BÀI 1. KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA THỰC NGHIỆM
HÓA HỌC
I Tinh chế chất rắn bằng phương pháp thăng hoa
1. Cơ sở lí thuyết:
- Thăng hoa là một q trình biến đổi pha của một chất từ trạng thái rắn sang trạng thái hơi
mà không trạng thái lỏng (một số chất như I2, naphtalen, menton, NH4Cl...có khả năng thăng
hoa, vì vậy người ta có thể dùng phương pháp thăng hoa ở áp suất thường hoặc áp suất thấp
để tinh chế chúng).
- Phương pháp: gia nhiệt một chất rắn để bay hơi, làm lạnh hơi của chất rắn đó ta sẽ thu được
chất rắn kết tinh có độ tinh khiết cao, cịn tạ chất khơng thang hoa thì nằm lại ở đáy bình.
- Phương pháp thăng hoa có ưu điểm hơn các phương pháp khác là thu được chất tinh khiết
hơn và có thể dùng một lượng nhỏ chất. Ngược lại, nhược điểm chính là các chất bẩn phải có
tính bay hơi khác nhiều so với chất tinh chế, quá trình thăng hoa thường chậm và hao phí
nhiều chất hơn các phương pháp khác. Tốc độ thăng hoa tỉ lệ thuận với áp suất hơi của chất ở
nhiệt độ xác định, tỉ lệ với độ lớn bề mặt chất bay hơi và tỉ lệ nghịch với áp suất trong bình.
2. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: cốc khơ khơng mỏ, bình cầu đáy trịn, kiềng sắt, lưới amiang, đèn cồn
b) Hóa chất: I2 tinh thể (hoặc Naphtalen, NH4Cl)
3. Tiến hành thí nghiệm:
4. Kết quả thí nghiệm:
5. Giải thích:
Cho một lượng nhỏ (bằng hạt
Thu được lượng tinh thể
NH4Cl dưới tác động của nhiệt
đậu) I2 tinh thể (hoặc
NH4Cl màu trắng bám vào
bị phân hủy thành khí NH3 và
Naphtalen, NH4Cl rắn) vào
ngồi đáy bình cầu
HCl
một cốc khơ khơng có mỏ. Đậy
t° NH + HCl
NH4Cl →
3
cốc bằng bình cầu đáy trịn có
Hai khí này bay lên thành ống
đựng nước lã đến ½ bình (nếu
nghiệm gặp lạnh do tiếp xúc
dùng cốc có mỏ thì hả bịt kín
với bình cầu có chứa nước,
mỏ bằng bơng). Đặt cốc trên
ngưng tụ lại và hóa hợp thành
kiềng sắt có lót lưới amiang.
tinh thể NH4Cl màu trắng bám
Đun cốc bằng đèn cồn.
vào đáy bình cầu.
Khi sự thăng hoa kết thúc, nhấc
NH3 + HCl → NH4Cl
bình cầu ra và gạt tinh thể
thăng hoa bám vào đáy bình
cầu vào lọ thu hồi.
II. Tinh chế chất lỏng bằng phương pháp chưng cất
1. Cơ sở lí thuyết:
- Chưng cất là phương pháp tách dùng nhiệt để tách hỗn hợp đồng thể (dung dịch) của chất
lỏng, khí khác thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau sẽ đưa đến hóa chất
tinh khiết hơn. Bản chất của chưng cất chính là dựa vào nhiệt độ sơi hay nhiệt độ bay hơi khác
nhau để tách các cấu tử bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình bay hơi và ngưng tụ.
Khi chưng cất sẽ thu được khá nhiều thành phẩm và thường phụ thuộc vào cấu tử. Cấu tử
bao nhiêu thì sẽ có bấy nhiêu sản phẩm.
- Chưng cất có nhiều ứng dụng như:
+ Làm sạch các tạp chất như keo, nhựa bẩn,...trong quá trình sản xuất rượu hoặc chưng cất
tinh dầu.
+ Thu sản phẩm từ quá trình chưng cất rượu, cồn, tinh dầu...
+ Nâng cao chất lượng sản phẩm vì quá quá trình chưng cất sẽ đem đến sản phẩm có độ tinh
khiết hơn.
- Phương pháp chưng cất đơn giản: sử dụng hệ thống chưng cất có ống sinh hàn.
Nước được dùng làm lạnh sẽ dẫn vào bên trong ống sinh hàn từ vịi phía dưới và chảy ra ở
vịi phía trên. Do đó, chiều của dịng nước trong ống bao phía ngồi ống sinh hàn sẽ chảy
ngược hướng với hơi của chất lỏng bốc lên.
Hơi nước sẽ được làm lạnh và ngưng tụ lại và hứng trong một vật chứa khác, ví dụ như
chưng cất nước, rượu...
Khi lắp ống sinh hàn cần đảm bảo sao cho dòng chảy vào ống (ống nối với còi nước máy) là
đầu bên dưới thấp và đi ra ở đầu trên để suốt q trình sử dụng, ống ln đầy nước. Nếu lắp
ngược lại thì ống sinh hàn sẽ khơng đầy nước, khiến cho ống bị nóng gay ra những vết nứt,
làm giảm hiệu quả của sự ngưng tụ.
2. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: ống nghiệm, bình chưng cất, đèn cồn (bếp điện), lưới amiang, bình tam giác
b) Hóa chất: NaCl, dung dịch AgNO3
3. Tiến hành thí nghiệm:
4. Kết quả thí nghiệm:
5. Giải thích:
Cho 200ml nước máy có
Nước đi ra khỏi hệ thống chưng
- Trong cùng điều kiện áp suất thì
chứa NaCl vào bình chưng
cất nhỏ vào bình tam giác là nước
nước muối có nhiệt độ sơi cao hơn
cất, đun bằng đèn cồn hay
được cất tinh khiết.
nước (nước cất). Nên khi đun đến
bếp điện có lót lưới amiang,
Khi nhỏ vài giọt AgNO3 vào ống
ngưỡng nhiệt độ 100°C, nước bốc
thu hồi sản phẩm nước cất
nghiệm đựng nước cất, khơng có
hơi trước. Hơi nước bốc hơi đi theo
bằng bình tam giác.
hiện tượng gì xảy ra.
ống dẫn vào ống sinh hàn. Tại ống
Lấy 0.5ml nước cất vừa điều
Khi nhỏ vài giọt AgNO3 vào ống
sinh hàn, hơi nước sẽ được làm
chế vào ống nghiệm, nhỏ vài
nghiệm đựng nước khơng cất, có
lạnh và ngưng tụ thành chất lỏng đi
giọt AgNO3 để thử độ tinh
xuất hiện kết tủa màu trắng lắng
theo ruột ống bên trong, tiếp tục
khiết của nước vừa mới cất.
xuống đáy ống nghiệm.
theo đường dẫn chảy vào bình tam
Có thể đối chứng bằng cách
làm như vậy với nước máy
giác là nước cất tinh khiết.
không cất trong một ống
- Nước được cất là nước tinh khiết,
nghiệm khác. (như hình bên
khơng cịn thành phần NaCl, nên
dưới)
khi nhỏ vài giọt AgNO3 tất nhiên
khơng có hiện tượng gì. Cịn nước
máy khơng cất có lẫn NaCl, khi nhỏ
vài giọt AgNO3 sẽ xảy ra phản ứng:
NaCl + AgNO3 → NaNO3 +
AgCl↓
Sinh ra AgCl kết tủa màu trắng
lắng xuống đáy ống nghiệm.
III. Tinh chế muối ăn bằng phương pháp kết tinh lại
1. Cơ sở lí thuyết:
- Phương pháp kết tinh chất rắn dựa trên khả năng hịa tan của nó trong dung mơi hoặc một hệ
dung mơi thích hợp. Trước hết cần đun sơi để hịa tan hồn tồn chất rắn cần tinh chế và lọc
nóng để loại bỏ tạp chất khơng hịa tan. Sau đó làm lạnh dung dịch để chất rắn kết tinh trở lại.
- Dung mơi thích hợp phải hịa tan tốt chất răn khi đun sơi, ít hịa tan nó khi làm lạnh và phải
thỏa mãn các điều kiện:
- Không phản ứng với chất rắn cần tinh chế.
- Khơng hịa tan hợp chất.
- Dễ bay hơi ra khỏi bề mặt chất rắn khi làm khơ.
- Ít độc và rẻ tiền.
2. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: cốc thể tích 150ml, đèn cồn (bếp điện, lưới amiang), phễu lọc, chậu nước đá
b) Hóa chất: nước cất, muối ăn, rượu.
3. Tiến hành thí nghiệm
4. Kết quả thí
5. Giải thích
nghiệm:
Lấy 50ml nước cất cho vào một cốc thể tích
Thu được khối
Sự hao hụt khối lượng muối ăn
150ml, đun bằng đèn cồn hoạc bếp điện có lót
lượng muối ăn
kết tinh so với khối lượng ban
lưới amiang. Khi nước gần sôi cho 15g NaCl
kết tinh là 13.2g,
đầu là khối lượng của tạp chất có
vào, khuấy cho tan, lọc ngay trên phễu lọc nóng
nhỏ hơn khối
lẫn trong muối ăn ban đầu đem đi
thu dịch lọc vào một cốc khác. Cô cạn nước lọc
lượng muối ăn
tinh chế. Khi xuất hiện tinh thể
trong 10p với lửa nhỏ, đến dd bão hịa (có xuất
ban đầu.
đem đi lọc và sấy, thì lượng thu
hiện tinh thể dưới đáy hoặc trên mặt dd đóng
được chính là muối ăn có thành
ván). (Khơng được đun khơ nước).
phần 100% NaCl, khơng có lẫn
Tắt lửa, để nguội cốc. Thêm vào cốc 1ml rượu
tạp chất nên khối lượng nhỏ hơn
và ngâm cốc vào chậu nước đá. Sau khi xuất
so với lượng ban đầu.
hiện tinh thể chừng 10p, đem lọc dưới áp suất
thấp. Sấy chất rắn ở 80°C trong 10p. Cân NaCl
thu được.
IV. Xác định nồng độ dung dịch bằng phương pháp chuẩn độ
1. Cơ sở lí thuyết:
Để xác định nồng độ axit hoặc bazo thường dùng phương pháp chuẩn độ hay còn gọi là định
phân. Nguyên tắc của phương pháp định phân là dựa vào hệ thức:
N1V1=N2V2
Trong đó: V1: là thể tích dung dịch axit (hoặc bazo) cần xác định nồng độ;
N1: nồng độ đương lượng của axit (hoặc bazo) cần xác định nồng độ;
V2: là thể tích dung dịch axit (hoặc bazo) chuẩn;
N2: nồng độ đương lượng của axit (hoặc bazo) cần xác định nồng độ chuẩn.
Từ thể tích phản ứng V2 của bazo hoặc (axit) có thể xác định nồng độ đương lượng N1 của
axit hoặc bazo. Thường nồng độ của chất cần xác định phải xấp xỉ nồng độ chất chuẩn.
2. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: bình tam giác, buret, giá, cốc thủy tinh
b) Hóa chất: các dung dịch NaOH, phenolphtalein, HCl, nước cất
3. Tiến hành thí nghiệm:
4. Kết quả thí nghiệm:
5. Giải thích:
Lấy vào bình tam giác 10ml
Số ml HCl tiêu tốn:
HCl từ buret rơi xuống để
NaOH, nhỏ thêm vài giọt
- Lần 1:
phenolphtalein. Rửa sạch 1
[NaOH]1 = [HCl].VHCl(1)/VNaOH
9,8ml
→
buret, tráng nước cất và tráng
= 0,1.9,8.10 /10.10 =0,098
lại bằng HCl 0.1N. Lắp buret
- Lần 2:
vào giá, cho vào buret dd
[NaOH]2=[HCl].VHCl(2)/VNaOH
-3
trung hoà dung dịch NaOH
→
10,2ml
HCl 0.1N đến vạch 0 vài cm.
=0,1.10,2.10 /10.10 =0,102
Mở tháo buret để dd HCl
- Lần 3:
chảy xuống cốc đến khi mặt
[NaOH]3=[HCl].VHCl(3)/VNaOH
lõm của dd ngang với mức 0,
=0,1.9,6.10-3/10.10-3
Lượng HCl rơi xuống cốc
tính đến khi màu hồng của
-3
-3
dung dịch biến mất chính là
9,6ml
→
thể tích cần dùng.
=0,096
khóa buret lại. Lấy cốc ra,
thay vào bình tam giác chứa
trong cốc.
H+ + OH- → H2O
-3
→[NaOH]tb= ([NaOH]1+[NaOH]2+
NaOH cần xác định nồng độ. [NaOH]3)/3=(0,098+0,102+0,096)/3
Tay trái vặn khóa để dd nhỏ
=0,098(6) M
từng giọt xuống bình tam
giác. Tay phải lắc đều bình,
sau mỗi giọt phải lắc kĩ. Nhỏ
và lắc cho đến khi giọt cuối
cùng của HCl rơi xuống làm
mất màu hồng của dd trong
30s không xuất hiện lại.
BÀI 2. NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC
I. Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học
Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hịa
Cơ sở lí thuyết:
-Hiệu ứng nhiệt cuả một phản ứng hóa học là nhiệt lượng thoát ra hay thu vào tương
ứng cho 1 mol phân tử chất tạo thành
-Hầu hết các q trình hóa học xảy ra đều kèm theo hiệu ứng nhiệt do sự thay đổi
entanpy của phản ứng. Nếu quá trình xảy ra kèm theo sự thu nhiệt thì H > 0, ngược
lại quá trình xảy ra kèm theo sự tỏa nhiệt thì H < 0.
-Định luật Hess: ở nhiệt độ không đổi, hiệu ứng nhiệt của phản ứng được thực hiện ở
điều kiệm đẳng áp hoặc đẳng tích chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và cuối của hệ,
không phụ thuộc vào các giai đoạn trung gian của các cách biến đổi
Bằng thực nghiệm:
Dùng nhiệt kế xác định nồng độ dung dịch trước và sau khi phản ứng hay trước cả sau khi hòa
tan.
Xác định nhiệt phản ứng Q bằng công thức sau:
Q=mc(t2°-t1°) (Cal)
Với m: khối lượng của hệ thống thí nghiệm
C: nhiệt dung riêng của chất
Nếu ∆t°>0 thì Q>0: hệ thu nhiệt
Nếu ∆t°<0 thì Q<0: hệ tỏa nhiệt
Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng cách quy nhiệt phản ứng Q về một mol phân tử chất
phản ứng.
Từ các số liệu thực nghiệm: khối lượng, nhiệt độ của hệ trước và sau phản ứng, xác định nhiệt
phản ứng của phản ứng trung hòa. Thừa nhận nhiệt dung riêng của các chất bằng 1 và q
trình phản ứng hịa tan khơng làm thay đổi đáng kể thể tích của dung dịch.
- Xác định sai số tuyệt đối và sai số tương đối của thí nghiệm, biết rằng với độ chính xác của
thí nghiêm được thừa nhận thì hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hòa là 13,7Kcal, hiệu ứng
nhiệt của phản ứng hòa tan là 10,10Kcal/mol.
- Nhận xét nguyên nhân sai số.
Thí nghiệm: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng trung hịa.
1. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: pipet, cốc có vỏ cách nhiệt, nhiệt kế
b) Hóa chất: các dung dịch NaOH, HCl, nước cất
2. Tiến hành thí nghiệm:
- Dùng pipet lấy 20ml dd NaOH nồng độ 1.5M vào một cốc có vỏ cách nhiệt. Dùng nhiệt kế
đo nhiệt độ NaOH, sau đó rửa ngay nhiệt kế bằng nước lã, tráng lại bằng nước cất.
