BÀI 1- PHẦN 2. ĐIỀU CHẾ DUNG DỊCH KEO

VÀ XÁC ĐỊNH NGƯỠNG KEO TỤ.

I. MỤC ĐÍCH :

Điều chế dung dịch keo Fe(OH)3. Xác định ngưỡng

keo tụ của dung dịch này với chất điện li Na2SO4.

II. KIẾN THỨC LÍ THUYẾT :

-Hạt keo là hạt có kích thước nằm giữa hạt vĩ mô

và hạt vi mô.Vì vậy, ta có thể điều chế dung dịch

keo bằng cách ngưng tụ từ dung dịch thực hoặc phân

tán từ hệ phân tán thô.

-Phương pháp ngưng tụ: tập hợp các hạt có kích

thước nhỏ thành hạt có kích thước lớn như hạt

keo.Có thể làm bằng phản ứng hóa học hoặc thay thế

dung môi…

-Phương pháp phân tán: dùng năng lượng cơ, điện,

chất điện li…để phân tán các hạt lớn về kích thước

hạt keo.

Ví dụ:Điều chế keo AgI bằng phương pháp ngưng tụ:

+Keo âm: dùng pipet cho vào bình nón 20ml dung

dịch KI 0,05N. Từ buret cho từng giọt AgNO3 0,05N

vừa thêm vừa lắc cho đến hết khoảng 18- 20ml AgNO3

0,05N, ta được hạt keo âm có cấu tạo:

[(AgI)m.nI (n-x)K+]x- .xK+

1

+Keo dương: cho vào bình nón 20ml dung dịch AgNO3

0,05N. Từ buret cho từng giọt KI 0,05N vừa thêm vừa

lắc cho đến hết khoảng 15- 18ml KI, ta được hạt keo

dương có cấu tạo:

[(AgI)m.nAg (n-x)NO3-].xNO3

-

Chú ý: thử dấu của keo bằng cách lấy 1 mảnh giấy

lọc, một đầu nhúngvaof dung dịch keo. Vì giấy lọc

làm từ xenlulo khi thấm nước sẽ tích điện âm. Nếu

hạt keo tích điện âm thì nó sẽ theo mao quản của

giấy lọc mà lan đi xa. Nếu hạt keo tích điện dương

thì nó bị giữ lại ở đầu chỗ nhúng của giấy lọc.

TRẢ LỜI CÂU HỎI:

1)Dung dịch keo là gì? Có mấy cách điều chế dung dịch keo?

-Dung dịch keo là hệ phân tán trong đó các hạt

của chất phân tán có đường kính cỡ 10-7 đến 10-9.

-Có 2 phương pháp điều chế dung dịch keo:

+Phân tán từ hệ phân tán thô.

+Ngưng tụ từ dung dịch thực.

2)Viết cấu tạo hạt keo dương AgI và hạt keo âm H2SiO3?

-Keo dương AgI: [(AgI)m.nAg (n-x)NO3-].xNO3

-.

-Keo âm H2SiO3: [(H2SiO3)m.nSiO32-.(2n-x)K+].xK+.

3)Ngưỡng keo tụ là gì? Nó phụ thuộc vào những yếu tố nào?

2

-Ngưỡng keo tụ: là nồng độ tối thiểu của dung

dịch keo để có thể xảy ra quá trình keo tụ.

-Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ:

+Nồng độ.

+Nhiệt độ.

+Khuấy trộn.

+Thời gian.

+Chất điện li quan trọng và có ý nghĩa

nhất.

+Yếu tố bên ngoài.

III. PHẦN THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ:

1.Dụng cụ và hóa chất:

-Đèn cồn :1 cái

-Cốc chịu nhiệt 250ml :1 cái

-Pipet1, 2, 10ml :2 cái mỗi loại

-Ống nghiệm :12 cái

-Kiềng sắt + lưới Amiang :1 bộ

-Dung dịch FeCl3 10%

-Dung dịch Na2SO4 0,002M

-Nước cất

2.Cách tiến hành: Điều chế dung dịch keo Fe(OH)3:

-Cho 95ml nước cất vào cốc chịu nhiệt 250ml

đun sôi trên đèn cồn.

3

-Dùng pipet hút chính xác 5ml dung dịch FeCl3

10% rồi nhỏ từng giọt vào cốc nước đang sôi cho đến

hết.

-Đun sôi tiếp 5 phút rồi lấy ra đẻ nguội bằng

nhiệt độ phòng ta được dung dịch keo Fe(OH)3.

Hình ảnh minh họa

Xác định ngưỡng keo tụ:

Ống 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

H2O9.

0

8.

9

8.

8

8.

7

8.

6

8.

5

8.

4

8.

3

8.

2

8.

1

Na2SO40.

0

0.

1

0.

2

0.

3

0.

4

0.

5

0.

6

0.

7

0.

8

0.

9Fe(OH)3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1Hiện

tượng- - - - + + + + + +

Tổng cộng mỗi ống là 10ml

Quan sát ống nào đục(keo tụ) đánh dấu (+), ống

nào trong đánh dấu (-).

Lấy ống đục đầu tiên để tính kết quả theo công

thức

4

Trong đó: V1 là thể tích của dung dịch Na2SO4

V2 là thể tích dung dịch keo

là ngưỡng keo tụ (mmol/l)

IV.XỬ LÍ SỐ LIỆU VÀ TÍNH TOÁN KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM:

= (mmol/l)

Vậy ngưỡng keo tụ là: 0,8(mmol/l)

Nhận xét: Nồng độ chất điện li đóng vai trò quan

trọng nhất đến quá trình keo tụ.

Sự khác biệt giữa dung dịch thực và dung dịch

keo là:

-Hạt keo có kích thước lớn hơn phân tử nên tốc

độ khuếch tán chậm hơn phân tử.

-Các hạt keo có kích thước nhỏ nên thường không

bền về mặt nhiệt động có xu hướng liên kết lại với

nhau thành các hạt có kích thước lớn hơn diện tích

bề mặt giảm năng lượng bề mặt giảm(có lợi về mặt

năng lượng)

V. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:

5

BÀI 2: XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ CÂN BẰNG CỦA PHẢN ỨNG

KI + I2 = KI3 TRONG DUNG DỊCH NƯỚC

I.MỤC ĐÍCH:

Áp dụng định luật phân bố để xác định hằng số

cân bằng trong nước của phản ứng: KI2 + I2 = KI3

II. KIẾN THỨC LÝ THUYẾT:

Ta biết rằng, khi hai chất lỏng không tan vào

nhau thì hỗn hợp sẽ được tách làm hai (lớp nặng

hơn ở dưới và nhẹ hơn ở trên, chính xác hơn là:

chất có tỉ trọng lớn hơn nằm dưới). Nếu ta thêm

1 chất thứ 3 nào đó có khả nng hoà tan trong hai

chất kia thì chất đó sẽ phân bố giữa hai chất

lỏng tạo thành hai dung dịch cân bằng có nồng độ

6

khác nhau. Đây chúng ta giả thiết rằng giữa

chất tan và môi trường không có phản ứng hoá học

xảy ra.

Theo nhiệt động học, ở điều kiện cân bằng,

thể hóa học của chất tan trong hai pha phải khác

nhau.

µ1 = µ 01 + RTlna1 µ2 =

µ 02 + RTlna2

µ 01 và 02 là thế hoá tiêu chuẩn của chất tan

trong dung môi tương ứng: a1, a2 là hoạt độ của

chất tan trong hai dung môi. Theo điều kiện cân

bằng ta viết:

µ 01 + RTlna1 = µ 02 + RTlna2

02 - 01 = RT ln ở nhiệt độ

không đổi ta có thể viết:

ln = = Const hay : = exp

= K

K được gọi là hệ số phân bố, K chỉ phụ thuộc vào

bản chất các chất và nhiệt độ .Đối với dung dịch

loãng có thể thay hoạt độ của chất tan bằng nồng

độ

7

Cách tính trên chỉ đúng khi các chất không

làm thay đổi sự tab lẫn của hai chất lỏng và các

chất tan không có sự phân ly hoặc kết hợp

Nếu có sự phân ly của chất tan trong 1 pha:

giả sử chất tan KA phân bố giữa dung môi 1 và 2,

trong dung môi 1 chất K không phân ly (Hình 3)

KA K+ + A-

KA

Nếu gọi nồng độ của KA trong dung môi 1 là C1

và độ phân ly của của KA là α thì nồng độ của

từng ion trong dung môi là αC1. Nồng độ KA không

phân ly là (1 – α ) C1 .Khi đó hằng số phân ly

của KA là:

KPL=- (1- )=

KPL là hằng số phân ly

Mặt khác phân tử KA không phân ly lại nằm cân

bằng với KA trong dung môi 2 hệ số phân bố:

8

KPB = = hay K KPL = =

K

K là hằng số phân bố

Nếu có sự kết hợp của chất tan trong l pha

thì K=

TRẢ LỜI CÂU HỎI:

Câu 1: Phát biểu và viết biểu thức của định luật phân bố.

Định luật phân bố : nếu ta thêm một chất thứ

ba nào đó có khả năng hòa tan trong 2 chất kia

thì chất đó sẽ phân bố giữa hai chất lỏng tạo

thành 2 dung dịch cân bằng có nồng độ khác nhau

Nếu C1 và C2 là nồng độ của cấu tử chất tan

trong hai dung môi 1 và 2, khi cân bằng ở nhiệt

độ không đổi, thì ty số C1/C2 là một hằng số và

được gọi là hệ số phân bố K

K=

Câu 2: Chứng minh rằng với cùng một lượng dung môi

nếu tiến hành chiết nhiều lần thì có lợi hơn chiết một lần.

Cùng một lượng dung môi nếu tiến hành chiết

nhiều lần thì có lợi hơn chiết một lần vì:

9

Chiết một lần lượng chiết được là: m=a.(1-

)

- Lần chiết thứ nhất:

Vc

Nồng độ chất tan trong dung môi chiết:

V0,a

Nồng chất tan trong dung dịch:

K=

K.

x =a.

-Lần chiết thứ 2:

Nồng độ chất tan trong dung môi chiết:

Nồng độ chất tan trong dd:

K=

10

x2=x1.

Thay x1 đã tính được ở trên vào công thức tính

x2:

x2=a.(

Sau lần chiết thứ n:

xn=a.(

Lượng chất chiết được sau n lần chiết là:

m=a.

Chiết n lần có lợi hơn chiết 1 lần.

Câu 3: Viết biểu thức tính K phân bố và K cân bằng, cho

biết chúng phụ thuộc vào những yếu tố nào.

Công thức tính hằng số phân bố:

K=exp =

Hằng số phân bố chỉ phụ thuộc vào bản chất

các chất và nhiệt độ.

Công thức tính hằng số cân bằng đối với pứ

trong bài này:

KCB=

11

Hằng số cân bằng phụ thuộc nồng độ, nhiệt độ,

áp suất và bản chất của các chất.

Câu 4: Tại sao khi chuẩn bị độ I2 trong dung dịch H20 thì

không nên cho hồ tinh bột vào ngay từ đầu và khi chuẩn I2 trong

dung dịch CCl4 phải thêm dung dịch KI vào.

-Khi chuẩn độ I2 trong dd H2O thì không nên

cho HTB vào ngay từ đầu vì: HTB có cấu tạo dạng

xoắn hấp thụ I2 gây sai số chuẩn độ.

-Phải thêm dd KI vào để hòa tan I2 vì:

KI + I2 KI3

Khi thêm đ KI vào tăng cân bằng dịch

chuyển theo chiều thuận là chiều tạo KI3.

III. PHẦN THỰC NGHIỆM:

Áp dụng định luật phân bố để xác định hằng số

cân bằng của phản ứng

KI + I2 KI3 trong nước

Trong môi trường nước có hằng số cân bằng KCB=

(1)

Cân bằng dị thể của I2 giữa hai lớp tuân theo

định luật phân bố:

K=

12

Như vậy nếu ta pha 1 trong hai hỗn hợp I2

trong nước và CCL4 rồi chuẩn độ lượng l2 trong 2

lớp ta sẽ tính được KPB.Ta sẽ xác định được lượng

I2 trong lớp nước.Chuẩn độ I2 trong lớp nước ta

sẽ thu được lượng (I2) tổng cộng bao gồm I2

tự do và I2 đã ở trong KI3 (tức là KI3). KI + I2

KI3

Phản ứng KI + I2 KI3 trong nước

Do đó ta tính được:(KI3)=(I2)TC-(I2)H O I

Biết nồng độ [KI] ban đầu là [KI0] ta se

tính được nồng độ [KI] khi cân bằng : [KI]cb

=[KI0]-[KI3]

Biết (I2)H O , [KI3]cb , [KI]cb ta sẽ tính

K theo (1)

1.Dụng cụ và hóa chất:

Phêu chiết 250ml : 2 cái

Bình nón 500ml (nút mài) : 2 cái

Bình nón 100ml (nút mài) : 2 cái

Cốc 100ml : 2 cái

Bình nón 250ml : 2 cái

Pipet 1,2,5,10,25 ml : 2 cái

Buret 25 ml hoặc 50 ml : 6 cái

13

KI 0,1N và 1N :1 cái

I2 bão hòa trong CCl4 :2 cái

Na2S203 0,01 và 0,001N

Hồ tinh bột

2.Cách tiến hành:

Hình ảnh minh họa

Cho vào 2 bình nón nút mài mỗi bình 10ml I2

trong CCl4 .Bình thứ nhất thêm vào 10ml nước

cất ,bình thứ hai thêm vào 50ml KI 0,1N.Đậy nắp

,lắc ky trong vòng 30 phút ,thỉnh thoảng mở nút

cho hơi CCl4 bay ra. Sau khi lắc xong cho vào hai

phêu chiết để yên trên giá cho hệ tách lớp.

Chiết lấy lớp CCl4 (phần dưới) vào hai bình nón

nút mài 100ml. Phần còn lại vẫn để nguyên trong

phêu chiết

Tiến hành chuẩn độ:

-Chuẩn độ I2 trong CCl4 bằng Na2S203 0,01N: Mỗi

lần lấy chuẩn 1ml + 10ml KI 0,1N chuẩn cho màu

dung dịch chuyển từ nâu sang vàng rơm mới cho hồ

tinh bột vào.Chuẩn đến khi dung dịch mất màu

14

xanh thì dừng lại (chú ý: khi chuẩn cần lắc mạnh

để I2 trong CCl4 chuyển lên hết lớp KI). Chuẩn 3

lần lấy kết quả trung bình

- Chuẩn I2 trong lớp nước bằng Na2S203

0,001N :Mỗi lần chuẩn lấy 10ml

Dung dịch Na2SO4Dung dịch I2 (mẫu

chuẩn)

Nồng

độ(N)

V(ml

)

V(ml

)Nồng độ(N)

Phễ

u 1

Lớp

H2O0,001N 25 10 1,25.10-3

Lớp

CCl

4

0,01N 20,6 1 0,103

Phễ

u 2

Lớp

KI0,01N 7,5 2 0,01875

Lớp

CC

l4

0,01N 5,83 1 0,02915

III/XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ TÍNH TOÁN KẾT QUẢ

Phương trình phản ứng:

Na2S3O2 + I2 =Na2S4O6 + 2NaI

Theo định luật đương lượng:

Ta có: CN(Na S O ). V(Na S O ) = CN(I ). V((I )

CN(I ) =

Vậy theo số liệu ta có:

15

Phêu 1: H O = =1,25.10-3 M

CCl = = 0,103 M

Phêu 2: TC = =0,01875 M

CCl = =0,02915 M

Theo định luật phân bố:

KPB = = =0,01214

Ta có:

H O = KPB . CCl (Phêu 2)

= 0,01214.0,02915=3,53881.10-4 M

= TC - H O =0,01875 - 3,53881.10-4

=0,0184 M

= = M

CB = - = - 0,0184 = 0,06493

M

Vậy hằng số cân bằng của phản ứng: KI + I2

KI3

KCB = = =800,74

16

Vậy: KCB = 800,74

IV.NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:

..................................................

..................................................

..................................................

BÀI 3: XÁC ĐỊNH NĂNG LƯỢNG HOẠT HÓA

CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC.I. Mục đích:

Xác định năng lượng hoạt hóa E của phản ứng thủy

phân etyl axetat:

CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OH

II. Kiến thức lý thuyết :

Xét phản ứng: AB → A + B

Phản ứng đi qua trung thái trung gian bằng cách

tạo ra phức chất hoạt động

17

AB → X* → A + B

Để hình thành phức trung gian phải cung cấp cho

hệ một năng lượng hoạt hóa E1. Quá trình ngược lại

phải cung cấp cho hệ một năng lượng hoạt hóa E2.

Ta thấy mức năng lượng của AB lờn hơn mức năng

lượng A+B là ∆H = E2+E1.

Như vậy có nghĩa là phản ứng theo chiều thuận là

phản ứng thu nhiệt. Vậy trạng thái X* là trạng thái

chung cho phản ứng thuận và phản ứng nghịch. Mức

năng lượng X gọi là thềm năng lượng mà một phản ứng

muốn tiến hành được phải vượt qua mức năng lượng

đó. Như vậy năng lượng hoạt hóa là năng lượng cần

thiết đẻ bổ sung vào hệ để cho hệ có năng lượng

bằng hoặc lớn hơn mức X*.

Bài này xác định năng lượng hoạt hóa của phản

ứng:

CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH +

C2H5OH

Theo phương trình Arrhenius: lg = .

Như vậy nếu xác định được hằng số tốc độ k ở

nhiệt độ T1 và T2 ta sẽ xác định được E.

18

Nếu khi thực hiện phản ứng (1) lấy lượng nước là

rất lớn hơn nhiều lần so với etylaxetat thì ta có

thể xem nồng độ nước là không thay đổi và phản ứng

tiến hành theo cơ chế bậc 1.

Phương trình động học có dạng : lg

Trong đó: C là nồng đọ etylaxetat ban đầu.

x là lựợng etylaxetat đã

phản ứng ở thời gian t

Vậy muốn xác định k thì ta phải xác định nồng

độ ở các thời điểm khác nhau rồi từ đó tính ra.

TRẢ LỜI CÂU HỎI:

Câu 1: Năng lượng hoạt hóa là gì?

- Năng lượng họat hóa là năng lượng dư tối thiểu

mà hệ phản ứng cần phải có so với năng lượng trung

bình của hệ ban đầu để phản ứng có thể xảy ra.

Câu 2: Nhiệt độ có ảnh hưởng như thế nào đến tốc độ phản

ứng?

- Sự ảnh hưởng của nhiêt độ tới vận tốc của phản

ứng là: nếu nhiệt độ phản ứng càng cao thì phản ứng

xảy ra càng nhanh.

Câu 3: Nồng độ NaOH có ảnh hưởng gì đến chuẩn độ?

- Sự ảnh hưởng của nồng độ NaOH tới chuẩn độ là

: không nên dùng nồng độ quá loãng vì khó phát hiện

19

điểm tương đương, không nên dùng nồng độ cao dê dẫn

dến sai số lớn. Nồng độ NaOH hay dùng là 0,1N.

I II. Phần thực nghiệm:

1. Dụng cụ hóa chất:

Bình tam giác nút mài 250ml : 2 cái

Bình tam giác nút thường 250ml : 6 cái

Bình cầu đáy tròn 250 ml : 1 cái

Sinh hàn thẳng : 1 cái

Ống hút 10ml : 2 cái

Buret 25ml : 1 cái

Bếp cách thủy : 2 cái

Nhiệt kế 100 C : 1 cái

CH COOC H tinh khiết

NaOH 0,1N

Phenolftalein

2. Cách tiến hành: Tiến hành 2 thí nghiệm song song

giống nhau, chỉ khác nhau về nhiệt độ tiến hành.

1 thí nghiệm tiến hành ở nhiệt độ phòng, 1 thí

nghiệm tiến hành ở nhiệt độ phòng + 10 C

Cách làm: Cho vào hai bình tam giác 250ml nút

mài, mỗi bình 100ml HCl 0.1N, một bình để ở nhiệt

độ phòng, bình còn lại cho vào bếp cách thủy đun ở

nhiệt độ phòng + 10 C. Sau đó cho vào mỗi bình 5ml

20

etylaxetat nguyên chất. Lắc đều và tính thời gian

từ đó.

Xác định V : Lấy 10ml dung dịch ở một trong hai

bình tam giác chuẩn độ bằng NaOH 0,1N với chỉ thị

phenolftalein(dung dịch chuyển sang màu hồng thì

dừng ).

Xác định V : Lấy 10ml dung dịch ở bình tam giác

còn lại cho vào bình cầu có sinh hàn, đặt vào bình

cách thủy đun ở nhiệt độ 80-90 C trong vòng 120

phút (thỉnh thoảng lắc và cho ít nước cất qua sinh

hàn). Lấy ra để nguội bằng nhiệt độ phòng, rồi đem

định phân toàn bộ bằng NaOH 0,1N.

Xácđịnh V : Trong hai bình trên, cứ 20 phút lấy

ra mỗi bình 10ml để chuẩn độ (nhớ cho thêm 10ml

nước cất và 3 giọt phenolftalein) chuẩn bằng NaOH

0,1N cho đến khi màu hồng xuất hiện. Làm 5-6 lần.

3. Kết quả thí nghiệm:V = 9,6ml, V = 36ml

T T(phú

t)

V

20 40 60 80 100 12010

,3

11 11,6 12,6 13,3 13,7

T (T1+1

0)

T(phú

t)

V

20 40 60 80 100 12011 12,

2

13,6 15 16 17,2

4. Xử lý kết quả:

21

Gọi V là thể tích NaOH cần để chuẩn lượng HCl

ban đầu có trong 10ml lấy mỗi lần chuẩn. Như vậy

giá trị (V - V ) là thể tích cần thiết để chuẩn

lượng CH3COOH sinh ra do phản ứng thủy phân sau

thời gian t.

Từ đó ta suy ra lượng etylaxetat đã phản ứng x sau

thời gian t tỉ lệ với (V -V ), do vậy ta viết

x=m((V - V ), trong đó m là hệ số tỉ lệ.

Một cách tương tự như vậy, lượng CH3COOC2H5 đã

phản ứng ở thời điểm vô cùng sẽ tỉ lệ với (V - V

). Lượng này chính bằng lượng CH3COOC2H5 ban đầu C

= m (V - V ).

Do vậy ta có lg (V - V )=lg (V - V ) -

Tính E theo công thức:

lg = .

Suy ra: E= lg

t(phút

)20 40 60 80 100 120

22

lg(V -V

)

t =250

C

1.410 1.398 1.387 1.3691.35

61.348

lg(V -V

)

t =350

C

1.398 1.377 1.350 1.3221.30

11.274

Vẽ đồ thi xác định k và k

k =-2,303tg , k =-2,303tg

Tính E theo công thức:

lg = . E= lg

(cal/mol)

23

Biểu đồ xác định K1 và K2

y = -0.0013x + 1.4246

y = -0.0006x + 1.4234

1.26

1.28

1.3

1.32

1.34

1.36

1.38

1.4

1.42

0 20 40 60 80 100 120 140Thời gian(t)

Lg(Vc-V

t) Nhiệt độ phòngNhiệt độ phòng+10Linear (Nhiệt độ phòng+10)Linear (Nhiệt độ phòng)

- Dựa vào đồ thị ta có: tg = -0,0006 =

1,3818.10-3

tg =

-0.0013 =2,9939.10-3

-Thay vào công thức: E= lg

suy ra: E=14100(cal/mol)

Vậy: Năng lượng hoạt hóa của pứ này trong môi

trường axit là:

E=14100(cal/mol)

IV. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:

..................................................

..................................................

24

..................................................

..................................................

BÀI 4: HẤP PHỤ ĐẲNG NHIỆT VÀ PHƯƠNG TRÌNH FRENDLICH

I/ MỤC ĐÍCH: Xác định sự hấp phụ axit axetic bởi

than hoạt tính trong dung dịch nước

II/ KIẾN THỨC LÝ THUYẾT:

Sự hấp phụ chất không điện ly hoặc chất điện ly

yếu trên ranh giới phân chia pha rắn lỏng thuộc vào

loại đặc tính hấp phụ phân tử và tuân theo phương

trình Gibbs. Nếu chất tan bị hấp phụ một lượng lớn

hơn dung môi thì sự hấp phụ đó gọi là hấp phụ

dương, còn ngược lại là hấp phụ âm. Sự hấp phụ của

các chất hữu cơ cùng một dãy đồng đẳng tuân theo

quy tắc Traube: Sự hấp phụ giảm với sự tăng chiều

dài mạch bởi vì với sự tăng kích thước phân tử tiết

diện sử dụng của chất hấp phụ để hấp phụ bị giảm,

các phan tử lớn không bị rơi vào lỗ hẹp của chất

hấp phụ.

Sự hấp phụ trên ranh giới rắn lỏng tuân theo quy

tắc thăng bằng độ phân cực của Rebindis: Các chất

bị hấp phụ trên ranh giới phân chia pha chỉ xãy ra

25

trong trườn hợp nếu do sự có mặt của nó ở lớp bề

mặt làm cho hiệu số độ phân cực của pha bị giảm .

Để đo sự hấp phụ, người ta cho một lượng cân

chính xác chất hấp phụ vào các thể tích như nhau

của dung dịch chấ bị hấp phụ. Lượng chất bị hấp phụ

được tính như là hiệu số nồng độ đầu và nồng độ cân

bằng trong các thể tích như nhau của dung dịch.

Trong các dung dịch loãng, thông thường người ta

không tính sự hấp phụ của dung môi. Theo các dữ

kiện thực nghiệm xây dựng đồ thị sự phụ thuộc khối

lượng chất bị hấp phụ vào nồng độ cân bằng của nó

trong dung dịch.

Sự hấp phụ trên vật xốp từ dung dịch loãng được

mô tả bằng phương trình thực nghiệm Frenlich:

X/m = k Cn

Trong đó: X là số mol chất bị hấp phụ (mol/l)

m là khối lượng chất hấp phụ (g)

C là nồng độ cân bằng (mol/l hay mmol/l)

k là hằng số tương ứng cho khối lượng của

chất bị hấp phụ ở nồng độ cân bằng.

n là hằng số (n = 0,1 ÷ 0,5)

Để tìm hằng số k và n thì chuyển phương trình

trên thành dạng khác:

26

lg = lgk + nlgC và tg = n =

Khi đó đồ thị phụ thuộc lg(x/m) vào lgC là đường

thẳng như hình 6 TRẢ LỜI CÂU HỎI   :

Câu 1: Hấp phụ là gì? Có mấy loại hấp phụ ?

-Hấp phụ là quá trình chất chứa các phân tử chất

khí,lỏng hay chất hòa tan lên bề mặt phân cách pha.

Bề mặt phân cách pha có thể là khí- lỏng, khí- rắn

hay lỏng-lỏng, lỏng- rắn…

*Phân loại hấp phụ:có 2 loại hấp phụ : là hấp

phụ vật lí và hấp phụ hóa học.

Câu 2: Những thuyết nào đã học về hấp phụ?

*Có 3 thuyết đã học về sự hấp phụ

- Thuyết hấp phụ đẳng nhiệt frendlich

- thuyết của Langmuir

- Thuyết của Bet

Câu 3 : Giải thích cách tính các hằng số k, n?

-Giải thích cách tính các hằng số n, K

+Dựa vào đồ thị phụ thuộc giữa Lg(x/m) và LgC ta

biết được tg .

Lại có : tg = n.

-Thay n vào phương trình lg lgK+n.lgC. Ta rút

ra được K.

Câu 4 : Những sai số nào có thể gặp trong quá

27

trình thí nghiệm?

-Những sai số nào có thể gặp trong quá trình thí

nghiệm.

+ Sai số chủ quan : sai số trong quá trình cân,

chuẩn độ, đong, tính toán kết quả.

+ Sai số khách quan : do dụng cụ thí nghiệm, hóa

chất…

Ví dụ : Chuẩn độ là quá trình đi xác định điểm

tương đương, từ điểm tương đương ta suy ra nồng độ

chất cần xác định. Thế nhưng trong thực tế ta không

thể tìm được chỉ thị thay đổi màu tại điểm tương

đương mà chỉ có chỉ thị thay đổi màu trước và sau

điểm tương đương thôi. Như vậy trong quá trình

chuẩn độ tất yếu phải xảy ra sai số chỉ thị.

III/ PHẦN THỰC NGHIỆM:

1/Dụng cụ

Bình tam giác 250ml: :12 cái

Phêu lọc 100 :6 cái

Ống hút 2,5,10,25ml :mỗi loại 1 cái

Buret 25ml :1 cái

Giấy lọc :1 hộp

2/Hóa chất

CH3COOH 0,4N :1 lít

NaOH 0,1N :1 lít

28

Chỉ thị Phenolftalein :1 lọ

3/Cách làm

Cho vào 6 bình tam giác theo tỉ lệ:

Bình 1 2 3 4 5 6CH3COOH 0,4N 50 40 30 20 10 5Nước cất(ml) 0 10 20 30 40 45Than hoạt

tính (g)

1 1 1 1 1 1

Lắc mạnh khoảng 30 phút, sau đó để yên 15 phút

cho cân bằng rồi lọc dung dịch vào 6 bình khác.

Chuẩn độ mỗi bình dung dịch sau khi hấp phụ 2-3 lần

rồi lấy kết quả trung bình.

Chú ý:Mỗi lần chuẩn lấy 10ml và cho thêm 3 giọt

phenolftalein, chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,1N

đến khi xuất hiện màu hồng

Kết quả thí nghiệm được ghi vào bảng sau:

Bình 1 2 3 4 5 6VNaOH 1 35.5 27,7 20 12,9 5,7 2,32 35,6 28 20,1 12,8 5,8 2,33 35,4 27,9 20 12,7 5,7 2,3

NaOH 35,527,8

7

20,0

312,8 5,73 2,3

IV. XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

29

Khối lượng axit bị hấp phụ được tính theo công

thức sau:

A=

Trong đó: C1 ,C2 là nồng độ axít trước và

sau khi hấp phụ.

V:thể tích dung dịch lấy ra để hấp

phụ(50ml)

m:Khối lượng vật bị hấp phụ(than

1g)

Tính toán ta được bảng số liệu sau:

C1 0,4 0,32 0,24 0,16 0,08 0,04

C2 0,3550 0,2787 0,2003 0,128 0,0573 0,023

0,045 0,0413 0,0397 0,032 0,0227 0,017

2,25 2,065 1,985 1,6 1,135 0,85

Lg(x/

m)-2.77 -2.69 -2.83 -2.8 -2.95 -3.07

LgC -0.44 -0.56 -0.68 -0.9 -1.24 -1.64

30

Đồ thị phụ thuộc lg(x/m ) vào lgC

y = 0.3604x - 2.4858

-3.1

-3.05

-3

-2.95

-2.9

-2.85

-2.8

-2.75

-2.7

-2.65

-2.6-1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0

lgC

Lg(x/m)

(lgC,lgx/m)Linear ((lgC,lgx/m))

- Dựa vào đồ thị ta có: n=tg =0,3604

Lgk=-2,4858

k=3,27.10-3

V. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN   :

.................................................

.................................................

31

Hình ảnh minh họa

BÀI 5: NHIỆT HÓA HƠI CỦA CHẤT LỎNG.

I. MỤC ĐÍCH:

-Xác định nhiệt hóa hơi của nước.

II. KIẾN THỨC LÍ THUYẾT:

-Nghiên cứu hiện tượng chuyển pha của chất tinh

khiết không có phản ứng hóa học kèm theo.

-Một trong những đặc trưng quan trọng nhất của

chất lỏng là áp suất hơi bão hòa, nó đặc trưng cho

khả năng bay hơi của một chất.

-Phương trình Clauperon-Claudiut nêu lên mối

quan hệ giữa áp suất hơi bão hòa và nhiệt độ như

sau:

Trong đó: nhiệt hóa hơi

V2: thể tích của pha hơi

V1: thể tích của pha lỏng

-Nếu cho rằng ở nhiệt độ sôi T và áp suất P, thể

tích mol của chất lỏng và của hơi cân bằng là V1 và

V2 tương ứng, thì công do hệ sinh ra để thay đổi thể

tích sẽ bằng: A= P.(V2-V1) = P. V

32

Đạo hàm của công thức theo nhiệt độ ta có:

(1)

Đạo hàm lấy theo điều kiên V không đổi vì áp

suất chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, khônh phụ thuộc

vào thể tích. Ở nhiệt độ sôi chúng có cân bằng L=H.

Vì vậy theo nguyên lí thứ 2 của nhiệt động học

thì nhiệt hóa hơi bằng nhiệt của quá trình thuận

nghịch:

Do đó biểu thức (1) có thể viết:

(2)

Để dê dàng trong việc nghiên cứu cân bằng lỏng -

hơi hay tinh thể- hơi, phương trình Clauperon-

Claudiut có thể đơn giản hóa với các điều kiện sau:

Vhơi>Vlỏng (hay V hơi>V tinh thể) do đó ta có thể bỏ

qua v lỏng hay V tinh thể trong (2). Ở điều kiện

thường điều này cũng được đảm bảo:

Sau khi bỏ qua V1 và thay V2=RT/P vào (2) ta được:

Lấy tích phân bất định của phương trình ta có:

33

lnP = - hay lgP = -

(1)

Trong đó:A=

R=1,987 Cal/mol độ, A có thứ nguyên là độ

Phương trình (1) ứng với sự phụ thuộc tuyến

tính:

LgP = f(1/T) (như hình 7)

Lấy tích phân hữu hạn phương trình trên ta có :

(2)

Biết áp suất hơi bão hoà của chất lỏng ở hai

nhiệt độ sôi ta có thể xác định được nhiệt hóa hơi

của chất lỏng đó dựa theo phương trình (2)

TRẢ LỜI CÂU HỎI   :

1)Chuyển pha là gì ? Có mấy loại chuyển pha, cho ví dụ ?

-Chuyển pha là quá trình chuyển từ pha này sang

pha khác.

-Có 2 loại chuyển pha :

+Loại 1 : là quá trình chuyển pha kèm theo sự

biến thiên nhảy vọt của đạo hàm bậc 1 thế nhiệt

động.

34

tglgP

1/T

+Loại 2 : là quá trình chuyển pha kèm theo sự

biến thiên nhảy vọt của đạo hàm bậc 2 thế nhiệt

động.

2)Với điều kiện nào thì H được tính theo công thức :

lnP = - .

Áp dụng khi : cân bằng lỏng – hơi hay tinh thể -

hơi.

3)Bình ổn áp có vai trò gì trong phòng thí nghiệm ?

Bình ổn áp có vai trò giữ cho áp suất ổn định

trong phòng thí nghiệm.

III. PHẦN THỰC NGHIỆM   :

1.Dụng cụ :

-Bình chứa chất lỏng

-Ống sinh hàn

-Nhiệt kế

-Bình bảo hiểm

-Ổn áp

-Khóa

-Đèn cồn

2. Cách làm : thiết bị áp suất hơi bão hòa :

Phần bay hơi gồm : Bình 2 cổ để chứa chất lỏng

nghiên cứu, một cổ để cắm nhiệt kế, một cổ để cắm

sinh hàn hồi lưu.

35

Phần thay đổi áp suất và đo áp suất : Gồm có máy

hút chân không, bình ổn áp, các khóa để có thể nối

hệ thống chân không với khí quyển hay phần bay hơi.

Tiến hành : Đóng khóa 8, mở khóa 7 rồi cho máy

hút chân không chạy để áp suất trông hệ giảm dần.

Trong khi hệ đã đạt được độ chân không nhất định

thì đóng khóa 7 lại, tắt máy. Khi áp suất trong hệ

bằng áp suất bên ngoài khí quyển thì mức thủy ngân

ở 2 nhánh qua ống chữ u ngang nhau. Dộ chênh lệch

mức thủy ngân trên áp kế chính là độ chênh lệch

giữa áp suất khí quyển và áp suất của hệ.

P = (Pk – h) mmHg

Pk : Áp suất khí quyển

Giá trị Pk đọc trên áp kế có trong phòng thí

nghiệm.

Để nguyên chất lỏng trong hệ, dùng đèn cồn đun

nóng chất lỏng trong bình cầu, theo dõi nhiệt độ

sôi. Khi nào thấy nhiệt độ ngừng thay đổi thì ghi

lấy nhiệt độ đó vào bảng đồng thời ghi giá trị h

trên áp kế. Sau đó tiếp tục đun chất lỏng ở áp suất

cao hơn bằng cách điều chỉnh khóa 7 thật từ từ cho

không khí vào hệ để áp suất của hệ tăng lên 40mmHg

(tức là h giảm xuống 40mm) rồi đóng khóa lại. Đun

cho chất lỏng sôi ở áp suất mới. Ghi nhiệt độ và

36

chiều cao h tương ứng. Cứ như vậy ghi các nhiệt độ

khác nhau ở các áp suất khác nhau cho đến khi áp

suất trong hệ bằng áp suất ngoài khí quyển.

Chú ý : Trước khi tiến hành thí nghiệm phải thử

độ kín của hệ thống bằng cách hút chân không của hệ

thống rồi khóa chặt van 7, van 8. Để yên trong 5-10

phút. Nếu thấy chiều cao mức thủy ngân không thay

đổi xem như hệ thống đã kín hoàn toàn. Cho nước qua

sinh hàn liên tục để làm lạnh hơi.

h(mmHg)P = Pk

- hlgP t0C T0K 1/T

422 338 2.529 79 352 0.00284380 380 2.580 81 354 0.00283338 422 2.625 83.5 356.5 0.00281300 460 2.663 87.5 360.5 0.00277260 500 2.699 88 361 0.00277226 534 2.728 89.5 362.5 0.00276187 573 2.758 91.5 364.5 0.00274146 614 2.788 94 367 0.00273107 653 2.815 95.5 368.5 0.0027167 693 2.841 97.5 370.5 0.002700 760 2.881 100 373 0.00268

IV.XỬ LÍ KẾT QUẢ :

37

Trên cơ sở những dữ kiện thu được xây dựng đồ

thị sự phụ thuộc của lgP vào 1/T

Đồ thị phụ thuộc của lgP vào 1/T

y = -2100.7x + 8.5132.5

2.55

2.6

2.65

2.7

2.75

2.8

2.85

2.9

2.95

0.00265 0.0027 0.00275 0.0028 0.002851/T

lgP

(1/T,lgP)Linear ((1/T,lgP))

-Dựa vào đồ thị ta có: A=2100.7

4,575.2100,7= 9610,7 (a)

tg= -2100.7

1/T

lgP

38

-Dựa vào công thức ta cũng tính được :

Nhiệt hóa hơi của nước:

=10122(cal/mol) (b)

Từ (a) và (b) suy ra : Sai số giữa tính theo đồ

thị thực nghiệm và theo công thức là :

S=

Vậy: 10122 511(cal/mol)

V. NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:

..................................................

..................................................

..................................................

39

40