 * 100 2.4% 0.25điểm Co D Ba ( L ,OH ) 0.05 Nhận xét: phép chuẩn độ mắc sai số thiếu thị bền dẫn đến điểm cuối luôn sớm điểm tương đương thị không phù hợp 0.25điểm [...]... Lê Thanh Phong ðề thi mơn: Sức Bền Vật Liệu Học kỳ I, năm học 12-13 Mã mơn học: 1121080 ðề số: 47 ðề thi có 01 trang Thời gian: 90 Phút Khơng sử dụng tài liệu Bài 1: ( 3 ðiểm) Thanh cứng tuyệt đối AC có chiều dài AB = BC = a , chịu liên kết gối tại A và được chống bởi hai thanh 1 và 2 tại C và B như trên hình 1 Các thanh chống này làm cùng loại vật liệu có module đàn hồi E, diện tích mặt cắt ngang F... Ngày 14 tháng 05 năm 2012 Làm đáp án Lê Thanh Phong ðề thi mơn: Sức Bền Vật Liệu Học kỳ I, năm học 12-13 Mã mơn học: 1121080 ðề số: 46 ðề thi có 01 trang Thời gian: 90 Phút Khơng sử dụng tài liệu ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Khoa Xây Dựng và Cơ Học Ứng Dụng Bộ mơn Cơ Học Bài 1: ( 3 ðiểm) Thanh AB cứng tuyệt đối, liên kết và chịu lực như trên hình 1 Các thanh chống CD và BD làm cùng loại vật liệu... Ngày 12 tháng 12 năm 2012 Làm đáp án Lê Thanh Phong ðề thi mơn: Sức Bền Vật Liệu Học kỳ II, năm học 12-13 Mã mơn học: 1121080 ðề số: 48 ðề thi có 01 trang Thời gian: 90 Phút Khơng sử dụng tài liệu ðẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM Khoa Xây Dựng và Cơ Học Ứng Dụng Bộ mơn Cơ Học Bài 1: ( 2 ðiểm) Thanh ABCD cứng tuyệt đối, liên kết và chịu lực như trên hình 1 Các thanh chống AQ và DK làm cùng loại vật liệu... Ghi chú: - Cán bộ coi thi khơng cần giải thích gì thêm Ngày … tháng … năm 2012 Duyệt đề Ngày 12 tháng 12 năm 2012 Soạn đề Lê Thanh Phong ðÁP ÁN SBVL Mã mơn học: 1121080 ðề số: 47 ðợt thi: Học kỳ I, năm học 12-13 (ðA có 02 trang) Bài 1: (3 ðiểm) Hệ siêu tĩnh bậc 1, chọn hệ cơ bản như hình 1a Phương trình chính tắc: δ 11 X 1 + ∆1P = 0 ⇒ X 1 = − ∆1 P (0,25đ) δ 11 Xét cân bằng thanh AC (hình 1b) ... năm 2013 Làm đáp án δ 11 = Lê Thanh Phong Đề thi mơn Phân Tích Định Lượng Lớp Hóa 2006, 15/06/2008, 12:45 Thời gian: 120 phút (khơng tính 5 phút đọc đề) 1 Chuẩn độ kết tủa xác định ion Cl- bằng phương pháp Fajans (3 điểm) Hãy: - Xác định điều kiện chuẩn độ? - Vẽ đường cong chuẩn độ khi nồng độ Ag+ là 0.1N và Cl- là 0.1N? - Chỉ thị sử dụng là các chất hấp phụ phát quang có tính acid yếu như fluorescence... phuơng trình phản ứng: 0.25đ o KI3- + 2Na2S2O3 KI + 2NaI + Na2S4O6 0.25đ - Thêm chỉ thị hồ tinh bột, dung dịch có màu xanh đen do ion I3- bị hấp phụ vào cấu trúc xoắn của phân tử hồ tinh bột, tổ hợp này có màu xanh đen 0.25đ - Chuẩn độ đến hết màu xanh đen, dung dịch chuyển sang màu xanh lam của ion Cr3+.0.25đ Hãy giải thích tại sao: - Khơng chuẩn độ trực tiếp K2Cr2O7 bằng Na2S2O3 0.25đ; 0.25đ Na2S2O3... trường hợp này đều C MgY đối với điểm cuối ở màu trung gian và có pCacuối nằm trong khỏang bước nhảy 5.3÷8.63 ở pH 11 Cho biết: EDTA có pKa1 = 2.0; pKa2 = 2.67; pKa3 = 6.7 và pK4 = 10.33; pKCaY = 10.7; pKMgY = 8.7; pKCaNET = 5.4; pKMgNET = 7.0; NET có pKa2 = 6.3; pKa3 = 11.6 Đề thi mơn Phân Tích Định Lượng Lớp Hóa 2006A, 26/06/2008, 6:45 Thời gian: 120 phút (khơng tính 5 phút đọc đề) Câu 1 3 điểm Các... 10.00 mL mẫu vào erlen 250 mL, o thêm chỉ thị pT 5.1, chuẩn độ đến màu trung gian thì ngưng sẽ tốn khoảng VI =1718 mL NaOH 0.15 M o Thêm chỉ thị pT 10.2, chuẩn độ đến màu trung gian thì ngưng, sẽ tốn khoảng VII = 24-25 mL NaOH 0.15 M Mỗi chỉ thị nên chuẩn lặp tối thi u 3 lần để tăng độ chính xác phép chuẩn độ Tính t an: 0.25đ C MH 3 PO4 C MH 2 SO4 VII VI * C NaOH 10 2VI VII * C NaOH... ) (Hệ dầm chịu uốn) M ki M mi dz = ∑ ki Ei J i Ei J i i =1 i =1 li n ∆km = ∑ ∫ Ghi chú: Cán bộ coi thi khơng cần giải thích gì thêm Ngày … tháng … năm 2013 Duyệt đề Ngày 07 tháng 05 năm 2013 Soạn đề Lê Thanh Phong ðÁP ÁN SBVL Mã mơn học: 1121080 ðề số: 48 ðợt thi: Học kỳ II, năm học 12-13 (ðA có 02 trang) Bài 1: (2 ðiểm) 4 2a 2 + 3 a a ; L2 = L1 = a + = 3 3 3 Đây là hệ siêu tónh bậc một Chọn hệ cơ... sai số thi u Ví dụ như khi Co = 0.001M thì pCaF=0.99 = 3 + 0.3 + 2 = 5.3, pCaF=1.01 = pKCa - pαY(H) – 2 = 8.7 - pαY(H) (=8.24 ở pH 10 và 8.63 ở pH11) Như vậy chỉ thị NET sẽ đổi màu trước điểm tương đuơng do pCacuối = 4.8 Ngồi ra chỉ thị màu sẽ khó nhận thấy do phức CaNET có màu đỏ nho yếu Giải pháp cần thi t là dùng MgY thêm vào dung dịch Ca2+ đã có thêm chỉ thị NET, lúc đó xảy ra phản ứng sau CaNET