- Dùng pipet khác lấy 20ml dd HCl nồng độ 1.5M vào một cốc có vỏ cách nhiệt khác. Dùng
nhiệt kế đo nhiệt độ của dd HCl.
- Đổ dd NaOH ở cốc thứ nhất vào cốc đựng dd HCl, đồng thời dùng nhiệt kế khuấy nhẹ (chú
ý khống cho nhiệt kế chạm thành cốc tránh vỡ nhiệt kế). Theo dõi sự tăng nhiệt độ và ghi lại
nhiệt độ cao nhất của dd sau phản ứng. Tiến hành 2 lần, lấy kết quả trung bình.
3. Kết quả thí nghiệm:
- Nhiệt độ ban đầu của NaOH là 24°
Nhiệt độ ban đầu của HCl là 24°
=> Nhiệt độ trung bình của hỗn hợp trước khi phản ứng:
t°1= (t°NaOH + t°HCl)/2 = 24°
Nhiệt độ của hỗn hợp sau khi phản ứng là 25°: t°2=28°
=> ∆t= 28°- 24°= 4°
n= 0,02.1,5 = 0,03
m=mddNaOH + mddHCl =d.V = (20 + 20).1 = 40g
với: C=1 => Nhiệt phản ứng Q = m.C.∆t = 40.1.4 = 160 Cal
Từ đó suy ra: Hiệu ứng niệt của phản ứng trung hòa là: ∆H= -Q/n = -160/0,03
≈ -5333 Cal ≈ -5,3 Kcal
Theo thực nghiệm: ∆H= 13,7 Kcal
- Sai số tuyệt đối = |-13,7- (-5,3)| = 8,4
- Sai số tương đối = (8,4/13,7) ≈ 61,31%
4. Giải thích:
Nguyên nhân sai số do sự thất thốt của nhiệt độ ra mơi trường xung quanh
Suy ra phản ứng nhiệt hòa tan là phản ứng tỏa nhiệt do ∆H <0, Q>0.
Thí nghiệm: Hiệu ứng nhiệt hịa tan của NH4NO3 khan:
1. Chuẩn bị:
- Dụng cụ: cốc thủy tinh, nhiệt kế.
- Hố chất: NH4NO3, nước cất
2. Tiến hành thí nghiệm:
-Cân 2g NH4NO3 khan nghiền nhỏ
-Lấy vào cốc cách nhiệt 25ml nước cất. Đo nhiệt độ t1 của nước cất. Giữ nguyên nhiệt kế
trong nước và đổ nhanh 2g NH4NO3 khan vào. Dùng nhiệt kế khuấy nhẹ cho NH4NO3 tan hết.
Theo dõi nhiệt độ và ghi nhiệt độ t2 của dung dịch. Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng hịa
tan.
3. Kết quả thí nghiệm:
Nhiệt độ dung dịch nước cất: t1=24°
Nhiệt độ dung dịch sau:
t2= 21°
m= mdd=25+2=27g
n=2/80 =0,025 mol
∆H= 21°-24°= -3°
- Nhiệt phản ứng Q = m.C.∆t = 27.1.(-3)= -81 Cal
- Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hòa tan: ∆H= -Q/n= -(-81)/0,025
=3240 (Cal/mol)
=3,24 (Kcal/mol)
Theo thực nghiệm: ∆H= 10,1 Kcal/mol
- Sai số tuyệt đối = | 10,1-3,24| = 6,86
- Sai số tương đối = (6,86/10,1) = 0,6792 = 67,92%
4. Giải thích:
Nguyên nhân sai số là do NH4NO3 hút hơi ẩm hơn rất nhiều so với NaOH nên q trình bảo
quản và hịa tan khó mà tránh khỏi sự thất thốt dẫn đến sự sai số.
Suy ra: Q trình hịa tan NH4NO3 là một quá trình thu nhiệt do ∆H > 0, Q
II. Cân bằng hóa học
Cơ sở lí thuyết:
- Phản ứng thuận nghịch là phản ứng đồng thời xảy ra theo 2 chiều ngược nhau, do đó phản
ứng khơng thể xảy ra hồn toàn và hiệu suất <100%.
- Trạng thái cân bằng là trạng thái của hỗn hợp các chất phản ứng khi vận tốc phản ứng thuận
bằng vận tốc phản ứng nghịch.
- Sự chuyển dịch cân bằng: Nguyên lí Le Chatelier: Khi một phản ứng hóa học đạt đến cân
bằng, nếu có một tác động bên ngoài như sự thay đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ phản ứng sẽ
chuyển dời theo chiều chống lại tác động đó.
II.I Ảnh hưởng của nồng độ đến cân bằng hóa học
Khảo sát sự thay đổi nồng độ chất phản ứng hoặc nồng độ chất sản phẩm ảnh hưởng đến
trạng thái cân bằng của một phản ứng hóa học.
1. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: 4 ống nghiệm
b) Hóa chất: dung dịch NH4SCN, FeCl3, NH4Cl tinh thể
2. Tiến hành thí nghiệm:
Lấy vào ống nghiệm 1ml dd NH4SCN 0.03M, cho tiếp 4 giọt FeCl3 0.01M, lắc đều hỗn hợp.
Cho thêm nước cất vào đến khoảng 2/3 ống nghiệm, lắc đều cho dd có màu đồng nhất, chia
đều dd cho vào 3 ống nghiệm khác có kích thước như sau:
- Ống 1: làm chuẩn để so màu
- Ống 2: nhỏ thêm 3 giọt dd NH4SCN bão hào
- Ống 3: thêm tinh thể NH4Cl bằng hạt gạo, lắc cho tan
- Ống 4: nhỏ thêm 3 giọt dd FeCl3 bão hòa
3. Kết quả thí nghiệm:
- Ống 1: làm chuẩn để so màu
- Ống 2: dung dịch có màu đỏ đậm hơn ống (1) và có mùi khai thốt
ra
- Ống 3: dung dịch có màu nhạt hơn ống 1
- Ống 4: dung dịch có màu đậm hơn ống 1 và màu đậm nhất trong các ống.
4. Giải thích:
- Ống 1: làm chuẩn để so màu
FeCl3 + NH4SCN ⇌Fe(SCN)3+ 3NH4Cl
- Ống 2: vì thêm NH4SCN vào, phản ứng sẽ thay đổi theo chiều giảm nồng độ NH4SCN nên
sẽ diễn ra theo chiều thuận làm tạo nhiều Fe3+. Dung dịch có màu đỏ đậm hơn ống 1 là do tạo
Fe3+, có mùi khai thốt ra vì NH3↑.
- Ống 3: vì thêm NH4Cl vào, phản ứng sẽ chuyển đổi theo chiều làm giảm nồng độ NH4Cl
nên sẽ diễn ra theo chiều nghịch làm giảm nồng độ Fe3+ trong Fe(SCN)3, do đó màu dung
dịch trong ống 3 nhạt hơn so với ống 1.
- Ống 4: vì thêm FeCl3 vào, phản ứng sẽ chuyển đổi theo chiều làm giảm nồng độ FeCl3 nên
phản ứng diễn ra theo chiều thuận tạo ra Fe3+ làm dung dịch có màu đỏ đậm. Màu trong này
đậm nhất so với các ống cịn lại vì có chứa nhiều Fe3+ nhất.
II.II Sự chuyển dịch cân bằng ion
Xét sự chuyển dịch cân bằng ion của chất điện li yếu CH3COOH từ sự đổi màu của chất chỉ
thị metyl da cam
1. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: 2 ống nghiệm
b) Hóa chất: dung dịch CH3COOH, methyl da cam, CH3COONa tinh thể
2. Tiến hành thí nghiệm:
Lấy vào ống nghiệm 2ml dd CH3COOH 1N, thêm 3 giọt methyl da cam
Chia dd làm 2 phần bằng nhau vào 2 ống nghiệm
- Ống 1: làm chuẩn để sao màu
- Ống 2: cho thêm tinh thể CH3COONa bằng hạt gạo, lắc cho tan
3. Kết quả thí nghiệm:
- Sau khi thêm metyl da cam, dung dịch chuyển sang màu hồng.
- Sau khi cho thêm tinh thể CH3COONa, dung dịch chuyển sang màu cam.
4. Giải thích:
- Ống 1: vì metyl da cam là chất chỉ màu, mà CH3COOH là axit yếu nên dung dịch có màu đỏ
hồng.
- Ống 2: vì khi cho thêm CH3COONa thì dung dịch tăng tính bazo nên ống 2 có màu vàng
CH3COO- + H3O+ + CH3COONa → CH3COO- + Na+
BÀI 3. DUNG DỊCH VÀ DUNG DỊCH
CHẤT ĐIỆN LI
I. Sự hịa tan khí NH3 trong nước
1.Cơ sở lí thuyết:
- NH3 dễ tan trong nước vì nước là dung mơi phân cực (do oxy có độ âm điện lớn hơn hidro),
đồng thời NH3 cũng phân cực mạnh, trong phân tử N có 2 e chưa sử dụng.
-NH3 là một bazo yếu vì trong phân tử cịn một cặp e chưa tham gia liên kết, khi tan trong
nước do tác dụng của cặp e chưa liên kết làm một phần NH3 tác dụng với ion H+ của H2O tạo
ra NH4+ và OH-.
2. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ:
- Bình cầu nhỏ
- Lọ đã sấy khơ
- Nút ống dẫn khí
- Chậu nước
- Giá
b) Hóa chất:
- Dung dịch NH3 (có thể thay bằng NH4Cl và NaOH)
- Dung dịch phenolphtalein
3. Tiến hành thí nghiệm:
Lấy vào bình cầu nhỏ 20 ml dung dịch NH3 đặc (có thể thay bằng hỗn hợp 3g NH4Cl và 3g
NaOH). Đậy miệng bình bằng nút có ống dẫn khí xuyên qua.
Kẹp bình cầu vào giá, lấy một đã sấy khơ úp lên đầu ống thu khí. Đốt nhẹ bình cầu, thu khí
NH3 vào lọ . Vẫn giữ nguyên miệng lọ ở phía dưới, nút lọ bằng một nút có óng dẫn khí cắm
sau đến 2/3 lọ.
Chuẩn bị sẵn một chậu nước có nhỏ vài giọt phenolphtalein. Nhúng đầu ống dẫn khí vào chậu
nước (khơng chạm đáy)
4. Kết quả thí nghiệm:
Nước trong chậu có pha sẵn vài giọt
phenolphatalein phun vào thành ống
nghiệm những tia màu hồng, dung dịch
chuyển sang màu hồng.
5. Giải thích:
Một phần nhỏ các phân tử NH3 kết hợpvới
NH3 là một bazo yếu, tan nhiều trong nước
ion H+ của nước tạo thành cation amoni
làm giảm áp suất trong ống nghiệm và
NH4+ và giải phóng anion OH-, lúc này
nước bị hút vào.
nước sẽ đóng vai trị là axit. Ion OH- làm
cho dung dịch có tính bazo, làm
phenolphtalein khơng màu chuyển sang
màu hồng.
NH3+H20 NH4+ + OH-
II. Xác định môi trường của dung dịch bằng chất chỉ thị màu
1. Cơ sở lí thuyết:
- Chất chỉ thị màu là chất có sắc màu thay đổi tùy thuộc vào pH môi trường.
- Cơng thức hóa học của chúng là những axit hoặc bazo yếu. Trong đó dạng ion của chúng cso
màu khác màu phân tử.
- Cơ chế: Hind + H2O ⇌ H3O+ + Ind
Trong đó màu Ind- khác màu Hind.
[H3O +].[Ind−]
Đối với phương trình trên KHInd=
[HInd]
[Ind−]
[Ind−]
Trong dung dịch có pH khác nhau (hay [H3O+ ] khác nhau) thì [HInd] khác nhau, khi [HInd] >
[Ind−]
10 thì màu [Ind- ] quyết định màu của dung dịch, khi [HInd]10 thì màu Hind quyết định màu
của dung dịch.
2. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: 3 ống nghiệm
b) Hóa chất:
- Dung dịch HCL 0.1M
- Metyl da cam
- Dung dịch NaOH 0.1M
- Quỳ tím
- Nước cất
- Phenolphtalein
3. Tiến hành thí nghiệm:
Lấy vào 3 ống nghiệm, mỗi ống 1-2 ml dung dịch sau:
● Ống 1: Dung dịch HCl 0.1M
● Ông 2: Dung dịch NaOH 0.1M
● Nước cất
Nhỏ vào mỗi ống 2 giọt metyl da cam
Ghi màu metyl da cam của các dung dịch trong 3 ống nghiệm. Cũng tiến hành như trên và lần
lượt thử màu với quỳ tím và phenolphtalein.
4. Kết quả thí nghiệm:
Bảng màu các chất chỉ thị theo mơi trường
Mơi trường
Màu chất chỉ thị
Axit
Trung tính
Bazơ
Đỏ hồng
Khơng đổi màu
Vàng
Đỏ
Không đổi màu
Xanh
Không đổi màu
Không đổi màu
Hồng
Mêtyl da cam
Quỳ tím
Phenolphtalein
5. Giải thích:
- HCl là một axit mạnh nên làm quỳ tím hóa đỏ; metyl da cam chuyển sang màu đỏ hồng; cịn
phenolphtalein chỉ chỉ thì mơi trường bazo, khơng chỉ thị mơi trường axit và trung tính nên
khơng làm đổi màu dung dịch.
- NaOH là một bazo mạnh nên làm quỳ tím hóa xanh, metyl da cam chuyển sàng màu vàng và
làm đổi màu phenolphtalein dang màu hồng.
- Nước cất là chất có mơi trường trung tính nên khơng làm đổi màu 3 thuốc thử trên.
III. So sánh độ mạnh yếu của các axit, bazo
1. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: 2 điện cực, cốc
b) Hóa chất: nước cất, dung dịch 1M các chất HCl, CH3COOH, NaOH, NH4OH
2. Tiến hành thí nghiệm:
Nhúng 2 điện cực vào cốc nước cất, đóng mạch
điện. Theo dõi độ sáng bóng đèn và chỉ số
ampe kế.
Lần lượt thay cốc nước bằng các cốc đựng
dung dịch 1M của các chất còn lại và tiến hành
thí nghiệm như trên.
(Trước khi nhúng điện cực vào một loại dung
dịch, phải nhúng vào cốc nước cất để rửa sạch
dung dịch đã đo ở lần trước) (như hình bên
phải).
3. Kết quả thí nghiệm:
Hố chất
Cực dương (+)
Cực âm (-)
HCl
Sủi bọt khí ít
Sủi bọt khí nhiều
CH3COOH
Sủi bọt khí nhưng quá trình xảy ra
Sủi bọt khí nhưng q trình
lâu
xảy ra lâu
NaOH
Sủi bọt khí ít
Sủi bọt khí nhiều
NH4OH
Sủi bọt khí nhưng quá trình xảy ra
Sủi bọt khí nhưng q trình
lâu
xảy ra lâu
- Nhận xét: axit, bazo càng mạnh khi điện phân dung dịch sẽ cho ra nhiều bọt khí bám ở 2 điện
cực hơn so với axit, bazo yếu.
5. Giải thích:
Catot
Anot
2H2O + 2e H2+ 2OH
2Cl- Cl2+2e
2H++2e H2
4OH- O2+2H2O+4e
-
2H2O O2+4H++4e
IV. Ảnh hưởng của dung mơi đến sự điện li
1. Cơ sở lí thuyết:
- Dung dịch điện li là dung dịch mà hạt chất tan tồn tại ở dạng iom hoặc phân tử.
- Điều kiện hình thành dung dịch điện li: phân tử chất tan, phân tử dung mơi phải là hợp chất
có cực hoặc hợp chất ion.
- Dung dịch điện li dẫn diện được ( do có các ion mang điện).
- Phản ứng hóa học trong dung dịch điện li là phản ứng giữa các ion.
2. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: 2 cốc nhỏ, bình điện li
b) Hóa chất: Dung dịch NaCl, nước, Diethyl ether
3. Tiến hành thí nghiệm:
Một cốc đựng 80 ml dung dịch NaCl trong nước, một cốc đựng 80 ml NaCl trong Diethyl
ether. Lần lượt nhúng 2 điện cực vào 2 cốc và đo độ dẫn điện của 2 dung dịch đó.
4. Kết quả thí nghiệm:
Hoá chất
Cực dương (+)
Cực âm (-)
80ml dung dịch NaCl trong nước
Sủi bọt khí ít
Sủi bọt khí nhiều
80ml dung dịch NaCl trong
Khơng có hiện tượng
Khơng có hiện tượng
Diethyl ether
5. Nhận xét, giải thích:
- Diethyl ether khơng dẫn điện vì trong dung dịch chúng không phân li ra ion dương và ion âm
nên sẽ khơng có hiện tượng gì cả. Và NaCl là chất vô cơ không tan trong dung môi hữu cơ là
Diethyl ether.
BÀI 4. ĐỘNG HÓA HỌC VÀ ĐIỆN HÓA
PHẦN 1: ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ, NHIỆT ĐỘ,
CHẤT XÚC TÁC ĐẾN VẬN TỐC PHẢN ỨNG
- Vận tốc phản ứng hóa học được xác định bằng sự biến thiên nồng độ của một trong các chất
của hệ phản ứng trong một đơn vị thời gian.
𝐶 −𝐶
∆𝐶
𝑣=± 𝑡2−𝑡 1=± ∆𝑡
2
1
(mol/l.s)
∆𝐶: biến thiên nồng độ mol/l của chất
∆𝑡: khoảng thòi gian nghiên cứu.
- Vận tốc phản ứng hóa học phụ thuộc vào bản chất hệ phản ứng, nồng độ, nhiệt, sự có mặt
của chất xúc tác...
I. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đến vận tốc phản ứng
Cơ sở lí thuyết:
Cho phản ứng đơn giản, xảy ra qua 1 giai đoạn như sau:
aA + bB → cC +dD
←
Định luật tác dụng khối lượng: “ở nhiệt độ không đổi, tốc độ phản ứng tỷ lệ thuận với tích
nồng độ các chất phản ứng với hệ số mũ là tỷ lượng của chất phản ứng trong phương trình
phản ứng”.
Biểu thức động học của phản ứng có dạng: v=k.CAa.CBb
k: hằng số tốc độ phản ứng, với ý nghĩa là tốc độ riêng của phản ứng với tích nồng
độ tham gia các chất bằng 1.
CA, CB: là nồng độ mol/l các chất tham gia phản ứng ở thời điểm t
a, b là bậc riêng của các cấu tử; bậc toàn phần của phản ứng n=(a+b) được xác
định bằng thực nghiệm.
1. Thí nghiệm:
Na2S2O3+ H2SO4 → Na2SO4 + SO2+ S↓+ H2O
-Thí nghiệm tiến hành ở nhiệt độ phịng khơng đổi
-Thay đổi nồng độ của Na2S2O3, giữ nguyên nồng độ H2SO4
-Xác định khoảng thời gian kể từ khi đổ hai dung dịch vào nhau cho đến khi xuất hiện vết kết
tủa S như làn khói mỏng, t (giây)
-Tính vận tốc phản ứng của các nồng độ khác nhau bằng công thức:
∆𝐶 ∆Cs 1
V phản ứng= ∆𝑡 =
𝑡
= 𝑡 ; ở đây coi ∆Cs=1
2. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: 6 ống nghiệm đường kính 10 mm, đồng hồ bấm giây
b) Hóa chất: dung dịch Na2S2O3 0.3M, dung dịch H2SO4 0.1M, nước cất
3. Tiến hành thí nghiệm:
Xếp 6 ống nghiệm thành 2 hàng trên giá ống nghiệm:
- Hàng 1: Đánh số thứ tự ống nghiệm là 1,2,3.
Cho vào mỗi ống 2ml dung dịch H2SO4 0.1M
- Hàng 2: Đánh số thứ tự ống nghiệm là 1’, 2’, 3’
Cho vào ống 1’: 3ml dung dịch Na2S2O3 0.3M
Cho vào ống 2’: 2ml dung dịch Na2S2O3 0.3M và 1ml nước cất
Cho vào ống 3’: 1ml dung dịch Na2S2O3 0.3M và 2ml nước cất
Tiến hành đổ ống 1 vào ống 1’. Tính thơi gian từ khi đổ hai dung dịch vào nhau cho đến khi
bắt đầu xuất hiện vết S như làn khói mỏng trong dung dịch, gọi khoảng thời gian là t1
Tiếp tục đổ ống 2 vào ống 2’ và tính thời gian xảy ra phản ứng như ở thí nghiệm trên, gọi
khoảng thời gian là t2
Tiếp tục đổ ống 3 vào ống 3’ và làm tương tự như trên , gọi khoảng thời gian phản ứng là t3
4. Kết quả thí nghiệm:
Kết quả thí nghiệm được tập hợp vào bảng sau:
Thứ
tự
Dung dịch
H2SO4 0.1M
Dung dịch
Na2S2O3 0.3M
H2O
(**)
(*)
Dung dịch
Na2S2O3 (*)
+ (**)
Thời gian
phản ứng
Vận tốc
phản ứng
KH
V(ml)
V(ml)
V(ml)
KH
CM
t (giây)
V=1/t
TN1
(1)
2
3
0
(1’)
0.3
24
0.0042
TN2
(2)
2
2
1
(2’)
0.2
32
0.3125
TN3
(3)
2
1
2
(3’)
0.1
58
0.017
Nhận xét: Nồng độ Na2S2O3 giảm dần theo thứ tự từ ống 1 đến ống 3 thì thời gian phản ứng
tương ứng tăng dần, tốc độ phản ứng tương ứng giảm dần.
5. Giải thích:
Khi nồng độ Na2S2O3 giảm dần từ óng 1 đến 3 làm cho sự phân bố các phân tử chuyển động
cách xa nhau hơn, sự va chạm gữa các phân tử xảy ra khó khăn hươn (đồng năng giảm, cac
phân tử khó khó vượt qua hàng rào năng lượng hoạt hóa) nên thời gian xảy ra phản ứng lâu
hơn, tốc độ phản ứng giảm dần theo nồng độ.
II. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến vận tốc phản ứng
Cơ sở lí thuyết:
Quy tắc Van-Hoff về ảnh hưởng của nhiệt độ lên vận tốc phản ứng: khi tăng nhiệt độ của hệ
lên 10° thì vận tốc phản ứng tăng từ 2 đến 4 lần.
γ là hệ số nhiệt độ của vận tốc phản ứng, γ=2÷4
1. Thí nghiệm:
Na2S2O3+ H2SO4 → Na2SO4 + SO2+ S↓+ H2O
- Giữ nguyên nồng độ các chất phản ứng
- Thực hiện phản ứng ở 3 điều kiện nhiệt độ: nhiệt độ phòng (T1); T2=T1+10; T3=T2+10
- Tính hệ số nhiệt độ của vận tốc phản ứng: γ
2. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: 6 ống nghiệm đường kính 10 mm, đồng hồ bấm giây, nhiệt kế
b) Hóa chất: dung dịch Na2S2O3 0.1M, dung dịch H2SO4 0.05M, nước cất
3. Tiến hành thí nghiệm:
Xếp 6 ống nghiệm thành 2 hàng trên giá sắt:
- Hàng A: ống 1,2,3. Cho vào mỗi ống nghiệm 1ml dung dịch Na2S2O3 0.1M
- Hàng B: ống 1’, 2’, 3’. Cho vào mỗi ống nghiệm 1ml dd H2SO4 0.05M
Dùng nước nóng để điều chỉnh nhiệt độ của dung dịch trong ống nghiệm
TN1: cho vào cốc cách thủy khoảng ½ thể tích nước, cắm nhiệt kế và cặp ống nghiệm 1, 1’
vào cốc. Để nguyên khoảng 1-2 phút. Ghi nhiệt độ hệ thí nghiệm T1 đọc được trên nhiệt kê.
Đổ nhanh dd trong ống nghiệm 1 vào ống 1; trong bình cách thủy. Theo dõi thời gian từ khi
đổ 2 dd vào nhau đến khi thấy vết S như làn khói mỏng ta được thời gian phản ứng là t1.
TN2: Thay cặp ống nghiệm 1, 1’ bằng cặp 2, 2’ vào hệ TN. Dùng nước cất nóng để nâng
nhiệt độ của hệ lên T2=T1+10°C và duy trì ở nhiệt độ T2 này trong khoảng thời gian 2-3p. Đổ
dd trong ống 2 và 2’ và dùng đồng hồ bấm giây theo dõi khoảng thời gian phản ứng như TN
trên. Ta thu được thời gian phản ứng là t2
TN3: thay cặp ống nghiệm 2, 2’ bằng cặp ống nghiệm 3, 3’ và tiếp tục làm TN tương tự như
TN2 ở nhiệt độ T3=T2+10°C và thu được thời gian phản ứng là t3
4. Kết quả thí nghiệm:
Nhiệt độ thí
TN
Thời gian phản ứng Vận tốc
nghiệm (°C)
Hệ số γ
(giây)
γ
T1=24
T1= 32
v1=0,05/32
γ
T2=34
T2= 24
v2=0,05/24
γ1=v2/v1≈1,3
γ
T3=44
T3= 11
v3=0,05/11
γ2=v3/v2≈2,2
Nhận xét:
Khi tăng nhiệt độ của hệ lên 10°C thì vận tốc phản ứng tăng dần và thười gian thực
hiện phản ứng giảm dần.
5. Giải thích:
- Qua thực nghiêm, khi nhiệt độ tăng thì sự chuyển động nhiệt của phân tử tăng lên, làm
số lần va chạm có hiệu quả tăng lên dẫn đến tốc độ phản ứng nhanh, thời gian phản ứng xảy
ra càng ít hơn.
- Tuy nhiên, tỉ lệ thuận giữa sự tăng nhiệt độ với và vận tốc phản ứng chỉ đảm bảo trong
mức độ phù hợp. Khi nhiệt độ quá cao có thể làm cho các phân tử bị biến tính về vật lí và hóa
học, dẫn đến hiệu suất phản ứng có thể bị giảm, xảy ra chậm, thậm chí khơng xảy ra nữa.
III. Khảo sát ảnh hưởng của chất xúc tác đến vận tốc phản ứng đồng thể
Cơ sở lí thuyết:
Ảnh hưởng của chất xúc tác đến vận tốc phản ứng được biểu thị thơng qua phương trình
Arrheius:
k: là hằng số tốc độ phản ứng, phụ thuộc vào nhiệt độ, xúc tác.
k0: là hệ số phụ thuộc vào từng phản ứng
Ea: là năng lượng hoạt hóa của phản ứng
T: nhiệt độ
Từ phương trình Arrheius cho thấy khi năng lượng hoạt hóa giảm, hằng số tốc độ phản ứng
tăng năng, nghĩa là vận tốc phản ứng sẽ tăng. Vai trò của chất xúc tác làm ở đây là làm giảm
năng lượng hoạt hóa (Ea) của phản ứng thông qua tạo nên hợp chất trung gian (phức chất hoạt
động), do đó làm tăng tốc độ phản ứng.
- Chất xúc tác là chất khi đưa vào hệ phản ứng có tác dụng làm tăng vận tốc của phản ứng và
sau phản ứng nó được bảo tồn về cả lượng và chất.
- Về bản chất, xúc tác làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng do đó làm phản ứng xảy ra
với tốc độ nhanh hơn.
1. Thí nghiệm:
Thực hành nghiên cứu ảnh hưởng của xúc tác đến phản ứng phân hủy của H2O2
H2O2 →H2O + 1/2 O2
+Khi khơng có chất xúc tác.
+Khi có mặt chất xúc tác đồng thể K2CrO4
2. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: 2 ống nghiệm đánh số 1,2
b) Hóa chất: dung dịch H2O2, K2CrO4
3. Tiến hành thí nghiệm: 4. Kết quả thí nghiệm:
5. Giải thích:
Ống nghiệm 1: lấy vào
- Ống nghiệm 1:
Chất xác tác đồng thể
1ml dd H2O2 10%.
Thấy rất ít bọt khí thốt lên trong khoảng
K2CrO4 đã làm tăng tốc độ
Ống nghiệm 2: lấy vào
thầu gian khá lâu, hoặc có thể nói hầu
phản ứng phân hủy H2O2,
1ml dd H2O2 10%. Nhỏ
như khơng có hiện tượng gì xảy ra.
dẫn đến sự giải phóng khí
1 đến 2 giọt dd K2CrO4
- Ống nghiệm 2:
O2 diễn ra nhanh hơn.
bão hòa màu vàng
Dung dịch chuyển
sang màu đen, phản
ứng bắt đầu tỏa nhiệt
và bọt khí nhanh
chóng bay lên
Dung dịch bắt đầu
ngả sang màu vàng,
phản ứng vẫn tỏa
nhiệt và bọt khí cịn
sủi lên.
Dung dịch trở về màu
vàng đồng nhất, nhiệt
độ ống nghiệm giảm
dần và khí ngưng xuất
hiện.
H2O2
→
K2CrO4
t°
H2O + 1/2O2
PHẦN 2:ĐIỆN HĨA
Thí nghiệm: Chiều phản ứng oxi hóa khử
1. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: ống nghiệm
b) Hóa chất: dung dịch NaNO2, H2SO4, KMnO4
2. Tiến hành thí nghiệm:
Cho vào ống nghiệm 2ml dd NaNO2 1M, thêm 1ml dd H2SO4 2M lắc đều.
Thêm 1ml dd KMnO4 1M
3. Kết quả thí nghiệm:
Dung dịch trong ống nghiệm nhạt màu tím đi rồi mất màu hẳn.
4. Kết quả:
Lập phương trình phân tử và phương trình ion của phản ứng:
- Phương trình phân tử:
5NaNO2 + 3H2SO4 + 2 KMnO4 → 5NaNO3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O
- Phương trình ion:
5NO2- +6H+ +2MnO4- → 5NO3- + 2Mn2+ + 3H2O
Thí nghiệm : Nguyên tố Gavanic (BỎ).
BÀI 5. KHẢO SÁT CÁC NHĨM CHỨC HỮU CƠ
A. CHỨC HYDROXYL
I. Nhóm –OH của alcol
* Thí nghiệm 1: Phản ứng oxi hóa
1. Cơ sở lí thuyết:
Phản ứng oxi hóa alcol xảy ra khá dễ dàng.
Alcol bậc I bị oxi hóa cho ra aldehyde và thành acid nếu chất oxi hóa mạnh như KMnO4,
K2Cr2O7/H2SO4
Alcol bậc II bị oxi hóa cho ra ceton tương ứng.
Alcol bậc III khó bị oxi hóa (trong mơi trường acid với chất oxi hóa mạnh, alcol bậ III mới bị
oxi hóa cho ra hỗn hợp ceton và acid).
2. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: 3 ống nghiệm
b) Hóa chất: H2SO4, NaOH, KMnO4
3. Tiến hành thí nghiệm:
4. Kết quả thí nghiệm:
5. Giải thích:
Cho vào mỗi ống nghiệm
- Ống 1: Khi cho KMnO4,
- Ống 1: Do KMnO4 trong phịng
1ml ethanol, sau đó tiếp
dung dịch sẽ xuất hiện màu
thí nghiệm có nồng độ đậm đặc
tục thêm:
vàng nâu, lắc đều dung dịch
nên dung dịch có màu vàng nâu.
- Ống 1: 1 giọt H2SO4
bị mất màu.
Khi lắc đều, phản ứng xảy ra
10% + 1 giọt KMnO4
trong mơi trường axit nên KMnO4
lỗng, lắc đều.
từ Mn+7 xuống Mn+2, làm cho
dung dịch bị mất màu
5C2H5OH + 3H2SO4 + 2
KMnO4→ 5CH3Cho
+2MnSO4+KMnO4+8H2O
CH3CHO+[O] →CH3COOH
- Ống 2: 2-3 giọt NaOH
- Ống 2: Khi cho KMnO4,
- Ống 2: Do trong môi trường
10% + 1 giọt KMnO4
dung dịch sẽ xuất hiện màu
bazo KMnO4 từ Mn+7 xuống Mn+6
lỗng, lắc đều.
xanh khơng bền, ngày sau
làm dung dịch trở nên màu xanh
đó dung dịch chuyển sang
và Mn+6 khơng bền chuyển xuống
màu
các mức oxy hóa tiếp theo.
vàng
nâu.
CH3CHO + [O] →CH3COOH
C2H5OH + 2NaOH +2KMnO4→
CH3CHO + K2MnO4 + Na2MnO4
+ 2H2O
- Ống 3: 5 giọt KMnO4
- Ống 3: Khi mang dung
- Ống 3: Do KMnO4 trong điều
loãng, đun cách thủy.
dịch đi cách thủy thì xuất
kiện bình thường từ Mn+7 xuống
hiện kết
Mn+4 mà kết tủa màu đen là do
tủa màu
MnO2 tạo nên.
đen.
t°
3C2H5OH + 2KMnO4→
3CH3CHO+2MnO2+2KOH+2H2O
CH3CHO+[O] →CH3COOH
* Thí nghiệm 2: Phản ứng của ethylenglycol và glycerol với Đồng (II) hydroxit
1. Cơ sở lí thuyết:
Những alcol đa chức có nhiều nhóm –OH liền kề có phản ứng đặc trưng với Cu(OH)2 ở nhiệt
thường tạo ra dung dịch màu xanh lam.
2R(OH)2+Cu(OH)2→[R(OH)O]2Cu+2H2O
2. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: 1 cốc thủy tinh 10ml, 3 ống nghiệm
b) Hóa chất: Dung dịch CuSO4 5%, dd NaOH7%
Dung dịch glycerol, ethanol, ethylenglycol
3. Tiến hành thí nghiệm:
4. Kết quả thí nghiệm:
Cho vào cốc 10ml dd CuSO4 Khi cho dd CuSO4 vào dd
5. Giải thích:
Khi cho dd CuSO4 vào dd NaOH
5% và 5ml dd NaOH 7%.
NaOH thì
thì xuất hiện kết tủa màu xanh lam
Lọc tách lấy chất rắn rồi
xuất hiện
nhạt trong ống nghiệm.
kết tủa màu
CuSO4 + NaOH → Cu(OH)2↓xanhlam
xanh lam
+Na2SO4
chia thành 3 phần cho vào 3
ống nghiệm
nhạt trong
ống nghiệm.
- Ống 1: tiếp tục nhỏ vào
-Ống 1: Khi nhỏ glycerol vào,
-Ống 1: Glycerol tác dụng với
1ml glycerol
kết tủa tan
Cu(OH)2 tạo phức màu xanh đậm
trong
do có các nhóm –OH đính ở những
glycerol tạo
nguyên tử C cạnh nhau:
thành phức
chất màu
Cu(OH)2 + C3H5(OH)3
→[C3H5(OH)2O]2Cu + H2O
xanh thẫm.
Axit hóa dung dịch bằng
Khi axit hóa dung dịch bằng HCl
HCl 7% thì thấy hiện tượng tách
7% thì thấy hiện tượng tách lớp vì
lớp.
HCl và phức chất không tác dụng
với nhau
-Ống 2: tiếp tục nhỏ vào 1ml
-Ống 2: Khi nhỏ ethanol vào không
ethanol
thấy phản ứng xảy ra, dung dịch
khơng được hịa tan mà phân thành
2 lớp, lớp dưới là kết tủa.
-Ống 2: Khi nhỏ ethanol vào thì
khơng có
Khi axit hóa bằng HCl 7% thì phần
hiện tượng
lớp trên chuyển thành dung dịch
gì.
keo do ethanol tác dụng với HCl:
C2H5OH + HCl →C2H5Cl + H2O
Axit hóa dung dịch bằng HCl
- Ống 3: tiếp tục nhỏ vào
7%, thì thấy Cu(OH)2 lắng
-Ống 3: tương tự như ở ống 1.
1ml ethylenglycol
xuống đáy ống nghiệm, lớp trên
Cu(OH)2 + 2C2H4(OH)2 →
Lắc nhẹ cả 3 ống nghiệm.
phản ứng hình thành dung dịch
(C2H4(OHO))2Cu+2H2O
keo.
-Ống 3: Khi nhỏ ethylenglycol
vào, kết tủa tan trong
ethylenglycol tạo thành phức
chất màu xanh thẫm.
Axit hóa dung dịch bằng
HCl 7% thì thấy hiện tượng tách
lớp.
KẾT LUẬN: Những alcol có từ 2 nhóm –OH trở lên nhưng phải liền kề nhau thì phản ứng
được với Cu(OH)2 tạo nên phức màu xanh lam.
II. Nhóm –OH của phenol
Thí nghiệm: Phản ứng màu đặc trưng với FeCl3
1. Cơ sở lí thuyết:.
Các phenol tác dụng với với FeCl3 sẽ tạo thành phức chất có màu.
6Ar-OH + FeCl3→[Fe(OAr)6]32. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: 3 ống nghiệm, đèn cồn
b) Hóa chất: dung dịch FeCl3, phenol, nước cất, acid alicylic, ẞ-naphtol
3. Tiến hành thí
nghiệm
4. Kết quả thí nghiệm:
5. Giải
thích:
Cho vào mỗi ống
nghiệm lần lượt
các chất sau:
Dung
dịch có
màu là
do các
- Ống 1: 1ml nước
-Ống 1: Dung dịch xuất hiện màu tím
chất
cất + 1 giọt phenol
6C6H5OH + Fe3+ →
phản ứng
+ 1 giọt FeCl3 1%
[Fe(C6H5O-)6]3- + 6H+
với
FeCl3 tạo
ra các
phức.
- Ống 2: 1ml acid
salicylic 0.2% + 1
Các phức
trong
-Ống 2: Dung dịch có màu tím đen.
mỗi ống
giọt FeCl3 1%
nghiệm
có màu
khác
nhau
- Ống 3: ít mảnh ẞ-
chính là
-Ống 3: Dung dịch có màu xanh lá cây.
do các
naphtol + 2ml
chất
nước, đun nóng
phản ứng
trên đèn cồn cho
khác
tan 1 giọt FeCl3
nhau.
1%.
B. CHỨC CARBONYL
* Thí nghiệm 1: Phân biệt aldehyde và aceton bằng thuốc thử Tollens
1. Cơ sở lí thuyết:
Thuốc thử Tollens là dung dịch AgOH/NH4OH. Trong dung dịch này tồn tại dưới dạng ion
phức [Ag(NH3)2]+. Những chất khử mạnh sẽ biến [Ag(NH3)2]+ thành Ag kim loại, nếu ống
nghiệm sạch sẽ tạo lớp gương bám vào thành ống nghiệm. Nếu ống nghiệm không sạch, Ag
kim loại sẽ dưới dạng màu xám đen.
t° 2Ag + RCOONH4 + 3NH3 +H2O
2[Ag(NH3)2OH] + R-OH →
2. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: 2 ống nghiệm, nồi cách thủy
b) Hóa chất: các dung dịch AgNO3, NH3, Formaldehyd, Aceton
3. Tiến hành thí nghiệm:
4. Kết quả thí nghiệm:
5. Giải thích:
Cho 1ml AgNO3 1% vào 2 ống
Khi nhỏ từ từ dd NH3 vào ống
Kết tủa tạo thành khi nhỏ NH3
nghiệm, nhỏ từ từ từng giọt dd
nghiệm, đầu tiên thấy xuất hiện
vào là AgOH có màu xám,
NH3 5% cho đến khi xuất hiện
kết tủa màu xám, sau đó chính kết
nhưng AgOH là hidroxit kém
kết tủa. Nhỏ thêm 1-2 giọt dd
tủa đó chuyển sang màu đen. Khi
NH3 5% cho đến khi kết tủa tan. nhỏ vài giọt NH3 vào thì kết tủa
Tiếp tục cho vào 2 ống nghiệm:
tan dần tạo nên phức màu bạc.
2AgOH→Ag2O+H2O
bền nhanh chóng phân hủy tạo
nên Ag2O có màu đen.
AgNO3 + NH3 + H2O →
AgOH+ NH4NO3
2AgOH → Ag2O + H2O
Ag2O + 2NH3 + H2O →
2[Ag(NH3)2]OH
-Ống 1: Nhỏ 1-2 giọt dd
- Ống 1: Trên
- Ống 1: Trong phân tử có
Formaldehyd
thành ống
Fomaldehyd có nhóm –CHO
nghiệm xuất
nên phản ứng với thuốc thử
hiện lớp trắng
Tollens làm xuất hiện kết tủa
bạc.
bạc bám lên thành ống nghiệm.
2[Ag(NH3)2OH] + HCHO→
2Ag+HCOONH4 + 3NH3 +H2O
- Ống 2: Trong phân tử ceton
- Ống 2: Nhỏ 1-2 giọt Aceton
- Ống 2: Không có hiện tượng gì
khơng có nhóm –CHO nên
Đun nóng 2 ống nghiệm trên
xảy ra.
không xảy ra phản ứng.
nồi cách thủy (60°C-70°C) cần
rửa thật sạch bằng cách nhỏ vào
vài giọt dung dịch kiềm rồi đun
nóng nhẹ, tráng đều, sau đó đổ
đi và tráng lại bằng nước cất
(Các ống nghiệm sau TN cần rửa
sạch bằng cách nhỏ vài giọt dd
kiềm rồi đun nóng nhẹ, tráng đều,
sau đó đổ đi và tráng lại ống
nghiệm bằng nước cất).
*** Khi điều chế phức bạc, không được làm theo trình tự cho NH3 vào ống nghiệm trước
rồi mới cho AgNO3 vào, bởi vì khi đó ta không thể biết lượng NH3 bao nhiêu là vừa đủ để
hịa tan kết tủa, như vậy sẽ khơng tạo ra được phức bạc.
* Thí nghiệm 2: Phản ứng với thuốc thử Fehling
1. Cơ sở lí thuyết:
Thuốc thử Fehling là dung dịch CuSO4 trong môi trường kiềm được ổn định bằng muối tartrat
(có thể xem như dung dịch chứa Cu(OH)2), chất này dễ bị oxi háo bởi aldehyde tạo thành
Cu2O màu đỏ gạch.
t° Cu2O +RCOOH + 2H2O
R-CHO + Cu(OH)2 →
Thuốc thử Fehling:
-Dung dịch A: CuSO4.5H2O kết tinh 35g
H2SO4 đặc
6ml
Nước cất vừa đủ
1000ml
-Dung dịch B: Muối seignett
200g
(Na.K tartrat)
NaOH 40%
375ml
Nước cất vừa đủ
1000ml
Trước khi dùng trộn lẫn dung dịch A và dung dịch B với tỉ lệ 1:1. Thuốc thử Fehling trong
suốt, có màu xanh lam.
2. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: 2 ống nghiệm
b) Hóa chất: thuốc thử Fehling, dung dịch Formaldehyd, dung dịch Aceton
3. Tiến hành thí nghiệm:
Cho lần lượt vào 2 ống nghiệm như sau:
Thuốc thử Fehling
Dung dịch fomandehit
1
2
1ml
1ml
10 giọt
Dung dịch axeton
10 giọt
Lắc đều, đun sôi cách thủy trong 2 phút
4. Kết quả thí nghiệm:
5. Giải thích:
- Ống 1: Dung dịch từ màu xanh bị
- Ống 1 có fomandehit: Do trong phân tử
mất màu tạo nên kết tủa đỏ gạch.
Formaldehyd có nhóm –CHO nên phản ứng với
thuốc thử Fehling tạo kết tủa Cu2O có màu đỏ
gạch.
2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2↓xanhnhạt +
Na2SO4
HCHO + 4Cu(OH)2 + 2NaOH → Na2CO3 +
2Cu2O↓đỏgạch + 6H2O
- Ống 2: Khơng có hiện tượng gì.
C. CHỨC AMIN
* Thí nghiệm 1: Phản ứng acyl hóa
- Ống 2 chứa ceton: Khơng có nhóm –OH nên
khơng xảy ra phản ứng.
1. Cơ sở lí thuyết:
Amin bậc I và bậc II phản ứng dễ dàng với anhydrid acid tạo thành amid. Amin bậc III không
phản ứng. Dùng phản ứng này để tách amin bậc III ra khỏi hỗn hợp amin bậc I và bậc II.
2. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: ống nghiệm
b) Hóa chất: các dung dịch anilin, anhydrid acid, nước cất
3. Tiến hành thí
4. Kết quả thí nghiệm:
5. Giải thích:
Cho 3 giọt anilin vào 3
Anilin phản ứng hịa
Anhydrid axetic có bản chất là một acid và mạnh hơn acid
ống nghiệm chứa sẵn
tan, ta khơng cịn thấy
carboxylic, phản ứng acyl hóa mạnh hơn các axit
10 giọt anhydrid acid.
các giọt như giọt dầu
carboxylic và phản ứng 1 chiều không tái tạo lại anilin
Đun cách thủy trong
không tan trong dung
nghiệm:
5p. Thêm 5ml nước cất, dịch. Thêm nước, cất
lắc đều và làm lạnh.
lắc đều và làm lạnh
Đun cách thủy trong
thấy xuất hiện tinh thể
5p. Thêm 5ml nước cất, không màu kết tinh
lắc đều và làm lạnh.
lại.
* Thí nghiệm 2: Phản ứng màu của anilin
1. Cơ sở lí thuyết:
- Hiện tượng tách lớp của anilin trong mơi trường acid.
- K2Cr2O7 là chất oxi hóa mạnh. Anilin bị K2Cr2O7 oxi hóa, làm đổi màu dung dịch.
2. Chuẩn bị:
a) Dụng cụ: 2 ống nghiệm
b) Hóa chất: các dung dịch anilin (lỗng), K2Cr2O7 bão hịa, H2SO4 lỗng
3. Tiến hành thí nghiệm:
Cho vào mỗi ống 1 giọt dd anilin
- Ống 1: Để so sánh
- Ống 2: Thêm vào 1 giọt dd K2Cr2O7và 1 giọt dd H2SO4 loãng. Lắc nhẹ ống nghiệm.
4. Kết quả thí nghiệm: