🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Hóa học đại cương 3: thực hành trong phòng thí nghiệm Ebooks Nhóm Zalo B Ộ GIÁ O DỤ C V À ĐÀ O TẠ O D ư Á N ĐÀ O TẠ O GIẢ O VIÊ N THC S LOA N N o 1718-VIE(SF ) H À TH I NGỌ C LOA N H o a họ c đ ạ i cươn g 3 THỰ C HÀN H TRON G PHÒN G T H Í NGHIÊ M í m ị ty N H À XUẤ T BÁ N ĐA I HÓ C S Ư PHÀ M H À TH Ị NGỌ C LOA N H o a ho e đa i cươn g 3 THỰ C HÀN H TRON G PHÒN G TH Í NGHIỆ M m (Giáo trìn h Cao đăn g Sư phạm ) DẠI HỌC THẢ ! NGUYỄN TRÌÌNGĨ ẲMỌC Ũ Ẹ U N H À XUẤ T BẢ N Đ Ạ I HỌ C S Ư PHẠ M Mã số: 01.01.255/681 - ĐH 2007 M Ụ C LỤ C Trang L ờ i nó i đ ụ u 5 Bà i m ở đ ụ u 7 Bài 1. Một số dụng cụ thí nghiệm và những thao tác thực hàn h cơ bản 12 Bà i 2. Cân và phướng pháp cân 43 Bà i 3. Xác định khối lượng phâ n tử khí oxi 52 Bà i 4. Xác định khối lượng phân tử khí cacbonic 58 Bà i 5. Xác định khối lượng phâ n tử của ete theo phương pháp Maye ổ i Bà i 6. Xác định khối lượng nguyên tử của kẽm 65 Bà i 7. Xác định đương lượng của magie 71 Bà i 8. Pha dung dịch và chuẩn độ 77 Bà i 9. Xác định nhiệt của phản ứng hoa học, nhiệt hoa tan của muối 87 Bà i 10. Xác định nhiệ t hiđra t hoa của amoni clorua 97 Bà i li . Xác định áp suất hơi bao hoa và nhiệt bay hơi của nước 104 Bà i 12. Độ tan của các chất 109 Bà i 13. Xác định biến thiên t h ế đẳng áp, đẳng nhiệt, entanpi, entropi 118 của phản ứng hoa tan borac trong nưốc B à i 14. Cân bằng hoa học và sự chuyển dịch cân bằng 125 Bà i 15. Các yếu t ố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng 128 Bà i 16. Xác định hằng số tốc độ và bậc riêng phụn đối vối hiđro peoxit 136 trong phản ứng oxi hoa iođua bằng hiđro peoxit B à i 17. Xác định năn g lượng hoạt hoa của phản ứng oxi hoa - khử 142 bromua và bromat trong môi trường axit 3 B à i 18. Chất điện li và phản ứng ion trong dung dịch ^ B à i 19. Phản ứng oxi hoa - khử 15 7 B à i 20. Pin điện - Dãy điện hoa - Sự điện phân B à i 21. Xác địnR khối lượng phân tử của rượu iso propylic bằng 17 4 độ giảm nhiệt độ hoa r ắn » / 81 B à i 22. An mòn và bảo vệ kim loại B à i 23. Cân bằng trong dung dịch axit axetic. Phương phá p đo 187 độ dẫn điện xác định hằng số điện li và chuẩn độ axit yêu bằng bazơ mạnh Bài 24. Nghiên cứu định lượng hơn về cân bằng hoa học trong dung dịch: 192 2KI + 2FeCl 3 ; ì 2FeCl 2 + I 2 + 2KC1 P h ụ lục 1. Hưóng dẫn một số câu hỏi và bài tập ỉ97 P h ụ lụ c 2. Độ tin cậy của phép đo thực nghiệm 213 P h ụ lục 3. Một số bảng tra cứu 2i 9 T à i liệ u tham khả o 233 4 L Ờ I NÓ I Đ Ầ U Cho đến nay, Hoa học vẫn là một môn học thực nghiệm, mặc dù trong vài thập kỉ gần đây, hoa học lí thuyết đã có những bước tiến vượt bậc nhờ sự trợ giúp của tin học và máy tính điện tả. Thí nghiệm hoa học giúp sinh viền kiểm nghiệm những vấn đê đã được hình thành trong quá trình tiếp thu bài giảng trên lớp, do đó củng cố được kiến thức, khắc sâu nhiều khái niệm hoa học. Thí nghiệm hoa học còn giúp sinh viên rèn luyện óc quan sát, giải thích hiện tượng dựa vào kiên thức đã học. Bằng cách tiến hành thí nghiệm, sinh viên được rèn luyện và nâng cao kĩ năng thao tác thực nghiệm, biết cách xả lí kết quả đo đạc như tính toán, tính sai sô, vẽ đồ thị... Với thời lượng quy định là 2 đơn vi học trình tương đương với 60 tiết thực nghiệm chỉ có thể thiết kế được khoảng 15 bài thí nghiệm, bao gồm một số vấn đề cơ bản nhất của chương trình Hoa học đại cương. Song, do tình trạng thiết bị, cơ sở vật chất phòng thí nghiệm của các trường Cao đẳng Sư phạm không đồng đều nên để lựa chọn các bài thực hành phù hợp với thiết bị của trường sở tại, chúng tồi mở rông sô bài thực hành lên 24 bài với nội dung định tính, định lượng khác nhau. Những bài thực hành với mức độ dựa vào sự quan sát và giải thích hiện tượng là chủ yếu (đánh dấu *) thường dành cho các đôi tượng sinh viên Cao đẳng SƯ phạm mà Hoa học là chuyên mồn 2. Phần lớn các bài thực hành được biên soạn với hai mức độ: đinh tính (quan sát hiện tượng rồi giải thích) và định lượng (đo thực nghiệm, xả lí kết quả đo bằng phương pháp giải tích và đồ thị). Thời gian tiến hành thí nghiệm tối đa là 3 giờ/buổi. Có hai phương án tổ chức các buổi thực hành. Hoặc các nhóm 2- 3 sinh viên đều làm cùng một bài thực hành và điều này đòi hỏi số lượng thiết bị dụng cụ phải phong phú; hoặc mỗi nhóm 2- 3 sinh viên làm một bài khác nhau rồi quay vòng, cách này tiết kiệm được thiết bị, hoa chất và trợ lí phòng thí nghiệm củng đỡ vất vả. Việc chọn phương án nào là tuy thuộc tinh trạng và điều kiện trang thiết bị của từng trường. Dù tiến hành theo phương án 5 nào thì sinh viên cũng phải chuẩn bị và đọc tài liệu trước khi đến phòng thi nghiệm, nhất là đồi với các bài thực hành mang tính định lượng vi nêu không, kết quả đo có thể sai lệch và không đủ thời gian làm thí nghiệm. Mỗi thí nghiệm được xây dựng với ba mục: Lí thuyết, Thực hành (dụng cụ hoa chất - cách tiến hành - xả lí kết quả) và Câu hỏi. Phần lí thuyết tóm tắt nội dung, công thức có liên quan đến bài thực hành. Phần thực hành chủ yếu hướng dẫn cách làm thí nghiệm, cách xả lí tính toán hoặc vẽ đô thị. Phần câu hỏi và bài tập yêu cầu sinh viên phải trả lời khi làm tường trình thí nghiệm. Tập "Hoa học Đại cương 3 - Thực hành trong phòng thí nghiệm?'' này là kết quả của sự chỉnh lí và bổ sung cho cuốn "Thực hành Hoa học đại cương" của tác giả Hà Thị Ngọc Loan in tại Nhà xuất bản Giáo dục năm 2002. Sự bổ sung và chỉnh lí này do Tiến sĩ Trần Hiệp Hải đảm nhiệm, là việc làm cần thiết do những yêu cầu mới về nội dung của chương trình và phương pháp thể hiện, do Dự án Đào tạo giáo viên THCS đặt ra. Thí nghiệm hoa học là một khâu không thê thiếu trong quy trình đào tạo của bất kì một trường Đại học hay Cao đẳng nào; nó thể hiện một phần phương châm giáo dục là học gắn liền với hành, lí thuyết gắn với thực tiễn. Vấn đề này được thể hiện đến đâu là nhờ sự đóng góp những ý kiến phê bình có tính xây dựng của đông đảo các thày cô giáo, các bạn sinh viên trường Cao đẳng Sư phạm. Các tác giả ghi nhận và chân thành cảm ơn mọi ý kiến đóng góp để cuốn sách được hoàn thiện và giúp ích nhiều hơn cho người học. TS Trần Hiệp Hải 6 B À I M ỏ Đ Ầ U 1. GIÓI THIỆU PHÒNG THÍ NGHIỆM Hoa học l à mô n khoa học thực nghiệm. Thực hàn h hoa học giú p sinh viê n củn g c ố v à phá t tri ể n nhữn g kiế n thức đ ã học tron g lí thuyết. Học t ậ p hoa học sẽ khôn g có hiệ u qu ả n ế u khôn g k ế t hợp lí thuyế t vớ i thực hành . Đ ể có được phươn g phá p nghiê n cứu v à ứ n g dụn g lí thuyế t tron g thực hàn h hoa học, sin h viê n phả i biế t mộ t s ố k ĩ năn g cụ n thiết. Nhữn g kĩ năn g nà y được rè n luyệ n dụ n v à ch ủ y ế u được hìn h thàn h tron g phòn g th í nghiệm. Phòn g th í nghiệ m thư ờ n g b ố trí rộn g rãi, thoáng , có đ ủ án h sáng ; được tran g bị bà n là m việc , dụn g cụ th í nghiệm, hoa chấ t... Nhữn g th ứ c ụ n thiế t như : đi ệ n , nước máy , nước cất.... luô n được cung cấp đ ụ y đ ủ đ ể tiế n hàn h t h í nghiệm. M ỗ i phòn g th í nghiệ m cụ n có t ủ hố t đ ể là m t h í nghiệm độc hại, có mù i kh ó chịu. Ngoà i r a phả i tran g bị cá c bìn h cứu hoa cụ n thiết, t ủ thuốc y t ế sơ cứu. M ỗ i phòn g th í nghiệ m thư ờ n g b ố trí khoản g 10 - 15 sin h viê n là m việc. T ừ n g nhó m th í nghiệm có giản g viê n hư ớ n g d ẫ n . Đ a s ố th í nghiệm do t ừ n g sin h viê n tiế n hàn h riên g r ẽ , mộ t s ố th í nghiệ m do tín h ch ấ t phức tạ p cụ n là m theo nhó m 2- 3 ngư ờ i. Đe đ ả m bảo an toà n v à đ ạ t k ế t qu ả thực nghiệ m tốt, m ỗ i sin h viê n phả i tuâ n theo nhữn g quy đ ị n h của phòn g th í nghiệ m đ ề r a (tu y đi ề u kiện , hoà n cản h cá c phòn g th í nghiệm cụ n có nộ i quy cụ th ể cho sin h viê n thực hiện). 2. QUY TẮC BẢO HIỂM KHI LÀM THÍ NGHIỆM 2.1 . Nhữn g biệ n phá p bả o v ệ 2.1.1. Bảo vệ cá nhân • Cơ th ể : dùn g áo bì u là m t ừ ch ấ t liệ u kh ó cháy , có đ ụ y đ ủ cúc . • Tóc: gọ n gàng , n ế u tóc d à i phả i cuộn lại. 7 • M ắ t: dùn g kín h bảo vệ , nh ấ t là trư ờ n g hợp pha c h ế axit đặc- • Tay: dùn g găn g tay bảo v ệ kh i là m việ c vớ i hoa ch ấ t độc hạ 1' k h i làm việc với thú y tin h (c ắm ống thú y tin h và o nú t cao su, cất be ống thú y tin h ...) phả i mang loạ i găn g tay b ằ n g vả i dày . Kh i làm vi ẹ c g ụ n nguồn nhiệt, trán h dùn g găn g tay b ằ n g ch ấ t liệ u t ổ n g hợp. 2.1.2. Môi trường làm việc Phòn g th í nghiệm hoa học phả i l à nơi đ ả m bảo mô i trườ n g s ư phạm, do đó phả i được sắp x ế p gọn gàng , sạch sẽ v à v ệ sinh. Khôn g được ă n uống tron g phòn g th í nghiệm. Trước kh i b ắ t tay làm th í nghiệm phả i biế t r õ nơi đ ể cá c thiế t bị phòn g cháy , t ủ thuô c sơ cứu,... K h i là m việ c vớ i cá c th í nghiệm có thoá t khí, hơi độc phả i tiế n hàn h tron g t ủ hố t hoặc nơi thoán g khí. 2.2. Thí nghiệm với chất độc Tron g phòn g th í nghiệ m có nhiề u ch ấ t d ễ gâ y ngộ độc như : asen, thú y ngân , chì ... v à nhữn g hợp ch ấ t của chúng . Nhiề u ch ấ t ản h hư ở n g t ới đườ n g h ô h ấ p như : hơi cá c halogen, kh í cacbon oxit, kh í hiđrosuníua , nitơ peoxit... Vì v ậ y phả i th ậ n trọn g kh i sử dụng . Th í nghiệm với các kh í độc phả i tiế n hàn h trong t ủ hố t hoặc nơi thoán g gió, mở rộng cửa phòng. Chỉ nê n l ấ y lượng hoa chất vừa đ ủ đ ể là m được nhanh, giảm bớt kh í độc bay ra. Kh i ngửi các hoa chất, khôn g đ ể m ũ i gụ n miện g lọ, mà dùn g tay phẩy nhẹ . Kh i làm việc với kh í độc cụn có kh ẩ u trang. 2.3. Với các chất dễ ăn da và gây bỏng C á c axit đặc , kiề m đặc , photpho tr ắ n g , brom l ỏ n g ... d ễ ă n da, gâ y bỏng n ặ n g nê n kh i dùn g chún g phả i c ẩ n th ậ n , khôn g đ ể rơi và o ngư ờ i, đặc biệ t là mắ t; khôn g đ ê dín h và o quụ n áo, sác h vở, tà i liệu ; kh i quan s á t gụ n nê n có kín h che m ắ t. K h i pha loãn g H 2 S 0 4 phả i đ ổ axit và o nước , ró t ch ậ m t ừ n g lư ợ n g nhỏ v à khu ấ y đ ề u . tuyệ t đ ố i khôn g được đố nưố c và o axit. Kh i đu n dung dịch cá c ch ấ t d ễ ă n da, gâ y bỏng phả i thực hiệ n theo đún g các h đ u n hoa chấ t. 2.4. Vớ i cá c ch ấ t d ể cháy , d ể n ổ Nhiề u ch ấ t d ễ chá y như : dụ u hoa, xăng , benzen, cồn, ete ... d ễ gâ y hoa hoạ n lớn phả i đ ể xa lửa v à dùn g lượng vừa phải. Kh i cụ n đu n nóng , khôn g đu n trực tiế p m à đu n các h thúy . L à m th í nghiệm với cá c ch ấ t d ễ n ổ phả i th ậ n trọn g v à theo đún g h ướ n g d ẫ n tron g tà i liệu , cụ n có phươn g tiệ n bảo hi ể m đ ụ y đ ủ . 2.5. Quy tắc làm việc trong phòng thí nghiệm 1. Thực hàn h hoa học đ ạ i cươn g tron g phòn g th í nghiệ m chỉ có k ế t q u ả kh i được tiế n hàn h mộ t các h c ẩn trọn g v à có sự chu ẩ n bị t ừ trước v ề lí thuyế t v à thực hành . 2. M ỗ i sin h viê n (hoặc nhó m 2- 3 sin h viên ) được b ố trí mộ t chỗ l à m thực hàn h c ố đ ịnh . Tạ i đâ y có đ ụ y đ ủ mọ i thiế t bị cụ n cho bà i thực hàn h v à được sắp x ế p ngă n n ắ p , sạch sẽ. 3. Chỉ l ấ y hoa ch ấ t với lượng đ ủ dùn g cho th í nghiệm . Khôn g được đ ổ trở lạ i hoa ch ấ t l ấ y d ư và o bìn h đ ự n g hoa ch ấ t tin h khiết. 4. Khôn g được là m việ c với ngu ồ n nón g gụ n mộ t ch ấ t l ỏ n g d ễ cháy . K h i đu n nón g ch ấ t l ỏ n g d ễ cháy , phả i dùn g bìn h các h thú y có nhiệ t độ t h ấ p hơ n nhiệ t độ t ự bốc chá y của hoa chấ t. K h i đu n nón g bình , cốc thú y tin h b ằ n g ngọ n lửa trực tiếp , phả i dùn g lưới tả n nhiệt. Khi đun ống nghiệm, dùng kẹp gỗ kẹp thân — ống từ đụu ông 5 nghiệm, đu n ch ỗ m ặ t khu m của ch ấ t lỏng; vừa đu n vừa l ắ c đ ề u liên tục và hư ớ n g đ ụ u Ống nghiệ m v ề phí a tư ờ n g hoặc chỗ khôn g có ngư ờ i. 5. Dùn g qu ả bó p cao su đ ể l ấ y hoa ch ấ t l ỏ n g và o pipet; khôn g hú t b ằ n g miện g đ ố i vớ i hó a ch ấ t độc. Khôn g dùn g pipe t đ ể l ấ y ch ấ t l ỏ n g trực tiế p t ừ bìn h chứa m à đ ổ qua cốc đ ố t. 6. Dùn g cốc đ o đ ể l ấ y axit đặc v à bazơ đ ậ m đặc . Chỉ dùn g nước c ấ t tron g pha c h ế c á c dun g dịch. Kh i pha c h ế dun g dịch axit, bao giò cũn g đô axit và o nước, vừa đô t ừ n g lượng nh ó vừa khuâ y đê u (do sự pha loãn g axit suníuri c đ ậ m đặc toa r ấ t nhiề u nhiệt). 9 3. TƯ Ờ N G TRÌN H TH Í NGHIỆ M K ế t thú c bu ổ i thực hành , sinh viê n phả i viế t bả n tư ờ n g trìn h th í nghiệm. Bả n tư ờ n g trìn h được viế t ng ắ n gọn, sú c tích , g ồm những đi ế m sau đây : a) Ngày , thán g là m th í nghiệm b) Tê n bà i thực hàn h c) M ô t ả tó m t ắ t nhữn g đi ề u kiệ n tiế n hàn h t h í nghiệ m d) V ẽ sơ đồ cá c thiế t bị dùn g tron g th í nghiệm e) Viế t cá c phươn g trìn h phả n ứ n g liê n quan tố i th í nghiệ m 0 Nhữn g tín h toá n liên quan tớ i cá c đ ạ i lượng phả i xá c đ ị n h t ừ dữ kiệ n thực nghiệ m g) V ẽ đồ th ị (nế u có) h) Nhữn g nh ậ n xé t v à k ế t lu ậ n rú t r a t ừ thực nghiệ m i) Tr ả lờ i câ u h ỏ i. 4. CÁCH Sơ CỨU KHI GẶP TAI NẠN 4.1 . Kh i b ị thươn g K h i bị đ ứ t tay, chả y má u nh ẹ : dùn g bôn g th ấ m má u ỏ v ế t thươn g r ồ i bôi thuốc sá t trùn g (cồn 90° , thuốc tí m loãng , c ồ n ló t ...)• Vớ i v ế t thươn g đ ộ n g mạch : dùn g dâ y cao su hay khă n ta y buộc ch ặ t phí a trê n v ế t thư ớng , gi ữ v ế t thươn g kh ỏ i bị nhi ễ m trùng , dùn g bôn g sạch ph ủ l ê n v ế t thươn g r ồ i băn g lại; n ế u m á u r a nhiề u phả i đư a đ ế n trạ m y t ế . 4.2. Khỉ bị bỏng BỊ b ỏ n g v ậ t nón g (thú y tinh , ki m loại, nư ớ c sô i ...) khôn g rử a nước , khôn g là m vỡ nhữn g nố t ph ồ n g trê n v ế t b ỏ n g . Sa u đ ó bô i vadơli n v à băn g v ế t b ỏ n g lại . Có th ể dùn g axit picri c ho ặ c tanan h 2% bô i lê n v ế t b ỏ n g . Bị bỏng axit đ ặ c nh ư H 2 S 0 4 đặc , kiề m đ ặ c phả i rử a b ằ n g vòi nước m á y cho chả y mạn h t ừ 3 - 5 phút. Sau đó rử a lạ i v ế t thươn g do axit b ằ n g dun g dịch NaHC0 3 2%, v ế t thươn g do kiề m b ằ n g dun g dịch CH3COOH 2%. 10 K h i bị axit b ắ n và o mắ t, dùn g bìn h cụ u tia , rử a m ắ t nhiề u lụ n b ằ n g nước, sau rử a b ằ n g dung dịch borac 2%. N ế u là kiề m rử a b ằ n g dun g dịch axit axetic hoặc axit boric 2%. Bị bỏng bởi photpho phả i ngâ m lâ u tron g dun g dịch thuốc tí m hoặc dung dịch CuS0 4 5%, sau đó buộc v ế t thươn g b ằ n g băn g đ ã được nhún g dung dịch CuS0 4 5% r ồ i đư a đ ế n trạ m y t ế đ ể l ấ y h ế t photpho còn lạ i trong v ế t bỏng. Khôn g bôi vadơli n lê n v ế t bỏng vì photpho hoa ta n trong ch ấ t này . Brom l ỏ n g rơi lê n da phả i rửa nhiề u lụ n b ằ n g benzen hoặc dun g dịch natri thiosunfa t 5%, th ấ m khô , bôi vadơlin , băn g lạ i v à đư a đ ế n trạ m y t ế . 4.3. Khi bị ngộ độc H ít phả i kh í độc nh ư H2S, Cl 2 ) Br 2 ) co , N0 2. . . phả i đư a ngay nạ n nhâ n r a chỗ thoán g khí. N ế u cụn, dùn g bìn h oxi đ ể thở. Ăn uống phả i ch ấ t độc nh ư asen, thú y ngân , ch ì v à cá c hợp ch ấ t của chúng : tì m mọ i các h nhan h chón g cho nạ n nhâ n nô n ra, r ồ i đư a đ ế n trạ m y t ế cấp cứu. ị 4.4. Khi bị cháy Quụ n á o đan g mặ c trê n ngư ờ i bị chá y vớ i diệ n tíc h lớn , tuyệ t đ ố i khôn g được chạ y hoặc r a chỗ gió, phả i n ằ m xuốn g đ ấ t m à lăn ; chá y diệ n tíc h b é dùn g khă n ướt, nưốc đ ể dập t ắ t. N ế u xả y r a chá y lớ n tron g phòn g th í nghiệm, phả i dùn g bìn h chữa cháy . Kh i chá y cá c hoa chấ t, tu y loạ i m à dùn g cá c phươn g phá p chữa chá y thíc h hợp. Đê khi cần có thê sơ cứu, các phòng thí nghiệm cần có tủ thuốc. Nhữn g thuốc thôn g dụn g cụ n thiế t : cồn 90°, cồn lót, dun g dịch natri hiđrocacbona t 2%, dun g dịch axit axetic 2%, dun g dịch thuốc tí m 5%, dung dịch s ắ t (IU) clorua đặc, dun g dịch đ ồ n g sunfa t 5%, dun g dịch natri thiosunfa t 5%, vadơlin , cá c loạ i bông , băng , gạc đ ã t ẩ y trùng.. . l i B à i Ì M Ộ T S Ố DỤN G C Ụ TH Í NGHIỆ M V À NH Ữ N G THA O TÁ C THỰ C HÀN H c ơ BÀ N L MỘT SỐ DỤNG cụ THÍ NGHIỆM 1.1. Dụn g c ụ thú y tin h Tron g phòn g th í nghiệm có nhiề u loạ i dụn g cụ thú y tinh . Theo công dụn g của chúng , có th ê chia thàn h 3 loại: - Dụn g cụ thú y tin h khôn g chia độ: ống nghiệm, cốc, bìn h cụu , bìn h nón, ch ậ u thú y tinh , ph ễ u.. . - Dụn g cụ thú y tin h có chia độ: ống đo, cốc, buret, pipet, bìn h đ ị n h mức ... - Dụn g cụ thú y tin h có tá c dụn g đặc biệt: bìn h Kíp , bìn h tin h chế, ô n g sinh hàn , bìn h chứa khí, bìn h hú t ẩm.. . C á c dụn g cụ thú y tin h có nhữn g tín h ch ấ t riêng : kh ả năn g chịu nhiệ t cao, khôn g tá c dụn g với hoa chất, có th ể là m b ằ n g thú y tin h chịu nhiệt, thú y tin h đặc biệ t hay thạc h anh. 1.1.1. Dung cu thúy tinh không chia đô (hình 1.1) O n g nghiệm : có nhiề u loạ i ống nghiệm vớ i kíc h thư ớ c khá c nhau , có ống nghiệm thư ờng , ống nghiệm có nhánh , ốn g nghiệ m dùn g ch ủ y ế u l à m cá c t h í nghiệm lượng nh ỏ . Đ ể gi ữ ốn g nghiệ m tron g kh i là m việc, thư ờ n g đ ể chún g trê n cá c gi á gỗ, nhựa . C ố c thú y tinh : có dạn g cao, th ấ p , vớ i dun g tíc h khá c nha u t ừ 50ml đ ế n Ì lít hoặc 2 lít. Có ha i loại: cốc có m ỏ v à khôn g m ỏ . Cốc thư ờ n g là m b ằ n g thú y tin h chịu nhiệt, dùn g đ ự n g hoa ch ấ t. đ ể thực hiệ n cá c phả n ứ n g nh ư dùn g ốn g nghiệ m nhưn g vố i lư ợ n g hoa ch ấ t nhiê u hơn . 12 Bìn h nón : thàn h mỏ n g đ ề u , đá y bằng, miện g hẹp, cũn g có th ể đu n được nh ư cốc thú y tinh . Bìn h nó n có công dụng : - Lắ c quay trò n d ễ nê n trộ n hoa ch ấ t nhanh ; - Dùn g đ ũ a thú y tin h l ấ y được h ế t k ế t tủ a ở đáy ; - Miện g h ẹ p , hạ n c h ế sự bay hơi nê n dùn g đ ể thực hiệ n cá c phả n ứ n g có ch ấ t d ễ bay hơi nh ư amônia c ... Bìn h nó n ch ủ y ế u dùn g đ ể chu ẩ n độ. Bìn h cụu : Bìn h cụ u có ha i loại: bìn h cụ u đá y b ằ n g v à đá y tròn ; cổ bìn h có th ể dài, ng ắ n , rộng, hẹp. Có loạ i bìn h cụ u khôn g nhán h v à có nhán h (còn gọi l à bìn h Wurtz). - Bìn h cụ u đá y b ằ n g dùn g đê pha hoa chấ t, đ ể đu n nón g cá c ch ấ t ống nghiệm Bình nón Cốc có mò Phễu 13 Phễu nhỏ giọt Bình cụu đáy bằng Bình cụu đáy tròn Bình cụu có Hình 1.1. Dụng cụ thúy tinh không chia độ - Bìn h cụ u đá y trò n dùn g đ ể cất, đu n sôi hoặc là m nhữn g thí nghiệm cụ n đu n nóng . Bìn h cụ u có nhán h dùn g đ ể đi ề u c h ế c á c ch ấ t khí. Phếu : dùn g đ ể lọc v à ró t ch ấ t l ỏ n g . Ph ễ u thú y tin h có kíc h thướ c khá c nhau ; ph ễ u thư ờ n g dùn g ỏ phòn g th í nghiệ m có đư ờ n g kín h 6cm - lOcm. K h i dùng , thư ờ n g đ ặ t ph ễ u trê n gi á hay đ ặ t trực tiế p l ê n c á c dụn g cụ h ứ n g : chai, lọ , bìn h cụu, bìn h hìn h nón,.. . Nê n dùn g chiế c vòng b ằ n g cao su, nhựa hoặc khun g tam giá c b ằ n g dâ y thé p đ ệ m ở miện g các dụn g cụ h ứ n g đ ể kh i ró t khôn g bị ch ấ t l ỏ n g b ắ n r a ngoài. Kh i rót ch ấ t lỏng, khôn g đ ổ đ ụ y tớ i miện g ph ễ u vì n ế u ph ễ u hơi nghiêng , chấ t lỏng sẽ trà o ra. P h ễ u nh ỏ giọt: loạ i ph ễ u có nú t đ ậ y v à kho a nhám , cuống dà i dùn g cho th í nghiệ m cụ n thê m và o h ỗ n hợp phả n ứ n g t ừ n g lư ợ n g nh ỏ hoặc t ừ n g giọt. Nê n bôi vadơli n và o chỗ nhá m của nú t đ ể kho a cho kí n v à d ễ mở. Kh i khôn g sử dụng , lót gi ấ y và o nú t v à khoa , đ ể ch ỗ thú y tin h nhá m lâ u ngà y khôn g bị g ắ n ch ặ t vớ i nhau . C h ậ u thú y tinh : dụn g cụ hìn h tr ụ thàn h đ ứ n g , th ấ p , đá y b ằ n g , có dung tíc h v à đư ờ n g kín h khá c nhau . Ch ậ u thú y tin h dùn g đ ể đ ự n g nước kh i th í nghiệm, đ ự n g hoa ch ấ t sau phả n ứn g , dùn g là m bay hơi các dun g dịch, nê n cò n gọ i l à ch ậ u k ế t tinh . Khôn g được ró t nước nón g cũng nh ư đu n lửa trực tiế p dư ớ i ch ậ u thú y tinh. Việ c đu n nón g ch ậ u thú y tin h chỉ thực hiệ n trong bìn h các h thúy . 14 1.1.2. Dụng cụ thúy tỉnh có chia độ (hìn h 1.2) Ống đon g hìn h tr ụ : được chia độ thàn h mi* hoặc l/10ml. Có ha i ki ể u chia độ : chia độ đ ể l ấ y số lượng chất lỏng đổ vào ống đon g th ì độ 0 ở phí a dưới, n ế u chia độ đ ể l ấ y số lượng chất lỏng rót ra th ì độ 0 ở phí a trên . K h i đon g ch ấ t l ỏ n g tron g suốt, ró t ch ấ t lỏng và o ốn g đo sao cho đá y d ư ớ i vòm khu m của b ề m ặ t ch ấ t lỏng ngang vớ i vạc h chia độ của ống đong , vạc h đó sẽ chỉ th ể tíc h ch ấ t lỏng (hìn h 1.3). Đ ố i vớ i ch ấ t l ỏ n g đục hoặc có màu , xá c đ ị n h th ể tíc h theo m ặ t trê n của vòm khum . C á c ốn g đon g hìn h tr ụ có dun g tíc h t ừ 3ml, 5m l đ ế n Ì lít, ít kh i l ớ n hơn . Kh i dùn g cá c ốn g đon g cụ n ch ú ý: độ chín h xá c phé p đo th ể tíc h ph ụ thuộ c và o đư ờ n g kín h ống đong , ốn g đon g càn g rộn g th ì mức chín h xá c càn g kém . Khôn g được dùn g nhữn g ốn g đon g lớ n đ ể đ o th ể tíc h nh ỏ . Đôi kh i còn dùn g cốc có châ n đ ể đo th ể tíc h ch ấ t lỏng. Khôn g được đu n nón g ống đong , cốc có châ n cũn g nh ư khôn g được đon g ch ấ t l ỏ n g đan g nóng . Bìn h đ ị n h m ứ c : dùn g đ ể pha nhữn g dung dịch có n ồ n g độ xá c đ ị n h đ ể đon g mộ t th ể tíc h ch ấ t lỏng tươn g đ ố i chín h xác . Bìn h đ ị n h mức là bìn h cụ u đá y bằng, cổ dài, có ng ấ n v à nú t nhám . Ng ấ n ở cổ bìn h xá c đ ị n h dung tíc h ch ấ t lỏng chứa trong bìn h ở 20°c . Cá c nhiệ t độ khác , th ể tích ch ấ t lỏng đ ổ tớ i ng ấ n sẽ lớn hơ n hoặc nh ỏ hơ n dun g tích ghi trê n bình . Nhiệ t độ 20° c được l ấ y làm nhiệ t độ chu ẩ n tron g phé p đo lường v ề t h ể tích. Bìn h đ ị n h mức thư ờ n g có dung tích lOOml, 250ml, 500ml,... K h i ró t ch ấ t l ỏ n g và o bìn h đ ị n h mức cụ n thực hiệ n nh ư sau : - Cụ m cổ bìn h phí a trê n ng ấ n , khôn g cụm ở bụ u trò n của bìn h đ ể trán h là m tăn g nhiệ t độ ch ấ t lỏng tron g bình . - Đ ổ ch ấ t l ỏ n g và o bìn h các h ng ấ n ch ừ n g Ì - 2m l th ì d ừ n g lại, dùn g pipe t cho ch ấ t l ỏ n g t ừ t ừ đ ế n v òm khu m khớp vớ i ng ấ n . - Xá c đ ị n h vò m khu m cụ n đ ê m ắ t nhì n ngang vớ i ng ấ n . * Hiện nay, đem vị đo thể tích lít có thể được kí hiệu là L thay vì / ờ một số tài liệu. Ví dụ lOmL thay vì lOml. 15 Buret : dùn g đ ể đo mộ t lượng nh ỏ dun g dịch, thư ờ n g chín h xác tớ i 0,lml, vạc h số o ở phí a trên . Bure t dùn g đ ể chu ẩ n đ ộ có dun g tích 25ml ĩ n A'*9 v à 50ml. Có h a i loạ i bure t : có khoa v à khôn g có khoa. ơ đâ u CUOI cua bure t khôn g có khoa có mộ t ống cao su nố i vớ i ốn g thú y tin h đâ u vuot nhọn ; giữa đo ạ n cao su có hạ t thú y tin h có tá c dụn g nh ư van đón g mơ. K h i dùn g th ì mở van b ằ n g các h bó p và o hạ t thú y tinh . chá t lón g sẽ chảy ra. Bure t có khoa thú y tin h đ ự n g được cá c ch ấ t l ỏ n g tr ừ kiê m vì kiề m sẽ l à m khoa g ắ n ch ặ t lại. Bure t khôn g có khoa khôn g được dùn g với các ch ấ t có tá c dụn g với cao su nh ư KMn0 4, I 2 , ••• Cốc có chân Õng đong Bình định mức íN3 ị V lí •Hạt thúy tinh (a) (b) Buret a - có khoa b - không có khoa Hình 1.2. Dụng cụ thúy tinh có chia độ 16 Đ ổ ch ấ t l ỏ n g và o bure t phả i dùn g ph ễ u cuống ng ắ n khôn g chạm tớ i vạc h s ố 0. Sau đó mở khoa đ ể dung dịch l ỏ n g chả y xuốn g chiê m đ ụ y bộ p h ậ n bure t n ằ m dư ớ i khoa đ ế n t ậ n đ ụ u cùn g của ôn g vuốt. Ch ú ý khôn g đ ể bọ t kh í ở phụ n chả y r a của buret. Ch ỉ được đư a bure t v ề đi ể m 0 kh i tron g ốn g vuố t khôn g còn bọ t khí. Dùn g xong phả i rử a sạch bure t b ằ n g nước, cặp và o giá , quay đ ụ u hở xuống. Kho a nhá m l ấ y ra, bọc gi ấy lọc r ồ i đ ặ t lạ i khoa và o buret. Đ ể đọc th ể tíc h trê n bure t chín h xác , thư ờ n g đ ể sau bure t mộ t mản h gi ấ y tr ắ n g , nửa dư ớ i bôi đe n là m mà n ảnh . Do phả n x ạ án h sáng , m ặ t khu m sẽ hoa đe n v à đọc được rõ (hìn h 1.4). ạ ••'C K = 7 Hình 1.3. Cách đọc thể tích trên các dụng cụ chia đô Hình 1.4. Màn ảnh để đọc thể tích trên bu rét (a) đúng, (b), (c) sai Pipet: dùn g đ ể l ấ y mộ t lượng chín h xá c chấ t lỏng. Có ha i loại: loạ i pipet có dung tích cố định v à loạ i chia độ. Pipet thườ n g có dung tích lOml, 20ml, 25ml, 50ml v à nhữn g micro pipet dung tích lml , 2ml v à 5ml. Cách sả dụng pipet (hìn h 1.5) Muố n l ấ y ch ấ t l ỏ n g và o pipe t phả i dùn g qu ả bó p cao su. Trư ố c h ế t dùn g tay b ó p qu ả cao su đ ể tạo r a sự chên h lệch á p suấ t, tay trá i cụm pipet, ch ú ý ngó n tr ỏ của tay trá i đ ê gụ n miện g trê n pipe t có th ể s ẵ n sàn g bịt lạ i kh i đ ã l ấ y xong ch ấ t lỏng. Đ ặ t đ ụ u hở qu ả cao su và o miện g pipet. Nhún g pipe t và o ch ấ t l ỏ n g v à th ả l ỏ n g t ừ t ừ tay phả i đ ể c h ấ t l ỏ n g và o pipe t cho tớ i qu á ng ấ n-trâ n của-,Tnput ftiãL~ahứt (hìn h TnAĨ HÓC THÁI NGUYÊN ] ĐẠI TRŨNG TAI- RỌC LIỆ U 17 Lõa). Dùn g ngó n tr ỏ tay trá i bịt lại. Nh ấ c pipe t lê n kh ỏ i m ặ t ch ấ t lỏng, dùn g gi ấ y la u kh ô ch ấ t l ỏ n g bê n ngoà i pipe t (hìn h 1.5b). Sau đó nân g n g ấ n trê n của pipe t lê n ngang mắ t, h è mở ngó n tr ỏ đ ể ch ấ t l ỏ n g chả y t ừ n g giọ t cho tố i kh i vòm khu m khớp vói ng ấ n chi a đ ộ (hìn h 1.5c). Đư a pipet sang bìn h đựng , mở ngó n tr ỏ cho ch ấ t l ỏ n g chả y và o bình . N ế u pipet có ng ấ n ở phí a dư ớ i th ì dùn g ngó n tr ỏ đi ề u ch ỉ n h cho vò m khu m c h ấ t lỏng còn lạ i khớp vớ i ng ấ n dư ớ i pipet. N ế u pipe t khôn g có ng ấ n d ư ớ i đ ể ch ấ t lỏng chả y hết, khôn g dùn g miện g th ổ i xuốn g giọ t chấ t lỏng còn dín h lạ i đ ụ u cuối pipe t (hìn h 1.5d). Hình 1.5. Cách sử dụng pipet I 18 1.1.3. Dụng cụ thúy tinh có tác dụng đặc biệt Bìn h ti a (hìn h 1.6) Bìn h ti a l à bìn h cụ u đá y b ằ ng , dun g tíc h t ừ 0,5 - Ì lít, trê n nú t cao su có 2 ống xuyê n qua: ống ng ắ n đ ể th ổ i khôn g kh í vào , ôn g d à i gụ n tớ i đá y bìn h đ ể nước ti a r a theo đ ụ u vuố t nhọn . Có th ể l ắ p thê m và o đ ụ u ống n g ắ n qu ả bóp cao su đ ể bơm khôn g kh í vào . Bìn h cụ u ti a dùn g đ ể rử a k ế t tủa , là m cho k ế t tủ a tác h ròi khôn g bá m và o thàn h cốc, đ ể l ấ y k ế t tủ a trê n gi ấ y lọc... K h i cụ n ti a nước, ng ậ m miện g v à th ổ i mạn h và o ống ng ắ n , nước theo ống dà i thàn h ti a r a ngoài. K h i cụ n ró t nước ra, dốc ngược bìn h nước chảy theo ống ng ắ n . Hình 1.6. Bình tia Bìn h hú t ẩ m (hìn h 1.7) Bìn h hú t ẩ m l à bìn h b ằ n g thú y tin h dày , phí a dư ớ i hìn h nó n cụt, phụ n trê n hìn h trụ , n ắ p đ ậ y b ằ n g thú y tin h có gò mà i nhá m cho kín . Bìn h hú t ẩ m dùn g là m kh ô t ừ t ừ cá c chấ t, bảo v ệ cá c ch ấ t d ễ hú t ẩ m tron g khôn g khí. Có 2 loại: bình hút ẩm thường, bình hút ẩm chân không. Ở đá y bìn h đ ể cá c ch ấ t hú t ẩ m : CaCl 2 khan , H 2 S 0 4 đặc , p 2 0 5 ... Hình 1.7. Bình hút ẩm Nhữn g ch ấ t cụ n là m kh ô đ ự n g tron g cốc, ché n sứ, m ặ t kín h đồng h ồ . . . đ ặ t và o bình , trê n kha y sứ. Miện g bìn h v à n ắ p thú y tin h mà i nhá m luô n bôi lớp vadơli n mỏng. Kh i mở bìn h phả i đ ẩ y n ắ p trư ợ t v ề m ộ t bê n theo chiề u ngang, khôn g được nhấ c n ắ p lê n theo chiề u th ẳ n g đ ứ n g . Kh i đ ậ y n ắ p , đ ẩ y trư ợ t n ắ p t ừ bê n cạn h dụ n và o khít vố i miện g bìn h (hìn h 1.8). 19 Muố n d i chuy ể n bìn h hú t ẩ m , dùn g ha i ngó n tay cá i gi ữ l ấ y nă p bìn h vì n ó d ễ bị trư ợ t (hìn h 1.9). Tron g trư ớ n g hợp đ ặ t ché n nun g nong v à o bìn h sau kh i đ ậ y n ắ p , phả i đ ẩ y n ắ p qua lạ i và i lụ n đ ể khôn g kh í nón g thoá t r a ngoài, sau đó mớ i đ ậ y n ắ p cố đ ịnh , đ ể kh i nguộ i á p suấ t tron g bìn h giảm, n ắ p được giữ chặt. Hình 1.8. Cách mở bình hút ẩm Hình 1.9. Cách bưng bình hút ẩm để di chuyển K h ả năn g h ấ p th ụ hơi nước của mộ t s ố ch ấ t thư ờ n g dùn g là m kh ô được trìn h bà y tron g bảng: Chất làm kh ô Nhiệt độ t° c Lượng nước còn lạ i trong ỉ lít khôn g khí (mg) Canxi clorua khan CaCl 2 25 0,36 Axit suníuric đặc H2S04 25 0,03 'Silicagel 30 0,03 Nhôm oxit Al 2 0 3 30,5 0,005 Photpho penatoxit p 2 0 5 25 2. lo- 5 Natri hiđroxit rắn NaOH 30,5 0,82 Canxi oxit Cao 30,5 0,003 20 Bìn h Kí p (hìn h 1.10) Bìn h kí p l à dụn g cụ đi ề u c h ế c h ấ t kh í t ừ ch ấ t r ắ n v à hoa ch ấ t lỏng ở nhiệ t độ thư ờ n g nh ư kh í hiđro , cacbonic, hiđr o suníua... . Thư ờ n g dùn g bìn h kí p có dun g tíc h 1/4 lít đ ế n 1/2 lít. Bìn h K í p g ồm ha i bộ ph ậ n chính : m ộ t ph ễ u lớ n (1) l ồ n g và o bìn h th ắ t cổ bồng (2). Phí a trê n ph ễ u có bìn h bảo hi ể m (3). Bìn h th ắ t cổ bồng có h a i l ỗ : l ỗ (4) l ắ p kho a đ ể l ấ y kh í ra, l ỗ (5) đ ể thá o ch ấ t l ỏ n g kh i cụ n thiết. Cách sả dụng bình Kíp Hình 1.10. Bình Kíp 1. Phễu lớn; 2. Bình thắt cổ bồng; 3. Bình bảo hiểm; 4. Lắp khoa; 5. Chỗ tháo chất lỏng. Cho vòn g đ ệ m b ằ n g ch ấ t dẻo chịu axit và o giữa của bìn h th ắ t cổ bồng. Đ ậ y ph ễ u lố n lạ i r ồ i cho hoa ch ấ t r ắ n qua l ỗ phí a trên . Cá c hoa c h ấ t r ắ n khôn g nê n đ ậ p nh ỏ quá , cỡ 10 - 15mm l à vừa v à cho và o đ ế n 1/4 hay 1/3 qu ả cụ u giữa của bìn h th ắ t cổ bồng. N ế u ch ấ t r ắ n l à k ẽ m n ê n cho ít hơn . M ở kho a ph ễ u v à ró t ch ấ t lỏng và o ph ễ u lớ n của bìn h Kíp , đ ế n k h i gụ n tiế p x ú c vớ i ch ấ t r ắ n th ì đón g khoa lại. Nê n ró t ch ấ t l ỏ n g và o bìn h Kí p nh ư t h ế n à o đ ể kh i mở khoa, ch ấ t l ỏ n g dân g lê n vừa n g ậ p hoa ch ấ t r ắ n ; nh ư t h ế trán h được hiệ n tư ợ n g ch ấ t l ỏ n g trà o r a l ỗ khoa. Kh i muố n rử a bìn h Kíp , thá o nú t phí a dư ớ i, cho ch ấ t l ỏ n g chả y ra, rử a qu ả cụ u giữa trước , l ấ y hoa ch ấ t r ắ n còn th ừ a r a r ồ i mớ i rử a phụ n cò n lại. Bìn h Kí p là loạ i dụn g cụ đi ề u c h ế k h í có tín h ch ấ t t ự động. Muố n d i chuy ể n bìn h Kíp , dùn g ha i tay đỡ bìn h th ắ t cổ bồng. Tuyệ t đ ố i khôn g nân g ph ễ u lớ n vì kh i nhấ c lên, toà n th ể phụ n dư ớ i của bìn h Kí p sẽ rờ i ra. 21 Bình chứa khí (hìn h 1.11) Bìn h chứa kh í dùn g đ ể nạp , th u gi ữ kh í khôn g hoa ta n hoặc ít hoa ta n tron g nước . 