Giáo án Thực hành Hóa đại cương

Chia sẻ: Nguyễn Văn Quang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

0
835
lượt xem
384
download

Giáo án Thực hành Hóa đại cương

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

I. Mục tiêu 1. Kiến thức Trang bị cho sinh viên kiến thức về: - Các loại nồng độ. - Cách pha chế các loại 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 loại dung dịch và cách xác định nồng độ dung dịch.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo án Thực hành Hóa đại cương

  1. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang BÀI 3, 4: PHA DUNG DỊCH VÀ CHUẨN ĐỘ Ngày soạn: 31/03/2010 Ngày dạy: 25/3-1/4/210 I. Mục tiêu 1. Kiến thức Trang bị cho sinh viên kiến thức về: - Các loại nồng độ. - Cách pha chế các loại 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 loại 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. Phương pháp - Đàm thoại nêu vấn đề - Hoạt động nhóm III. Chuẩn bị - GV: giáo án, giáo trình - SV: giáo trình, bài tường trình, máy tính cá nhân. IV. Nội dung Hoạt động Nội dung I. Lí thuyết - 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 độ dung dịch: là lượng chất tan có trong 1 đơn vị khối lượng hoặc đơn vị thể tích dung dịch hay dung môi. - Nồng độ phần trăm (C%): là số gam chất tan có trong 100 gam dung dịch. - Nồng độ mol (M) là số mol chất tan có trong 1 lít dung dịch. - Nồng độ đương lượng: (hay nồng độ nguyên chuẩn, kí hiệu là N): là số đương lượng chất tan trong 1 lít dung dịch. - Nồng độ molan: là số mol chất tan trong 1000 gam dung môi. - Nồng độ phần mol (kí hiệu là x): là số mol chất i chia cho tổng số mol các chất có mặt trong dung dịch. n x i= i n 2. Pha chế dung dịch a. Pha chế dung dịch chuẩn - Nếu có chất gốc (chất có độ tinh khiết đã biết chính xác) thì cân 1 lượng đã tính trên cân phân tích, hòa tan trong bình định mức rồi thêm nước tới vạch ngấn. - Khi không có chất gốc, trước hết pha dung dịch có nồng độ gần đúng, sau đó dùng dung dịch chất gốc khác để xác định lại nồng độ của dung dịch vừa pha. b. Pha chế dung dịch từ dung dịch có nồng độ khác. - Pha loãng dung dịch: thêm nước vào để dung dịch có Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  2. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang nồng độ nhỏ hơn. Gọi C1, C2, V1 và V2 là nồng độ, thể tích của dung dịch trước và sau khi pha loãng. Nếu VH2O là thể tích của nước dùng pha loãng thì V2=V1 + VH2O và khi đó: C1V1=(V1+VH2O)C2 - Pha trộn dung dịch: Giả sử trộn V1 ml dung dịch có nồng đọ C1 với V2 ml dung dịch có nồng độ C2 thì thu được V=V1+V2 và: C1V1+C2V2=CV 3. Xác định nồng độ dung dịch a. Xác định nồng độ của dung dịch bằng phù kế - Tỉ khối của dung dịch thay đổi theo nồng độ, nếu biết nồng độ của dung dịch có thể suy ra tỉ khối và ngược lại. - Tỉ khối thường được xác định bằng phù kế. Sau đó tra bảng ta có nồng độ của dung dịch cần đo. Nếu giá trị tỉ khối tìm được từ thực nghiệm không có trong bảng thì tính nồng độ theo phép nội suy (với 2 giá trị tỉ khối 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 đã biết của dung dịch khác bằng cách đo thể tích của các dung dịch tương tác. - Từ đó tính NB theo công thức: NB.VB=NA.VA - PP chuẩn độ được áp dụng cho nhiều loại phản ứng: phản ứng trung hòa, phản ứng oxi hóa – khử, phản ứng tạo kết tủa, phản ứng tạo phức, … II. Thực hành 1. Hóa chất, dụng cụ 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), ống đong (250 ml), cốc (250 ml), phễu, đũa thủy tinh, phù kế. Tiết 1: 2. Cách tiến hành Thí nghiệm 1: Pha dung dịch có nồng độ xác định từ SV tra bảng và đưa ra: dung dịch đậm đặc và nước. - Dung dịch KNO3 tỉ khối 1,029 có - Pha 25 ml dung dịch KNO3, tỉ khối 1,029 từ dung dịch nồng độ 5% đậm đặc tỉ khối 1,076 - Dung dịch KNO3, tỉ khối 1,076 có - Kiểm tra lại 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. Thí nghiệm 2: Pha dung dịch chất rắn trong nước SV: - Tìm tỉ khối dung dịch cần pha trong - Pha 250 ml dung dịch NaCl 10%. bảng để tính số gam NaCl cần lấy. - Đặt phễu thủy tinh lên bình định mức 250 ml rồi đổ toàn - Kiểm tra lại nồng độ bằng phù kế. bộ muối lên phễu. Thêm nước khoảng nửa bình, lắc tròn đến khi hào tan hết muối. Tiếp tục thêm nước đến gần ngấn, dùng pipet nhỏ từng giọt đến ngấn. Đậy bình, giữ chặt nút, lật ngược bình vài lần. Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  3. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang Thí nghiệm 3: Pha dung dịch từ 2 dung dịch có nồng độ SV: - Tính toán tỉ lệ các dung dịch cần pha khác nhau - Cách 1: tỉ lệ khối lượng dung dịch - Pha 250 ml dung dịch NaCl 7% từ các dung dịch NaCl NaCl 10% và H2O cần thêm là 7/3 10% (pha ở thí nghiệm 2) và 5%. (tính theo sơ đồ đường chéo) - Cách 1: Pha thêm nước và dung dịch NaCl 10% - Cách 2: tỉ lệ khối lượng dung dịch NaCl 5% và dung dịch NaCl 10% cần - Cách 2: Pha dung dịch NaCl 5% và dung dịch NaCl 10% pha là Thí nghiệm 4: Pha dung dịch có nồng độ chuẩn Tiết 2: ? Tra tỉ khối của dung dịch HCl 17% - 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 (d=1,084g/ml) ? Tính thể tích dung dịch HCl 17% bình định mức 100 ml cần thiết để pha trong bình định mức Thí nghiệm 5: Xác định nồng độ của dung dịch 100 ml - Xác định nồng độ của dung dịch HCl bằng phù kế. - Lấy dung dịch HCl 2M (đã pha sẵn trong PTN) đổ vào ống đong 250 ml. Dùng phù kế đo tỉ khối hơi của dung SV: Tiến hành pha theo sự gợi ý của dịch với độ chính xác  0,005 . Đối chiếu với bảng tỉ khối tài liệu và sự hướng dẫn của giáo viên để tìm nồng độ phần trăm của dung dịch axit trên. Sau đó tính ra nồng độ đương lượng. - Xác định nồng độ bằng phương pháp chuẩn độ Kiểm tra nồng độ HCl pha ở thí nghiệm 4 Để xác định nồng độ dung dịch HCl dùng dung dịch NaOH 0,1 M. Dựa vào phản 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 ở TN4, cho vào nón 100 ml. Nhỏ 2-3 giọt phenolphtalein vào bình nón. Đổ dung dịch chuẩn NaOH 0,1 M vào buret sau đó chỉnh về vạch số 0. - Xác định chính xác thời điểm kết thúc phản ứng bằng dung dịch mẫu: lấy bình nón đựng 20 ml nước cất, cho thêm vài giọt phenolphtalein và 1 giọt NaOH. - Tiến hành chuẩn độ. Ghi thể tích dung dịch NaOH đã 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 quả thu được vào bảng tường trình TN, nộp cho GV. - Thu dọn hóa chất, rửa dụng cụ TN. - Đúc rút kinh nghiệm để TN thành công. V. Rút kinh nghiệm giờ dạy Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  4. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang BÀI 5: ĐỘ TAN CỦA CÁC CHẤT Ngày soạn: 5/4/2010 Ngày dạy: 8/4/2010 I. Mục tiêu 1. Kiến thức Trang bị cho sinh viên kiến thức về: - Độ tan của các chất khí trong chất lỏng - Độ tan của các chất lỏng trong chất lỏng - Độ tan của các chất rắn trong chất lỏng 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. Phương pháp - Đàm thoại nêu vấn đề - Hoạt động nhóm III. Chuẩn bị - GV: giáo án, giáo trình - SV: giáo trình, bài tường trình, máy tính cá nhân. IV. Nội dung Hoạt động Nội dung I. Lý thuyết - Theo quy luật chung, ở nhiệt độ và áp suất cố GV yêu cầu SV lên bảng hình thành và tái định, quá trình hòa tan sẽ tự diễn ra khi: hiện các kiến thức từ đó đưa 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 tố ảnh hưởng đến độ tan của các chất, như bản chất của chất tan và dung môi, nhiệt độ, áp suất, … - Thông thường các chất có tính chất tương đồng dễ tan vào nhau hơn. 1. Độ tan của chất khí trong chất lỏng - Sự tan của chất khí trong chất lỏng thường là quá trình phát nhiệt (H  0) và sự giảm entropi ( S  0) nên khi tăng nhiệt độ, độ tan giảm. - Hòa tan chất khí vào trong chất lỏng, thể tích chất khí giảm ( V  0) nên khi tăng áp suất thì độ tan của khí tăng lên. - Đối với dung dịch loãng thì độ tan của chất khí tỉ lệ với áp suất của nó trên dung dịch. (ở nhiệt độ cố đinh - Định luật Henry) 2. Độ tan của chất lỏng trong chất lỏng - Độ tan không phụ thuộc áp suất do khi hào tan 2 chất lỏng thì sự thay đổi thể tích là không đáng kể. - Ở nhiệt độ cố định, tỉ số nồng độ của chất tan trong hai dung môi không hòa tan vào nhau là 1 hằng số: C K= 1 (Định luật phân bố) C2 Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  5. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang C1, C2: nồng độ của chất tan K: hệ số phân bố 3. Độ tan của chất rắn trong chất lỏng - Nếu quá trình phát nhiệt thì độ tan giảm khi tăng nhiệt độ, nếu quá trình thu nhiệt thì độ tan tăng khi tăng nhiệt độ. - Độ tan của chất rắn trong nước không phụ thuộc vào áp suất vì thể tích của hệ biến đổi không đáng kể. - Nếu độ tan của chất rắn giảm khi nhiệt độ giảm thì chất rắn sẽ kết tinh khi hạ nhiệt độ của dung dịch bão hòa, còn nếu độ tan tăng khi nhiệt độ giảm thì ngược lại. II. Thực hành 1. Hóa chất và dụng cụ a. Hóa chất - Các chất rắn: K2Cr2O7, Na2S2O3, NaOH, NH4NO3, KNO3, C6H5-OH. - Các chất lỏng: C2H5OH, ete, H2SO4 đặc. b. Dụng cụ Cốc (100 ml, 500 ml), chén sứ, bình cầu có nhánh, phễu nhỏ giọt, bình thu khí khô có cắm ống vuốt nhọn, nhiệt kế, que quấy, ống nghiệm, kẹp sắt, giá sắt, đèn cồn. 2. Cách tiến hành a. Thí nghiệm 1: Xác định độ tan của chất rắn Thí nghiệm này do từng nhóm SV thực hiện, K2Cr2O7 trong nước mỗi người xác định độ tan ở 1 nhiệt độ. Dựa - Cân sẵn 1 bát sứ sạch và khô, cho 1-3 gam trên kết quả của cả nhóm, xây dựng đồ thị sự K2Cr2O7 đã nghiền nhỏ vào cốc nhỏ chứa 10 ml phụ thuộc của độ tan vào nhiệt độ (200C, nước cất. 300C, 400C, 500C, 600C) - Cho vào cốc to chứa nước, đun đến nhiệt độ cần xác định. Điều chỉnh dần để nhiệt độ của nước ổn SV: làm thí nghiệm và ghi kết quả theo bảng định. Khi muối đã tan hết, cho thêm từng lượng nhỏ muối đến khi muối trong dung dịch không tan sau; nữa. t0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 - Phải luôn theo dõi và khuấy dung dịch. Kể từ - Dựa vào kết quả thu được tính độ tan của khi nhiệt độ đã ổn định (20-25 phút) lấy nhiệt kế muối nghiên cứu ở nhiệt độ đã cho theo số và que khuấy ra khỏi cốc. Để lắng dung dịch, gạn gam muối tan trong 100 gam nước. nhanh dung dịch vào bát sứ đã chuẩn bị. - Tập hợp số liệu cả nhóm, vẽ đồ thị độ tan- - Cân bát sứ cùng với dung dịch, cô đặc dung dịch nhiệt độ. trê đèn cồn, khi gần cạn để nhỏ ;ửa cho muối khỏi bắn ra ngoài. - Đặt bát sứ trong tủ sấy ở 1150C khoảng 25-30 phút rồi làm nguội trong bình hút ẩm sau đó đem cân; sau đó lại sấy làm nguội và cân. Tiếp tục như vậy cho đến khi khối lượng của chén sứ không đổi. b. Thí nghiệm 2: chuẩn bị dung dịch quá bão hòa SV : - Tiến hành làm TN. - Cho 1 ml nước cất vào ống nghiệm chứa 5-6 - Quan sát hiện tượng vào giải thích. gam Na2S2O3. - Đun cách thủy dung dịch cho đến khi muối tan hết. Tắt đèn, đậy ống nghiệm bằng nút bông, giữ nguyên vị trí và làm lạnh dung dịch từ từ đến nhiệt độ phòng. Khi dung dịch đã nguội, cho vào Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  6. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang ống nghiệm 1 tinh thể nhỏ Na2S2O3 làm mầm tinh thể. c. Thí nghiệm 3: Sự hòa tan giữa các chất lỏng với nhau SV : - Tiến hành làm TN. - Cho vào ống nghiệm 2 ml nước cất, 2 ml ancol - Nhận xét quá trình hòa tan của ancol etylic etylic, khuấy đều. Sau đó cho thêm 2 ml ancol trong nước. etylic, lại khuấy đều. - Cho vào phễu chiết 1/3 thể tích nước, thêm 1 - So sánh kết quả với thí nghiệm trên. lượng ete dày khoảng 1cm. Đậy phễu và lắc đều. Để phễu đứng yên, quan sát hiện tượng. + Để kiểm tra ete có tan trong nước không, ta mở nút, mở khóa phễu để tách 1 ít dung dịch ở lớp dưới vào ống nghiệm. Kép ống nghiệm vào giá, đun nhẹ trên ngọn lửa đèn cồn. Đưa que diêm đang cháy lại gần miệng ống nghiệm. Quan sát hiện tượng và giải thích. + Tách cho chảy hết lớp dưới, lấy 1 ít dung dịch lớp trên cho vào ống nghiệm khô chứa sẵn 1 ít CuSO4 khan. Nhận xét hiện tượng và giải thích. - Cho vào ống nghiệm 1 ít tinh thể phenol. Đổ vào ống nghiệm 1 lượng nước cất khoảng 1/3 thể tích ống. Quan sát sự hình thành 2 lớp: lớp dung dịch bão hòa của nước trong phenol là lớp dưới, lớp trên là dung dịch bão hòa của phenol trong nước. + Cho ống nghiệm vào cốc có chứa nước đã đun sôi. Thận trọng khuấy nhẹc hất lỏng trong ống nghiệm bằng 1 nhiệt kế, đồng thời theo dõi, xác định nhiệt độ khi hệ trở thành đồng nhất. + Lấy ống nghiệm ra khỏi cốc nước nóng và làm lạnh cẩn thận, xác định nhiệt độ khi dung dịch vẩn đục và chia thành 2 lớp. d. Thí nghiệm 4: Sự tan của chất khí trong nước - Cho vào bình Wurt 10 gam tinh thể NaCl, vào SV : - Làm thí nghiệm phễu nhỏ nhỏ giọt 20 ml dung dịch H2SO4 đặc - Úp ngược lọ đựng khí vào chậu nước đã 98%. Chuẩn bị sẵn 1 chậu thủy tinh đựng 2/3 chuẩn bị ở trên. Nhận xét hiện tượng và giải nước, thêm vài giọt NaOH và vài giọt thích. phenolphtalein. GV: làm thế nào để biết khí HCl đã đầy bình? - Mở khóa cho từng giọt axit chảy xuống bình, ( thử bằng giấy quỳ ẩm) đun nhẹ bằng đèn cồn. Dùng lọ khô thu đầy khí HCl, đậy lọ bằng nút có cắm ống thủy tinh vuốt nhọn. Sau khi thu xong, khóa phễu, tắt đèn, nhúng ống dẫn vào cốc đựng dung dịch NaOH. Sau khi làm xong các TN trên, SV : - Tổng hợp kết quả thu được vào bảng tường trình TN, nộp cho GV. - Thu dọn hóa chất, rửa dụng cụ TN. - Đúc rút kinh nghiệm để TN thành công. V. Rút kinh nghiệm giờ dạy Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  7. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang BÀI 6: CÂN BẰNG HÓA HỌC VÀ SỰ CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG Ngày soạn: 5/4/2010 Ngày dạy: I. Mục tiêu bài dạy 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. Phương pháp giảng dạy - Đàm thoại nêu vấn đề - Hoạt động nhóm III. Chuẩn bị - GV: giáo án, giáo trình - SV: giáo trình, bài tường trình, máy tính cá nhân. IV. Nội dung bài dạy Hoạt động của GV và SV Nội dung I. Lý thuyết - Đối với nhiều phản ứng hóa học phản ứng không xảy ra hoàn toàn, tức là từ các chất tham gia phản ứng không thu được 100% sản phẩm. Đó là vì GV yêu cầu SV lên bảng hình thành và tái phản ứng đã diễn ra theo 2 chiều: chiều thuận từ hiện các kiến thức từ đó đưa ra các công thức trái sang phải và chiều nghịch theo hướng ngược lại. liên quan - Cân bằng hóa học là trạng thái tại đó nồng độ sản phẩm cũng như nồng độ các chất tham gia phản ứng không thay đổi theo thời gian. - Đối với phản ứng tổng quát: mA + nB +…  m' C  n' D  ... nếu phản ứng thuận và phản ứng nghịch đều là các phản ứng sơ cấp thì: vt=k1[A]m[B]n…. và vn=kn[C]m’[B]n’… với kt, kn là hằng số tốc độ của phản ứng thuận và phản ứng nghịch; [A], [B], [C], [D], .. là nồng độ mol hiệu dụng của các chất. GV: Biểu thức tính hằng số cân bằng? Hằng Ở điều kiện cân bằng, vt=vn, do đó: số cân bằng phụ thuộc những yếu tố nào? k t [C ]cb' [ D]cb m n'  K= m n k n [ A]cb [ B]cb K được gọi là hằng số cân bằng và chỉ thay đổi khi nhiệt độ thay đổi. - Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier: GV: Nội dung nguyên lí chuyển dịch cân Sự thay đổi các yếu tố có ảnh hưởng tới hệ cân bằng Le Chatelier? bằng thì vị trí cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại sự thay đổi đó. II. Thực hành 1. Hóa chất và dụng cụ a. Hóa chất Dung dịch FeCl3 bão hòa; dung dịch KSCN bão Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  8. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang hòa, axit HNO3 đặc, Cu, hỗn hợp sinh hàn (nước đá và muối NaCl) b. Dụng cụ Ống nghiệm, bình cầu 50 ml có nút cao su và ống dẫn khí; ống đo 10 ml; cốc 25ml, 50 ml; pipet 10 ml; ống nhỏ giọt; chậu thủy tinh; giá sắt; kẹp sắt. GV : Yêu cầu SV làm thí nghiệm theo nhóm, 2. Cách tiến hành theo nội dung trong giáo trình. a. Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nồng độ tới cân bằng - Rót 30 ml nước cất vào cốc 50 ml; thêm dung SV: - Quan sát màu đỏ sáng của hỗn hợp. dịch FeCl3 bão hòa và KSCN, mỗi thứ 1-2 giọt. - Viết PTPƯ thuận nghịch và biểu thức hằng - Chia đều hỗn hợp lỏng vào 4 ống nghiệm. số cân bằng. - Dùng ống nhỏ giọt cho 2 giọt dung dịch FeCl 3 - Giải thích hiện tượng thí nghiệm thu được. đặc vào ống nghiệm. Quan sát và giải thích sự Cân bằng: thay đổi màu sắc trong ống nghiệm. Cân bằng hóa FeCl3 + KSCN  KCl + Fe(SCN) + 2Cl học chuyển dịch theo chiều nào? 2+ - - Cho 2-3 giọt KSCN vào ống nghiệm 2. Quan (đỏ máu) sát sự thay đổi màu sắc và giải thích. - Cho ít tinh thể KCl vào ống nghiệm 3; lắc mạnh ống nghiệm cho tan hết. So sánh màu sắc với màu sắc của ống nghiệm 4. Giải thích.  N2O4  H<0 b. Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới cân 2NO2 bằng Nâu đỏ không màu - Thu khí NO2 đỏ nâu vào 2 bình cầu đáy tròn được thông với nhau bằng ống thủy tinh. - Nhúng 1 bình vào cốc chứa nước đá + muối; SV: bình kia nhúng vào cốc nước nóng già. Quan sát - Quan sát hiện tượng thí nghiệm. màu sắc ở 2 bình. Giải thích. - Giải thích hiện tượng thí nghiệm thu được. - Tính hằng số cân bằng của phản ứng: H 0 =-61,446 kJ 2NO2  N2O4 Biết rằng ở 500C hỗn hợp cân bằng chứa 60% N2O4 Sau khi làm xong các TN trên, SV : - Tổng hợp kết quả thu được vào bảng tường trình TN, nộp cho GV. - Thu dọn hóa chất, rửa dụng cụ TN. - Đúc rút kinh nghiệm để TN thành công. V. Rút kinh nghiệm giờ dạy Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  9. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang BÀI 7: CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG Ngày soạn: 12/4/2010 Ngày dạy: I. Mục tiêu bài dạy 1. Kiến thức Trang bị cho sinh viên kiến thức về: - Ảnh hưởng của nồng độ các chất phản ứng. - Ảnh hưởng của nhiệt độ. - Ảnh hưởng của chất xúc tác. 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. Phương pháp giảng dạy - Đàm thoại nêu vấn đề - Hoạt động nhóm III. Chuẩn bị - GV: giáo án, giáo trình - SV: giáo trình, bài tường trình, máy tính cá nhân. IV. Nội dung bài dạy Hoạt động của GV và SV Nội dung I. Lý thuyết - Tốc độ phản ứng thường đo bằng biến thiên nồng độ của 1 trong các chất tham gia hay chất tạo thành sau phản ứng trong 1 đơn vị thời gian. GV yêu cầu SV lên bảng hình thành và tái - Đối với phản ứng tổng quát: hiện các kiến thức từ đó đưa ra các công thức aA + bB   cC + dD (1) ; thì:  C liên quan + Tốc độ trung bình của phản ứng: v =  t + Tốc độ tức thời của phản ứng: C dC v = lim  = t dt t   0  - Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào bản chất của chất phản ứng, và các điều kiện: nồng độ, nhiệt độ, chất xúc tác, ... 1. Ảnh hưởng của nồng độ các chất phản ứng GV: - Định luật tác dụng khối lượng: Ở nhiệt độ không - Nội dung định luật tác dụng khối lượng? đổi, tốc độ của phản ứng tỉ lệ với tích nồng độ các - Vận dụng định luật tác dụng khối lượng vào chất phản ứng đã được lũy thừa lên với số mũ phản ứng (1)? bằng hệ số tỉ lượng tương ứng. - Với phản ứng (1) thì: v=k. C A .C B a b Hệ số tỉ lệ k là hằng số tốc độ của phản ứng hóa học, cũng được gọi là “tốc độ riêng” vì thực tế k=v khi nồng độ của mỗi chất ban đầu bằng đơn vị. Hằng số tốc độ phụ thuộc vào bản chất của chất phản ứng, nhiệt độ. - Trong hệ dị thể, tốc độ phản ứng còn phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc giữa các pha. Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  10. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ GV: - - Nhiệt đổ ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng - Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. như thế nào? Sự tăng nhiệt độ rất nhỏ có thể làm tăng tốc độ - Có mối liên hệ nào giữa nhiệt độ và hằng số phản ứng rất lớn. tốc độ? - Ta có: k t 10n =  n .kt Trong đó: k t 10n , kt là hằng số nhiệt độ ở các nhiệt độ t và t+10;  : là số lần biến đổi tốc độ phản ứng khi nhiệt độ thay đổi 100C, gọi là hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng. Với phản ứng đồng thể, đa số trường hợp, hệ số của tốc độ phản ứng có giá trị trong giới hạn từ 2- 4, đó là quy tắc Van’t Hoff. Quy tắc này chỉ gần đúng trong khoảng nhiệt độ không cao, ít có giá trị khoa học. - Areniut dựa trên kết quả thực nghiệm đã mô tả chính xác ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản  E* RT ứng theo phương trình: k=A.e Trong đó: A là hằng số, không phụ thuộc vào nhiệt độ E: cơ số của logarit tự nhiên T: nhiệt độ tuyệt đối E * : năng lượng hoạt hóa R: hằng số khí lí tưởng - 3. Ảnh hưởng của chất xúc tác GV: - Chất xúc tác làm tăng hay giảm tốc độ phản ứng - Chất xúc tác là gì? hóa học; sau phản ứng bản chất hóa học cũng như - Thế nào là chất xúc tác dương, chất xúc tác lượng của nó không thay đổi. âm? - Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng được gọi - Những đặc tính của chất xúc tác? là chất xúc tác dương, làm giảm tốc độ phản ứng - Có mấy loại xúc tác? được gọi là chất xúc tác âm. - Những đặc tính của chất xúc tác: + Tính chọn lọc: mỗi chất xúc tác chỉ có thể làm thay đổi tốc độ của 1 hay 1 số phản ứng. + Chất xúc tác chỉ có thể làm tăng tốc độ phản ứng của những phản ứng có thể xảy ra được, nghĩa là  G<0 nhưng vì năng lượng hoạt hóa qua lớn và  S quá nhỏ mà xảy ra với tốc độ nhỏ. + Với phản ứng thuận nghịch, chất xúc tác làm tăng tốc độ của cả 2 phản ứng thuận và nghịch ở mức độ như nhau. Nói cách khác, chất xúc tác không làm cân bằng chuyển dịch mà làm cân bằng nhanh chóng đạt tới. + Hoạt tính của nhiều chất xúc tác rắn tăng mạnh khi chúng chứa thêm 1 lượng nhỏ các chất tăng hoạt, ngược lại hoạt tính có thể bị giảm hoặc mất hẳn bởi chất độc xúc tác. + Chỉ cần lượng nhỏ chất xúc tác cũng đủ để tạo ra tác dụng xúc tác đáng kể. - Có 2 loại xúc tác: xúc tác đồng thể và xúc tác dị thể. Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  11. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang II. Thực hành 1. Hóa chất và dụng cụ a. Hóa chất - Các chất lỏng: dung dịch: Na2S2O3 0,2M; H2SO4 0,2 M và 20%; KMnO4 0,05M; axit oxalic 0,1N; K2Cr2O7 0,2%; H2O2 2%; K2CrO4 0,1M, MnO2 0,1M - Các chất rắn: I2, bột Al, Zn hạt và Zn bột b. Dụng cụ Ống nghiệm, bình cầu 50 ml có nút cao su và ống dẫn khí, ống đo 10 ml, pipet 10 ml, buret 25 ml, nhiệt kế, bình điều nhiệt, đồng hồ bấm giây, bình Wurtz, phễu nhỏ giọt, chậu thủy tinh, cối chày, giá sắt, kẹp sắt. 2. Cách tiến hành a. Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của nồng độ chất SV tiến hành làm TN, ghi lại kết quả, giải phản ứng đến tốc độ phản ứng trong hệ đồng thể thích các hiện tượng thu được. - Thực hiện phản ứng giữa Na2S2O3 với H2SO4, khi giữ nguyên nhiệt độ và nồng độ H2SO4, chỉ thay đổi nồng độ Na2S2O3 Na2S2O3 + H2SO4   Na2SO4 + H2O + SO2 + S  - Dùng pipet cho vào 3 ống nghiệm, mỗi ống 3 ml H2SO4 0,2M. - Lấy 3 ống nghiệm khác đánh số thứ tự 1,2,3. Dùng pipet cho vào ống thứ nhất 1 ml Na2S2O3 và 2 ml nước cất. Ống thứ 2 cho 2 ml Na2S2O3 0,2 M và 1 ml nước cất. Ống thứ ba cho 3 ml Na2S2O3 0,2 M. Lắc đều các ống nghiệm. - Đổ nhanh dung dịch H2SO4 đã chuẩn bị ở trên vào ống nghiệm 1, lắc đều. Dùng đồng hồ bấm giây theo dõi thời gian từ lúc đổ 2 dung dịch vào nhau cho đến khi xuất hiện kết tủa đục sữa. - Tiến hành thí nghiệm với ống nghiệm 2 và 3 tương tự như ống nghiệm 1. Quan sát kết tủa đục sữa như nhau trong các TN, ghi kết quả vào bảng. Nhận xét và giải thích. b. Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc SV tiến hành làm TN, ghi lại kết quả vào độ phản ứng. bảng, giải thích các hiện tượng thu được. - Thực hiện phản ứng giữa KMnO4 và H2C2O4 trong môi trường axit ở các nhiệt độ khác nhau: 2H2C2O4 + 2KMnO4 + 3H2SO4   10CO2 +  2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O - Dung dịch KMnO4 lúc đầu có màu tím, khi phản ứng kết thúc dung dịch trong suốt, không màu. - Dùng pipet lấy vào ống nghiệm khô 2 ml dung dịch KMnO4 0,05N và 2ml dung dịch H2C2O4 0,1 N, 2 ml dung dịch H2SO4 0,1M. Đổ 2 dung dịch vào nhau. - Dùng đồng hồ bấm giây ghi thời gian từ lúc trộn đến khi dung dịch mất màu hoàn toàn, ghi nhiệt độ phòng. - Tiến hành TN tương tự như trên ở các nhiệt độ khác nhau: + Nhiệt độ phòng + 100C Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  12. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang + Nhiệt độ phòng + 200C + Nhiệt độ phòng + 300C - Các TN tiến hành trong bình điều nhiệt. Trước khi trộn 2 dung dịch phải ngâm các ống nghiệm đựng các chất phản ứng trong bình điều nhiệt khoảng 10 phút để cho nhiệt độ của chúng bằng nhiệt độ của bình. Sau khi trộn 2 dung dịch không nhấc ống nghiệm ra khỏi bình điều nhiệt. - Ghi kết quả vào bảng và giải thích. t T0C Tốc độ Hệ số TT PƯ nhiệt độ (s) - Vẽ đồ thị sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ. Nhận xét đồ thị thu được. c. Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của chất xúc tác SV tiến hành làm TN, ghi lại kết quả vào đồng thể đến tốc độ phản ứng bảng, giải thích các hiện tượng thu được. * Lấy vào 2 ống nghiệm mỗi ống 2 ml dung dịch axit oxalic 0,1 N, 2 ml dung dịch axit sunfuric 0,1 M. Thêm vào ống nghiệm 1 vài giọt MnSO4 0,1 M. Sau đó cho vào cả 2 ống nghiệm, mỗi ống 1 ml dung dịch KMnO4 0,05 N. Theo dõi thời gian từ lúc trộn 2 dung dịch đến khi dung dịch mất màu hoàn toàn. Ghi kết quả vào bảng, nhận xét và giải thích. t Tốc V V V Dd TT độ MnSO4 (s) KMnO4 H2SO4 H2C2O4 PƯ 1 1 2 2 Vài giọt 2 1 2 2 0 * Sự phân hủy hiđro peoxit với xúc tác là dung SV tiến hành làm TN, ghi lại kết quả vào dịch K2Cr2O7 - Cho nước vào buret đến vạch 0, dùng ngón tay bảng, giải thích các hiện tượng thu được. bịt chặt miệng buret và úp ngược vào chậu nước. Lắp buret vào giá, ghi thể tích nước trong buret. Nhiệt độ của nước trong chậu cố định ở 25  10C. - Lấy 30 ml dung dịch K2Cr2O7 0,2% cho vào bình cầu 1; 20 ml dung dịch H2O2 2% vào bình cầu 2. Cả 2 bình đặt trong chậu nước 10 phút. Dùng pipet lấy 5 ml dung dịch H2O2 cho vào bình cầu 1. Quan sát, đậy kín bình cầu bằng nút có ống dẫn khí vào miệng buret, lắc liên tục và đều bình cầu. Cứ 30 s ghi thể tích O2 thoát ra. Nhận xét màu dung dịch khi quá trình kết thúc. Tiến hành ít nhất 15 phép đo. - Lặp lại TN trên, thay dung dịch K2Cr2O7 bằng nước cùng thể tích như trên. - Vẽ đường cong sự phụ thuộc của thời gian vào thể tích O2 thoát ra trong 2 TN trên. Kết luận vai trò của K2Cr2O7. Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  13. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang SV tiến hành làm TN, ghi lại kết quả vào d. Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của chất xúc tác dị bảng, giải thích các hiện tượng thu được. thể đến tốc độ phản ứng - Cho vào cối sứ khô 1 ít tinh thể I2. Dùng chày sứ nghiền nhỏ sau đó cho thêm bột nhôm. Trộn đều bằng đũa thủy tinh. Nhận xét. - Cho vào 1 giọt nước. Nhận xét phản ứng, vai trò của nước đến tốc độ phản ứng? Viết PTPƯ. e. Thí nghiệm 5: Ảnh hưởng của diện tích bề mặt SV tiến hành làm TN, ghi lại kết quả vào đến tốc độ phản ứng trong hệ dị thể bảng, giải thích các hiện tượng thu được. - Cho 20 ml dung dịch axit sunfuric vào bình cầu (dùng ống đong), cân 0,1 gam kẽm hạt cho vào bình cầu trên. Đậy kín bình cầu bằng nút có ống dẫn khí vào miệng buret. - Ghi thể tích khí H2 thoát ra trong khoảng 2-4 phút. - Lặp lại TN trên, thay kẽm hạt bằng kẽm bột. Cho biết diện tích tiếp xúc ảnh hưởng như thế nào đến tốc độ phản ứng? - Chú ý: TN tiến hành ở nhiệt độ không đổi. Sau khi làm xong các TN trên, SV : - Tổng hợp kết quả thu được vào bảng tường trình TN, nộp cho GV. - Thu dọn hóa chất, rửa dụng cụ TN. - Đúc rút kinh nghiệm để TN thành công. V. Rút kinh nghiệm giờ dạy BÀI 8: PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ Ngày soạn: 11/5/2010 Ngày dạy: I. Mục tiêu bài dạy 1. Kiến thức Trang bị cho sinh viên kiến thức về: - Phản ứng oxi hóa khử. - Quá trình oxi hóa, quá trình khử 2. Kĩ năng - Rèn luyện cho sinh viên kĩ năng tính toán, đặc biệt là PP bảo toàn số mol electron. - 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. Phương pháp giảng dạy - Đàm thoại nêu vấn đề - Hoạt động nhóm III. Chuẩn bị - GV: giáo án, giáo trình - SV: giáo trình, bài tường trình, máy tính cá nhân. IV. Nội dung bài dạy Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  14. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang Hoạt động của GV và SV Nội dung I. Lý thuyết 1. Các khái niệm - Phản ứng oxi hóa-khử là phản ứng trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố. GV yêu cầu SV lên bảng hình thành và tái - Chất oxi hóa là chất nhận electron. hiện các kiến thức từ đó đưa ra các công thức - Chất khử là chất cho electron. liên quan - Quá trình oxi hóa là quá trình cho electron. - Quá trình khử là quá trình nhận electron. oxihóa - Cặp oxi hóa khử có dạng: k hu 2. Thế điện cực - Thế điện cực là đại lượng dùng để đánh giá định lượng khả năng oxi hóa-khử của các chất. 0,059 [ Kh] - Công thức tính: E=E 0 - lg n [Ox] GV: Công thức tính thế điện cực? Trong đó: E : thế điện cực chuẩn ở 00C, và [Kh] 0 = [Ox] = 1M E: thế điện cực ở điều kiện đã cho n: số electron trao đổi [Kh], [Ox]: hoạt độ (hay nồng độ) cân bằng của dạng khử và dạng oxi hóa GV: Thế điện cực phụ thuộc những yếu tố gì? - Thế điện cực phụ thuộc vào nồng độ của dạng oxi hóa và dạng khử, phụ thuộc vào nhiệt độ, pH, … - Chiều xảy ra phản ứng oxi hóa-khử: dạng oxi hóa (Ox2) của cặp oxi hóa-khử (Ox2/Kh2) có thế điện cực  2 lớn hơn sẽ oxi hóa dạng khử (Kh1) của cặp oxi hóa-khử (Ox1/Kh1) có thế điện cực  1 nhỏ hơn. GV: Công thức tính hằng số cân bằng của - Hằng số cân bằng của phản ứng oxi hóa-khử phản ứng oxi hóa-khử? RT 0 được tính theo công thức: lnK = E nF với E 0 =  2-  1 II. Thực hành 1. Hóa chất và dụng cụ - Hóa chất: + Dung dịch H2SO4 đặc, dung dịch HNO3 đặc. + Dung dịch H2SO4 1M, dung dịch NaOH 2M, CuSO4 1M, KMnO4 0,02M, K2Cr2O7 1M, KBr 2M, KI 2M, dung dịch bão hòa KNO2, K2SO3, dung dịch loãng MnSO4, nước clo, nước brom, benzen. + Cu lá, dây Fe, Zn hạt, tinh thể KMnO4, (NH4)2Cr2O7, K2Cr2O7, Cu(NO3)2, PbO bột. - Dụng cụ: Ống nghiệm, đèn cồn, cặp gỗ, giá sắt, kiềng, lưới amiang. 2. Cách tiến hành a. Thí nghiệm 1: SV tiến hành làm TN, ghi lại kết quả vào - Lấy 2 ống nghiệm, ống 1 cho 2 ml dung dịch tường trình, giải thích các hiện tượng thu H2SO4 1M, ống 2 cho 2 ml dung dịch CuSO4 1M. - Cho vào ống nghiệm 1 vài hạt Zn, ống 2 một được. đoạn dây Fe. Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  15. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang - Quan sát hiện tượng. Viết PTPƯ. Giải thích. b. Thí nghiệm 2: SV tiến hành làm TN, ghi lại kết quả vào - Lấy vào ống nghiệm 2 ml dung dịch KBr 2 M, tường trình, giải thích các hiện tượng thu thêm vào 1 ml benzen. Sau đó cho từ từ từng giọt được. nước clo, lắc nhẹ. Nhận xét màu lớp dung môi hữu cơ. Giải thích? - Lặp lại TN trên, thay dung dịch KBr 2 M bằng dung dịch KI 2 M. - Cũng tiến hành TN như trên nhưng thực hiện với dung dịch KI và nước brom. - Dựa vào kết quả thu được, so sánh tính oxi hóa – khử của các halogen. c. Thí nghiệm 3: ảnh hưởng của nhiệt độ đến SV tiến hành làm TN, ghi lại kết quả vào phản ứng oxi hóa-khử. tường trình, giải thích các hiện tượng thu - Lấy 2 ống nghiệm, mỗi ống chứa 1 ml dung dịch được. MnSO4. Ống 1 cho một ít bột PbO, sau đó thêm 1-2 ml axit HNO3 đặc. Nhận xét hiện tượng. Ống 2 cũng như ống 1 nhưng đun nóng. Nhận xét sự thay đổi màu của dung dịch so với ống 1. Giải thích. Rút ra kết luận. - lấy 2 ống nghiệm, mỗi ống chứa 1 ít tinh thể K2Cr2O7, cho vào mỗi ống 1 ml dung dịch HCl đặc. Ống 1 để nguyên, ống 2 đun nóng, quan sát hiện tượng. Giải thích. d. Thí nghiệm 4: Ảnh hưởng của môi trường đến SV tiến hành làm TN, ghi lại kết quả vào phản ứng oxi hóa-khử. tường trình, giải thích các hiện tượng thu - Lấy 3 ống nghiệm, mỗi ống đựng 1-2 ml dung được. dịch KMnO4 0,02 M. Ống 1 thêm 2-4 giọt dung dịch H2SO4 1M Ống 2 thêm 2-4 giọt nước cất. Ống 3 thêm 2-4 giọt dung dịch NaOH 1M Thêm vào mỗi ống 1 ml dung dịch bão hòa K2SO3. - Dựa vào sự thay đổi màu của các dung dịch, nhận biết sản phẩm tạo thành sau phản ứng trong từng ống nghiệm. Viết PTPƯ. Giải thích hiện tượng thu được. - Biết ion MnO4  trong dung dịch có màu xanh lá 2 cây, ion MnO4 có màu tím, ion Mn 2 có màu  hồng nhạt và không có màu trong dung dịch rất loãng, còn MnO2 ít tan có màu nâu. e. Thí nghiệm 5: Phản ứng oxi hóa-khử nội phân SV tiến hành làm TN, ghi lại kết quả vào tử tường trình, giải thích các hiện tượng thu - Đun nóng cẩn thận một ít tinh thể KMnO4 trong ống nghiệm khô, đến khi phân hủy hoàn toàn. Thử được. khí thoát ra bằng que đóm vừa tắt còn than đỏ. Nhận xét hiện tượng. Để nguội, hòa tan sản phẩm thu được vào nước cất. Quan sát màu sắc dung dịch và kết tủa. Đun nóng dung dịch trên, hiện tượng có gì thay đổi không? Viết PTPƯ và giải thích? - Cho vào ống nghiệm khô 1 ít (bằng hạt ngô) tinh thể (NH4)2Cr2O7. Đun nóng cẩn thận trên đèn cồn. Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  16. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang Quan sát hiện tượng, viết PTPƯ và giải thích. - Từ 2 TN này rút ra khí niệm phản ứng oxi hóa- Sau khi làm xong các TN trên, SV : - Tổng hợp kết quả thu được vào bảng tường khử nội phân tử. trình TN, nộp cho GV. - Thu dọn hóa chất, rửa dụng cụ TN. - Đúc rút kinh nghiệm để TN thành công. V. Rút kinh nghiệm giờ dạy BÀI 9: PIN ĐIỆN, DÃY ĐIỆN HÓA, SỰ ĐIỆN PHÂN Ngày soạn: 11/5/2010 Ngày dạy: I. Mục tiêu bài dạy 1. Kiến thức Trang bị cho sinh viên kiến thức về: - Pin điện. - Sự điện phân. 2. Kĩ năng - Rèn luyện cho sinh viên kĩ năng tính toán, đặc biệt là tính toán với thế điện cực và công thức Faraday. - 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. Phương pháp giảng dạy - Đàm thoại nêu vấn đề - Hoạt động nhóm III. Chuẩn bị - GV: giáo án, giáo trình - SV: giáo trình, bài tường trình, máy tính cá nhân. IV. Nội dung bài dạy Hoạt động của GV và SV Nội dung I. Lý thuyết 1. Pin gavani, thế điện cực GV yêu cầu SV lên bảng hình thành và tái - Pin gavani: là nguồn chuyển hóa năng thành hiện các kiến thức từ đó đưa ra các công thức điện năng, thường được gọi tắt là pin. - Ví dụ: pin Zn-Cu liên quan +) Qui ước, kí hiệu của pin: (-) Zn ZnSO4(C1) (C2)CuSO4 Cu (+) +) Sức điện động của pin được tính theo công thức: E=  0Cu 2 / Cu -  0 Zn2 / Zn =  0Cu 2 / Cu -  0 Zn2 / Zn - 0, 059 [Zn 2 ] 0, 059 [Zn 2 ] lg lg [Cu 2 ] 2 [Cu 2 ] 2 Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  17. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang - Có thể dùng giá trị của hiệu thế xuất hiện ở bề mặt điện cực để đo độ mạnh của các cặp oxi hóa- khử. Vì không thể đo được hiệu thế này mà chỉ đo được sức điện động của pin do 2 điện cực ghép lại, nên qui ước như sau: +) Thế của 1 điện cực có trị số bằng sức điện động của pin được cấu tạo bởi điện cực đó với 1 điện cực H tiêu chuẩn. Nếu điện cực này âm hơn điện cực H thì thế điện cực có dấu (-), ngược lại có dấu (+). +) Trong phòng thí nghiệm, điện cực so sánh thường dùng là điện cực calomel có sơ đồ: Hg, Hg2Cl2(r) KCl bão hòa có cal =0,24 V so với điện cực chuẩn H. Điện cực calomel có thế ổn định, độ lặp cao, dễ sử dụng và bảo quản. - Dãy điện hóa của các kim loại: là dãy khi sắp xếp các kim loại theo thứ tự tăng dần của thế điện cực chuẩn. +) Kim loại có thế điện cực chuẩn càng bé thì hoạt động càng mạnh. +) Kim loại đứng trước đẩy kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối. +) Kim loại đứng trước H trong dãy điện hóa có thể đẩy được H ra khỏi dung dịch axit loãng. - Pin nồng độ: lấy 2 điện cực của cùng kim loại nhúng vào 2 dung dịch muối có nồng độ C1 và C2. Thế điện cực của chúng tương ứng bằng: 0,059 0,059 1   0  lg C1 ;  2   0  lg C2 n n Khi đó ta được pin với sức điện động bằng: 0,059 C1 E= 1   2  lg n C2 2. Sự điện phân GV: Thế nào là quá trình điện phân? Điều kiện - Định nghĩa: Điện phân là quá trình oxi hóa-khử để xảy ra quá trình điện phân? xảy ra trên bề mặt các điện cực khi cho dòng điện 1 chiều đi qua dung dịch chất điện li hoặc chất điện li nóng chảy. - Điều kiện để sự điện phân xảy ra: hiệu điện thế đặt vào 2 đầu của bình điện phân (gọi là thế phân hủy) phải cao hơn hiệu thế cân bằng, bởi vì không tránh được sự phân cực trong quá trình điện phân. Người ta gọi hiệu giữa thế phân hủy và thế cân bằng tính theo phương trình Nec là quá thế. - Các quá trình xảy ra trong điện phân: GV: Các quá trình xảy ra trên catot, anot trong +) Quá trình xảy ra trên catot: nếu thế phóng điện qúa trình điện phân? của cation dương lớn hơn thế phóng điện của cation H3O+ thì cation kim loại phóng điện: Mn+ + ne   M(r).  Ngược lại thì cation H3O+ sẽ phóng điện. Nếu trong dung dịch axit: 2H3O+ + 2e   H2(k) + 2H2O  Nếu trong dung dịch bazo, hoặc trung tính: 2H2O + 2e   H2(k) + 2OH-  Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  18. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang +) Quá trình xảy ra trên anot: trên anot xảy ra các quá trình oxi hóa anion của chất điện li, ion OH-, hoặc chất làm anot. Khi điện phân dung dịch nước, thứ tự phóng điện của các anion như sau: đầu tiên là các anion không chứa oxi (Cl-, Br-, S2-, CN-,...) sau đó là OH-, cuối cùng là anion của gốc axit có chứa oxi ( NO3 , SO4  ,...). 2 - Định luật Faraday đối với quá trình điện phân: GV: Nội dung định luật Faraday với quá trình +) Khối lượng của chất được tạo thành ở cực điện phân? Công thức tính? dương hay cực âm trong quá trình điện phân tỉ lệ với điện lượng đi qua bình điện phân. +) Khối lượng của chất được tạo thành khi cho cùng 1 điện lượng đi qua bình điện phân tỉ lệ với đương lượng của chúng. A.I .t Kết hợp lại ta được công thức: m= nF Trong đó: m: khối lượng chất thoát ra ở điện cực (gam) A: khối lượng mol nguyên tử đối với kim loại hoặc mol phân tử đối với các chất khác (g/mol) t: thời gian (s) n: số electron trao đổi trong phản ứng ở điện cực F: hằng số Faraday (F=96500 Culong) II. Thực hành 1. Hóa chất và dụng cụ - Hóa chất: +) Dung dịch CuSO4 1N và 0,01N, ZnSO4 1N, PbCl2 1M, FeCl2 1M, CdCl2 1M, SnCl2 1M, AgNO3 1M, dung dịch bão hòa NaCl, phenol, giấy tinh bột, H2SO4 1M. +) Zn, Fe, Sn, Pb, Cu, Cd, Al, Ag. - Dụng cụ: các điện cực Cu, Zn, C, calomel, máy điện phân Hofmann, đồng hồ đo điện vạn năng, ống chữ U, ắc qui, dây dẫn, cầu muối, ống nghiệm, giá sắt, kẹp sắt. 2. Cách tiến hành a. Thí nghiệm 1: Pin Zn-Cu Chuẩn bị điện cực: SV tiến hành làm TN, ghi lại kết quả vào + Điện cực Cu (1): nhúng 1 tấm Cu đã đánh sạch tường trình, giải thích các hiện tượng thu bề mặt bằng giấy ráp vào 1 cốc 100 ml chứa 50 được. ml dung dịch CuSO4 1N. + Điện cực Zn (2): nhúng 1 tấm Zn đã đánh sạch bề mặt bằng giấy ráp vào 1 cốc 100 ml chứa 50 ml dung dịch ZnSO4 1N. Nối 2 cốc bằng cầu muối (3) là ống thủy tinh hình chữ U chứa đầy thạch KCl bão hòa. Nối 2 thành kim loại bằng dây dẫn với máy đo vạn năng (cực Cu với cực dương, cực Zn với cực âm). Đọc và ghi chỉ số sức điện động. So sánh kết quả thực nghiệm và lí thuyết. Viết sơ đồ mạch và giải thích sự hoạt động của pin. b. Thí nghiệm 2: Pin nồng độ SV tiến hành làm TN, ghi lại kết quả vào Sơ đồ lắp pin tương tự như thí nghiệm 1, Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  19. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang tường trình, giải thích các hiện tượng thu nhưng 2 điện cực điều bằng Cu, nhúng vào 2 dung được. dịch CuSO4 có nồng độ 0,01N và 1N. Điện cực nhúng vào dung dịch loãng hơn là cực âm, điện cực còn lại là cực dương. Đo sức điện động của pin. So sánh kết quả thực nghiệm và lí thuyết. Viết sơ đồ mạch và giải thích sự hoạt động của pin. c. Thí nghiệm 3: Xác định thế điện cực SV tiến hành làm TN, ghi lại kết quả vào - Thế điện cực Cu  Cu : Dùng điện cực Cu vừa đo tường trình, giải thích các hiện tượng thu ở thí nghiệm 1 ghép với điện cực calomel (có sẵn được. ở phòng thí nghiệm). Dùng ống chữ U nối 2 dung dịch CuSO4 1N và KCl bão hòa, nối 2 điện cực với 2 đầu của máy đo vạn năng (cực Cu nối với cực dương của máy đo, cực calomel nối với cực âm của máy đo). Đọc chỉ số sức điện động của pin. Tính  Cu . Viết sơ đồ mạch. - Thế điện cực Zn  Zn : Tiến hành như xác định thế điện cực Cu (dùng điện cực Zn vừa đo ở thí nghiệm 1). Đọc chỉ số sức điện động của pin. Tính  Zn . Viết sơ đồ mạch. d. Thí nghiệm 4: Vai trò của Cu trong phản ứng SV tiến hành làm TN, ghi lại kết quả vào bảng giữa Zn với axit. Dãy điện hóa. sau, giải thích các hiện tượng thu được. a. Lấy 2 ml dung dịch H2SO4 1M vào ống nghiệm. Thả từ từ dọc thành ống nghiệm 1 viên Ion trong dung dịch Kl Zn tinh khiết. Quan sát hiện tượng thoát khí H2. Cu2+ H+ Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Ag+ Dùng 1 dây Cu tiếp xúc với viên Zn trong ống Cu nghiệm. Quan sát tốc độ thoát khí H2. Giải thích. Pb Lấy dây Cu ra khỏi ống nghiệm, lại quan sát tốc Sn độ thoát khí. Fe b. Lấy vào 2 ống nghiệm, mỗi ống 2 ml dung dịch Zn H2SO4 1M. Thêm vào 1 ống nghiệm vài giọt Al CuSO4, rồi cho cả 2 ống nghiệm, mỗi ống 1 viên Zn tinh khiết. Quan sát tốc độ thoát khí H2 ở 2 ống nghiệm. Giải thích vai trò của CuSO4. c. Sắp xếp thứ tự hoạt động hóa học của các kim loại. Cho kim loại vào các dung dịch chứa các ion kim loại nồng độ 0,1M. Đánh dấu vào các ô có phản ứng trong bảng kết quả thu được. e. Thí nghiệm 5: Điện phân dung dịch NaCl SV tiến hành làm TN, ghi lại kết quả vào - Đổ dung dịch NaCl vào ống hình chữ U, thêm tường trình, giải thích các hiện tượng thu vài giọt phenolphtalein. Qua nút cao su lắp 2 điện được. cực than chì vào 2 nhánh của ống. - Lắp ống vào giá. Nối 2 điện cực với nguồn điện 1 chiều có hiệu điện thế 10V. Quan sát dung dịch quanh catot. Lấy giấy hồ tinh bột iot đặt vào vòi ống ở anot. Quan sát hiện tượng, viết PTPƯ và giải thích. f. Thí nghiệm 6: Điện phân dung dịch CuSO4 Sau khi làm xong các TN trên, SV : Làm thí nghiệm tương tự như thí nghiệm 5, - Tổng hợp kết quả thu được vào bảng tường thay dung dịch NaCl bằng dung dịch CuSO4. trình TN, nộp cho GV. Quan sát hiện tượng, viết PTPƯ và giải thích. - Thu dọn hóa chất, rửa dụng cụ TN. - Đúc rút kinh nghiệm để TN thành công. Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
  20. Giáo án Thực hành Hóa đại cương Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang V. Rút kinh nghiệm giờ dạy Khoa Tự nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản