Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang BÀI 3, 4: PHA DUNG D CH VẨ CHU N Đ Ngày so n: 31/03/2010 Ngày d y: 25/3-1/4/210 I. M c tiêu 1. Kiến thức Trang bị cho sinh viên kiến thức về: - Các lo i nồng độ. - Cách pha chế các lo i dung dịch. - Cách xác định nồng độ dung dịch. 2. Kĩ năng - Rèn luyện cho sinh viên kĩ năng tính toán. - Rèn luyện cho SV kĩ năng thực hành pha chế các lo i dung dịch và cách xác định nồng độ dung dịch. 3. Tình cảm, thái độ - Rèn luyện tính cẩn thận trong làm việc - Giúp SV yêu thích môn Hóa học hơn II. Ph ơng pháp - Đàm tho i nêu vấn đề - Ho t động nhóm III. Chu n b - GV: giáo án, giáo trình - SV: giáo trình, bài t ng trình, máy tính cá nhân. IV. N i dung Ho t đ ng N i dung I. Lí thuy t - Dung dịch là 1 hệ đồng nhất gồm 2 hay nhiều cấu tử. - Để biểu thị thành phần dung dịch, ta dung khái niệm nồng độ. 1. Nồng đ dung d ch: là l ợng chất tan có trong 1 đơn vị kh i l ợng hoặc đơn vị thể tích dung dịch hay dung môi. - Nồng độ phần trăm (C%): là s gam chất tan có trong 100 gam dung dịch. - Nồng độ mol (M) là s mol chất tan có trong 1 lít dung dịch. - Nồng độ đ ơng l ợng: (hay nồng độ nguyên chuẩn, kí hiệu là N): là s đ ơng l ợng chất tan trong 1 lít dung dịch. - Nồng độ molan: là s mol chất tan trong 1000 gam dung môi. - Nồng độ phần mol (kí hiệu là x): là s mol chất i chia cho tổng s mol các chất có mặt trong dung dịch. n x i= i n 2. Pha ch dung d ch a. Pha chế dung dịch chuẩn - Nếu có chất g c (chất có độ tinh khiết đư biết chính xác) thì cân 1 l ợng đư tính trên cân phân tích, hòa tan trong bình định mức rồi thêm n ớc tới v ch ngấn. - Khi không có chất g c, tr ớc hết pha dung dịch có nồng độ gần đúng, sau đó dùng dung dịch chất g c khác để xác định l i nồng độ của dung dịch vừa pha. b. Pha chế dung dịch từ dung dịch có nồng độ khác. - Pha loưng dung dịch: thêm n ớc vào để dung dịch có Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang nồng độ nh hơn. Gọi C1, C2, V1 và V2 là nồng độ, thể tích của dung dịch tr ớc và sau khi pha loưng. Nếu VH2O là thể tích của n ớc dùng pha loãng thì V2=V1 + VH2O và khi đó: C1V1=(V1+VH2O)C2 - Pha trộn dung dịch: Gi sử trộn V1 ml dung dịch có nồng đọ C1 với V2 ml dung dịch có nồng độ C2 thì thu đ ợc V=V1+V2 và: C1V1+C2V2=CV 3. Xác đ nh nồng đ dung d ch a. Xác định nồng độ của dung dịch bằng phù kế - Tỉ kh i của dung dịch thay đổi theo nồng độ, nếu biết nồng độ của dung dịch có thể suy ra tỉ kh i và ng ợc l i. - Tỉ kh i th ng đ ợc xác định bằng phù kế. Sau đó tra b ng ta có nồng độ của dung dịch cần đo. Nếu giá trị tỉ kh i tìm đ ợc từ thực nghiệm không có trong b ng thì tính nồng độ theo phép nội suy (với 2 giá trị tỉ kh i lân cận). b. Xác định nồng độ của dung dịch bằng PP chuẩn độ - Chuẩn độ là PP xác định nồng độ của 1 dung dịch theo nồng độ đư biết của dung dịch khác bằng cách đo thể tích của các dung dịch t ơng tác. - Từ đó tính NB theo công thức: NB.VB=NA.VA - PP chuẩn độ đ ợc áp dụng cho nhiều lo i ph n ứng: ph n ứng trung hòa, ph n ứng oxi hóa – khử, ph n ứng t o kết tủa, ph n ứng t o phức, … II. Th c hành 1. Hóa ch t, d ng c a. Hóa chất Dung dịch KNO3 12%, dung dịch HCl 2M và 17%, dung dịch NaCl 5%, NaCl rắn, phenolphtalein. b. Dụng cụ Bình định mức (100, 250 ml), pipet (10ml), bình nón (100 ml), ng đong (250 ml), c c (250 ml), phễu, đũa thủy tinh, phù kế. Tiết 1: 2. Cách ti n hành Thí nghiệm 1: Pha dung dịch có nồng độ xác định từ SV tra b ng và đ a ra: dung dịch đậm đặc và n ớc. - Dung dịch KNO3 tỉ kh i 1,029 có - Pha 25 ml dung dịch KNO3, tỉ kh i 1,029 từ dung dịch nồng độ 5% đậm đặc tỉ kh i 1,076 - Dung dịch KNO3, tỉ kh i 1,076 có - Kiểm tra l i nồng độ bằng phù kế. nồng độ 12% - Sau đó tính V dung dịch đậm đặc cần lấy để pha thành 250 ml dung dịch. SV: - Tìm tỉ kh i dung dịch cần pha trong b ng để tính s gam NaCl cần lấy. - Kiểm tra l i nồng độ bằng phù kế. Thí nghiệm 2: Pha dung dịch chất rắn trong n ớc - Pha 250 ml dung dịch NaCl 10%. - Đặt phễu thủy tinh lên bình định mức 250 ml rồi đổ toàn bộ mu i lên phễu. Thêm n ớc kho ng nửa bình, lắc tròn đến khi hào tan hết mu i. Tiếp tục thêm n ớc đến gần ngấn, dùng pipet nh từng giọt đến ngấn. Đậy bình, giữ chặt nút, lật ng ợc bình vài lần. Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang SV: - Tính toán tỉ lệ các dung dịch cần pha - Cách 1: tỉ lệ kh i l ợng dung dịch NaCl 10% và H2O cần thêm là 7/3 (tính theo sơ đồ đ ng chéo) - Cách 2: tỉ lệ kh i l ợng dung dịch NaCl 5% và dung dịch NaCl 10% cần pha là Thí nghiệm 3: Pha dung dịch từ 2 dung dịch có nồng độ khác nhau - Pha 250 ml dung dịch NaCl 7% từ các dung dịch NaCl 10% (pha thí nghiệm 2) và 5%. - Cách 1: Pha thêm n ớc và dung dịch NaCl 10% Tiết 2: ? Tra tỉ kh i của dung dịch HCl 17% (d=1,084g/ml) ? Tính thể tích dung dịch HCl 17% cần thiết để pha trong bình định mức 100 ml Thí nghiệm 4: Pha dung dịch có nồng độ chuẩn - Pha 100 ml dung dịch HCl 0,1 M từ dung dịch HCl 17% - Tính thể tích dung dịch HCl 17% cần thiết để pha trong bình định mức 100 ml - Cách 2: Pha dung dịch NaCl 5% và dung dịch NaCl 10% Thí nghiệm 5: Xác định nồng độ của dung dịch - Xác định nồng độ của dung dịch HCl bằng phù kế. - Lấy dung dịch HCl 2M (đư pha sẵn trong PTN) đổ vào ng đong 250 ml. Dùng phù kế đo tỉ kh i hơi của dung SV: Tiến hành pha theo sự gợi ý của dịch với độ chính xác  0,005 . Đ i chiếu với b ng tỉ kh i tài liệu và sự h ớng dẫn của giáo viên để tìm nồng độ phần trăm của dung dịch axit trên. Sau đó tính ra nồng độ đ ơng l ợng. - Xác định nồng độ bằng ph ơng pháp chuẩn độ Kiểm tra nồng độ HCl pha thí nghiệm 4 Để xác định nồng độ dung dịch HCl dùng dung dịch NaOH 0,1 M. Dựa vào ph n ứng trung hòa: HCl + NaOH NaCl + H2O Dùng phenolphtalein làm chất chỉ thị Cách tiến hành: - Dùng pipet lấy 20 ml dung dịch HCl pha TN4, cho vào nón 100 ml. Nh 2-3 giọt phenolphtalein vào bình nón. Đổ dung dịch chuẩn NaOH 0,1 M vào buret sau đó chỉnh về v ch s 0. - Xác định chính xác th i điểm kết thúc ph n ứng bằng dung dịch mẫu: lấy bình nón đựng 20 ml n ớc cất, cho thêm vài giọt phenolphtalein và 1 giọt NaOH. - Tiến hành chuẩn độ. Ghi thể tích dung dịch NaOH đư dùng. Tiến hành chuẩn độ 3 lần. Sai khác giữa các lần không quá 0,1 ml. Lấy giá trị trung bình để tính nồng độ dung dịch HCl Sau khi làm xong các TN trên, SV: - Tổng hợp kết qu thu đ ợc vào b ng t ng trình TN, nộp cho GV. - Thu dọn hóa chất, rửa dụng cụ TN. - Đúc rút kinh nghiệm để TN thành công. V. Rút kinh nghi m gi d y Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang BÀI 5: Đ TAN C A CÁC CH T Ngày so n: 5/4/2010 Ngày d y: 8/4/2010 I. M c tiêu 1. Kiến thức Trang bị cho sinh viên kiến thức về: - Độ tan của các chất khí trong chất l ng - Độ tan của các chất l ng trong chất l ng - Độ tan của các chất rắn trong chất l ng 2. Kĩ năng - Rèn luyện cho sinh viên kĩ năng tính toán. - Rèn luyện cho SV kĩ năng thực hành. 3. Tình cảm, thái độ - Rèn luyện tính cẩn thận trong làm việc. - Giúp SV yêu thích môn Hóa học hơn II. Ph ơng pháp - Đàm tho i nêu vấn đề - Ho t động nhóm III. Chu n b - GV: giáo án, giáo trình - SV: giáo trình, bài t ng trình, máy tính cá nhân. IV. N i dung Ho t đ ng N i dung I. LỦ thuy t - Theo quy luật chung, nhiệt độ và áp suất c GV yêu cầu SV lên b ng hình thành và tái định, quá trình hòa tan sẽ tự diễn ra khi: hiện các kiến thức từ đó đ a ra các công thức Ght  H ht  TS ht  0 liên quan hay: G  (H  H )  T (S  S )  0 ht cp s cp s - Có nhiều yếu t nh h ng đến độ tan của các chất, nh b n chất của chất tan và dung môi, nhiệt độ, áp suất, … - Thông th ng các chất có tính chất t ơng đồng dễ tan vào nhau hơn. 1. Đ tan c a ch t khí trong ch t l ng - Sự tan của chất khí trong chất l ng th ng là quá trình phát nhiệt (H  0) và sự gi m entropi ( S  0) nên khi tăng nhiệt độ, độ tan gi m. - Hòa tan chất khí vào trong chất l ng, thể tích chất khí gi m ( V  0) nên khi tăng áp suất thì độ tan của khí tăng lên. - Đ i với dung dịch loưng thì độ tan của chất khí tỉ lệ với áp suất của nó trên dung dịch. ( nhiệt độ c đinh - Định luật Henry) 2. Đ tan c a ch t l ng trong ch t l ng - Độ tan không phụ thuộc áp suất do khi hào tan 2 chất l ng thì sự thay đổi thể tích là không đáng kể. - nhiệt độ c định, tỉ s nồng độ của chất tan trong hai dung môi không hòa tan vào nhau là 1 hằng s : C K= 1 (Định luật phân b ) C2 Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang Thí nghiệm này do từng nhóm SV thực hiện, mỗi ng i xác định độ tan 1 nhiệt độ. Dựa trên kết qu của c nhóm, xây dựng đồ thị sự phụ thuộc của độ tan vào nhiệt độ (200C, 300C, 400C, 500C, 600C) SV: làm thí nghiệm và ghi kết qu theo b ng sau; t0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 - Dựa vào kết qu thu đ ợc tính độ tan của mu i nghiên cứu nhiệt độ đư cho theo s gam mu i tan trong 100 gam n ớc. - Tập hợp s liệu c nhóm, vẽ đồ thị độ tannhiệt độ. SV : - Tiến hành làm TN. - Quan sát hiện t ợng vào gi i thích. C1, C2: nồng độ của chất tan K: hệ s phân b 3. Đ tan c a ch t r n trong ch t l ng - Nếu quá trình phát nhiệt thì độ tan gi m khi tăng nhiệt độ, nếu quá trình thu nhiệt thì độ tan tăng khi tăng nhiệt độ. - Độ tan của chất rắn trong n ớc không phụ thuộc vào áp suất vì thể tích của hệ biến đổi không đáng kể. - Nếu độ tan của chất rắn gi m khi nhiệt độ gi m thì chất rắn sẽ kết tinh khi h nhiệt độ của dung dịch bưo hòa, còn nếu độ tan tăng khi nhiệt độ gi m thì ng ợc l i. II. Th c hành 1. Hóa ch t và d ng c a. Hóa chất - Các chất rắn: K2Cr2O7, Na2S2O3, NaOH, NH4NO3, KNO3, C6H5-OH. - Các chất l ng: C2H5OH, ete, H2SO4 đặc. b. Dụng cụ C c (100 ml, 500 ml), chén sứ, bình cầu có nhánh, phễu nh giọt, bình thu khí khô có cắm ng vu t nhọn, nhiệt kế, que quấy, ng nghiệm, kẹp sắt, giá sắt, đèn cồn. 2. Cách ti n hành a. Thí nghi m 1: Xác định độ tan của chất rắn K2Cr2O7 trong n ớc - Cân sẵn 1 bát sứ s ch và khô, cho 1-3 gam K2Cr2O7 đư nghiền nh vào c c nh chứa 10 ml n ớc cất. - Cho vào c c to chứa n ớc, đun đến nhiệt độ cần xác định. Điều chỉnh dần để nhiệt độ của n ớc ổn định. Khi mu i đư tan hết, cho thêm từng l ợng nh mu i đến khi mu i trong dung dịch không tan nữa. - Ph i luôn theo dõi và khuấy dung dịch. Kể từ khi nhiệt độ đư ổn định (20-25 phút) lấy nhiệt kế và que khuấy ra kh i c c. Để lắng dung dịch, g n nhanh dung dịch vào bát sứ đư chuẩn bị. - Cân bát sứ cùng với dung dịch, cô đặc dung dịch trê đèn cồn, khi gần c n để nh ;ửa cho mu i kh i bắn ra ngoài. - Đặt bát sứ trong tủ sấy 1150C kho ng 25-30 phút rồi làm nguội trong bình hút ẩm sau đó đem cân; sau đó l i sấy làm nguội và cân. Tiếp tục nh vậy cho đến khi kh i l ợng của chén sứ không đổi. b. Thí nghi m 2: chuẩn bị dung dịch quá bưo hòa - Cho 1 ml n ớc cất vào ng nghiệm chứa 5-6 gam Na2S2O3. - Đun cách thủy dung dịch cho đến khi mu i tan hết. Tắt đèn, đậy ng nghiệm bằng nút bông, giữ nguyên vị trí và làm l nh dung dịch từ từ đến nhiệt độ phòng. Khi dung dịch đư nguội, cho vào Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang ng nghiệm 1 tinh thể nh Na2S2O3 làm mầm tinh thể. c. Thí nghi m 3: Sự hòa tan giữa các chất l ng với nhau SV : - Cho vào ng nghiệm 2 ml n ớc cất, 2 ml ancol - Tiến hành làm TN. - Nhận xét quá trình hòa tan của ancol etylic etylic, khuấy đều. Sau đó cho thêm 2 ml ancol trong n ớc. etylic, l i khuấy đều. - Cho vào phễu chiết 1/3 thể tích n ớc, thêm 1 - So sánh kết qu với thí nghiệm trên. l ợng ete dày kho ng 1cm. Đậy phễu và lắc đều. Để phễu đứng yên, quan sát hiện t ợng. + Để kiểm tra ete có tan trong n ớc không, ta m nút, m khóa phễu để tách 1 ít dung dịch lớp d ới vào ng nghiệm. Kép ng nghiệm vào giá, đun nhẹ trên ngọn lửa đèn cồn. Đ a que diêm đang cháy l i gần miệng ng nghiệm. Quan sát hiện t ợng và gi i thích. + Tách cho ch y hết lớp d ới, lấy 1 ít dung dịch lớp trên cho vào ng nghiệm khô chứa sẵn 1 ít CuSO4 khan. Nhận xét hiện t ợng và gi i thích. - Cho vào ng nghiệm 1 ít tinh thể phenol. Đổ vào ng nghiệm 1 l ợng n ớc cất kho ng 1/3 thể tích ng. Quan sát sự hình thành 2 lớp: lớp dung dịch bưo hòa của n ớc trong phenol là lớp d ới, lớp trên là dung dịch bưo hòa của phenol trong n ớc. + Cho ng nghiệm vào c c có chứa n ớc đư đun sôi. Thận trọng khuấy nhẹc hất l ng trong ng nghiệm bằng 1 nhiệt kế, đồng th i theo dõi, xác định nhiệt độ khi hệ tr thành đồng nhất. + Lấy ng nghiệm ra kh i c c n ớc nóng và làm l nh cẩn thận, xác định nhiệt độ khi dung dịch vẩn đục và chia thành 2 lớp. d. Thí nghi m 4: Sự tan của chất khí trong n ớc Cho vào bình Wurt 10 gam tinh thể NaCl, vào SV : - Làm thí nghiệm phễu nh nh giọt 20 ml dung dịch H2SO4 đặc - Úp ng ợc lọ đựng khí vào chậu n ớc đư 98%. Chuẩn bị sẵn 1 chậu thủy tinh đựng 2/3 chuẩn bị trên. Nhận xét hiện t ợng và gi i n ớc, thêm vài giọt NaOH và vài giọt phenolphtalein. thích. GV: làm thế nào để biết khí HCl đư đầy bình? - M khóa cho từng giọt axit ch y xu ng bình, ( thử bằng giấy quỳ ẩm) đun nhẹ bằng đèn cồn. Dùng lọ khô thu đầy khí HCl, đậy lọ bằng nút có cắm ng thủy tinh vu t nhọn. Sau khi thu xong, khóa phễu, tắt đèn, nhúng ng dẫn vào c c đựng dung dịch NaOH. Sau khi làm xong các TN trên, SV : - Tổng hợp kết qu thu đ ợc vào b ng t ng trình TN, nộp cho GV. - Thu dọn hóa chất, rửa dụng cụ TN. - Đúc rút kinh nghiệm để TN thành công. V. Rút kinh nghi m gi d y Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang BẨI 6: CÂN B NG HịA H C VẨ S Ngày so n: 5/4/2010 Ngày d y: I. M c tiêu bài d y 1. Kiến thức Trang bị cho sinh viên kiến thức về: - Cân bằng hóa học - Sự chuyển dịch cân bằng 2. Kĩ năng - Rèn luyện cho sinh viên kĩ năng tính toán. - Rèn luyện cho SV kĩ năng thực hành. 3. Tình cảm, thái độ - Rèn luyện tính cẩn thận trong làm việc. - Giúp SV yêu thích môn Hóa học hơn II. Ph ơng pháp gi ng d y - Đàm tho i nêu vấn đề - Ho t động nhóm III. Chu n b - GV: giáo án, giáo trình - SV: giáo trình, bài t ng trình, máy tính cá nhân. IV. N i dung bài d y Ho t đ ng c a GV và SV GV yêu cầu SV lên b ng hình thành và tái hiện các kiến thức từ đó đ a ra các công thức liên quan GV: Biểu thức tính hằng s cân bằng? Hằng s cân bằng phụ thuộc những yếu t nào? GV: Nội dung nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier? CHUYỂN D CH CÂN B NG N i dung I. LỦ thuy t - Đ i với nhiều ph n ứng hóa học ph n ứng không x y ra hoàn toàn, tức là từ các chất tham gia ph n ứng không thu đ ợc 100% s n phẩm. Đó là vì ph n ứng đư diễn ra theo 2 chiều: chiều thuận từ trái sang ph i và chiều nghịch theo h ớng ng ợc l i. - Cân bằng hóa học là tr ng thái t i đó nồng độ s n phẩm cũng nh nồng độ các chất tham gia ph n ứng không thay đổi theo th i gian. - Đ i với ph n ứng tổng quát: mA + nB +…  m' C  n' D  ... nếu ph n ứng thuận và ph n ứng nghịch đều là các ph n ứng sơ cấp thì: vt=k1[A]m[B]n…. và vn=kn[C]m’[B]n’… với kt, kn là hằng s t c độ của ph n ứng thuận và ph n ứng nghịch; [A], [B], [C], [D], .. là nồng độ mol hiệu dụng của các chất. điều kiện cân bằng, vt=vn, do đó: m' n' k t [C ]cb [ D]cb  K= m n k n [ A]cb [ B]cb K đ ợc gọi là hằng s cân bằng và chỉ thay đổi khi nhiệt độ thay đổi. - Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier: Sự thay đổi các yếu t có nh h ng tới hệ cân bằng thì vị trí cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều ch ng l i sự thay đổi đó. II. Th c hành 1. Hóa ch t và d ng c a. Hóa chất Dung dịch FeCl3 bão hòa; dung dịch KSCN bưo Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh