PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NHIỆT HÒA TAN
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (175.7 KB, 5 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
BẢN TƯỜNG TRÌNH HÓA HỌC
KHOA HÓA HỌC
Bản tường trình số 5:
NHIỆT HÒA TAN
Thứ ba, ngày 31, tháng 12, năm 2013
Họ và tên sv: Mai Quang Hoàng
I.MỤC ĐÍCH:
Xác định nhiệt hòa tan của axit oxalic trong nước dựa vào phương trình đẳng
áp Van’t Hoff bằng cách đo độ hòa tan của axit oxalic ở các nhiệt độ khác nhau.
II.LÝ THUYẾT:
Tại nhiệt độ và áp suất không đổi , khi hòa tan chất rắn vào dung môi lỏng
có 2 quá trình đồng thời tồn tại quá trình hòa tan và quá trình kết tinh . Khí vận tôc
quá trình hòa tan bằng quá trình kết tinh ,hệ đạt trạng thái cân bằng hòa tan dung
dịch bão hòa chất rắn.
Trong quá trình hòa tan ngoài quá trình chuyển pha từ rắn sang lỏng (nóng
chảy) kèm theo hiệu ứng nhiệt nóng chảy (Hnc=Hcf) còn có quá trình tương tác
giữa các phân tử chất tan và dung môi (solvat hóa) để tạo thành dung dịch. Sự
tương tác này là phức tạp và phụ thuộc vào bản chất của chất tan và dung môi .Quá
trình solvat hóa kèm theo hiệu ứng nhiệt solvat hóa (Hsv).
Nhiệt hòa tan là lượng nhiệt phát ra hay thu vào khi hòa tan 1 mol chất tan
vào một lượng đủ lớn dung môi. Nhiệt hòa tan của chất răn tan trong dung môi
lỏng bao gồm nhiệt nóng chảy và nhiệt solvat hóa:
Hht=Hnc+Hsv
(1)
Quá trình nóng chảy thường thu nhiệt (Hnc0) quá trình solvat hóa thường
phát nhiệt (Hsv>0) nên dấu của Hht tùy thuộc vào tương quan giữa độ lớn tuyệt
đối của nhiệt nóng chảy và nhiệt độ solvat hóa.
Tại cân bằng hòa tan ,độ tan của chất tan trong dung môi được xác định
bằng nồng độ bão hòa của nó trong dung dịch.
Khi nhiệt độ thay đổi , nồng độ bão hòa của chất tan cũng thay đổi. Sự phụ
thuộc độ tan vào nhiệt độ được biểu diển bằng phương trình đẳng áp Van’t Hoff:
d ln S H ht
dT
RT 2
Trong đó:
(2)
-S: Độ tan (mol/lit)
-T:Nhiệt độ (K)
-R:Hằng số khí lý tưởng
Tích phân bất định 2 vế phương trình(2) và chuyển sang lg ta được:
lg S
H ht
C
2,303RT
Hay :
lg S
A
C
T
(3)
C: Là hằng số tích phân
Nếu xem Hht không phụ thuộc vào nhiệt độ , từ phương trình (3) cho thấy
lgS phụ thuộc tuyến tính vào 1/T. xác định độ tan ứng với mổi nhiệt độ, xây dựng
đồ thị biểu diển hàm lgS=f(1/T), xác định hệ số góc của đường thẳng có thể xác
định được Hht.
tg A
H ht
ht 2,303R.tg
2,303R
(4)
III. CÁCH TIẾN HÀNH
Chuẩn bị bình tam giác đựng axit oxalic và nước đem nung cách thủy cho
đến bão hòa ở nhiệt độ 50oC bằng cách đưa nhiệt kế vào nữa mực nước dung dịch
(vì nếu đưa sát đáy bình thì nhiệt độ đó là của bình và sẽ cao hơn nhiệt độ dung
dịch axit oxalic).Dùng pipet lấy 2ml dung dịch axit oxalic bão hòa vào cốc nhỏ vài
giọt phenolphtalein vào dung dịch.Đem chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,5N
bằng cách lấy buret gắn vào giá rót dung dịch NaOH vào buret sau đó bắt đầu
chuẩn độ bằng cách cho nhỏ giọt từ từ NaOH vào axit oxalic và lắc nhẹ cốc.Ban
đầu khi nhỏ phenolphtalein vào dung dịch axit oxalic thì dung dịch không màu( vì
phenolphtalein cho vào axit bị mất màu).Cho nhỏ giọt NaOH vào đến khi xuất hiện
màu hồng nhạt tồn tại khoảng 30 giây thì ta ngừng chuẩn độ và đọc thể tích của
dung dịch NaOH.Tiến hành tương tự với các nhiệt độ tiếp theo là 45..40..35..30.để
lấy được dung dịch ở các nhiệt độ thấp hơn ta đưa bình ra môi trường để hạ nhiệt
độ và muốn hạ nhanh ta đưa nhúng nhẹ đáy bình vào nước khi đến nhiệt độ cần
tiến hành chuẩn độ thì ta dùng pipet lấy ra 2ml để tiến hành.Mổi thí nghiệm làm 2
lần để lấy trung bình.
IV.CÁCH TÍNH TOÁN
phương trình phản ứng: 2NaOH+H2C2O4 → Na2C2O4 + 2H2O
theo công thức đương lượng: CN1.V1= CN2 .V2
Trong đó: CN1: Nồng độ đương lượng NaOH (=0,5N)
(1)
V1: Thể tích của dung dịch NaOH (ml)
CN2: Nồng độ đương lượng của acid oxalic (N)
V2: Thể tích của dung dịch acid oxalic (= 2ml)
Từ (1) suy ra
CN 2
C N 1 .V1 0,5 31,5
7,875
2
V2 =
N
Mà ta có CN=n.CM n: số nguyên tử hidro trong acid oxalic
CM
C N 7,875
3,9375mol / lit
n
2
Ta tính tương tự với các thể tích khác được như ở bảng:
VNaOH 0.05 N,ml
STT
T,K
Lần 1
Lần 2
Trung bình
S,mol/l
LgS
1/T
1
323
30,5
32,5
31,5
3,9375
0,595
3,10.10-3
2
318
28,5
29
28,75
3,59375
0,556
3,14.10-3
3
313
25,5
26,5
26
3,25
0,512
3,19.10-3
4
308
20,5
24,5
22,5
2,8125
0,449
3,25.10-3
5
303
17
19,5
18,25
2,28125
0,358
3,30.10-3
6
298
15
16
15,5
1,9375
0,287
3,36.10-3
Ta có :Góc =50o =>=130o
tan( ) A
R.2.303. tan(130 o ) 5.5
cal/mol
R.2.303
Vậy nhiệt hòa tan của của quá trình trên là: 5.5
cal
mol
=> Nhận xét: Dựa vào đồ thị biểu diễn cho ta thấy khi nhiệt độ càng tăng khả
năng hòa tan của acid oxalic càng lớn, ngược lại quá trình hòa tan diễn ra chậm.
Biểu đồ biểu thị sự phụ thuộc của LgS vào 1/T
