Thực tập hóa lý

8/3/2019 Thc tp ha l

1/100

NXB i hc quc gia H Ni 2007, 101 Tr.

Ti liu trong Thvin in tH Khoa hc Tnhin c thc sdng cho mc

ch hc tp v nghin cu c nhn. Nghim cm mi hnh thc sao chp, in n phc

v cc mc ch khc nu khngc schp thun ca nh xut bn v tc gi.

Mc lc

Bi s 1.......................................................................................................................................4NHIT HO TAN..................................................................................................................... 4Bi s 2.....................................................................................................................................10

P SUT HI BO HO...................................................................................................... 10Bi s 3.....................................................................................................................................14HNG S CN BNG .......................................................................................................... 14Bi s 4.....................................................................................................................................17CN BNG LNG HI CA H HAI CU T................................................................. 17Bi s 5.....................................................................................................................................22TNH TAN HN CH CA CHT LNG........................................................................... 22Bi s 6.....................................................................................................................................30PHNG PHP HN NGHIM...........................................................................................30Bi s 7.....................................................................................................................................35PHNG PHP PHN TCH NHIT................................................................................... 35

Bi s 8.....................................................................................................................................39XC NH HNG S TC CA PHN NG BC MT PHN NG GHCH ONG ................................................................................................................................... 39Bi s 9.....................................................................................................................................43PHN NG THU PHN ESTE........................................................................................... 43Bi s 10................................................................................................................................... 46NG HP PHNG NHIT........................................................................................46Bi s 11................................................................................................................................... 52 DN IN CA DUNG DCH CHT IN LI............................................................52Bi s 12................................................................................................................................... 59SC IN NG CA PIN GANVANI .............................................................................. 59Bi s 13................................................................................................................................... 68

Gio trnh thc tp ha l

PGS. TS. V Ngc Ban


2/100

S VN TI ........................................................................................................................... 68Bi s 14................................................................................................................................... 74IU CH CC H KEO V KHO ST MT S TNH CHT CA CHNG............ 74Bi s 15................................................................................................................................... 81

PHN TCH SA LNG .......................................................................................................... 81Bi s 16................................................................................................................................... 88XC NH PHN TKHI CHT POLIME ..................................................................... 88Ph lc......................................................................................................................................93SAI S CA PHP O PHNG PHP LP BNG V DNG TH TRONGTHC TP HO L ..............................................................................................................93


3/100

3

Li muTi liu ny bao gm nhng bi thc tp cbn nht thuc chng trnh Thc tp Ho

l, Khoa Ho hc, Trngi hc Khoa hc Tnhin, i hc Quc gia H Ni.

Ni dung gm 4 phn chnh:

Nhitng hc: 7 bi (tbi 1 7).

ng hc: 3 bi (tbi 8 10).

in ho hc: 3 bi (tbi 11 13).

Ho keo, Cao phn t: 3 bi (tbi 14 16).

mi bi u nu r mc ch, csl thuyt, phng php tin hnh th nghim v ccyu cu ca bi th nghim. Trong phn ph lc trnh by l thuyt sai s , phng php lpbng v dng th trong thc tp Ha l.

Ti liu c vit vi sng gp ca tp thcn b B mn Ho l, tuy c nhiu cgng nhng khng trnh khi cc thiu st. Chng ti rt mong nhn c nhng kin nggp qu bu ca cc bn c.

TC GI


4/100

4

Bi s 1

NHIT HO TAN

Mc ch

1. Xc nh nhit ho tan ca mui KCl trong nc.

2. Xc nh nhit ho tan ca CuSO4, CuSO4.5H2O trong nc v tnh nhithirat ho ca CuSO4.5H2O.

L thuyt

1. Nhit ho tan v nhit hirat ho ca mui

Qu trnh ho tan lun lun km theo s gii phng hay hp th nhit tu theo bn chtca cht tan v dung mi.

Hiu ng nhit km theo qu trnh ho tan 1 mol cht tan trong mt lng dung mi no thu c dung dch c nng xc nh c gi l nhit ho tan tch phn. Hiu ngnhit km theo qu trnh ho tan 1 mol cht tan trong mt lng v cng ln dung dch cnng xc nh c gi l nhit ho tan vi phn. Bng thc nghim cho c nhit hotan tch phn cn nhit ho tan vi phn c xc nh theo s ph thuc ca nhit ho tan tch

phn vo nng dung dch.

Nhit ho tan c th xem l tng ca hai s hng: nhit chuyn cht tan vo dung dch Hchv nhit sonvat ho (hay nhit hirat ho nu dung mi l nc) Hs pht sinh do tng tcgia cc tiu phn cht ho tan vi nhng tiu phn ca dung mi.

Hht = Hch + Hs (1)

Nhit Hs lun lun m v qu trnh sonvat ho lun to nhit cn nhit Hch c thdng hoc m. i vi cht kh, Hch (nhit ngng t kh vo th tch dung dch) lun mnn Hht < 0. i vi cht rn, Hch (nhit hp th ph vmng li tinh th v y xacc tiu phn trn khong cch ng vi th tch dung dch) lun dng nn du ca Hht s ldu ca s hng no trong (1) chim u th: Ni chung nhng cht rn c cu to mng litinh th km bn v c nhiu khuynh hng sonvat ho hay hnh thnh nhng mui ngmnc... th Hht < 0 (s ha tan to nhit) cn nhng cht c mng tinh th bn v t sonvatho th Hht > 0 (s ho tan thu nhit).

Nhit ho tan ca mui tng khi tng lng dung mi, nhng nu 1 mol mui ho tan vo100 300 mol dung mi th khi pha long thm hiu ng nhit hu nh khng thay i, lngnhit l nhit ho tan ca mui.

p dng nh lut Hess i vi qu trnh ho tan c th xc nh gin tip hiu ng nhit

ca nhng qu trnh kh o trc tip, v d nh nhit hirat ho cc tinh th ngm nc.


5/100

5

Nhit hirat ho l lng nhit km theo qu trnh to thnh 1 mol mui ngm nc tmui khan v lng nc tng ng. V d, s to thnh dung dch CuSO4 trong n mol H2Oc th thc hin bng hai kh nng:

1. CuSO4 (r) + 5H2O CuSO4.5H2O (r) + Hhyd

CuSO4.5H2O + (n 5)H2O CuSO4 (dd) + H1.

2. CuSO4 (r) + nH2O CuSO4 (dd) + H2

Theo nh lut Hess ta c:

Hhyd + H1 = H2.

hay Hhyd = H2H1 = 4CuSOht,H 4 2ht,C uSO .5H OH (2)

Xc nh bng thc nghim nhit ho tan ca mui khan v mui ngm nc s tnhc nhit hirat ho.

2. Phng php nhit lng k

Hiu ng nhit ca phn ng ho hc, nhit ho tan, nhit chuyn pha, nhit dung... cxc nh bng mt dng c gi l nhit lng k.

C nhiu loi nhit lng k, cu trc ca chng rt phong ph ph thuc vo c trngca qu trnh nghin cu. S mt nhit lng kn gin nht ch ra trn hnh 1.

Hnh 1Nhit lng k1. Bnh nhit lng k; 2. Nhit k; 3. Que khuy;4. mpun;5. Nt lie;6. Cht lng.

Phn ch yu ca nhit lng k l bnh nhit lng k (1) v lp v ngn cn s trao inhit ca nhit lng k vi mi trng xung quanh. Bnh nhit lng k thng l mt bnhoa c y kn bng nt lie (5). Nt c khoan l cm nhit k (2), que khuy (3) vmpun ng cht nghin cu (4). Nhit k thng dng l nhit k khong hay nhit kBeckman c chnh xc cao theo di bin thin nhit trong h. mpun l mt ngnghim thu tinh c y mng d b chc thng cc cht nghin cu ri vo cht lng (6)cha trong bnh nhit k.


6/100

6

Hiu ng nhit ca qu trnh tin hnh trong nhit lng kc xc nh theo phngtrnh:

q = Ck.t (3)

y: t - bin thin nhit ca h nhit lng k;Ck- nhit dung ca h nhit lng k (lng nhit cn thit nng nhit lng k ln

1o) thng c gi l hng s nhit lng k.

Ck c th xc nh c bng cch cng nhit dung ca tt c cc b phn canhit lng k tham gia vo s trao i nhit (bnh nhit lng k, nhit k,que khuy, mpun, cht lng trong nhit lng k v.v...):

Ck= miCi (4)

y mi v Ci l khi lng v nhit dung ring ca cc b phn ca nhit lng k.Nhng do chnh xc ca vic xc nh Ci khng ln nn cng thc (4) thng khng c

dng tnh Ck. Phng php chnh xc hn tnh Ck l cho tin hnh trong nhit lng kmt qu trnh m ta bit trc hiu ng nhit q/ ca n. o bin thin nhit t/ tngng ca h nhit lng k, s tnh c Ck theo phng trnh:

Ck =t'

q'

(5)

Bin thin nhit t gy ra do qu trnh tin hnh trong nhit lng k c thxc nh theo hiu nhit trc v sau khi qu trnh xy ra ch trong trnghp h hon ton khng trao i nhit vi mi trng bn ngoi. Trong thct, vic trao i nhit khng th trnh khi nn xc nh bin thin nhit thc cn phi hiu chnh phn bin thin nhit do h trao i nhit vimi trng ngoi. Vic hiu chnh nh vy thng c tin hnh bng

phng php th (xem phn thc nghim). Khi bit t v Ck s tnh chiu ng nhit ca qu trnh theo (3).

Tin hnh th nghim

1. Xc nh nhit ho tan ca KCl trong nc

a) Xc nh nhit dung ca h nhit lng k Ck

Ho tan trong nhit lng k mt lng nht nh mui KNO3 bit nhit ho tan

3KNOH = 8,52 kcal/mol). Xc nh t v tnh Ck theo cng thc (5).

Ck=t'

q'

=M

g.

t'

H3KNO

=

8,52.g

M. t'

(kcal/) (6)

y g, M l khi lng v khi lng mol ca mui KNO3.

Cch tin hnh:

Dng cn phn tch cn mpun sy kh, ghi khi lng (g1). Cho mui KNO3nghin tht nh (khong 6 8 g) vo mpun (ch khng mui dnh vo thnh mpun) vcn li (g2). Lng mui s dng l g = g2 g1. Dng bnh nh mc ly chnh xc 500 ml

nc ct vo bnh nhit lng k. y np bnh cm ng ng cht, nhit k khong v


7/100

7

que khuy. n y bt u tin hnh thc nghim xc nh t. Nh ni phn trn, doqu trnh ho tan khng th trnh khi s trao i nhit gia h nhit lng k vi mi trngxung quanh nn thu c gi trt thc cn phi tnh n s trao i nhit ny. Vi mcch th nghim c tin hnh qua ba giai on lin tc:

Giai on u, cha chc thng mpun, khuy u v nh chng 3 pht, sau vakhuy va ghi nhit , 30 giy mt ln. Khi no s thay i nhit theo thi gian u n(khong 10 15 im thc nghim) th chc thng mpun ng cht nghin cu v giai onchnh bt u. Do c hiu ng nhit ca qu trnh ho tan nn nhit thay i nhanh. Tiptc khuy v ghi nhit nh trn. Khi nhit hu nh khng thay i na (mui tanht) th giai on chnh kt thc v cng l lc bt u giai on cui, tip tc khuy v ghinhit trong vng 5 pht na. (Ch : 3 giai on trn phi lm lin tc, gia cc giai onkhng dng th nghim li).

Da vo cc d kin thu c, v th nhit thi gian (hnh 2). Nu th nghimtin hnh tt th giai on u (ab) v giai on cui (de) c biu din bng cc on thng.

dc ca cc on thng ph thuc vo tng quan gia nhit h nghin cu v mitrng xung quanh.

Giai on chnh c xc nh trn th tnh t cc im m ng cong tip xc vicc on thng ca giai on u v giai on cui (on bd). Nu cho rng trong na uca giai on chnh s trao i nhit ca h nghin cu vi mi trng xung quanh ging nhgiai on u, cn trong na sau ging nhgiai on cui th c th ko di on ab ved, sau t C l im gia ca BD kng song song vi trc tung, ng ny ct ccng ko di c v c; di ca cc chnh l gi trt thc cn tm.

Thay t thc tm c vo cng thc (6) trn tnh c Ck.

Hnh 2Xc nh t thc bng th

b) Xc nh nhit ho tan ca KCl trong nc

Ly chnh xc 500 ml nc ct vo bnh nhit lng k. Cn mpun sy kh. Chovo mpun khong 4 6 g KCl ri cn li, tnh c lng cn ca KCl trong mpun. Lpmpun vo bnh nhit lng k ri tin hnh xc nh t ca qu trnh ho tan KCl ging nh lm vi KNO3phn trn. Bit t v Ck tnh c nhit ho tan ca KCl trong nc;


8/100

8

KCl

KClkKCl g

t.M.C=H

2. Xc nh nhit ho tan ca CuSO4.5H2O v CuSO4

Xc nh nhit ho tan ca CuSO4.5H2O v CuSO4 khan nh lm vi KCl. LngCuSO4.5H2O ly khong 8 g, lng CuSO4 khong 5 g. Trc khi cn cc mui phi cnghin nh trong ci s. Trong trng hp khng c mui CuSO4 khan th ly khong 10 gmui CuSO4.5H2O nghin trong ci s ri em rang trn bp in (150 180oC) cho n khito thnh mui khan mu trng. ngui mui n nhit phng ri em cn.

Qu trnh ho tan mui trong nhit lng k cn khuy mnh hn v cc mui sunfatng kh tan.

Sau khi xc nh c nhit ho tan ca hai mui, tnh nhit hirat ca CuSO4.5H2O theobiu thc (2):

H hyd = 4CuSOht,H 4 2ht, CuSO .5H OH

Tnh sai s ca cc kt qu th nghim (Ck, Hht). Ghi cc s liu v tnh ton theo bng1.

Bng 1

KNO3 KCl CuSO4.5H2O CuSO4

Khi lng mpun rng g1

Khi lng mpun c mui g2

Khi lng mui g = g2 g1t (xc nh t th)Nhit ho tan Hht (ghi c sai s)

Ghi ch: Cng thc tnh sai scc kt qu thc nghim

b) Sai s ca vic xc nh Ck

Ck=t

H

M

g 3KNO

(y t = t1 t2)

Ly loga hai v: lnCk= lng lnM + 3KNOHln lnt

Ly vi phn: k 1 2k 1 2

dC dt dtdg d( t) dg= =

C g t g t t

Chuyn sang sai s: kk 1 2

C g 2 t= +

C g t t

g l sai s ca php cn (cn phn tch).

t l sai sc nhit (nhit k khong).

c) Sai s ca vic xc nh H


9/100

9

H =g

tMCk (y t = t1 t2)

Qua bin i nh trn thu c:

k

k 1 2

CH g 2 t= + +

H C g t t

k

k

va tnh c trnC

C


10/100

10

Bi s 2

P SUT HI BO HO

Mc ch

Nghin cu s ph thuc ca p sut hi bo ho vo nhit v xc nh nhit ho hica cht lng.

L thuyt

p sut hi bo ho l p sut ca hi nm cn bng vi cht lng (hoc vt rn).S lin quan gia p sut hi bo ho v nhit si ca cht lng c biu th bng

phng trnh Clapeyron - Clausius:

hh

h 1

HdP=

dT T(V V )

(1)

y: Hhh l nhit ho hi mol;

Vh, V1 l th tch mol ca hi v lng.

p sut khng ln v nhit xa nhit ti hn c th b qua V1 so vi Vh, ng thi

xem hi tun theo nh lut ca kh l tng (Vh = PRT ), khi phng trnh (1) c dng:

2hh

RT

H=

dT

dlnP (2)

Trong khong nhit tng i hp c th chp nhn Hhh l khng i, khi tchphn phng trnh (2) thu c:

lgP = T

1

2,303R

H hh

+ const = A B+

T

1 (3)

Phng trnh (3) chng t s ph thuc bc nht ca lgP vo1

T. Nu o p sut hi bo

ho ca cht lng ng vi cc nhit si khc nhau ri lp th lgP = f

T

1s thu c

mt ng thng (hnh 1), da vo h s gc ca ng thng tnh c nhit ho hi cacht lng:

Hhh = 2,303.R.tg (4)

y tgc xc nh t to ca hai im M v N nm chnh xc nht v xa nhautrn ng biu din. Nu ly hai im nm gn nhau ngha l khi khong nhit hp thnhit ho hi trung bnh xc nh c s cng gn nhit ho hi thc nhng sai s ca ktqu s cng ln (xem phn tnh sai s ca nhit ho hi).


11/100

11

Hnh 1

S ph thuc ca lgP vo 1/TT hnh 1 ta c:

tg = 2 1

1 2

lgP lgP1 1

T T

Suy ra:

Hhh = 1 2 2 12 1

4 ,5 75 T T lg(P /P )

T T(5)

Tin hnh th nghim

Dng c lp sn (hnh 2) gm 2 phn: phn bay hi cht lng v h thng thay i psut.

Phn bay hi cht lng gm mt bnh hai c (1) cha cht lng nghin cu, mt c nivi ng sinh hn thng (2), mt c cm nhit k (3) v bnh (4) cha hi ngng ca chtlng (trong trng hp un si mnh), ngn khng cho hi ngng sang p k (5).

H thng thay i p sut gm my ht chn khng (khng c trong bnh v), bnh iup (6) v p k ch U (5).

Khi my ht chn khng chy, mkho (7) v ng kho (8), khng kh b ht dn khih, p sut trong h gim i, mc thu ngn nhnh (a) ca p k dng ln v nhnh (b) hxung, chnh lch chiu cao ca hai ct thu ngn (h) chnh l chnh lch gia p sutkh quyn v p sut bn trong h, do tnh c p sut ca h:

Ph = (Pkh quyn h) mmHg

Vic tng p sut ca h (n p sut kh quyn) c thc hin bng cch mt t kho(8) h thng vi khng kh bn ngoi.


12/100

12

1

2

3

8

4

5

ab

h

6

7

Ti my htchn khng

Hnh 2Dng c xc nh p sut hi bo ho

Th nghim tin hnh nhsau:

Ly benzen n na bnh (1). B vo bnh vi vin bt. Kim tra cc ch ni sao chohc kn. Mun vy ng kho (8), mkho (7), cho my chn khng chy. n khi nop sut trong h h xung cn khong 450 500 mmHg th tt my, ng kho (7) li. Nutrong vng 10 pht m p sut ca h khng thay i th c th coi h nghin cu l kn v cth tin hnh th nghim:

Cho nc chy vo ng sinh hn (2). un cch thu bnh (1). Khi cht lng si u, quanst nhit k thy nhit dng li th ghi ly nhit ny. Xc nh chiu cao h trn p k.c p sut kh quyn p k thu ngn t trong phng th nghim. Gi tr p sut tnh ctheo biu thc P = Pkq h chnh l p sut hi bo ho ca cht lng nhit si tng ng(mt cht lng si khi p sut hi ca n bng p sut ngoi).

Mkho (8) cho p sut ca h tng ln khong 50 mmHg (chiu cao h gim 25 mmHg).ng kho (8) li. Xc nh nhit si ca cht lng p sut mi v ghi h tng ng. Tiptc xc nh nhit si ca cht lng cc p sut khc nhau, mi t tng 50 mmHg, chon khi p sut trong h bng p sut kh quyn.

Yu cu 1: Ghi cc kt qu th nghim v tnh ton theo bng 1.

Bng 1

Hnh 2Dng c xc nh p sut hi bo ho

Nhit si

TTp sut c phong v

biu Pkq (mmHg)

Chiu cao

ct thungn pk h

(mmHg)

p sut hibo hoP = pkqh lgP toC T

T1

Yu cu 2:

V th lgP = f(1/T)

T th tnh A, B v tnh nhit ho hi ca cht lng nghin cu.


13/100

13

Ghi ch: Cch tnh sai sca nhit ho hi

Ly loga hai v phng trnh (5)

lnH = ln4,575 + lnT1 + lnT2 + ln(lgP2/P1) ln(T2 T1)

Ly vi phn:

12

12

12

12

2

2

1

1

TT

)T(Td

)/Plg(P2,303

)P/P(dln+

T

dT+

T

dT=

H

Hd

Chuyn sang sai s thu c:

1 2 1 2 1 2

2 21 2 2 11 2

1 1

T T T + T P PH= + + +

P PH T T T T 2,303P lg 2,303P lgP P

+

V di vi CCl4:T1 = 313 K, P1 = 215 mmHg

T2 = 323K, P2 = 317 mmHg

Sai s ca nhit k (chia n 1o) l 0,5o.

Sai s ca p k (chia n 1 mmHg) l 0,5 mmHg.

Sai s tng i ca nhit ho hi s l:

H 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5= + + + +

H 313 323 323 - 313 2,303.215.0,666 2,303.317.0,666

+

= 0,0016 + 0,0015 + 0,1 + 0,006 + 0,004 0,1

Kt qu tnh ton cho thy chnh xc ca php o nhit s quyt nh sai s cakt qu. Nu khong nhit o cng hp th sai s s cng ln. Nu khong nhit otng i rng, v d T2 T1 = 40o th sai s tng i s gim nhng khi vic chp nhnH khng i trong khong nhit s khng cn chnh xc.


14/100

14

Bi s 3

HNG S CN BNG

Mc ch

Xc nh hng s cn bng ca phn ng:

KI + I2 KI3 (1)

trong dung dch nc

L thuytHng s cn bng ca phn ng (1)

Kc = 32

[KI ]

[KI] [I ](2)

y k hiu [] l nng cc cht khi cn bng.

[I2] c th xc nh nhphng php chun bng Na2S2O3 (vi ch th h tinh bt)theo phng trnh:

I2 + 2Na2S2O3 Na2S4O6 + 2NaI (3)

Tuy nhin, khi nng I2 b gim theo phn ng (3) th cn bng cu phn ng (1) bdch chuyn theo chiu phn li KI3 to thnh I2, do khi chun ta khng xc nh c[I2] m ch xc nh c nng tng cng [I2] + [KI3]. xc nh ring r[I2] cng nh[KI3] ngi ta s dng nh lut phn b, c th l nghin cu s phn b ca I2 gia dungdch KI trong nc v trong lp CCl4.

Khi cho I2 v KI vo hn hp nc v CCl4 th sau mt thi gian trong h tn ti hai cnbng ng thi:

1. Cn bng ca phn ng (1) trong lp dung dch KI trong nc (lp H2O) biuth bng phng trnh (2).

2. Cn bng phn b ca I2 gia lp nc v lp CCl4 biu th bng phngtrnh:

4

2

2 CCl

2 H O

[I ]

[I ]= Kphn b (4)


15/100

15

Nu chun lp CCl4 bng Na2S2O3 s xc nh c [ ]I2 CCl4 . Da vo (4) c th tnh

c [ ]I2 H O2 khi bit Kpb (Kpb xc nh nhnghin cu ring r s phn b ca I2 gia lpH2O v lp CCl4):

OH2 2]I[ = C1 =

pb

CCl2

K

]I[4 (5)

Nu chun lp H2O bng Na2S2O3 ta xc nh c nng tng cng [I2] + [KI3] =/1C t xc nh c [KI3]:

[KI3] = /C1 C1 (6)

Khi bit nng ban u ca KI (CKI) c th tnh c [KI]:

[KI] = CKI[KI3] = CKI C1 + C1 (7)

Thay (5), (6), (7) vo (2) ta thu c:

KC =/1 1

/1 KI 1 1

C C

C (C C C )

+(8)

Tin hnh th nghim

1. Xc nh h s phn b ca I2 gia lp CCl4 v lp H2O

Ly vo hai bnh nn nt nhm 1 v 2:

Bnh 1: 150 ml H2O bo ho I2 + 10 ml CCl4;

Bnh 2: 150 ml nc ct + 10 ml CCl4 bo ho I2.

Nt kn hai bnh, lc trong khong 1 gi. Ngng li. Chuyn hn hp sang phu chit 1v 2, yn v chit ring lp CCl4 vo bnh 1a, 2a cn lp H2O vo bnh 1b, 2b. Dng pipetly lp CCl4 (bnh 1a, 2a) 2ml v ly lp H2O (bnh 1b, 2b) 50 ml dung dch cho vo 2

bnh, cho thm khong 5 git h tinh bt v chun bng Na2S2O3 0,01 N. Tin hnh chun2 ln ly kt qu trung bnh.

Gi s ml Na2S2O3 0,01 N dng chun l V, s ml dung dch mu th l Vo,nng ng lng ca I2 trong mu th l N ta c: V.0,01 = Vo.N. Mt khc theo phngtrnh phn ng (3):

2IN = M/2 do nng phn t gam ca I2:

o

V.0,01C

V .2= (mol/l) (9)

Lp CCl4

Lp H2O

I2

+ KI3KII2


16/100

16

Ghi cc s liu thu c v cc kt qu tnh theo bng 1.

Bng 1

Bnh 1 Bnh 2S ml Na2S2O3 dng chun

Bnh 1a(lp CCl4)

Bnh 1b(lp H2O)

Bnh 2a(lp CCl4)

Bnh 2b(lp H2O)

Ln 1

Ln 2

Trung bnh

Nng I2 (mol/l)

Tnh Kpb theo cng thc (4) i vi hai bnh v ly kt qu trung bnh.

2. Xc nh nng cc cht tham gia phn ng v hng s cn bng

Ly vo 3 bnh nn c nt nhm 3, 4, 5:Bnh 3: 50 ml dung dch KI 0,1 N + 10 ml CCl4 bo ho I2.

Bnh 4: 50 ml dung dch KI 0,05 N + 10 ml CCl4 bo ho I2. Bnh 5: 50 ml dung dch KI0,1 N + 5 ml CCl4 bo ho I2 + 5 ml CCl4.

Nt kn cc bnh, lc trong khong 1 gi. Ngng li. Chuyn cc hn hp sang phu chit3, 4, 5 yn, ri chit ring lp CCl4 vo cc bnh 3a, 4a, 5a v lp H2O vo cc bnh 3b, 4b,5b. Dng pipet ly lp CCl4 (bnh 3a, 4a, 5a) 2 ml dung dch, cho thm khong 5 git h tinh

bt v chun bng dung dch Na2S2O3 0,01N. Tin hnh chun 2 ln ly kt qu trungbnh. Ly lp H2O (bnh 3b, 4b, 5b), 25 ml dung dch v cng tin hnh chun nh vy.

Ghi cc s liu thu c theo bng 2.Bng 2

Bnh 3 Bnh 4 Bnh 5S ml Na2S2O3

dng chun Bnh 3a

(lp CCl4)

Bnh 3b

(lp H2O)

Bnh 4a

(lp CCl4)

Bnh 4b

(lp H2O)

Bnh 5a

(lp CCl4)

Bnh 5b

(lp H2O)

Ln 1

Ln 2

Trung bnh

Da vo bng tnh c4CCl2

]I[ v nng tng cng [I2] + [KI3] = C trong lp nc(i vi mi bnh 3, 4, 5). Da vo cng thc (5) (6) (7) tnh c nng ca cc cht khicn bng v Kc ri ly kt qu trung bnh.

K =K K K

31 2 3+ +

Tnh sai s ca vic xc nh hng s cn bng:

K1 = K1 K ; K2 = K2 K ; K3 = K3 K

K = 1 2 3K K K

3

+ + ; Kc = K K


17/100

17

Bi s 4

CN BNG LNG HI CA H HAI CU T

Mc ch

Xy dng gin cn bng lng - hi ca hai h cht lng ho tan hon ton vo nhau(benzen - axeton) p sut khng i.

L thuyt

Gin cn bng lng - hi biu th s ph thuc ca p sut hi (khi T= const) hoc canhit si (khi P = const) vo thnh phn dung dch v thnh phn hi cn bng vi dungdch.

i vi dung dch l tngs ph thuc ca p sut hi vo thnh phn dung dchtun theo nh lut Raun: p sut hi ring phn Pi ca cu t i bng tch p suthi ca cu t i nguyn cht oiP vi nng phn s mol xi ca n trong dungdch. Vi h hai cu t A v B:

PA =o

AP xA (1)

PB =o

B

P xB (2)

( )P-P+P=P+P=P oAoBoABA xB (3)

Biu thc (1), (2), (3) chng t p sut hi ring phn ca cc cu t v p sut hi chungP ca dung dch l tng l nhng hm tuyn tnh ca thnh phn dung dch (cc ng

APB,P oBoA v

oB

oA PP trn hnh 1).

Hnh 1S ph thuc ca p sut hi ring phn cc cut v p sut hi chung ca dung dch l tng

vo thnh phn


18/100

18

Ni chung thnh phn ca dung dch lng khc vi thnh phn ca pha hi nm cn bngvi n nn nu biu th s ph thuc ca p sut hi chung vo thnh phn hi s thu cmt ng cong (ng chm chm trn hnh 1). ng thng oB

oA PP c gi l ng

lng, trn n h tn ti trng thi lng. ng cong chm chm c gi l ng hi,

vng di n h tn ti trng thi hi. Khu vc nm gia hai ng l vng d th gm haipha lng v hi.

i vi dung dch thc p sut hi ring phn hoc p sut hi chung s lnhn (sai lch dng) hoc nh hn (sai lch m) so vi p sut hi ca dung dchl tng, theo nh lut Raun. Vi dung dch sai lch dng, ng cong p suthi chung s cong ln pha trn, cn vi dung dch sai lch m - cong xung phadi v gin cn bng lng hi ca cc dung dch ny c dng nh hnh 2a, 2b.Trong trng hp s sai lch khi dung dch l tng qu ln th trn ng congp sut hi chung thnh phn c th xut hin cc i hay cc tiu. Ti nhngim cc tr p sut hi, thnh phn ca pha lng v pha hi l ng nht (nh lut

Knvalp) nn hn hp ng vi thnh phn ny s c nhit si khng i vc gi l hn hp ng ph. Gin cn bng lng hi ca cc dung dch c tothnh hn hp ng ph c ch ra trn hnh 3a, 3b.

Hnh 2Gin cn bng lng hi ca dung dchsai lch dng (a) v sai lch m (b)

Hnh 3Gin cn bng lng hi ca dung dch to thnh hn hp ng ph c cci p sut hi (a) v c cc tiu p sut hi (b)

Cc gin trn y l cc gin ng nhit. Trong thc t thng s dng cc gin cn bng lng hi ng p, biu th s ph thuc ca nhit si vo thnh phn lng vthnh phn hi cn bng, p sut khng i. Trn hnh 4 biu th mt gin cn bng lng


19/100

19

hi ng p i vi h hai cu t khng to thnh hn hp ng ph. ng cong di biu ths ph thuc ca nhit si vo thnh phn dung dch, ng cong trn biu th s phthuc ca nhit si vo thnh phn pha hi nm cn bng vi dung dch. Khu vc gia haing ng vi cc hn hp d th ca cht lng si v hi bo ho. Mt im bt k nm

trong khu vc c trng cho h gm hai pha lng v hi, v dim K h gm pha lngthnh phn l v pha hi thnh phn m. Lng tng i ca pha hi v pha lng c xcnh theo quy tc n by:

=Lng pha hi Kl

Lng pha lng Km

S nghin cu cc gin cn bng lng - hi c ngha ln i vi cc qu trnh chngct phn chia cc cu t trong hn hp.

Hnh 4Gin nhit si - thnh phn pha lng v pha hica h hai cu t

Gi s xt qu trnh chng ct hn hp c thnh phn x1 (hnh 4). Khi nng n nhit t1 hn hp s si, phn hi u tin to thnh c thnh phn ng vi im biu din m. Nu tangng phn hi ny s thu c hi ngng c thnh phn y1 giu cu t d bay hi hn (cut A), cn hn hp lng ban u s giu cu t km bay hi hn (cu t B). Trong qu trnhun nng v ngng hi tip tc, dung dch lng ban u ngho A dn dn (theo chiu mi tntrn ng cong lng). Gi s phn on ct th nht bt u t l v kt thc p. Hn hp

lng ng vi im biu din p c thnh phn x2, nhit si t2 v c thnh phn hi y2. Hnhp lng cn li trong bnh ct s c thnh phn trung bnh x3 v hi ngng c thnh phntrung bnh y3 giu A hn x1. Phn on ct th hai bt u vi hn hp lng y3 va ngngc. Hn hp y3, s si nhit t3 v phn hi u tin bay ra c thnh phn y4 cn giu Ahn y3... C tip tc tin hnh nh vy nhiu ln th c th thu c trong phn hi ngng cut A hu nh nguyn cht. Hn hp lng cn li trong bnh s giu B dn, qua nhiu ln cts cn li cu t B hu nh nguyn cht.

Trong thc t cc qu trnh chng ct - ngng tc thc hin lin tc trong cc ctchng ct. Da vo gin cn bng lng - hi c th tnh ton c sa cn thit trongct c th chng ct c cc cu t A v B tinh khit.


20/100

20

i vi cc dung dch c to thnh hn hp ng ph, vic chng ct hn hp c thnhphn d mt cu t so vi hn hp ng ph s cho ta mt cu t tinh khit (cu t d) v hnhp ng ph. Vic tch cc cu t tinh khit khi hn hp ng ph khng th thc hin bngchng ct thng thng m phi dng nhng bin php ring.

Tin hnh th nghim

xy dng gin cn bng lng - hi ca h hai cu t (benzen v axeton) p sutkh quyn, cn xc nh nhit si ca cc cht tinh khit, ca cc dung dch c thnh phnkhc nhau v thnh phn ca pha lng, pha hi ng vi nhit si. Thnh phn pha lngc chp nhn bng thnh phn dung dch pha ch ban u, cn thnh phn pha hi cxc nh bng phng php o chit sut ca hi ngng.

1. Chun b dung dch v xy dng ng chun: Chit sut - Thnh phn

Dng pipet (hoc buret) ly vo 7 bnh c nt nhm sy kh cc hn h p c thnhphn nhbng 1.

Bng 1

S bnh 1 2 3 4 5 6 7

Th tch benzen (ml) 0 4 8 12 16 18 20

Th tch axeton (ml) 20 16 12 8 4 2 0

Thnh phn (% th tch benzen) 0 20 40 60 80 90 100

Chit sut

y nt bnh, lc u. o chit sut ca cc cu t tinh khit v cc hn hp bng khcx k pb theo s hng dn ca cn b phng th nghim (Lng dung dch cn o chitsut t nn cc dung dch cn li gi xc nh nhit si). Ghi cc d kin thu c theo

bng mu 1 v dng giy k li xy dng ng chun chit sut - thnh phn.

2. Xc nh nhit si v thnh phn pha hi cn bng

1

2

3

4

5 Hnh 5Dng c cn bng lng hi


21/100

21

Tin hnh th nghim

Dng c th nghim (hnh 5) gm mt bnh ct (1) c hai c, mt c cm nhit k (2), cth hai hi nghing cm sinh hn (3). V sinh hn gn vi c bnh bng nt nhm (4) nn cth xoay sinh hn sang v tr khc (hnh chm chm) ly hi ngng. Hi ngng c thuvo cc cn nh c nt nhm (5).

mt dung dch c thnh phn xc nh trn vo bnh (1). B vo bnh vi vin bt. un cch thu cho n khi dung dch si u, ch khng si mnh qu. C th dngcch m git cht lng ngng bu nhit k (2) iu khin tc si (khong 30 gitmt pht). Khi no tc si u v nhit n nh th ghi ly gi tr nhit ny (nhit si trc khi ngng). Xoay nhanh ng sinh hn v v tr ly mu, ly 5 6 git hi ngng vocc cn (5) sy kh. y ngay np cc v quay sinh hn v v tr ban u ng thi ghinhit trn nhit k (nhit si sau khi ngng). Xc nh chit sut ca hi ngng thuc. hn hp lng trong bnh (1) vo l cha hn hp thu hi trong phng th nghim.Lp li qu trnh chng ct i vi cc hn hp pha trn. (i vi cc cht tinh khit chcn xc nh nhit si m khng cn ly hi ngng). Da vo ng chun chit sut -thnh phn ni suy ra thnh phn ca hi ngng v ghi cc kt qa theo bng mu 2.

Bng 2

Nhit siThnh phnhn hp lng

(% th tchbenzen)

Trc khingng

Sau khingng

Trungbnh

Chit sut hi ngng

Thnh phnhi ngng(% th tch

benzen)

0 %

20 %40 %

60 %

80 %

90 %

100 %

Dng giy k li biu din s ph thuc ca nhit si (trung bnh) vo thnh phn hn hp lngv thnh phn hi ngng, thu c gin cn bng lng - hi ca h benzen - axeton p sut khquyn khng i.


22/100

22

Bi s 5

TNH TAN HN CH CA CHT LNG

Mc ch

Xy dng gin tan ca hai cht lng ho tan hn ch v xc nh nhit ho tan ti hn.

Xy dng gin tan ca h ba cu t ho tan hn ch.

L thuyt

Cc cht lng c th ho tan hon ton vo nhau (nc - etanol, benzen - cloroform cacbon tetraclorua...), thc t khng ho tan vo nhau (du ho - nc, nc - thu ngn -

benzen,...) hoc ho tan hn ch vo nhau (phenol - nc, nc - cloroform - axit axetic...). y chng ta xt trng hp ho tan hn ch.

H hai cu t

1. Gin tan ca h hai cht lng ho tan hn ch

Xt h phenol - nc lm v d. mi nhit , ho tan ca phenol trong nc hoc

ca nc trong phenol c gi tr xc nh. Khi nhit tng, tan ca mi cht trong chtkia u tng. th biu din nh hng ca nhit n tan ln nhau ca chng P =const c dng nh hnh 1, trong HK v IK l ng biu din nh hng ca nhit ti tan ca phenol trong nc v ca nc trong phenol. Hai ng ct nhau ti im Kngvi nhit tk, trn nhit phenol v nc ho tan vo nhau theo bt k t l no. Nhit tkc gi l nhit ti hn ca s ho tan.

Hnh 1Gin tnh tan h phenol - nc


23/100

23

hiu r hn gin , ta xt nhng s bin i xy ra trong h khi thay i thnh phnhn hp mt nhit nht nh. Gi s ly mt lng nc xc nh nhit t1 (im Atrn gin ). Thm dn phenol vo nc, lc u s thu c mt dung dch ng nht

phenol ho tan trong nc, nhng khi lng phenol thm vo ln (nng dung dch ng

vi im B) nc s bo ho phenol v nu tip tc thm phenol h s tch thnh hai lp: lpc l dung dch nc bo ho phenol c thnh phn ng vi im B (lp B) v lp mi ldung dch phenol bo ho nc c thnh phn ng vi im C (lp C). V tan ca ncvo phenol hoc ca phenol vo nc mi nhit l xc nh, khng ph thuc vo lngcht tan thm vo, nn vic thm tip tc phenol ch lm thay i lng tng i gia hailp m khng lm thay i thnh phn ca hai lp. iu ny c thy r trn gin : khithm dn phenol im biu din ca h dch chuyn t B n C trong khi thnh phn ca hailp cht lng c biu th bng cc im B v C vn khng thay i. T l khi lng giahai lp c xc nh bng quy tc n by, v d ti im biu din M:

Khi lng lp B MC

Khi l

ng lp C MB

=

Khi thm phenol ti im C, lp B bin mt (MC = 0) v h ch cn mt lp C (dungdch phenol bo ho nc) v t tri (t C n D) h l ng th (nc ho tan trong

phenol). Nh vy, nhit t1cc khu vc AB v CD h l ng th, cn khu vc BC hl d th.

Khi nng nhit , tan ca phenol trong nc cng nh ca nc trong phenol utng nn khu vc d th thu hp dn (EF nhit t2, PQ nhit t3...) v khi nng nnhit tk th khu vc d th bin mt, t nhit trln h lun lun l ng th vi btk t l no ca phenol - nc. Nhit tkgi l nhit ho tan ti hn ca h. l nhit ti hn trn. C nhng h c nhit ti hn di ngha l nhit ti v nhng nhit

thp hn n hai cht lng ho tan hon ton, v d h colodin - nc. Cng c h tn ti cnhit ti hn trn v di, v d h nicotin - nc. ng cong HKI phn chia h thnh haikhu vc ng th v d thc gi l ng cong phn lp. Mi im trn ng cong biuth thnh phn ca cc l p cn bng. V dnhit t1, thnh phn ca hai lp cn bngc xc nh bi cc im B v C, t2 - bng cc im E v F, t3 - bng cc im P v Q.Cc ng thng BC, EF, PQ... ni cc im biu din thnh phn ca cc lp cn bng linhp c gi l cc ng lin hp. Theo quy tc gn ng ca Alecxep th trung bnh cngca thnh phn cc lp lin hp cc nhit khc nhau c phn b trn mt ng thngv im ct ca ng thng (ng KK trn hnh 1) vi ng phn lp l im ti hnca s ho tan. Da vo quy tc c th xc nh chnh xc hn nhit ti hn ca h tcc d kin thc nghim.

2. Phng php xy dng gin tan ca hai cht lng

Qua phn tch trn nhn thy c th xy dng gin tan ca hai cht lng ho tanhn ch theo hai cch sau y:

a) Trn ln hai cht lng ri t vo bnh iu nhit nhit t1 (sau t2, t3...)cho n khi tch hon ton thnh hai lp cn bng. Phn tch nh lng thnh

phn hai lp ny s thu c cc im thc nghim B, C (E, F v P, Q...) txy dng c ng cong phn lp.

b) Ly mt hn hp c thnh phn nm trong khu vc d th (v d hn hp N) un

nng n nhit tR hn hp chuyn t d th sang ng th (c sang trong).


24/100

24

Nu un hn hp n nhit cao hn tR ri cho ngui dn th n nhit tRhn hp chuyn tng th sang d th (trong sang c). Cn c vo nhit

bt u trong v bt u c s xc nh c im R. Lm th nghim tng tvi cc hn hp c thnh phn khc nhau s xy dng c ng cong phn

lp.Cch th hai n gin v thun tin hn nn thng c s dng xy dng gin

tan ca h.

H ba cu t

1. Phng php biu din thnh phn ca h ba cu t

Thnh phn ca h ba cu tc biu din bng gin tam gic u (hnh 2). Ba nhca tam gic ng vi ba cu t tinh khit. Cc im nm trn cnh ca tam gic biu th thnh

phn ca cc h hai cu t, cn cc im nm trong tam gic biu th thnh phn h ba cu t.

C hai cch xc nh thnh phn ca cc im ny. Theo phng php Gipx, tng khongcch h t mt im M bt k nm trong tam gic xung cc cnh (Ma+Mb+Mc) bng ngcao ca tam gic v c coi l 100%. Thnh phn phn trm ca mt cu t, v d cu t A cxc nh bng khong cch Ma tim biu din thnh phn ca h M n cnh i din vi nhA ca tam gic. Theo phng php Rzebum th di ca cnh tam gic c coi l 100%.Tng di ca cc on thng song song vi cc cnh v xut pht tim biu din thnh phnca h M (Ma + Mb+ Mc) bng cnh ca tam gic. Khi thnh phn phn trm ca cu t A

bng on Ma. V Ma = Cb nn xc nh % A, t M k 1 ng song song vi cnh idin ca A, ng ny s ct cnh biu din %A b, im ct ny cho bit %A. C hai

phng php trn u cho mt kt qu thng nht. D dng nhn thy rng theo cc cch biuth thnh phn trn tt c cc im biu din nm trn cc ng thng song song vi mtcnh u c nng % ca cu ti din vi cnh l khng i, cn cc ng thngxut pht t mt nh xung cc cnh i din, ng vi cc hn hp c thnh phn % ca cutng vi nh thay i cn t l thnh phn % ca hai cu t kia lun khng i.

Hnh 2Gin tam gic biu din thnh phn h ba cu t


25/100

25

Hnh 3Gin tan ca h ba cht lng, c mt cp cht lng ho tan hn ch

2. Gin tan ca h ba cu t

Nu cc cu t B v C ho tan hn ch vo nhau cn cu t th ba A ho tan vo chngkhng hn ch th khi thm cu t A vo h s lm tan ln nhau ca hai cu t B v C tngln n khi h tr thnh ng th. Axit axetic cloroform - nc l mt h ba cu t thucloi ny. Gin tan ca chng c dng nh hnh 3. Nhn vo gin d dng nhn thycloroform v nc ho tan hn ch, cn axit axetic ho tan v hn vo cloroform cng nhvo nc.

Khi thm nc vo cloroform theo ng BC n thnh phn x cloroform s bo honc. Thm tip nc vo h s hnh thnh thm mt lp mi l lp nc bo ho cloroform

c thnh phn y.Nu thm axit axetic vo h th n c phn b gia hai lp to ra hai dung dch bc ba,

nhng dung dch ny nm cn bng vi nhau, vi iu kin thnh phn chung ca hn hpnm trong min pha di ng cong xKy. V d, nu thnh phn chung ca hn hp biudin bng im M th hai pha nm trong cn bng c biu din bng im a v b trnng lin h p aMb. Nhng thnh phn chung khc s c nhng ng lin h p khc.Thng thng cc ng lin h p khng song song vi nhau hoc vi cc cnh ca tamgic. Cng thm axit vo, thnh phn ca hai pha cn bng cng gn nhau hn v ng linhp s ngn hn. Cui cng khi thnh phn ca hai dung dch ng nht, ng lin hp trthnh mt im K. im K l im ti hn v thm nhiu axit hn na ch dn ti vic tothnh mt pha ng th. Tt c cc im pha di ng cong xKy biu din cc hn hp


26/100

26

bc ba, nhng hn hp ny c chia thnh hai pha lng. Cc im nm pha trn ng congxKy biu din mt pha lng ng th duy nht.

Khi thm nc vo dung dch cloroform v axit axetic c thnh phn N th thnh phnchung ca h bin i theo ng NC. Khi thm nc theo ng NP, th ch thu c mt

pha lng ng th trong t s nng phn trm ca cloroform v axit axetic lun lunbng NA/NB. Khi t ti im P nu thm nc na th s c hai pha lng. Khi lng nctng, thnh phn nhng pha ny thay i theo ng PQ. Gia P v Q lng ca pha giunc tng cn lng ca pha cha t nc gim. Thnh phn ca mi pha cng thay i nhnhng giao im ca cc ng lin hp vi ng cong phn lp ch r. T Q n C htrthnh ng th.

Cn ch gin tan trn l gin ng p v ng nhit. tan tng h cacloroform v nc tng theo nhit v min tn ti hai pha s thu hp hn. nhit cao th khng ph thuc vo lng tng i ca h ba cu t ch thu c mt pha lng.

C th xc nh thnh phn ca cc lp lng cn bng da vo quy tc kinh nghim.Theo quy tc ny, cc ng lin hp ni lin thnh phn hai lp cn bng a1 b1, a2 b2, a3 b3khi ko di sng quy ti mt im (im K* trn gin hnh 3).

3. Phng php xy dng gin tan h ba cu t

Qua phn tch trn nhn thy c th xy dng gin tan ca h ba cu t bng haicch sau y:

a) Ly hn hp hai cht lng ho tan vi nhau, sau thm cht th ba vo cho nkhi h trthnh d th (vn c).

b) Ly hn hp cht c thnh phn to thnh h d th, sau cho dn cu t th bavo hn khi h trthnh ng th (trong sut).

Xc nh thnh phn ca cc hn hp ng vi s chuyn tng th thnh d th (trongsang c) v ngc li (c sang trong) s thu c cc im thc nghim. ng ni ccim thc nghim chnh l ng cong phn lp trn gin tan h ba cu t.

Tin hnh th nghim

1. Xy dng gin tnh tan ca h phenol - nc

Cho nc v phenol vo tng microburet. thc hin iu cn phi nhng lng

phenol vo cc nc nng c nhit khong 40 45o

C cho phenol chy ra ri rt vomicroburet (tuyt i khng un l cha phenol trc ti p trn b p, bng phenol rt nguyhim).

Dng microburet ly vo 6 ng nghim c nh s t 1 n 6 cc hn hp c thnh phnsau y:

S th tng nghim 1 2 3 4 5 6

Phenol (ml) 0,6 0,9 1,5 3 3,6 4,2

Nc (ml) 5,4 5,1 4,5 3 2,4 1,8

Thnh phn (% th tch H2O) 90 85 75 40 40 30

Lp nhit k v que khuy vo cc ng nghim theo hnh 4.


27/100

27

Hnh 4

Dng c nghin cu tnh tan hn ch ca hai cht lngNhng ng nghim 1 vo cc nc c un nng dn trn bp in (hoc tt hn bng

n cn), khuy hn hp nh v u tay ng thi quan st s thay i nhit v nhng bini ca hn hp. Khi no hn hp trnn trong sut (ng th) th ghi ly nhit ny (t1).

Kim tra kt qu nhn c bng cch nhc ng nghim ra khi cc nc, vn khuy utay v quan st khi h bt u c th ghi ly nhit ny (t2). Trn nguyn tc th t1 v t2

phi bng nhau v theo nhit ng hc th cn bng nhit ng khng ph thuc vo phngthc t cn bng, nhng trn thc t, do s hn ch ca mt nhn v chnh xc khng caoca php o nn t1 t2. Nu hai nhit khc nhau khng qu 1o th c th coi kt qu thcnghim l tt. Gi tr trung bnh ca hai nhit l nhit ho tan hon ton ca h hai cu

t c thnh phn tng ng.Vi mi ng cn lm ba ln ly kt qu trung bnh v tnh sai s.

Ln lt tin hnh th nghim vi cc ng nghim t 2 n 6 theo cch lm nh trn.

Nhng d kin thu c ghi theo bng mu sau:

Nhit toCSTT ngnghim

Thnh phn(% T.tch

H2O) Ln TN t1 t22t

2

+1

tt =

2 3t t

3

+ +1tb

tt = (vit c sai s)

1

21 90

3

1

22 85

3

1

23 75

3

1

24 50

3


28/100

28

1

25 40

3

1

26 30

3

V gin s ph thuc ca nhit ho tan hon ton ca phenol v nc vo thnhphn hn hp v tm nhit ho tan ti hn ca hn hp ny.

2. Xy dng gin ho tan tng h ca h nc - axit axetic - cloroform

Cho cloroform, axit axetic v nc ln lt vo 3 buret c50 ml (hoc 25 ml), c vchchia 0,1. Ly vo 4 bnh nn c nt nhm c100 ml nhng hn hp c thnh phn nh sau:

S 1 S 2 S 3 S 4Nc (ml) 9 7,5 6 4

Axit axetic (ml) 1 2,5 4 6

y np bnh li, lc cho hn hp trn u vi nhau. Ly cloroform vo microburet. Chocloroform xung tng git mt. Mi ln c mt git ri xung li y np li, lc cho tan ht.Tip tc n khi bt u thong thy xut hin c (khng nn cho qu n ni cht lng tchthnh l p). Ghi ly lng cloroform thm vo. Nh vy ta xc nh c mt im thcnghim trn ng cong tnh tan.

Tin hnh tng t vi ba bnh cn li, ta xc nh c thm 3 im trn gin .

Ly vo 4 bnh nn nhm c100 ml cc hn hp c thnh phn sau:S 5 S 6 S 7 S 8

Axit axetic (ml) 1 2,5 4 6

Cloroform (ml) 9 7,5 6 4

y np, lc u cc bnh, dng microburet thm nc vo tng git mt, y nt, lccho tan ht, tip tc n khi thong c. Ghi ly lng nc cho vo.

Ln lt lm vi 4 bnh, ta xc nh c thm 4 im na trn gin tnh tan.

- Cch tnh:

xy dng gin tnh tan, cn i tt c s ml ra s gam. Cho bit khi lng ring(g/cm3) ca cc cht nh sau:

= = =2 3 3H O CH COOH CHCl

d 1; d 1,05; d 1,48

T tnh thnh phn phn trm theo khi lng ca ba cht trong cc hn hp tngng. Ghi kt qu theo bng mu sau:

STT bnh Nc Axit axetic CloroformBnh s 1Bnh s 2Bnh s 3Bnh s 4. . . . . . .


29/100

29

Bnh s 8

Da vo bng v gin tan tng h ca h ba cu t (nhit v p sut khngi) trn giy milimet tam gic, xin phng th nghim.

Hy rt ra kt lun v tnh tan tng h ca cc cp cht lng:Axit axetic - nc

Nc - cloroform

Cloroform - axit axetic

Cho bit nh hng ca cc cht th ba khi thm vo cc hn hp hai cu t trn.


30/100

30

Bi s 6

PHNG PHP HN NGHIM

Mc ch

Xc nh khi lng phn t ca cht tan bng phng php hn nghim.

L thuyt

Khi ho tan vo dung mi mt cht tan khng bay hi th mt phn mt thong ca dungmi b chim bi cc phn t cht tan nn tc bay hi ca dung mi gim i, p sut hi

bo ho ca dung mi trn dung dch s gim so vi dung mi tinh khit, khi xt cng mtnhit .

1 2

A B C

P

T

P ngoi

O

D

E

F

T2 T

1 T

o

osT

1sT T

2s

Hnh 1S ph thuc p sut hi ca dung mi tinh khitv dung mi trn dung dch vo nhit

S gim p sut hi ca dung mi trn dung dch dn ti s tng nhit si v s gimnhit ng c ca dung dch. iu ny c thy r trn hnh 1, y cc ng OA,

DB, EC l cc ng p sut hi bo ho ca dung mi tinh khit v ca dung mi trn ccdung dch 1, dung dch 2 (nng dung dch 1 thp hn dung dch 2). ng OF l ng psut hi ca dung mi trn dung mi rn.

V cht lng si khi p sut hi bo ho bng p sut ngoi, cn cht lng ng c khip sut hi bo ho trn pha lng bng p sut hi bo ho trn pha rn nm cn bng vi phalng, nn honh ca cc im A, B, C s l nhit si v honh ca cc im O, D, Es l nhit ng c ca dung mi tinh khit v ca dung mi trn cc dung dch 1, dungdch 2 tng ng. ( xc nh nhit ng c chun cn quy v P ngoi = 1atm) Chng tathy r rng:


31/100

31

o 1 2

S S S

0 1 2

T T T

T T T

< >

v tng nhit si cng nh h nhit ng c ca dung dch t l vi nng

ca cht tan trong dung dch, ngha l:TS = TS oST = ES.n2 (1)

T = oT T = E.n2 (2)

y: ES - hng s nghim si

E- hng s nghim lnh

n2- nng molan ca cht tan (s mol cht tan trong 1000 gam dung mi).

Cc h thc trn chng vi cc dung dch v cng long. Da vo nhit ng hc c

th rt ra c:

ES =o 2

1 S

bh

M R(T )

1000. H(3)

E =o 2

1

nc

M R(T )

1000. H(4)

y: M1- khi lng phn t ca dung mi

Hbh, Hnc - nhit bay hi ring v nhit nng chy ring ca dung mi.

T (3), (4) nhn thy ES, E ch ph thuc bn cht ca dung mi. Cc gi tr ES, Ei

vi cc dung mi c xc nh bng thc nghim v cho trong cc S tay Ho l.Nu gi g1 l s gam dung mi v g2 l s gam cht tan ho trong n, M2 l khi lng

phn t cht tan, d dng xc nh c:

n2 = 22 1

g 1000.

M g(5)

Thay gi tr n2 vo (1) v (2) thu c:

M2 = t.g

.1000.gE

s1

2s

(6)

M2 = 2

1

E .g .1000

g . t(7)

Cc cng thc (6) v (7) l cs xc nh khi lng phn t ca cht tan khng bayhi, da vo tng nhit si hoc gim nhit ng c ca dung dch. Do vic xcnh nhit ng c thu c kt qu chnh xc hn so vi xc nh nhit si nn cngthc (7) thng c dng xc nh khi lng phn t. Phng php xc nh khi lngphn t ca cht tan da vo h nhit ng c ca dung dch c gi l phng phphn nghim.


32/100

32

Tin hnh th nghim

Dng c xc nh nhit ng c ca benzen c dng nh hnh 2.

1

2

3

4 5

6

Hnh 2Dng c xc nh h nhit ng c1. Cc ng nc , 2. ng bao3. ng nghim ng benzen hoc hn hp nghin cu4. Nhit k, 5,6. Que khuy.

benzen vo ng nghim (3) cho va ngp bu nhit k (4), (khng nhiu qu khitin hnh thc nghim s kh khn) nhit k nn cm gn st y ng.

Cm ng ng benzen vo ng bao, t ng bao vo cc ng nc . Dng que khuy(6) iu ho nhit trong cc (1). Khuy u que khuy (5), theo di s ch trn nhit k(4) v ghi nhit , c 30 giy mt ln.

C hai trng hp xy ra

- C hin tng chm ng ca benzen

Khi nhit gim n 5oC benzen vn cha kt tinh v hin tng chm ng xy ra(nhit gim xung di im ng c cht lng vn cha kt tinh). Khi nhit gim ti1oC hay 2oC dng que khuy (5) khuy nh. S kt tinh benzen chm ng xy ra. Nhit

benzen tng rt nhanh cho n khi t ti im ng c th dng li. Nhit khng i khibenzen ang kt tinh v tip tc gim i sau khi benzen kt tinh xong. im dng trnng cong nhit - thi gian chnh l nhit ng c ca benzen (hnh 3, ng cong I).

- Khng c hin tng chm ng

Khi t ti 5oC benzen ng c v trong sut qu trnh nhit khng thay i cho nkhi kt tinh hon ton. Sau nhit li gim xung (hnh 3, ng II).


33/100

33

Hnh 3Dng ng cong kt tinh ca cht lng

I. C hin tng chm ng

II. Khng c hin tng chm ng

xc nh chnh xc nhit ng c, th nghim cn tin hnh sao cho c hin tngchm ng. Mun vy cht lng phi tinh khit, ng nghim ng cht phi m bo tht khkhng c vt ca nc v khng c bi bn. Cc cht bn ny nu khng c loi tr s lmmm kt tinh v do cn trs xut hin hin tng chm ng.

Sau khi xc nh im ng c ca benzen ta tip tc xc nh nhit ng c cadung dch.

Hnh 4

ng cong kt tinh ca dung dchCn 25 gam benzen bng cn kthut trong cc c np, 0,150,30 gam naphtalen bng cn

phn tch (ly d kin chnh xc n sai s ca cn) ri ho tan trong benzen ta thu c dungdch nghin cu.

dung dch vo ng nghim (3) sy kh n khi ngp bu nhit k, y nt, cho vong bao.

Dng que khuy (5) khuy u hn hp v tin hnh theo di nhit thay i sau 30giy mt ln, khi nhit gim dn n gn 5oC th ngng khuy. Nu ho cht sch hintng chm ng xy ra, khi nhit t ti khong 1o 2oC khuy nh benzen bng quekhuy (5), lc nhit tng nhanh v benzen kt tinh.


34/100

34

V ch c benzen kt tinh nn trong qu trnh kt tinh thnh phn dung dch lng thay i,do nhit khng gi nguyn nh trng hp cht lng tinh khit m gim dn. Lc ng cong nhit thi gian c dng nh hnh 4.

im cc i trn ng cong kt tinh chnh l nhit ng c ca dung dch c thnhphn bit.

Bit oT v T ca benzen v dung dch, bit hng s nghim lnh ca benzen l 5,07 c

th tnh c khi lng phn t ca naphtalen. So snh vi l thuyt ta s c kt lun vchnh xc ca th nghim.


35/100

35

Bi s 7

PHNG PHP PHN TCH NHIT

Mc ch

Xy dng gin nng chy ca h hai cu t bng phng php phn tch nhit.

L thuyt

Gin nng chy ca h hai cu t biu th mi quan h gia nhit nng chy (hay

kt tinh) ca h ph thuc vo thnh phn ca h.y chng ta nghin cu gin nng chy ca h hai cu t ho tan hon ton trng

thi lng v khng ho tan trng thi rn, trong iu kin p sut khng i. Gin c thxy dng nhphng php phn tch nhit da trn s nghin cu cc ng cong ngui lnh(hay un nng) ca cc cu t nguyn cht v cc hn hp.

ng cong ngui lnh ca cu tnguyn cht (hnh 1, ng 1)

Khi un cu t nguyn cht n nhit cao hn nhit nng chy ca n ri lm lnhth nhit gim dn theo thi gian (on ab). Khi cht lng kt tinh th lng nhit pht ratrong qu trnh kt tinh b cho lng nhit cht lng mt cho mi trng ngoi v nhit ca h dng li khng thay i (on bc). Khi qu trnh kt tinh xong th nhit li tip tcgim (on cd).

Hnh 1ng cong ngui lnh1. Cu t tinh khit.2. Hn hp lng c thnh phn bt k.3. Hn hp lng c thnh phn hn hp tecti.

C th gii thch ng cong ngui lnh nhquy tc pha ca Gipx:

f = n - k + 1 (P = const)


36/100

36

y: f s bc t do; n s cu t; k s pha.

- Trn on ab hoc cd, h gm mt pha lng hoc rn.

f = 1 - 1 + 1 = 1

ngha l c mt bin s c th thay i tu m khng lm thay i s pha ca h. Vthnh phn l xc nh (100%) nn nhit phi l bin s thay i.

- Trn on bc h gm 2 pha: lng v rn:

f = 1 - 2 + 1 = 0

ngha l khng mt bin s no c th thay i, nhit kt tinh ca cu t tinh khit lhon ton xc nh (on bc nm ngang).

ng cong ngui lnh ca hn hp lng(hnh 1, ng 2)

Khi lm lnh hn hp lng, nhit gim dn (on ab). n mt nhit no , mt

trong hai cu t bt u kt tinh. Nhit pht ra khi kt tinh lm cho nhit gim chm li(on bc) v trn ng cong ngui lnh c im gy (im b). Theo quy tc pha, trn onbc:

f = 2 - 2 + 1 = 1

ngha l khi thnh phn thay i th nhit phi thay i (on bc gim chm li nhngkhng nm ngang nh trng hp kt tinh ca cht lng nguyn cht). Theo mc kt tinhca mt cu t, nng ca cu t kia trong dung dch lng dn tng ln v n mt nhit no c hai cu t cng kt tinh, thnh phn ca dung dch lng khi s khng thay i vs kt tinh xy ra mt nhit hon ton xc nh (on cd). nhit ny h gm ba pha:hai cu t rn v hn hp lng. Theo quy tc pha, trn on cd:

f = 2 - 3 + 1 = 0

ngha l c nhit v thnh phn u khng c thay i. Hn hp lng nm cn bngvi hai pha rn gi l hn hp tecti v nhit ti c cn bng ba pha l nhit tecti( oEt ).

Khi hn hp tecti kt tinh xong th nhit ca h li gim (on de).

Nu nghin cu s ngui lnh ca hn hp lng c thnh phn ng bng thnh phn hnhp tecti th d dng thy rng hn hp s kt tinh nh mt cu t nguyn cht (hnh 1,ng 3).

Xy dng gin nng chy tcc ng cong ngui lnhDa vo cc ng cong ngui lnh chng ta bit c:

- Nhit kt tinh ca cc cu t nguyn cht.

- Nhit bt u kt tinh ca cc hn hp lng c thnh phn xc nh.

- Nhit kt tinh ca hn hp tecti.

V th, mt trc l nng cc hn hp nghin cu v mt trc l nhit kt tinhca cc hn hp tng ng ta c gin kt tinh hay nng chy ca h hai cu t (hnh 2).Trn gin , cc ng cong o

At E v o

Bt E biu th nhit bt u kt tinh ca A v B trong

cc hn hp ph thuc vo thnh phn. Thc ra vi cc d kin thc nghim ta ch vc


37/100

37

cc ng oAt m vo

Bt n cng vi ngo

Et . Ta phi ngoi suy sao cho hai ng ct nhau ti

mt im E no trn ng oE

t . im E chnh l im tecti v honh ng vi im E

l thnh phn hn hp tecti ca h nghin cu.

Hnh 2Gin nng chy, xy dng t cc ng cong ngui lnh

Tin hnh th nghim

Dng c xc nh ng cong ngui lnh ca cht lng c dng nh hnh 3.

Dng cn phn tch ly vo cc ng nghim c nh s, ln lt cc hn hp c thnhphn (% naphtalen) nh bng sau:

Sng nghim 1 2 3 4 5 6 7

Naphtalen (gam) 4 3,2 2,4 1,8 1 0,4 0

iphenylamin (gam) 0 0,8 1,6 2,2 3 3,6 4

Thnh phn (%) 100 80 60 45 25 10 0

un mt cc nc si, nhng ln lt tng ng vo cho hn hp chy lng, sau ly ra,lau kh ng nghim v lp vo ng bao theo hnh 3.

Khuy nh hn hp bng que khuy (4) ng thi theo di nhit 1 pht 1 ln (dngng h bm giy hay ng heo tay c kim ch giy cng c). Khi no hn hp ngcng li th thi khuy nhng vn tip tc theo di nhit cho n khi nhit xung ti 29 30oC th thi.

Dng giy milimet v cc ng cong ngui lnh (nhit - thi gian) tm im dng vim gy trn cc ng cong ny.

Ln lt lm vi c 7 ng. Vi ng s 1 v ng s 7 cha cc cu t tinh khit th ch cntheo di nhit n khi xut hin im dng ng vi im kt tinh ca cc cu t


38/100

38

.

Hnh 3Dng c xc nh ng cong ngui lnh1. ng bao thu tinh, 2. ng nghim ng cht nghin cu.3. Nhit k, 4. Que khuy, 5,6. Nt lie.

Ch :

- Th nghim xc nh ng cong ngui lnh nht thit phi lm trong ng bao.Khng c cm tay trc tip vo ng nghim ng hn hp, khng c ncvo ng bao.

- Vic xc nh im bt u kt tinh i vi hn hp c thnh phn bt k rt khkhn, i hi phi cn thn, chnh xc v t m khi ghi nhit v theo di thi gian.Khng c b qua mt d kin no, khi v th mi c th tm thy im gy trn

ng cong ngui lnh.- Sau khi lm mi th nghim nn xy dng ng cong ngui lnh kim tra kt qu,

nu khng tm c cc im c trng phi lm li ngay.

Da vo ng cong ngui lnh i vi 7 ng trn, xy dng gin nng chy ca hnaphtalen - iphenylamin.

Yu cu:

1) Ghi d kin thc nghim theo bng mu sau:

ng s % naphtalenNhit bt u

kt tinh

Nhit kt tinh

hn hp tecti

2) V cc th nhit - thi gian v gin nng chy (nhit - thnh phn) trngiy milimet. Xc nh thnh phn ca hn hp tecti.


39/100

39

Bi s 8

XC NH HNG S TC CA PHN NGBC MT PHN NG GHCH O NG

Mc ch

Xc nh hng s tc ca phn ng thy phn saccaroz (phn ng nghch ong).

L thuytPhn ng thy phn saccarozxy ra theo phng trnh:

C12H22O11 + H2O[ ]

+HC6H12O6 + C6H12O6 (1)

saccaroz glucoz fructoz

Tc phn ng ph thuc vo nng saccaroz, nc v ion H+ dng lm cht xctc. Nhng lng nc dng thc t rt ln nn coi nh khng i, cn nng ion H+ ginguyn trong sut thi gian phn ng, v vy phn ng c th xem l bc mt v tc ca

phn ng c xc nh theo phng trnh:

dC kCdt = (2)

Ly tch phn (2) thu c hng s tc ca phn ng:

k = oo x

C

C C

1ln

t (3)

y: Co l nng ng ban u

Cx l nng ng tham gia phn ng trong thi gian t

C = Co Cx l nng ng thi im t.

Hng s tc k c th xc nh da vo tnh cht hot ng quang hc ca ng.ng saccarozv cc sn phm thy phn ca n u cha cc nguyn t cacbon bt

i xng, v vy chng l nhng cht quang hot. Nu chiu qua dung dch ng mt chmnh sng phn cc (l nh sng ch dao ng theo mt mt phng) th ng s lm cho mtphng ny lch i mt gc gi l gc quay mt phng phn cc . ln ca gc quay phthuc vo bn cht ca cht quang hot, nng v b dy ca lp dung dch m nh sng

phn cc i qua, ph thuc vo bc sng ca nh sng v vo nhit . nh gi mc quang hot ca cc cht khc nhau ngi ta a ra khi nim quay ring []: l gcquay khi c mt chm nh sng phn cc c bc sng xc nh (thng l bc sng vchquang ph vng ca hi natri 5896 ) i qua lp dung dch dy 10 cm, cha 1 gam cht trong

1 ml dung dch 20o

C. Bit c gi tr[], nng C v chiu dy ca lp dung dch lc


40/100

40

th xc nh gc quay theo cng thc = [] C l. ngc li c th theo cng thc xc nhnng dung dch da vo gc quay.

ng saccaroz, glucozv fructozc gc quay tng ng bng: + 66,55o, + 52,56ov 91,90o.

Nh vy, saccarozquay mt phng phn cc v pha phi cn hn hp sn phm phnng quay mt phng phn cc v pha tri.

Trong qu trnh phn ng gc quay c gim dn, chuyn qua gi tr 0 v t gi tr m,c ngha l s quay phi mt phng phn cc c chuyn thnh s quay tri. V l m

phn ng (1) cn c gi l phn ng nghch o ng. Hng s tc ca phn ngnghch o ng thng c xc nh da vo s thay i gc quay trong qu trnh phnng.

Nu gi: o l gc quay lc bt u phn ng.

l gc quay lc ng saccarozchuyn ho hon ton.t l gc quay thi im t.

th o l bin thin gc quay t lc bt u ti lc kt thc phn ng, t l vi nng ban u ca ng (Co).

t l bin thin gc quay t thi im t ti lc kt thc phn ng, t l vi nng cn li ca ng thi im t: (Co Cx).

Thay nhng tr s ny vo phng trnh (3) thu c:

k =

t

2,303lg o

t

(4)

Cc gc quay c o nhmt dng c gi l phn cc k (hay ng k), s cuto ca n c ch ra trn hnh 1.

Hnh 1S my phn cc k

Phn cbn ca phn cc k l ngun sng 1, knh lc nh sng 2 (ch cho nh sng vngi qua), lng knh phn cc 3, ng phn cc k 4 v lng knh phn tch 5. Khi nh sng i

qua lng knh phn cc th nhng tia c mt phng dao ng trng vi mt ct chnh ca tinhth lng knh phn cc c thi qua, l nhng tia phn cc. Nu mt ct chnh ca lngknh phn cc v lng knh phn tch c t song song th cc tia phn cc cng s qua lngknh phn tch v th knh 6 s thy nh sng phn bu (hnh 2b). Khi quay lng knh

phn tch (cn lng knh phn cc bt ng) th sng trn th knh s thay i. C tht vtr phn gia ca mt th knh ti cn hai bn sng (hnh 2a) hoc phn gia th sng cnhai bn ti (hnh 2c). V tr trung gian gia hai v tr trn c nh sng phn bu (hnh 2b) lim 0 ca my phn cc k.

Nu sau khi t c im 0 m ta cho dung dch cht hot quang vo ng phn cc k4 th th knh s thy nhng vng ti sng khc nhau. phc hi v tr 0 ta phi quay

lng knh phn tch i mt gc c gi tr bng gc quay mt phng phn cc ca cht nghin


41/100

41

cu. Mt b phn o gc gn lin vi lng knh phn tch cho php ta c gc quay . Phn ca gc quay c c theo thang ln (chia t 0o 180o) cn phn l ca , c theothang nh (chia t 0 10) v ly theo vch no trng vi vch ca thang chia ln (hnh 3).

Hnh 2Cch chnh phn cc k

Hnh 3Cch ghi gi tr gc quay y = 22,10o.

Tin hnh th nghim

V phn ng tin hnh trong iu kin ng nhit nn trc ht cn iu chnh myiu nhit nhit nghin cu (30oC). Trong thc t, c th tin hnh iu kinnhit bng nhit phng. Khi nhit phng c xc nh bng cch onhit dung dch phn ng bng nhit k thu ngn, sai s 0,2 0,5oC.

Pha dung dch ng bng cch cn 10 gam ng saccaroz(cn kthut) ri chovo bnh nh mc 50 ml v thm nc ct ti vch. Nu dung dch c th phi tinhnh lc. Chuyn dung dch vo mt bnh nn c100 ml c nt y. Cho vo mt

bnh nn khc ng 40 ml dung dch HCl 1N. Ngm c hai bnh vo my iu nhit30oC (nu lm nhit phng th khng cn). Sau khong 10 pht tin hnh ogc quay.

Gc quay oc xc nh bng cch o gc quay ca dung dch ng khi chacho axit vo (khi phn ng thu phn xem nh cha xy ra).

Trng ng phn cc k hai ln bng vi ml dung dch ng va pha. dn dung dchvo ng ti y, sao cho dung dch to thnh mt mt khum trong ng. Cn thn a mingknh t ra vo, vn cht np gi ming knh li, ch kim tra khng c trong ng cnbt kh. Dng giy lc lau kh bn ngoi ng, nht l hai mt knh. Cho ng vo my v o

gc /o . Gc o =/

o

2

v khi tin hnh phn ng ta s pha long dung dch ng hai ln

bng dung dch axit. Sau khi o xong o, dung dch ng trong ng phn cc k tr libnh nn.

Xc nh gc quay t:

Dng pipet ly 40 ml dung dch cho vo bnh nn cha 40 ml dung dch axit. Ghi thiim trn hai dung dch lm thi im ban u t = 0 (dng ng h bm giy). Lc u hnhp, ly vi ml hn hp trng ng phn cc k ri rt ngay hn hp vo ng. C sau cc thiim 5, 10, 15, 20, 30, 50, 70 v 100 pht (k t t = 0) th o gc t mt ln. Cc bc thaotc nh khi xc nh o. Vic o gc quay cc phi lm tht nhanh bng cch quay phi lngknh phn tch tm v tr 2b (hnh 2), c gc ng ng vi v tr tm c, lp li cc thtc trn khi quay tri lng knh phn tch. Gi tr ghi l trung bnh cng ca hai gi tr thuc.

Xc nh gc quay :


42/100

42

S thu phn saccaroznhit phng thng kt thc sau vi ngy. xc nh ngi ta un cch thu hn hp phn ng 70o 80oC trong vng 30 pht, trong bnh tamgic c lp sinh hn hi lu. Sau lm ngui n nhit 30oC (hoc nhit phng), em ogc .

Yu cu:

1) Ghi cc s liu thc nghim v tnh ton c theo bng mu sau:

S TTThi gian o gc quay, tnh t lc bt u

phn ng (pht) t o tt

lg

Hng s tc phn ngk

ktb =

2) V th lg (t) = f(t); nhn xt.


43/100

43

Bi s 9

PHN NG THU PHN ESTE

Mc ch

Xc nh hng s tc phn ng v nng lng hot ng ho ca phn ng thu phnetyl axetat bng dung dch kim.

L thuyt

Phn ng thu phn etyl axetat xy ra theo phng trnh:CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH (1)

y l phn ng bc hai, tc ca phn ng t l thun vi nng este v kim:

dtdC

= kCeCk (2)

v hng s tc phn ng:

k =)C(Ct

2,303oe

ok

lg)C(CC

)C(CC

xoe

ok

xok

oe

(3)

y: oeC vokC l nng ban u ca este v kim.

Cx l nng ca este v kim tham gia phn ng sau thi gian t.

Ce =oeC Cx v Ck=

okC Cx l nng este v kim thi im t.

Bng cch chun lng NaOH cn li trong phn ng tng thi im khc nhau cth tnh c Cx, t xc nh c k.

Tin hnh th nghim

Ly hai bnh cu y bng dung tch 500 ml c nt y kn (tt nht l nt nhm). Dngbnh nh mc ly 250 ml dung dch este etyl axetat

1

60N cho vo mt bnh v 250 ml dung

dch NaOH1

40N vo bnh kia (lng NaOH dng dm bo phn ng thu phn xy ra

hon ton).

y kn hai bnh trnh este bay i v CO2 tan vo dung dch NaOH.

Ngm c hai bnh vo my iu nhit 30oC. Sau 10 15 pht th bt u nhanh bnhng dung dch NaOH vo bnh ng este, y nt, lc u hn hp, ghi thi gian xem nh l lc bt u phn ng. ng thi dng pipet ly nhanh 40 ml hn hp cho vo mt bnh


44/100

44

nn c250 ml c sn 25 ml dung dch HCl1

40N. V lng HCl

1

40N d so vi NaOH c

trong 40 ml mu th nn s trung ho ht kim v km hm phn ng li. Bng cch chun

axit d trong bnh nn (dng NaOH

1

40N vi cht ch th phenolphtalein) c th bit clng HCl tiu tn trung ho NaOH v do tnh c lng NaOH c trong 40 mlmu th. D kin thu c ng vi thi im t = 0.

Sau 5, 10, 20, 30, 40, 50 pht k t lc bt u phn ng, li ly ra 40 ml hn hp phn

ng cho vo bnh nn c sn 25 ml dung dch HCl1

40N v li chun lng HCl d bng

NaOH nh nu trn.

Sau khi ly mu th cui cng (pht th 50), lp vo bnh phn ng mt sinh hn hilu, ri un trong ni cch thu ln ti 70oC v ginhit ny trong khong na gi.

ngui hn hp phn ng n 30

o

C v tin hnh ly mu v chun NaOH cn li nhlm trn. V 70oC phn ng xy ra rt nhanh, do sau 30 pht gi hn hp phn ng nhit ny ri ngui n 30oC, phn ng xem nh kt thc v d kin thu c ngvi t = .

xc nh nng lng hot ho ca phn ng cn lp li mt th nghim tng t nhtrn nhng bnh phn ng c t trong my iu nhit 40oC v mu thc ly ra nhng thi im 3, 5, 10, 15, 20, 30 pht sau lc bt u phn ng. D kin ng vi thi imt = 0 v t = c th s dng kt quphn trn.

Cn ch trong sut thi gian th nghim khng c nhc bnh ra khi my iunhit.

Tnh ton kt qu

Nu gi lng NaOH1

40N dng chun axit d trong bnh nn l n mililit th lng

HCl1

40N tiu tn trung ho NaOH hay lng NaOH

1

40N c trong 40 ml mu th nt s

bng:

nt = 25 n

Gi no, nt, n l lng NaOH1

40N c trong 40 ml mu thcc thi im tng ng t =

0, t = t v t = th nng ban u ca kim okC s t l vi no; nng ban u ca esteoeC

t l vino n (v ta xem phn ng kt thc v lng NaOH ly d so vi este) v nng este

b thu phn sau thi gian t l Cx t l vi no nt, ngha l:okC = const.no

oeC = const.(no n)

Cx = const.(no nt)


45/100

45

y const l h s t l biu th s lin h gia nng ng lng ca dung dchvi s mililit dung dch v c tnh nh sau:

V no l s mililit NaOH1

40

N c trong 40 ml mu tht = 0 nn ng lng NaOH c

trong 40 ml l:

no .1000

1.

40

1

v nng ng lng ca NaOH trong mu th s l:

CN = oo n16001

1000

40:

1000

1.

40

1.n =

Nh vy const =1

1600

Thay cc gi tr okC ,oeC , Cxtrn vo cc phng trnh (3) thu c:

k =( )( )

t o

o t

n n n2,303lg

t.const.n n n n

(4)

Ghi cc kt qu thc nghim v tnh ton theo bng mu sau:

Nhit (oC)

Thi gianly mu thk t t = 0

Lng NaOHdng chun

HCl d, n

Lng NaOH ctrong 40 ml mu th

nt = 25 nHng s tc phn ng

k

i vi tng nhit phi xc nh gi tr hng s tc trung bnh:

k =n

k...kk n21 +++

Nng lng hot ng ho ca phn ng E tnh theo phng trnh:

lg

= 21T1

T2

T

1T

14,575

Ek

k

y: T1 = 30 + 273 = 303 K

T2 = 40 + 273 = 313 K.


46/100

46

Bi s 10

NG HP PHNG NHIT

Mc ch

Nghin cu s hp ph ca axit axetic trong mi trng nc trn than hot tnh v vcc ng ng nhit hp ph.

L thuyt

Nhng vt c b mt tip xc ln vi pha kh hay pha lng thng c kh nng thu htcc cht kh hay cht tan trong pha lng. Nu s thu ht ch xy ra trn b mt ca vt thgi l s hp ph. V d, khi cho than hot tnh vo dung dch axit axetic CH3COOH th mts phn t axit axetic s tp trung (b hp ph) ln trn b mt ca than hot tnh. Than hottnh c gi l cht hp ph, axit axetic l cht b hp ph, nc l mi trng trong shp ph xy ra. Bng cch o nng axit axetic trc v sau khi hp ph, bit khi lngcht hp ph m gam ta c th bit c lng axit axetic b hp ph trn b mt 1 gamthan hot tnh.

C nhiu phng trnh thc nghim hoc l thuyt c a ra m t s hp phng nhit. y nu ra mt s phng trnh hay gp:

1. Phng trnh Frendlich (Freundlich)

l phng trnh thc nghim p dng cho s hp ph kh hoc cht tan ln cht hpph rn:

A = C (1)

trong : A l lng cht b hp ph bi mt gam cht hp ph (mol/g).

C l nng cht b hp ph khi t cn bng hp ph

(mol/l).

v u l hng s, ring lun lun b hn 1.2. Phng trnh Lngmua (Langmuir)

l phng trnh c chng minh l thuyt da vo vic nghin cu ng hc ca s hpph. Phng trnh c dng:

= max.bC

1 bC+ (2)

l lng cht b hp ph bi mt gam cht hp ph (mol/g).

C l nng cht b hp ph lc cn bng hp ph (mol/

).


47/100

47

max v b l hng s.

3. Phng trnh Gipx(Gibbs)

Khi nghin cu v mt nng lng ca qu trnh hp ph, Gipx chng minh cphng trnh:

C d.

RT dC

=

(3)

Phng trnh nu ln quan h gia i lng h p ph (mol/cm2) v d/dC - l binthin sc cng b mt ca dung dch gy nn bi s hp ph cc cht ln b mt ca dungdch theo s bin thin ca nng dung dch .

4. Phng trnh Siscpxki (Shiskovski)

L phng trnh thc nghim nu ln quan h gia sc cng b mt ca dung dch chthot ng b mt vi nng dung dch:

= o aln(1 + bC) (4)

trong o l sc cng b mt ca dung mi nguyn cht, a v b l cc hng s.

Trong bi thc nghim ny ta ch kho st hai phng trnh Frendlich v Lngmua, tnhcc hng s trong hai phng trnh v vng biu din ca hai phng trnh (c tnchung l ng hp phng nhit), i chiu kt qu tnh ton vi ng thc nghim.

Phn tch phng trnh Lngmua:

Phng trnh (2) c th vit di dng: = max

C1

bC+

= maxC

a C+ (5)

trong 1/b thay bng a, l mt hng s.

Nu C > a th (5) chuyn thnh:

= max (7)

ngha l i lng hp ph l mt hng s: khi ng biu din (vng nng ln)l mt ng thng song song vi trc honh. cc nng C trung gian, ng biu din lmt on ng cong. ng biu din (hnh 1) c tn l ng h p ph ng nhitLngmua (v th nghim tin hnh mt nhit nht nh).


48/100

48

Hnh 1.ng hp phng nhit Lngmua

tm cc hng s trong phng trnh Lngmua, ngi ta dng phng php th.Mun vy ta biu din phng trnh (2) di dng khc:

C

b

C

= +

1

m ax m ax (8)

Theo phng trnh ny C/ ph thuc bc nht vo C. ng biu din trong h toC/ C ct trc tung ti M. Ta c:

OMb

=1

max

tg =1

max

T hai phng trnh ny s tnh c b v max.

Hnh 2. th tm cc hng s trong phng trnh

Lngmua


49/100

49

Phn tch phng trnh Frendlich

V < 1 nn ng biu din ca phng trnh (1) l mt nhnh ca ng parabol vc gi l ng hp phng nhit Frendlich. ng ny khc ng Lngmua chvng nng thp ng biu din khng phi l ng thng i qua gc ca to v vng nng cao, ng biu din khng t cc i m c xu hng i ln mi, l nhcim ca phng trnh Frendlich. vng nng trung bnh, hai ng biu din ging nhau.

Hnh 3 biu din ng hp phng nhit Frendlich ca axit propionic trn than hottnh. Ta thy tim M, ng biu din phn ra hai nhnh: on MB l on tnh trc tipt phng trnh (1) cn MC l on v theo thc nghim.

cho ng hp ph m tng phng trnh (1) cn gi thit khng phi l hng sm l hm s ca nng . nng thp = 1, khi ta s c:

A = C (9)

Cn nng cao hn th = 0, khi ta s c:A = (10)

V nh vy ta thy (9) ging (6) v (10) ging (7).

tnh cc hng s trong phng trnh Frendlich, ngi ta cng dng phng php th. Phng trnh Frendlich c th vit di dng:

lg A = lg + lgC

Hnh 3.ng hp ph axit propionic trn than hot tnh

Hnh 4.


50/100

50

th tm cc hng s trong phng trnhFrendlich

Nh vy lgA t l bc nht vi lgC. ng biu din trong h ta lgA lgC s ct trctung ti N.

Ta c: ON = lg

tg =

T hai phng trnh ny s xc nh c cc hng s v .

Tin hnh th nghim

Phng th nghim c sn dung dch CH3COOH vi nng gn ng 1N, hy pha c 100 ml cc dung dch c nng gn ng sau y:

0,025N; 0,05N; 0,1N,; 0,2N; 0,4N; 0,5N.

Dng dung dch xt chun (nng 0,05N) chun li cc dung dch trn vi ch thphenolphtalein v ghi ly cc nng chnh xc.

Ly mi dung dch 50 ml cho vo mt bnh nn c250 ml ri cn 6 mu than hot tnh,mi mu 1 gam (cn chnh xc), cho vo bnh nn . Lc 5 pht, yn 25 pht. Lc richun li bng dung dch xt chun dng trn hai ln.

Ch : Khi chun (c hai ln) nn ly dung dch 1; 2: 20ml, dung dch 3: 10ml, dung dch4: 5 ml, dung dch 5; 6: 2 ml; thm nc ct cho 20 ml (t dung dch 3 tri) ri michun. Kt qu bng trung bnh cng hai ln chun (sai s phi < 3%).

Tnh ton:

1) Hy tnh s mili ng lng axit b than hot tnh hp ph. Cng thc tnh: x =

(Co C) 1000.1000

50(mN), trong Co v C l nng axit trc v sau khi hp ph (N).

2) Tnh xem mi gam than hot tnh hp ph bao nhiu mili ng lng axit ?

A (hay ) =m

x

y A (hay ) l hp ph (mN/g);

m l lng cht hp ph.

3) Ly lgC, lgA, C/.

4) Lp bng s liu theo bng mu nh sau:

S TT Nng ban u Co (N) Nng sau C (N) x(mN)A hay=x/m lgC lgA

C

Hy v th nh hnh 2 v hnh 4 tm cc hng s trong phng trnh Frendlich v

Lngmua.


51/100

51

Khi bit cc hng s hy lp cc phng trnh:

A = C

= maxbC

1 bC+

V ly mt s nng C tun t tng dn (t 0,05 0,5N), tnh gi tr A v tng ng.Vit kt qu di dng bng s ri v cc ng hp phng nhit cho cc trng hp: 1 -ng thc nghim; 2 - phng trnh Frendlich v 3 - Lngmua. C nhn xt g v dng cacc ng ng nhit hp ph ?


52/100

52

Bi s 11

DN IN CA DUNG DCH CHT IN LI

Mc ch

Xc nh dn in ring, t xc nh dn in ng lng gii hn ca chtin li mnh, in li v hng sin li ca cht in li yu.

L thuyt

I. dn in ring v dn in ng lngKh nng dn in ca mi vt dn c c trng bi dn in L, l i lng

nghch o ca in trR. Vi mt vt dn c tit din khng i:

R = S

l(1)

trong l in trsut; lv S l di v tit din ngang ca vt dn, nn:

L =1 S

l

= . Sl

(2)

i lng 1 =

c gi l dn in ring, c th nguyn 1.cm1. Khi l= 1 cm,

S = 1 cm2 th L = , nh vy:

dn in ring ca dung dch in li l dn in ca mt th tch dung dch chtin li nm gia hai in cc song song c tit din l 1 cm2 v cch nhau 1 cm.

V kh nng dn in ca dung dch in li ph thuc vo bn cht cc ion v s ion cmt trong mt n v th tch dung dch, nn dn in ring phi ph thuc vo nng cht in li c trong dung dch (hnh 1).

i vi cht in li mnh, dn in ring cng ln nu nng ca cc ion v tc

tuyt i ca chng cng ln nhng khi tng nng ca cc ion th lc ht gia chng tngln, nh hng c th trnn mnh hn s tng nng ca cht in li v dn inring ca dung dch s gim.

i vi cht in li yu, dn in ring tng khng ln khi tng nng . Khi nng tng ln th dn in ring gim do s gim in li ca dung dch v cc i ca dn in ring ng vi gi tr cc i ca tch sin li v nng ca dung dch.

thun tin cho vic so snh kh nng dn in ca dung dch cc cht in li khcnhau ngi ta s dng i lng dn in ng lng .


53/100

53

Hnh 1S ph thuc ca dn in ring ca mt s dung dchcht in li vo nng dung dch

dn in ng lng l dn in ca mt th tch dung dch cha ng mtng lng gam chtin li nm gia hai in cc song song cch nhau 1 cm. Da vo s (hnh 2) ta d thy quan h gia dn in ring v dn in ng lng:

1000.V.1000

C = = (3)

y: V l th tch ca dung dch tnh bng lt, cha ng mt ng lng gam cht

in li, c gi l pha long.C l nng ca dung dch (lg/l).

Cng thc (3) cho thy ph thuc vo nng dung dch. Khi pha long dung dch stng; khi pha long tng n mt gi tr gii hn no th dn in ng lng tn gi tr gii hn (hnh 3)

Hnh 2M hnh m t s lin h gia dn in ring v dn in ng lng


54/100

54

Hnh 3S ph thuc ca dn in ng lng vo pha long

Theo nh lut Cnrao (Kohlrausch) v s chuyn ng c lp ca cc ion trong dungdch long:

= + + (4)

y + v l dn in (hay linh ) ca cation v anion.

i vi dung dch cht in li yu, in li v dn in ng lng linh vi nhau bng phng trnh:

=

(5)

Theo (5) c th xc nh c hng sin li K ca mt cht in li yu da vo dnin. V d, trong trng hp n gin nht, vi cht in li AB phn li theo s:

AB A+ + B

K =[A ] [B ]

[AB]

+

(6)

V [AB] = C(1 ); [A+] = [B] = C nn:2

CK

1

=

(7)

Thay theo phng trnh (5) vo (7) rt ra:2

CK

( )

=

(8)

Phng trnh (8) c th vit di dng:2

2

C1

K

=

(9)

hay, sau khi chia tt c cho , thu c:


55/100

55

2

1 1 1C

K = +

(10)

y1

v

2

1

Kl nhng hng s.

Nu xy dng th s ph thuc ca 1/ vo C th s thu c mt ng thng vda vo th xc nh c 1/ v 2 1/ K ngha l xc nh c dn in nglng gii hn v hng sin li K ca cht in li yu.

i vi dung dch long ca cht in li mnh (C < 102lg/l) dn in nglng ph thuc vo nng theo phng trnh:

= A C (11)

trong A l hng s ph thuc vo bn cht ca dung mi, nhit v ho tr ca cht

in li.Nu xc nh dn in ca dung dch cc nng khc nhau, sau xy dng th

s ph thuc ca vo C s thu c mt ng thng v da vo th s xc nh c dn in ng lng gii hn ca cht in li mnh.

II. Phng php o dn in

Vic o dn in ca dung dch in li thc t quy v vic o in trca chng bngdng in mt chiu hay xoay chiu. Khi dng dng mt chiu, trn b mt in cc tip xcvi dung dch c th xy ra phn ng in ho to nn mt in trgi l in trphn cc,lm thay i in trca dung dch cn xc nh. trnh in trphn cc ngi ta dng

cc in cc khng phn cc nh calomen, clorua bc nhng tt hn ht l dng dng xoaychiu c tn s cao (khong 600 1000 Hertz).

o in trngi ta dng cu o Weston (Wheatstone), s ca n ch ra trn hnh4, trong R1, R2, R3 l in tr bit, Rx l in trcn xc nh. Theo nh lut Kicxp(Kirchhoff) v mch r, khi kim in k (2) ch s 0 ngha l khi khng c dng in i quamch CD ta c:

Rx = R3.R

R1

2 (12)

Hnh 4S cu o Weston; 1. Ngun in xoay chiu thnh ph;2.in k.


56/100

56

Hnh 5S cu o in tr dung dch1. Ngun in; 2. B phn tng tn s;3.in tr mu; 4. Con chy;5. ng nghe; 6. Bnh ng dung dch cn o in tr.AB - Dy in tru.

Trong thc tin trR1, R2 thng c thay bng mt cu dy AB trn c con chyC (hnh 5), cn in k ch khng (2) c thay th bng ng nghe (5).

Dch chuyn con chy C trn dy AB tm v tr ti ng nghe (5) c m thanh cc tiu.Khi ta c cn bng cu o v xc nh c in trca dung dch Rx:

Rx = R3.BC

AC

(13)

Cu trc bnh ng dung dch cn o dn in c mt ngha quan trng. in trcadung dch khng nhng ph thuc vo nng cht in li, din tch ca in cc v khongcch gia chng m cn ph thuc vo cch sp t cc in cc v th tch ca dung dch, vkhng phi ch c phn th tch ca dung dch nm gia hai in cc l tham gia vo vic dnin (hnh 6). V vy hnh dng v cch sp xp in cc trong mi php o phi c ginguyn, th tch ca dung dch o cng phi cnh.

Php o dn in thng thc hin trong cc bnh o c cc in cc l nhng lplatin en c gn cnh bng nhng thanh thu tinh vo np bnh o (hnh 7).

Nu khong cch gia hai in cc l l, din tch b mt in cc l S v f l yu t phthuc vo c trng hnh hc ca bnh o th in trca dung dch c tnh theo cng thc:

1R f

S=

l

(14)

Suy ra1

fR S

= l

(15)


57/100

57

Hnh 6

Phn bng sc trong intrng gia hai in cc songsong

Hnh 7

in cc platin xc nh hng s bnh

V cc i lng f, l, S l cnh, c trng cho mi bnh o, nn phng trnh (15) cth vit:

= KR

(16)

y K l hng s bnh, c th nguyn cm1.

o dn in cn phi xc nh hng s bnh K. Ngi ta xc nh K bng cch oin tr ca mt dung dch chun bit dn in ring, v d dung dch KCl 0,02N c

=0,0027651.cm125oC. o RKCl s xc nh c K theo phng trnh:K = 0,002765.RKCl (17)

Bit K da vo phng trnh (16) c th xc nh dn in ca dung dch bt k khi oc in trca chng.

Tin hnh th nghim

1. Xc nh hng s bnh K

Hng s bnh K xc nh da vo vic o in trca dung dch chun KCl cc nng

khc nhau (0,1; 0,02 v 0,01N).u tin ra bnh o v in cc 2 3 ln bng nc ct, sau trng 1 2 ln bng mt

t dung dch KCl 0,1N. Dng pipet ly mt lng nht nh dung dch KCl 0,1N (khong 40 50 ml) vo bnh o, sao cho dung dch ngp ht cc in cc. o in trca dung dch bngcu o (hnh 5).

Sau ly 10 ml dung dch KCl 0,1N pha long thnh 50 ml bng nc ct, ta c dungdch KCl 0,02N.

dung dch nghin cu ra khi bnh, ra bnh o v in cc nh trn. Ly mt th tchdung dch KCl 0,02N nh th tch dung dch o ln trc vo bnh v o in trca dungdch.


58/100

58

Li pha long gp i dung dch KCl 0,02N thu c dung dch KCl 0,01N v lp liqu trnh nh trn. Tnh hng s bnh K theo cng thc (17) i vi tng dung dch ri ly ktqu trung bnh. Cho bit 25oC, vi dung dch KCl 0,1N v 0,01N gi tr ln lt bng0,01228 v 0,001413 1.cm1.

Khi tnh dn in ring ca cc dung dch in li long cn phi tnh n dn inca nc. Vi nc ct ngoi khng kh do c s ho tan ca CO2 v s kim ho ca thutinh nn dn in ca n vo khong 106 1.cm1. dn in thc t ca dung dch sl:

= o c nc

2. Xc nh dn in ng lng gii hn ca dung dch HCl

Pha dung dch HCl 0,1N trong bnh nh mc 50 ml. Tin hnh o in trca dung dchny. o ba ln ly kt qu trung bnh. Sau pha long dung dch bng nc ct thuc 100 ml cc dung dch HCl 0,02; 0,01; 0,005; 0,001N. o in tr ca cc dung dch

ny. Mi th nghim o ba ln v sau mi th nghim phi ra bnh o bng nc ct v trngbng dung dch ta mun o tip.

Tnh dn in ring v dn in ng lng ca cc dung dch. Xy dng th C ri ngoi suy ng biu din v C 0 tm gi tr.

Ghi cc kt quo c v tnh ton theo bng mu sau:

STT

Nng dungdch HCl C (lg/l)

Hng s bnhK

in tro c

Rx

dn inring

dn inng lng

C

3. Xc nh hng s phn li ca axit CH3COOH

Pha 100 ml dung dch CH3COOH c cc nng 0,1; 0,05; 0,01; 0,005 v 0,001N (phat dung dch ban u CH3COOH 0,1N bng nc ct). o in trca cc dung dch trn,mi dung dch o ba ln ly kt qu trung bnh.

Tnh dn in ring v dn in ng lng ca cc dung dch. Tnh in li theo cng thc (5). Cho bit dn in ng lng gii hn ca CH3COOH:

, CH3COOH = , H+ + , CH3COO = 349,8 + 40,9 = 390,7

Da vo cng thc (8) xc nh hng s phn li ca CH3COOH. Ghi cc kt quo cv tnh ton theo bng mu sau:

STT

Nng CH3COOH C (lg/l)

Hng sbnh K

in troc Rx

dn inring

dninnglng

inli

Hng s phnli K


59/100

59

Bi s 12

SC IN NG CA PIN GANVANI

Mc ch

o sc in ng ca pin anienJacbi v pin Ganvani nng . Xc nh thin ccca ng, km v thin cc oxi ho kh.

L thuyt

1. Pin GanvaniMt hin ho c kh nng sinh cng in v c dng lm ngun in nng, gi l

pin Ganvani hay pin in.

Trong trng hp n gin nht pin Ganvani bao gm hai in cc kim loi nhng trongcc dung dch in li, cc dung dch ny c tip xc vi nhau qua mng bn thm hoc quacu dn in.

V d pin anien Jacobi:

ZnZnSO4 CuSO4Cu

K hiu mt vch thng ng l ranh gii tip xc gia in cc v dung dch, hai vchthng ng l ranh gii tip xc gia hai dung dch. Mch ngoi ca pin c khp kn bngdy dn kim loi.

ch tip xc ca cc pha, cc phn t tch in (ion, electron) s chuyn t pha nysang pha khc v trn ranh gii phn chia ca chng hnh thnh lp in kp gm hai lp intch bng nhau nhng tri du. S hnh thnh lp in kp lm xut hin cc bc nhy thgia cc pha tip xc, kt qu l gia cc in cc xut hin mt hiu in th v trn dy dnni cc in cc s c dng in.

Cng in ca pin Ganvani do nng lng ca cc phn ng ho hc tin hnh trong pinchuyn thnh. V d vi pin anien Jacobi, khi pin hot ng, trn in cc km xy ra qu

trnh ho tan km vo dung dch:Zn Zn2+ + 2e

Cc electron theo mch ngoi chuyn tin cc km n in cc ng v trn in ccng xy ra qu trnh kt ta kim loi ng:

Cu 2+ + 2e Cu

Phn ng tng cng xy ra trong pin s l:

Cu 2+ + Zn Cu + Zn2+


60/100

60

Nng lng ca phn ng ny (ho nng) sc chuyn thnh in nng. Khi cc phnng in ho xy ra trong pin l thun nghch th cng in thu c l ln nht. Hiu th cci o c gia cc in cc khi , c gi l sc in ng ca pin Ganvani, k hiu l E.

2. Sc in ng ca pin Ganvani

Sc in ng E bng tng i s cc bc nhy th xut hin trn ranh gii phn chiagia cc pha tip xc, bao gm cc bc nhy th trn ranh gii in cc v dung dch (thin cc ), trn ranh gii tip xc gia in cc v dy dn (th tip xc tx), trn ranh giigia hai dung dch c nng khc nhau hoc gia hai dung dch ca cc cht tan khc nhau(th khuch tn kt).

a) Thin cc ca kim loi nhng trong dung dch mui ca n biu th bngphng trnh Nernst:

= o +ZMe

RTlna

ZF+ (1)

trong : o- thin cc tiu chun, ngha l thin cc ca kim loi khi hot a

MeZ+ =1; R - hng s kh; F s Faraday; Z - ho tr ca ion kim loi; T - nhit tuyt i.

Trong cc dung dch rt long v trong nhng trng hp khng i hi tht chnh xc,c th thay hot bng nng , khi phng trnh Nernst c dng:

= o +RT

ZFlnC

MeZ+ (2)

Nu thay R = 8,314 J/K.mol; F = 96487 C v chuyn logarit t nhin sang logarit thpphn, 25oC ta c:

= o +0,059

ZlnC

MeZ+ (3)

Gi tr tuyt i ca thin cc tiu chun o cho n nay cha xc nh c bng thcnghim hoc tnh ton bng l thuyt. Ngi ta xc nh n theo quan h vi in cc hiro cthin cc tiu chun c chp nhn bng khng (khi

Ha 1+ = , =

2Hp 1atm ). Cc gi tro

xc nh nh vy c tm trong cc sch tra cu.

b) Thtip xc tx xut hin do hnh thnh lp in kp trn ranh gii tip xc giahai kim loi. Th tip xc c gi tr rt nh, d dng gim khi s dng ch tip

xc nhng kim loi cng mt loi (in cc ng - dy dn ng v.v...).c) Thkhuch tn ktxut hin do tc chuyn ng khc nhau ca cc ion qua

ranh gii tip xc gia hai dung dch. Ngi ta thng lm gim th khuch tnbng cch cho hai dung dch tip xc vi nhau qua mt cu mui, l mt cu nicha dung dch m c (thng l bo ho) ca cc cht in li c tc tuyti ca cation v anion gn bng nhau (KCl, NH4NO3, KNO3 v.v...). gidung dch mui trong cu ni ngi ta thng cho thm aga, v vy cu muicn c gi l cu aga. Do dung dch trong cu mui l m c nn s khuchtn qua ranh gii tip xc ch yu l do cc ion trong cu mui. Tc khuchtn ca cc ion ny gn bng nhau nn th khuch tn s trit tiu.


61/100

61

Trong iu kin c th b qua th khuch tn v th tip xc, sc in ng ca pin sbng hiu cc thin cc, ngha l:

E = + (4)

y

l thin cc m, l in cc xy ra qu trnh oxi ho vi s gii phngelectron; + l th ca in cc dng, l in cc xy ra qu trnh kh vi s thu nhnelectron.

Vi pin anien Jacobi, p dng phng trnh (2) ta c:

E = CuZn =+2

2

Zn

CuoZn

oCu a

aln

2F

RT

+

+ = Eo ++

RT

2F

a

aCu

Zn

2

2+

ln (5)

y: Eo - sc in ng ca pin trong iu kin tiu chun, ngha l khi

+ += =2 2Cu Zna a 1

Eo = oZnoCu = + 0,34V ( 0,76V) = 1,1 v

25oC, phng trnh (5) c dng:

E = 1,1 ++

0,059

2

a

aCu

Zn

2

2+

lg (6)

Trong trng hp tng qut, sc in ng ca pin

Me2 / Me2X / Me1X / Me1

c tnh theo phng trnh:

+=

2

2

1

1

21 Z/Me

Z/Meo

MeoMe a

alg

Z

0,059E

1

1

(7)

y: Z1 v Z2- ho tr ca cc kim loi Me1 v Me2

Z- s electron trao i.

3. Pin Ganvani ho hc v pin Ganvani nng

Cc pin Ganvani c phn bit thnh pin Ganvani ho hc v pin Ganvani nng .

Sc in ng ca pin Ganvani ho hc xut hin do cc phn ng ho hc xy ra trong

pin. V d v pin Ganvani ho hc l pin anien-Jacobi ( trnh by phn trn). Mt dngkhc ca pin Ganvani ho hc l pin oxi ho - kh. in cc oxi ho - kh gm mt kim loitr(Pt, Au, Ir...) nhng trong dung dch cha dng oxi ho v dng kh ca cng mt cht. Vd, in cc Pt/Fe3+, Fe2+ hoc Pt/Sn4+, Sn2+. Th ca chng c biu th bng cc phngtrnh:

3

3 2 3 2

2

o Fe

Fe ,Fe Fe ,Fe

Fe

aRTln

F a

+

+ + + +

+

= + (8)

4

4 2 4 2

2

o Sn

Sn ,Sn Sn ,Sn

Sn

aRTln

F a

+

+ + + +

+

= + (9)


62/100

62

Nu ghp hai in cc oxi ho - kh trn s thu c pin oxi ho - kh. Trong pin xy raphn ng:

2Fe3+ + Sn2+ 2Fe2+ + Sn4+

v sc in ng ca pin xc nh bng phng trnh:

E =3 2

3 2 4 2

2 4+

o Fe Sn

Fe ,Fe Sn ,Sn

Fe Sn

a .aRTln

F a .a

+ +

+ + + +

+

+ (10)

Pin Ganvani nng cu to t cc in cc ca cng mt kim loi c nhng trongdung dch ca cng mt cht in li nhng c hot khc nhau, v d:

Me/MeA//MeA/Me

a1 a2

hoc t cc in cc c hot ca cht phn ng khc nhau nhng trong cng mt dung

dch, v d pin hn hng v pin kh:Hg, Me/MeA/Me,Hg (V d: Hg, Cd/CdSO4/Cd, Hg)

a1 a2 a1 a2

(Pt) H2/H+/H2(Pt)

P1 P2

Trong pin hn hng, hot ca kim loi trong in cc hn hng khc nhau, cn trongpin kh, p sut ca kh trn cc in cc l khc nhau. Do hot ca cc cht phn ng cc in cc khc nhau, cc in cc s c th cn bng khng ng nht, dn ti s xut hinsc in ng ca pin. Cng in ca pin tng ng vi cng lm san bng hot ca cccht phn ng trong hai dung dch hoc trn hai in cc (nguyn t hn hng) cng nhcng lm san bng p sut kh trn in cc (pin kh). Lin quan n iu sc in ngca pin Ganvani nng c th tnh theo phng trnh:

E =RT

ZFln

a

a1

2

(11)

E =RT

ZFln

P

P1

2

(12)

4. Phng php o sc in ng ca pin Ganvani

Khi pin Ganvani hot ng, sc in ng ca n s thay i do cc thay i xy ra ccin cc v trong th tch dung dch. o chnh xc sc in ng ca pin Ganvani ngi tas dng phng php b chnh (hay cn gi l phng php i xung), phng php ny cho

php xc nh sc in ng thc ca pin khi khng c dng in i qua pin, ngha l khi ccphn ng in cc xy ra trong pin l thun nghch.

S nguyn tc ca phng php b chnh o sc in ng ch ra trn hnh 1.

S gm ngun in mt chiu E ni vi hai u ca dy in tru AB. Ngun inthng dng l cqui c sc in ng ln hn sc in ng ca pin nghin cu X. Mt ccca X ni vi A (cc ny phi cng du vi cc ca cqui ni vi A) cn cc khc ni qua

mt in k ch khng c nhy cao (n 10

8

109

ampe) sau mc vo con chy C.


63/100

63

Hnh 1S mch in o sc in ng bng phng php i xungE - ngun in 1 chiu (cqui); X - pin nghin cu;

W - pin tiu chun Weston; AB - dy in tr c tit din u;P - o in; G - in k chkhng;K, K

/- ngt in; C - con chy.

Dch chuyn con chy C dc theo dy AB s tm c v tr Cx m ti khng c dngin qua in k, kim in k ch s khng. Khi gim th ca cqui trn on ACx s

bng sc in ng Ex ca pin nghin cu.

Nu dy in trAB hon ton ng nht th gim th ca cqui trn mt n v chiudi ca dy s l Ecqui/AB t suy ra:

Ex = EcquiAB

ACX (13)

V ngun in cqui thng hay b st th nn phi chun th Ecqui bng pin tiu chunWeston c sc in ng Ew khng thay i. Mun th gt o in P sang v tr 1 pin tiuchun xung i vi cqui. Dch chuyn con chy C n v tr /XC khng c dng in iqua in k, khi ta c:

Ew = EcquiAB

AC /X (14)

Thay gi tr Eacqui t (14) vo phng trnh (13) thu c:

Ex = Ew/X

x

AC

AC (15)

Pin tiu chun Weston c cu to nh sau: (hnh 2)

() (Pt)HgCd, CdSO4.8/3H2O, ddCdSO4 Hg2SO4.Hg(Pt) (+)

Phn ng xy ra trong pin:

Cd + Hg2SO4 + 8/3H2O CdSO4.8/3H2O + 2Hg

(Cd + Hg 22+ Cd2+ + 2Hg)


64/100

64

1

5

2

Pt

3

4

Hnh 2Pin chun Weston1. Hn hng caimi - thu ngn; (12,5% Cd)2. CdSO4.8/3H2O rn; 3. Thu ngn;4. Hg2SO4; 5. Dung dch CdSO4 bo ho

Sc in ng ca pin Weston n nh, rt t thay i theo nhit v vy ngi ta dngn lm pin tiu chun. 20oC sc in ng ca pin Weston bng 1,0183 V v ph thucnhit theo phng trnh sau:

E = 1,0183 4,06.105 (t 20oC)

Nu cho Ew = 1,018, phng trnh (15) c th vit:

Ew = 1,018/x

x

ACAC (16)

Nh vy, ch cn xc nh cc on A /XC v ACx - trn cc on gim thcquitng ng bng sc in ng ca pin tiu chun v ca pin nghin cu - ta c th xc nhc sc in ng ca pin nghin cu.

Khi o sc in ng cn ch mt squy tc sau y

1. sc in ng ca cc ngun in n nh, mi ln dch chuyn con chy Cchn ngt in K trong mt thi gian ngn. Khi khng o, phi ngt in cangun in Ecqui v ca pin

Thực tập hóa lý

Documents

Transcript of Thực tập hóa lý