2 —0 3 Hình 1.11. Bình chứa khí Bình chứa kh í là bìn h thú y tin h có ha i l ỗ và một ph ễ u lớn có khoa, đ ậ y trê n miện g bình . Trước kh i th u khí, cho nưó c và o đ ụ y bìn h thú y tinh . Các h là m nh ư sau: ró t nước qua ph ễ u lớn . Kh i gụ n đ ụ y đón g kho a (1), nân g ph ễ u lớ n lê n cho nước gụ n tớ i miện g bìn h chứa kh í th ì đ ậ y ph ễ u lại . Là m nh ư v ậ y sẽ khôn g còn bọ t kh í tron g bình . Thu khí: đón g khoa (2), dùn g ốn g cao su nố i kho a (1) vói dụn g cụ đ i ề u c h ế khí. M ở khoa (1) v à mở nh ẹ khoa (3) ở phí a dư ớ i của bìn h chứa khí, đ ể cho kh í và o khoa (1) đ ẩ y nước r a t ừ từ; n ế u mở kho a (3) to quá , khôn g kh í sẽ l ù a v à o bìn h chứa khí. Kh i th u kh í xon g đón g khoa (3) v à khoa (1) lại, mở khoa (2) đ ể luô n luô n có á p su ấ t cao hơ n bên ngoà i mộ t chút. Lấy khí ra: mở khoa (2) đồng thò i mở khoa (1), nước trê n ph ễ u lốn chảy xuống chiếm chỗ đ ẩ y kh í theo ống d ẫ n r a ngoài. M ỗ i kh i th u mộ t kh í mới khác , nê n thay nước đ ể trán h tìn h trạn g có t h ể bị n ổ bình . Ví dụ: ban đ ụ u bìn h đự n g kh í oxi, sau đ ự n g kh í hiđro , nếu khôn g thay nước, oxi tan trong nước sẽ thoá t r a tạo thàn h h ỗ n hợp nổ. Bình tinh chế (hìn h 1.12) Bìn h tin h c h ế dùn g đ ể là m sạch v à kh ô khí. Có nhiề u loạ i bìn h tin h chế : bìn h tisencô, bìn h đrecxe n ... Bình tisencô l à bìn h thú y tinh , phí a trong có vác h ngă n là m ha i phụ n thôn g với nha u bởi l ỗ ở phí a dư ớ i vác h ngă n sá t tới Bình tisencô Bình đrecxen Hình 1.12. Các loại bình tinh chế 22 đ á y bình . Ch ấ t l ỏ n g đ ể là m sạch, là m kh ô k h í khôn g qu á 1/3 th ể tíc h bình . Ngoà i tá c dụn g là m sạch, là m kh ô khí, bìn h cò n được dùn g bảo hi ể m cho bơm châ n không . Bình đrecxen l à bìn h hìn h tr ụ có nú t nhám , có ống d ẫ n kh í và o dà i đ ế n gụ n sá t tớ i đá y bìn h v à ống d ẫ n kh í ra. Ch ấ t lỏng đ ể rử a hoặc là m k h ô khôn g qu á 1/2 th ể tíc h của bìn h Ống sin h hà n (hìn h 1.13) ống sinh hàn thẳng 1. Ông ngưng hơi; 2. ống chứa nước để làm lạnh; 3. Cao su nối; 4. Vòi dẫn nước làm lạnh A' . . . . Ống sinh hàn hình cụu Ong sinh hàn ngược M Hình 1.13. Các loại ống sinh hàn Ống sin h hà n dùn g đ ể ngưn g t ụ các ch ấ t hơi. Tu y theo chức năn g m à ốn g sin h hà n có dạn g v à tê n gọi khá c nhau . Ôn g sin h hà n th ẳ n g dùn g c ấ t nước hay c ấ t ch ấ t lỏng, đ ể phâ n li cá c ch ấ t l ỏ n g hoa ta n l ẫ n nhau . Ôn g sin h hà n cụ u v à ống sinh hà n xo ắ n là loạ i ốn g sin h hà n ngược ch ủ y ế u dùn g đ ể ngưn g lạ i các ch ấ t d ễ bay hơi tron g bìn h phả n ứn g . Cũn g có th ể dùn g loạ i nà y đ ể c ấ t ch ấ t lỏng nhưn g kh i dùn g phả i l ắ p đ ứ n g , n ế u l ắ p nghiên g ch ấ t lỏng sẽ đ ọ n g lạ i tron g ốn g sin h hàn . Nước là m lạn h ốn g sin h hà n bao giờ cũn g cho chả y và o vòi dư ớ i v à chả y r a ở vòi phí a trên . Thư ờ n g dùn g nước má y đ ể chạ y ốn g sin h hàn . K h i dùn g lâu , ở thàn h ống sinh hà n thư ờ n g có c ặ n bá m trở ngạ i sự theo dõi h ỡ i ngưn g tron g ống. Có th ể là m m ấ t c ặ n đó b ằ n g các h rử a b ằ n g dun g dịch HC l 10%, sau đó rử a lạ i b ằ n g nước cho h ế t sạch axit. Nhiệt kế Có nhiề u loạ i dụn g cụ đ ể đo nhiệ t độ: nhiệ t k ế lỏng, nhiệ t k ế đi ệ n trở pirome t nhiệ t đi ệ n , pirome t quang học,... 23 Nhiệ t k ế lỏng l à nhiệ t k ế chứa ch ấ t lỏng. Ch ấ t l ỏ n g đ ự n g tron g nhiệ t k ế thư ờ n g l à rư ợ u màu , thú y ngân , toluen, pentan,... Nhiệ t k ế chứa pentan đo nhiệ t độ th ấ p đ ế n -220°c . Nhiệ t k ế thú y ngâ n đ o đ ế n nhiệ t độ cao nh ấ t là 550°c . K h i đo nhiệ t độ mộ t ch ấ t lỏng, nhún g ng ậ p bụ u thú y ngâ n của nhiệ t k ế v à o ch ấ t lỏng, khôn g đ ể bụ u thú y ngâ n sá t và o thàn h bình . Theo dõi đ ế n k h i cột thú y ngâ n khôn g dân g lê n nữ a mớ i đọc k ế t quả , để m ắ t ngang b ằ n g vớ i cột thú y ngân . Sử dụn g nhiệ t k ế phả i c ẩ n th ậ n , trán h va chạ m mạnh , rơi võ, khôn g đ ể nhiệ t k ế thay đ ổ i nhiệ t độ đ ộ t ngột. Khôn g được đ o nhiệ t độ cao qu á nhiệ t độ cho phép , sẽ l à m nhiệ t k ế nứt, vỡ. cụ n đ ặ c biệ t lư u ý thú y ngâ n vì hơi thú y ngâ n r ấ t độc; n ế u khôn g ma y nhiệ t k ế vỡ, dùn g mản h gi ấ y th u gom phụ n lớ n cá c hạ t thú y ngâ n và o l ọ đ ậ y kín , chôn sâu , khôn g được nh ặ t b ằ n g tay, kh ử thú y ngâ n cò n só t b ằ n g bộ t lưu h u ỳ n h , hoặc tạo h ỗ n hốn g với kẽm.. . đ ồ n g thờ i là m tha y đ ổ i khôn g kh í trong phòn g b ằ n g các h mở cửa, quạ t thôn g gió... 1.2. Dụng cụ bằng sứ (hình 1.14) Dụn g cụ b ằ n g sứ cũn g được sử dụn g rộn g rã i tron g phòn g th í nghiệm. Dụn g cụ b ằ n g sứ b ề n chắc, ít bị hoa ch ấ t ă n mòn , chị u được sự thay đ ổ i nhiệ t độ đ ộ t ngột, đặc biệ t chịu được nhiệ t đ ộ cao hơ n dụn g cụ thú y tin h (có th ể tớ i 1200°C). Song có nhược đi ể m l à n ặ n g , khôn g trong suốt v à đ ắ t tiền . bát sứ chén sứ chày cối sứ Hình 1.14. Dụng cụ bằng sứ Thườ n g dùn g là cốc, bá t sứ, ché n sứ, thuyề n sứ, cối chày , thìa , bay... Ché n sứ: dùn g đ ể nun g cá c chấ t, đ ố t chá y cá c ch ấ t hữ u cơ kh i xá c đ ị n h trơ... Có th ể đu n trực tiế p trê n đè n khí, khôn g cụ n lướ i amiăng . 24 K h i nung , đ ặ t ché n sứ và o gi á hìn h tam giá c cân , gi á nà y có ba ống b ằ n g sứ, chọ n loạ i gi á có kíc h thước thíc h hợp đ ể kh i đ ặ t ché n nun g và o g i á phả i ng ậ p 1/3 chiề u cao của chén , sau đó đ ặ t lê n vòn g s ắ t v à l ắ p v à o gi á sắt. Tron g đ a s ố trư ờ n g hợp, kh i nun g cụ n đ ậ y n ắ p . Kh i l ấ y n ắ p r a phả i dùn g kì m đ ể gắp (hìn h 1.15). Nun g xong là m nguộ i tron g bìn h hú t ẩ m . Ché n sứ nun g có th ể chị u đ ế n nhiệ t độ 1200° c tron g lò nung. Khôn g dùn g ché n sứ nun g nón g các ch ấ t kiề m nh ư Na 2 C 0 3, axit H F nón g chả y vì là m sứ phâ n huy. 0 a, 0 » Hình 1.15. Cách cụm kìm để lấy nắp chén sứ (a) đúng; (b) sai Bát sứ: dùng để cô các dung dịch, trộn các hoa chất rắn vối nhau, đ u n chả y cá c chấ t... Có th ể đu n cá c bá t sứ b ằ n g ngọ n lửa trực tiếp , nhưn g n ế u đu n qua l ướ i v ẫ n tố t hơn . Cá c bá t sứ có đườ n g kín h v à dun g tíc h khá c nhau . Chày , cố i sứ: dùn g đ ể nghiề n hoa ch ấ t r ắ n . Kh i nghiền , lượ n g c h ấ t r ắ n tron g cối khôn g qu á 1/3 th ể tíc h của cối. Đ ụ u tiê n dùn g chà y c ẩ n th ậ n gi ã nh ỏ nhữn g cục lớn cho đ ế n k h i kíc h thước b ằ n g hạ t đ ậ u , sau đó dùn g tay tì chà y v à xoá y mạn h chà y và o cối cho ch ấ t r ắ n nh ỏ dụn . Tron g kh i nghiền , th ỉ n h thoản g d ừ n g lại, dùn g bay đ ể đ ả o v à d ồ n c h ấ t nghiề n v à o cối. Kh i hó a ch ấ t đ ạ t đ ế n kíc h thước cụ n thiết, dùn g bay cạo sạch ch ấ t cụ n nghiề n dín h v à o đ ụ u chà y v à xun g quan h thàn h cối sau đó đ ổ r a theo m ỏ cối. Sau kh i nghiề n xong, rử a sạch chà y cối ngay. 25 1.3. Dụn g c ụ b ằ n g s ắ t, g ỗ , ki m loạ i (hìn h 1.16) Dụn g cụ b ằ n g sắt gồm gi á sắt, con bọ, cặp sắt, vòn g kiềng , c ặ p gắp ché n nung, lưới amiăng , k ẹ p mo... Dụn g cụ b ằ n g gỗ có gi á gỗ đ ể ống nghiệm, cặp ống nghiệm.. . G i á s ắ t r ấ t cụ n cho phòn g th í nghiệm hoa học. Cùn g vớ i gi á sắt thư ớ n g có đ ủ cá c vòng , cặp, con bọ. Kh i cặp ống nghiệ m ha y cá c loạ i bìn h và o giá, phả i có cao su hay gi ấ y lót nơi tiế p x ú c giữa c ặ p s ắ t và dụn g cụ thú y tin h đ ể trán h n ứ t vỡ. Đ ố i với ống nghiệm, kh i đ ã cho ống nghiệm và o c ặ p r ồ i, khôn g nê n dùn g bà n tay n ắ m l ấ y cả ha i nhán h của cặp, chỉ nê n cụ m chắc l ấy nhán h dà i v à cho ngó n tay cá i gụ n sá t và o phí a tron g nhán h ngắn. N h ư v ậ y sẽ cặp ch ặ t ống nghiệm v à khôn g bị rơi. Hình 1.16. Dụng cụ bằng sắt, bằng gỗ 1. Bộ giá sắt; 2. Lưới amiăng; 3. Kẹp mo; 4. Cặp ống nghiệm; 5. Giá gỗ. Các phòng thí nghiệm nên có tủ hốt (hình 1.17) để tiến hành thí nghiệm với ch ấ t độc hoặc có mù i kh ó chị u nh ư hiđr o suníua , hiđr o clorua, các halogen, nitơ đioxit ... 26 K h i khôn g th í nghiệm, t ủ hố t có th ể dùn g đ ể c ấ t cá c hoa ch ấ t độc, d ễ bay hơi, có mù i kh ó chị u nh ư brom lỏng, cá c axit đ ặ c (H 2 S 0 4, HN0 3, HC1...); cá c ch ấ t d ễ chá y (CS2, ete, benzen...)- ÍT í i? Hình 1.17. Tủ hốt 2. NHỮNG THAO TÁC THỰC HÀNH cơ BẢN TRONG PHÒNG T H Í NGHIỆ M 2.1. Rửa dụng cụ hoa học R ửa dụn g cụ hoa học cụ n biế t tín h ch ấ t của nhữn g ch ấ t là m b ẩ n dụn g cụ, t ừ đó chọ n phươn g phá p rử a cũng nh ư dun g mô i đ ể rửa . Có 2 phươn g phá p rửa : phươn g phá p cơ học v à phươn g phá p hoa học. 2.1.1. Phương pháp cơ học Dụn g cụ rử a l à ch ổ i lông. N ế u ch ấ t b ẩ n khôn g phả i l à ch ấ t béo, c h ấ t khôn g ta n tron g nước th ì dùn g nước nón g hoặc nước lạnh . Ví dụ: rử a ốn g nghiệm : - Mộ t tay cụ m ch ổ i, mộ t tay cụm hơi chếch ống nghiệm . - Cho nước và o ốn g nghiệm, cụm ch ổ i xoay nh ẹ đ ể cho lôn g ch ổ i cọ 27 s á t và o đá y v à thàn h ống, đồng thò i ké o ch ổ i lê n xuống , v ừ a ké o vừa xoay đ ể rử a thàn h ống. K h i rử a cụ n ch ú ý: - Khôn g thọc mạn h chổi và o đá y ống nghiệm là m võ, gâ y sá t thương . - Cụ n chọn ch ổ i thíc h hợp với t ừ n g loạ i ống. Sau kh i rử a sạch b ằ n g nước máy , dùn g nước c ấ t trán g lại . Ki ể m tra ống nghiệm sạch b ằ n g các h cho nưốc c ấ t và o đ ụ y ốn g nghiệm , ú p ngược cho ống chảy hết: n ế u ống sạch trê n thàn h ốn g khôn g cò n hạ t nước b á m vào ; n ế u ống còn b ẩ n , rử a lại. Đ ố i với ch ấ t b ẩ n khôn g ta n tron g nước, có th ể rử a b ằ n g cá c dung môi hữ u cơ như : ete, axeton, xăng , rư ợ u etylic ... 2.1.2. Phương pháp hoa học Thư ớ n g dùn g h ỗ n hợp suníbcromic , h ỗ n hợp dun g dịch axit suníuri c với kali pemanganat, kiề m đặc ... đ ể rửa . Các h pha c h ế h ỗ n hợp suníbcromic : nghiề n nh ỏ lOg K 2 C r 2 0 7 cho vào cốc, t ẩ m ướt b ằ n g 3 - 5ml nước, vừa khu ấ y vừa thê m lOOml H 2 S 0 4 98%. Sau kh i rử a xong dụn g cụ, h ỗ n hợp suníbcromi c được đ ổ trở lạ i bìn h chứa đ ể dùn g lụ n sau. Đ ế n k h i h ỗ n hợp chuy ể n sang mà u xanh đ e n mớ i bỏ đi. H ỗ n hợp suníocromi c là ch ấ t oxi hoa mạnh , tá c dụn g lên da v à quụ n áo, vì v ậ y phả i c ẩ n th ậ n kh i sử dụng . Dun g dịch KMn0 4 4% axit hoa b ằ n g H 2 S 0 4 đ ặ c l à dun g dịch rửa tốt. Thư ờ n g pha 4 - 5ml H 2 S 0 4 đặc và o lOOml dun g dịch KMn0 4 4%. Ngoà i r a có th ể pha kiề m tron g rư ợ u b ằ n g các h hoa ta n 5 - lOg NaO H trong lOOml rư ợ u etylic đ ể rửa . Khi rảa các dụng cụ cần chú ý: Dụn g cụ phả i rửa sạch, trán g b ằ n g nước c ấ t r ồ i đ ể và o nơi quy định. Khôn g dùn g gi ấ y lọc, khă n m ặ t la u thàn h bê n tron g cá c dụn g cụ vừa rửa xong, có th ể là m kh ô tron g t ủ sấy (tr ừ cá c dụn g cụ có chi a độ). Tiế t kiệ m v à dùn g ch ấ t rửa r ẻ tiền , t h u h ồ i dun g dịch, ch ấ t qu ý v à hoa ch ấ t r ắ n còn dùn g được. Cá c dun g dịch axit, kiề m đặc, ch ấ t độc, mù i thố i ... khôn g được đ ổ vào ch ậ u rửa . 28 2.2. Là m kh ô cá c dụn g c ụ Cá c dụn g cụ có th ể làm kh ô nguội và sấy kh ô nóng. Đ ể làm kh ô nguội, dụn g cụ sau kh i rửa sạch ú p trê n các giá gỗ hoặc nhựa. Dụn g cụ đ ã rửa sạch cụ n trán h khôn g để bị b ẩ n lại; có th ể cất trong bìn h hú t ẩm. Sấy khô nóng dụng cụ bằng đèn cồn, bếp điện, đèn khí hoặc trong tủ sấy ỏ nhiệ t độ 80° c - 100°c . Vớ i các dụn g cụ có chia độ, khôn g được sấy k h ô nóng ; n ế u cụ n là m khô , trán g dụn g cụ b ằ n g rượ u , sau b ằ n g ete. 2.3. Cách sử dụng hoa chất Ngay từ đụu, sinh viên phải làm quen với việc dùng lượng hoa chất n h ỏ đ ể là m th í nghiệm . N ế u t à i liệ u khôn g ch ú thíc h r õ phả i dùn g l ượ n g lớ n th ì chỉ l ấ y mộ t lượ n g vừa ph ủ đá y ống nghiệm vớ i hoa ch ấ t r ắ n v à khoản g 1/8 th ê tíc h ống nghiệm vớ i hoa ch ấ t lỏng. Lấy hoa chất rắn phải dùng thìa sứ hoặc thìa thúy tinh sạch và khô , khôn g bốc hoa ch ấ t b ằ n g tay, trán h bưn g cả l ọ m à đổ. Nú t của l ọ hoa ch ấ t kh i đ ặ t xuốn g bà n phả i đ ặ t ngửa. Hoa ch ấ t rơi vãi, dùn g th ừ a khôn g được đ ổ và o lọ , tr ừ trư ờ n g hợp hoa ch ấ t quý , đ ắ t tiền . K h i cụ n cho hoa ch ấ t r ắ n và o ốn g nghiệm, gấp băn g gi ấ y thàn h máng , cho hoa c h ấ t và o đ ụ u máng , t ừ t ừ đư a xuốn g đá y ống nghiệm, gõ nh ẹ cho hoa c h ấ t rơi xuống . Lấy hoa chất lỏng phải dùng ống nhỏ giọt, không để đụu ống hút chạm và o thàn h dụn g cụ, khôn g đ ể l ẫ n ống hú t của l ọ hoa ch ấ t nà y sang l ọ hoa ch ấ t khác . N ế u có hư ớ n g d ẫ n l ấ y mộ t lượ n g lớn , kh i ró t dun g dịch phả i xoay nhã n v ề phí a trên , trư ờ n g hợp dun g dịch có rơi rớ t r a ngoà i cũn g khôn g l à m h ỏ n g nhãn . Kh i l ấ y hoa ch ấ t độc v à ă n da khôn g được dùn g tay cụ m ống nghiệm m à phả i dùn g cặp. Nê n cặp ống nghiệ m ở vị trí các h miện g ốn g khoản g 1/5 b ề d à i của ống. Chỉ l ắ c ống nghiệ m kh i hoa ch ấ t chư a đ ế n 1/2 ống. N ế u hoa ch ấ t nhiề u phả i dùn g đ ũ a thú y tin h khu ấ y nh ẹ , tuyệ t đ ố i khôn g dùn g ngó n tay bịt miện g ốn g nghiệ m m à l ắ c . 29 2.4. C ắ t v à uố n ốn g thú y tin h 2.4.1. Cắt ống thúy tinh (hìn h 1.18) Đ ụ u tiê n dùn g dũa s ắ t có cạnh, dũa v à o chỗ đ ị n h c ắ t thàn h v ế t gọn, dùn g khă n lót tay v à giữ ống b ằ n g ha i tay đ ặ t ha i bê n rãnh , ha i ngón tay cá i tiế p x ú c vớ i nhau, tì và o phí a sau chỗ đ ã d ũ a r ồ i v ừ a ké o ngang ra ha i phí a vừa be nh ẹ , vệ t cá t sẽ thăng . Hình 1.18. Cách cắt ống thúy tinh Hình 1.19. Cách uốn ống thúy tinh 2.4.2. Uốn ống thúy tinh (hình 1.19) Muố n uố n ống thú y tin h theo hìn h dạn g v à kíc h thướ c của dụn g cụ đ ị n h uốn, th ì đ ố t nón g chỗ đ ị n h uố n khoản g 5 - 6cm. Ha i tay cụm hai đ ụ u Ống, vừa hơ vừa xoay ống. Kh i thú y tin h đ ủ mềm , đư a nhan h ống ra ngoà i ngọn lửa , dùn g tay đỡ nh ẹ đ ể ốn g t ự uố n t ừ t ừ đ ế n đ ộ cong cụn thiế t t h ì d ừ n g lại. Khôn g uố n qu á nhanh , ốn g sẽ b ẹ p v à g ẫ y gấp. 30 Muố n ké o đ ụ u ốn g thàn h mao quả n hoặc đ ụ u có vuố t nhọn , cụ n đ ố t nón g ốn g đ ế n mềm . Đư a ống r a kh ỏ i ngọ n lửa , vừa xoay, vừa ké o ốn g t ừ t ừ cho tớ i kh i đ ạ t được đườ n g kín h thíc h hợp. Kh i ốn g nguộ i mớ i c ắ t ô n g ở đ ụ u v ừ a được vuố t nhọ n v à hơ cho nh ẵ n . 2.5. Chọn và khoan nút 2.5.1. Chon nút Có nhiề u loạ i nú t : nú t cao su, nú t thú y tinh , nú t He, nú t bấc, ... T u y theo hoa ch ấ t đ ự n g tron g bình , l ọ m à dùn g nú t thíc h hợp. N ú t cao su khôn g dùn g cho cá c bình , l ọ đ ự n g cá c dun g mô i hữ u cơ hoặc axit có kh ả năn g ă n mò n cao su. Nú t He khôn g dùn g cho bìn h đ ự n g axit m à dùn g nú t thú y tinh . T u y theo kíc h thước của miện g dụn g cụ v à loạ i nú t m à chọ n cho thíc h hợp. Nú t He, cụ n chọ n nú t lớn hơ n miện g bìn h mộ t chú t r ồ i dùn g dụn g cụ é p nú t là m cho nú t m ề m v à nh ỏ đi. Nú t cao su hay nú t thú y tin h chọ n v ừ a miện g bình . Nú t đ ậ y phả i th ừ a r a ngoà i 1/3 chiề u cao, còn 2/3 n ằ m tron g cổ bình . K h i l ắ p Ống d ẫ n thú y tin h và o nú t cụ n th ậ n trọng , nh ẹ nhàn g trán h gãy , vỡ ống, thú y tin h có th ể đâ m và o tay. Kh i cụ n c ắm ốn g d ẫ n hay nhiệ t k ế v à o n ú t cao su, dùn g khoa n đ ể khoa n l ỗ . 2.5.2. Khoan nút (hình 1.20) Bộ khoa n nú t có 10 - 12 chiếc khoan v à mộ t que thông . Cách khoan : Trước h ế t phả i chọn khoa n có đư ờ n g kín h nh ỏ hơ n ố n g d ẫ n cụ n dùng . Ta y trá i cụm nút, tay phả i cụm khoan, b ắ t đ ụ u khoa n t ừ phí a m ặ t nh ỏ của nút. Ch ú ý chỉ xoay khoa n theo mộ t chiều , luô n gi ữ cho trụ c khoa n song song vớ i trụ c của nút; thư ờ n g đ ặ t nú t trê n mản h gỗ đ ể kh i chạ m và o gỗ, m ũ i khoa n khôn g bị sứt m ẻ . Muố n d ễ khoa n có th ể bôi mỡ hay x à phòn g và o thâ n khoan . 31 Hình 1.20 1. Bộ khoan nút, 2. Cách khoan nút; 3. Lắp ống thúy tinh vào nút cao su 2.6. Đu n nóng , chưn g v à nun g 2.6.1. Đun nóng Tron g phòn g th í nghiệm thư ờ n g đu n nón g b ằ n g đè n cồn, bếp đi ệ n , đè n khí, ... - Đèn cồn : Nhiệ t độ của đ è n cồn khoản g 500°c . Kh i dùn g đè n cồn cụ n ch ú ý đ ế n lượng cồn tron g đèn , các h châ m đè n v à t ắ t đèn . Khôn g n ê n ró t đ ụ y cồn và o đèn . Kh i châ m đè n phả i dùn g đóm; khôn g được nghiên g đè n l ấ y lửa; t ắ t đè n phả i đ ậ y nắp, khôn g được th ổ i. vùng lửa (tím) phụn nóng nhất của ngọn lửa vùng oxi hóa (xanh) không khí vào khí vào Hình 1.21. Đèn khí Bunsen và cấu tạo ngọn lửa - Đèn khí : Nhiê n liệ u dùn g là kh í đ ố t hay hoa kh í nhiê n liệ u lỏng dễ bay hơi. Trong phòn g th í nghiệm thườ n g dùn g đè n Bunsen (hìn h 1.21). ở phụn dưới của đè n kh í có ống d ẫ n kh í đ ố t và o v à có bộ ph ậ n đi ề u chỉnh lượng khôn g kh í cho vào. Nhiệ t độ của đè n kh í có th ể tớ i 1600°c . Đ u n ch ấ t lỏng tron g bìn h cụu, cốc, bìn h hìn h nón,.. . phả i đ ặ t trê n gi á sắt có lướ i amiăng , cụ n thiế t phả i cặp và o gi á b ằ n g cặp s ắ t có lót. 32 Sau kh i đu n xong khôn g đ ể bìn h cụu, cốc, bìn h hìn h nón , ... và o chỗ lạnh , ẩ m ; nê n đ ể trê n gỗ, gi ấ y kh ô đ ể kh ỏ i vỡ. * Đu n ch ấ t l ỏ n g tron g ốn g nghiệm dùn g cặp gỗ, cặp các h miện g ôn g 1/5 chiề u dài, cụ m hơi nghiêng , miện g ống khôn g hư ố n g v ề phí a có ngư ờ i. Lú c đ ụ u hơ nh ẹ toà n th ể ống nghiệm, vừa đun , vừa l ắ c đ ể trán h hiệ n tư ợ n g ch ậ m sôi n ế u khôn g dung dịch có th ể vì sôi bùn g lê n m à trà o v à b ắ n r a ngoài. Kh i bọ t kh í b ắ t đ ụ u xu ấ t hiện , đư a ống sang bê n đ ể gụ n hay bê n trê n ngọ n lửa , tiế p tục đu n b ằ n g khôn g kh í nóng . 2.6.2. Chưng Chưn g l à phươn g phá p đu n nón g ở nhiệ t độ khôn g đ ổ i. Tu y theo y ê u cụ u của th í nghiệ m m à dùn g phươn g phá p thíc h hợp : chưn g các h thúy , các h cát, các h dụu , ... 4 Chưng cách thúy ở nhiệ t độ khoản g 100°c . Dụn g cụ chuyê n dùn g đ ố t nón g b ằ n g đi ệ n , có n ắ p hợp thàn h các vòn g ki m loạ i có th ể đ ặ t bìn h phả n ứ n g to nh ỏ khá c nhau . Bê n cạn h bìn h có ống thú y tin h nh ỏ thôn g v ớ i bê n tron g đ ể bá o mực nước (hìn h 1.22). N ế u khôn g có bìn h các h thú y chuyê n dụng , có th ể dùn g đè n cồn hay đè n kh í chưn g các h thú y b ằ n g các h đ ặ t bìn h phả n ứ n g hay ống nghiệ m và o cốc trê n gi á trò n b ằ n g nhựa ng ậ p tron g nước. Hình 1.22. Các loại bình cách thúy 4 Chưng cách cát ồ nhiệ t độ khoản g 400 - 500°c , dụn g cụ l à b ế p các h cát, phươn g phá p chưn g tươn g t ự nh ư trên . 2.6.3. Nung Nun g l à đu n nón g ở nhiệ t độ cao, thư ờ n g dùn g lò nun g (hìn h 1.23) đ ạ t t ừ 1000 - 1200°c . Dụn g cụ chứa ch ấ t nun g nón g thư ớ n g b ằ n g sứ, thạc h anh, platin , nike n ... Hình 1.23. Lò nung 33 2.7. Ho a ta n Đ ể pha c h ế cá c thuốc th ử tron g phòn g th í nghiệ m thư ờ n g phả i hoa t a n ch ấ t ta n tron g dun g mô i (chấ t r ắ n tron g ch ấ t lỏng, ch ấ t l ỏ n g trong ch ấ t lỏng, ch ấ t kh í tron g ch ấ t lỏng). N ế u là ch ấ t r ắ n phả i nghiề n nhỏ, khu ấ y đ ề u , k h i cụ n thiế t có th ể đu n nóng . Hoa ta n ha i ch ấ t l ỏ n g cụn lắc bìn h luô n đ ể cho dun g dịch đồng nh ấ t. Tu y theo lượ n g ch ấ t hoa tan m à chọn dụn g cụ thíc h hợp. Nhữn g dụn g cụ hoa ta n thư ờ n g dùn g là ống nghiệm, cốc, bìn h hìn h nón , bìn h đ ị n h mức,... Hoa ta n tron g ống nghiệm th ì lắc ngang; hoa ta n trong bìn h cụu, bìn h đ ị n h mức , bìn h tam giác th ì lắc tròn . Hoa ta n tron g cốc thú y tin h phả i khu ấ y dun g dịch b ằ n g đ ũ a thú y tin h có đ ụ u bọc cao su. N ế u khu ấ y lâ u dùn g má y khu ấ y t ừ hoặc má y khu ấ y đ ũ a . 2.8. Tách các chất Có nhiề u phươn g phá p tác h nhữn g ch ấ t r ắ n khôn g ta n r a kh ỏ i chất lỏng : phư ớ n g phá p là m bay hơi, k ế t tinh , gạn, l i tâm , lọc, ... 2.8.1. Phương pháp làm bay hơi dung môi Dùn g phươn g phá p nà y có th ể tác h ch ấ t ta n r a kh ỏ i dun g môi. N ế u lượng dung môi bé , t ự bay hơi ngoà i khôn g kh í trê n m ặ t kín h đ ồ n g hồ hay bá t sứ, kh i cụ n có th ể đu n nh ẹ . N ế u là dun g mô i d ễ chá y hay quý phả i dùn g phươn g phá p c ấ t đ ể th u h ồ i dung mô i đó. 2.8.2. Kết tinh K h i k ế t tin h mộ t ch ấ t tron g dung môi, ch ấ t ta n k ế t tủ a thàn h tin h t h ể lớn n ế u nh ư h ạ nhiệ t độ ch ậm, còn h ạ nhiệ t đ ộ nhan h th u được tin h th ể nh ỏ . Thư ờ n g xả y r a hiệ n tư ợ n g qu á bã o hoa của dun g dịch, hiệ n tượ n g nà y có th ể trán h được b ằ n g các h cho mộ t tin h th ể của chất đó và o hoặc cọ nh ẹ thàn h bìn h b ằ n g đ ũ a thú y tinh . Sau k h i k ế t tin h xong, tin h th ể được lọc r a kh ỏ i dun g mô i trê n p h ễ u v à rử a b ằ n g mộ t ít dung mô i đ ể là m sạch b ề m ặ t tin h th ể , r ồ i làm k h ô tin h th ể . 34 2.8.3. Li tâm (hìn h 1.24) Nhữn g ch ấ t k ế t tủ a khôn g l ắ n g xuốn g hoặc l ắ n g xuốn g r ấ t ch ậ m phả i dùn g má y l i t â m đ ể tăn g tốc độ l ắ n g của k ế t tủa . Có th ể sử dụn g má y li t â m quay tay dùn g cho 4 ống nghiệm , t ừ n g cặp cá c ốn g nghiệ m n ằ m trê n trụ c 180° v à n ặ n g b ằ n g nhau . Sau kh i quay Hình 1.24. li tâm , ch ấ t k ế t tủ a l ắ n g xuốn g 1 Má y « t â m quay tay; 2 MávH tâ m dùn 9 được gạ n sạch hay hú t b ằ n g ố n g hút. 2.8.4. Lọc Lọc l à phư ờ n g phá p tác h hoà n toà n ch ấ t r ắ n r a kh ỏ i ch ấ t lỏng. Có nhiề u các h lọc : lọc thư ờng , lọc nóng , lọc dư ớ i á p su ấ t th ấ p.. . • Lọc thường : dùn g ph ễ u thú y tin h v à gi ấ y lọc. Gi ấ y lọc có thàn h phụ n hoa học tin h khiết, dạn g sợi tạo thàn h l ỗ xốp nh ỏ . Có gi ấ y lọc thư ờ n g v à gi ấ y lọc khôn g tàn . Trê n bao gi ấ y lọc gh i khố i lượ n g tr o của Ì t ò gi ấ y lọc. Ví d ụ 0,00007g là gi ấ y lọc khôn g tàn . Nh ư v ậ y khố i lượ n g t r o đ ó khôn g ản h hư ở n g đ ế n k ế t qu ả cân . G i ấ y lọc thư ờ n g quy ước theo mà u : - Băn g vàn g ha y đe n : đư ờ n g kín h l ỗ gi ấ y lọc khoản g 0,01mm. - Băn g tr ắ n g : đư ờ n g kín h l ỗ gi ấ y lọc khoản g 0,003mm. - Băn g xan h dùn g đ ể lọc nhữn g k ế t tủ a r ấ t nh ỏ , đư ờ n g kín h l ỗ gi ấ y lọc 0,001 - 0,0025mm. K h i lọc phả i chọ n gi ấ y lọc ph ù hợp v à vừa kíc h thước của ph ễ u lọc. Có ha i các h gấp gi ấ y lọc (hìn h 1.25) : gi ấ y lọc gấp hìn h chó p kh i cụ n l ấ y k ế t tủa , gi ấ y lọc nhiề u n ế p k h i cụ n lọc nhan h v à l ấ y nước lọc. 35 Hình 1.25. 1. Cách gấp giấy lọc thường; 2. Cách gấp giấy lọc nhiều nếp Cách lọc : (lắp dụng cụ như hình 1.26) Trước tiê n đ ặ t gi ấ y lọc và o p h ễ u , mé p gi ấ y lọc các h miện g p h ễ u khoản g 5 - lOmm, t ẩ m ướt gi ấy lọc b ằ n g dun g mô i sạch r ồ i dùn g ngó n tay tr ỏ ấ n nh ẹ đ ể gi ấy lọc ép sá t và o thàn h ph ễ u đ ẩ y h ế t bọt kh í giữa ph ễ u v à gi ấ y lọc r a ngoài. Nh ư v ậ y , kh i lọc cuống p h ễ u sẽ đ ụ y nước lọc. Cột ch ấ t lỏng có tá c dụn g nh ư bơm hút, ké o ch ấ t lỏng tron g ph ễ u chảy nhan h hơn . Sau đó đ ặ t ph ễ u trê n giá lọc có l ỗ tròn vừa ph ễ u , phí a dưới đ ặ t cốc sao cho cuống ph ễ u chạm vào thàn h cốc để tạo dòng chảy liên tục. 36 1..26. Cách lọc K h i rót, dùn g đ ũ a thú y tin h đ ặ t sá t mỏ cốc đ ể trán h rơi vãi. Ch ấ t l ỏ n g chỉ được đ ổ các h mé p ph ễ u 8 - lOmm. Nê n lọc phụ n ch ấ t l ỏ n g nước tron g trưố c , ch ấ t l ỏ n g còn ít mớ i khu ấ y k ế t tủ a lê n v à đ ổ t ấ t cả v à o ph ễ u lọc. • Lọc dưới áp suất thấp (hìn h 1.27) K h i cụ n lọc nhan h v à muố n th u được k ế t tủ a kh ô phả i dùn g dụn g cụ lọc dư ớ i á p su ấ t th ấ p . Dụn g cụ gồm mộ t bìn h Bunsen - hìn h tam giác , dày , có nhán h (1), mộ t bìn h bảo hi ể m (2), mộ t ph ễ u Busne (3), m ộ t bơm châ n khôn g hay bơm hú t hơi b ằ n g sức nước (4). Ph ễ u Busne b ằ n g sứ đá y b ằ n g , có nhiề u l ỗ , ph ễ u có nú t cao su thíc h hợp c ắm ch ặ t v à o miện g bìn h Bunsen. Đá y ph ễ u kh i lọc phả i lót b ằ n g mộ t t ò gi ấ y lọc có cùn g đư ờ n g kín h vớ i đá y ph ễ u r ồ i t ẩ m ưó t b ằ n g nước (hoặc dun g môi) sau đ ó đ ặ t tiế p mộ t gi ấ y lọc th ứ ha i có đư ờ n g kín h lố n hơ n đư ờ n g kín h gi ấ y lọc th ứ nh ấ t khoản g 0,5cm. Đ ố i vớ i dun g dịch axit mạn h hay bazơ mạn h là m h ỏ n g gi ấ y phả i dùn g ph ễ u lọc có màn g lọc b ằ n g thú y tin h có cá c độ xố p khá c nhau , có th ể chọn tu y thuộc và o k ế t tủa . Sau đó cho chạ y bơm, dòn g nước mạn h sẽ cuốn khôn g kh í tron g bìn h Ì, 2 r a ngoà i là m cho á p su ấ t tron g bìn h nh ỏ hơ n á p su ấ t bê n ngoài, do đó dun g dịch tron g ph ễ u (3) bị hú t xuốn g nhan h v à kiệ t nước. Tác h bìn h Bunsen kh ỏ i h ệ thốn g châ n không , r ồ i t ắ t bơm. Hình 1.27. Lọc dưới áp suất thấp 1. Bình tam giác dụy có nhánh; 2. Bình bảo hiểm; 3. Phễu Busne; 4. Thiết bị bơm dùng tia nước. 37 • Lọc nóng (hìn h 1.28) Hình 1.28. Dụng cụ để lọc nóng 1. Lọc nóng dùng điện; 2. Lọc nóng dùng nước nóng. Khi lọc dung dịch bão hoa nóng, dung dịch bị nguội đi do đó chất k ế t tin h sẽ tác h kh ỏ i dun g dịch v à đọ ng lạ i ph ễ u lọc, cả n trở qu á trìn h lọc. Đ ể trán h hiệ n tượ n g nà y phả i dùn g thiế t bị lọc nón g (hìn h 1.28). Lọc nón g chỉ á p dụn g kh i lọc nhữn g ch ấ t d ễ k ế t tinh . Có th ể dùn g p h ễ u thú y tin h m à thàn h ph ễ u có ha i lớp. Nước nón g hoặc hơ i nước nóng , đi qua tron g lòn g thàn h ph ễ u . Ngoà i r a có loạ i ph ễ u lọc nóng dùn g đi ệ n . 2.9. Rửa kết tủa Có ha i các h rử a : rử a gạn v à rửa ph ễ u lọc. Rảa gạn thư ờ n g dùn g với k ế t tủ a n ặ n g v à to. Cho chấ t lỏng đ ị n h dùn g đ ể rử a v à k ế t tủ a vào trong cốc, dùn g đ ũ a thú y tin h khu ấ y đ ề u dun g dịch, đ ể mộ t lúc cho k ế t t ủ a l ắ n g xuống, gạ n h ế t nước rửa r a ngoà i r ồ i rử a tiế p lụ n sau. Cuối cùn g cho toà n bộ k ế t tủ a và o ph ễ u lọc, rử a mộ t lụ n nữ a trê n gi ấ y lọc. Đ ể hạ n c h ế sự hoa ta n của k ế t tủ a cụ n rử a vớ i lư ợ n g ch ấ t l ỏ n g ít nh ấ t và rử a nhiề u lụn . N ế u k ế t tủ a b é v à nh ẹ th ì rử a ngay trê n gi ấ y lọc dùn g bìn h cụ u tia, ti a mạn h nước và o k ế t tủa . Rửa đi rử a lạ i và i lụn , m ỗ i lụ n phả i ch ò cho nước lụ n trước chảy h ế t r ồ i rửa tiế p lụ n sau. 38 Chọ n ch ấ t l ỏ n g đ ể rử a tu y thuộc độ ta n của k ế t tủ a tron g dun g môi, thư ờ n g dùn g nước đ ể rử a (nón g hoặc lạnh), đôi kh i dùn g cá c dun g dịch axit, ki ể m loãn g hoặc cá c dun g mô i hữ u cơ... N ế u độ ta n của ké t t ủ a ít tha y đ ổ i vớ i nhiệ t đ ộ th ì dùn g nước nón g đ ể rửa ; nhữn g ch ấ t d ê thú y phâ n th ì dùn g dun g dịch axit hay bazơ nguội; nhữn g k ế t tủ a dê t a n tron g nước th ì dùn g nưố c đ á hoặc các dun g mô i hữ u cơ. 2.10. Tinh chế các chất khí C á c ch ấ t kh í đi ề u c h ế được tron g qu á trìn h phả n ứ n g thư ờ n g có l ẫ n hơi nước v à tạ p kh í khá c do xả y r a phả n ứ n g phụ , hoặc do nhữn g ch ấ t d ễ bay hơ i tha m gia phả n ứn g . Chọ n biệ n phá p là m sạch kh í ph ụ thuộc và o tín h ch ấ t lí hoa của k h í đ ó v à tạ p khí, đ ồ n g thờ i tu y thuộc và o ứ n g dụn g của kh í cụ n đi ề u chế . Nhiề u trư ờ n g hợp, mộ t lượn g nh ỏ tạ p ch ấ t cũn g g â y t á c hạ i đán g k ể cho qu á trìn h phả n ứn g . Tu y nhiên , kh i tạ p ch ấ t khôn g gâ y ản h h ư ở n g nhiề u đ ế n mụ c đíc h th í nghiệm, chỉ cụ n là m kh ô cá c kh í l à được. Thư ờ n g dùn g H 2 S 0 4 đặc , CaCl 2 khan , NaO H r ắ n,.. . đ ể là m kh ô cá c khí. K h i chọ n ch ấ t là m kh ô cụ n ch ú ý đ ế n kh ả năn g tươn g tá c hoa học của c h ấ t đó vớ i khí. Tu y thuộ c và o trạn g thá i v ậ t lí của ch ấ t là m khô , m à dùn g dụn g cụ thíc h hợp, ví d ụ ch ấ t là m kh ô ở dạn g r ắ n có th ể dùn g ốn g t h ẳ n g hoặc ốn g ch ữ U ; n ế u l à ch ấ t lỏng, dùn g bìn h tisencô , đrecxen.. . Tốc đ ộ dòn g kh í ản h hư ở n g nhiề u đ ế n k ế t qu ả là m khô . Tố t nh ấ t phả i cho dòn g kh í đ i ch ậ m qua ch ấ t là m khô . 3. THỰC HÀNH 3.1 . Ho a ch ấ t v à dụn g c ụ Hoa chất: dun g dịch bã o hoa bari clorua v à natri sunfat, dun g dịch loãn g amoniac, dun g dịch natri hiđrophotphat, dun g dịch bạc clorua natri clorua (thô), natri hiđrocacbona t (kĩ thu ậ t ). Dụng cụ: cá c dụn g cụ đ ã giới thiệ u ỏ phụ n 1. 39 3.2. Các h tiế n hàn h Thí nghiệm Ì Rửa 10 ống nghiệm b ằ n g chổi lông, dùn g nước má y v à natri hiđrocacbona t (kĩ thu ậ t ); sau đó trán g lạ i b ằ n g nước c ấ t. Ki ể m tr a ống nghiệm đ ã sạch chưa . Thí nghiệm 2 Cắ t mộ t ống thú y tinh , uố n mộ t ống thú y tin h thàn h hìn h chữ V; khoan mộ t nú t cao su đ ể l ắ p ống d ẫ n khí. Thí nghiệm 3. ĐIẾU CHẼ BÁM SUNFAT SẠCH L ấ y 3ml dun g dịch bã o hoa BaCl 2 cho và o ốn g nghiệ m to. Nh ỏ t ừ từ 4 ml dung dịch bã o hoa natri sunfa t v à lắc mạnh . Qua n sá t hiệ n tượng x ả y ra. Lọc k ế t tủ a th u được trê n ph ễ u lọc thư ờng . Rửa k ế t tủ a nhiề u l ụ n b ằ n g nước c ấ t cho đ ế n k h i tron g nưốc khôn g còn lo n clorua . Nh ậ n biế t sự có m ặ t của io n clorua tron g nước rử a b ằ n g các h nh ỏ và i giọt dung dịch bạc nitrat. Viế t phươn g trìn h phả n ứn g . Thí nghiệm 4. TINH CHẾ MUỐI ĂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH Muố i ă n sả n xu ấ t t ừ nước bi ể n thư ờ n g có l ẫ n nhữn g hợp ch ấ t khác . Thàn h phụ n v ề khố i lượng của muố i ă n gồm có: NaCl 80 - 90% CaS0 4 Ì - 2% MgS0 4 1,35 - 1,4% MgCl 2 ) KC1 v à cá c tạ p ch ấ t khác . C â n 5 gă m muố i ăn , cho và o cốc cùn g vớ i 80ml nước c ấ t, khu ấ y đ ề u v à đu n nóng . Lọc sạch dun g dịch, cô nước lọc tron g khoản g 10 phút. Để dung dịch cô nguộ i dụ n cho muố i k ế t tinh . K h i muố i k ế t tin h đe m lọc d ưới á p su ấ t th ấ p . Sấy kh ô tron g t ủ sấy ở 80°c . Thả độ tinh khiết của muối đã tinh chế: L ấ y 2 ốn g nghiệ m ốn g th ứ n h ấ t đ ự n g mộ t ít muố i ban đ ụ u , ống th ứ ha i l ấ y mộ t ít muố i v ừ a tin h chế. Cho v à o m ỗ i ống nghiệm khoản g 2m l nước c ấ t đ ể hoa ta n h ế t muối. Sau đó thê m và o m ỗ i ống nghiệm lm l dun g dịch amonia c v à và i giọt natri hiđrophotphat. Quan sá t v à so sán h hiệ n tư ợ n g xả y r a trong ha i Ống nghiệm trên . N ế u dung dịch có v ẩ n đục , ch ứ n g t ỏ cò n io n Mg 2* vì đ ã xả y ra phả n ứ n g tạo k ế t tủ a Mg(NH 4 )P0 4 M g 2 + + NH 3 + HP0 42- -> Mg(NH 4 )P0 4ị 40 Thí nghiệm 5. TINH CHẺ IÔT BẰNG sự THÁNG HOA Cho 0,5g lót tin h th ể v à 0,2g K I và o đá y cốc đ ố t. Đ ặ t và o miện g cốc mộ t bìn h cụ u đá y trò n có chứa nước . Cốc được đu n trê n ngọ n lửa qua t ấ m lướ i amiăng . Qua n sá t đá y bìn h cụ u chứa nưốc . T h u gom tin h th ể lót thăn g hoa và o l ọ cân , đe m c â n r ồ i tín h hiệ u su ấ t b ằ n g %. Thí nghiệm 6. TINH CHẾ NƯỚC BẰNG CHUNG CẤT L ắ p dụn g cụ tin h c h ế nước nh ư hìn h 1.30. Đ ổ và o bìn h cụ u dun g tíc h 0,5/ 250ml nước má y v à mộ t ít tin h th ể KMn0 4 (hoặc CuS0 4.5H 2 0 ) . Đ ể trán h sự ch ậ m sôi, cho và o bìn h cụ u mộ t ít đ á Hình 1.29 Dụng cụ tinh chế lót b ọ t (hoặc mao quả n thú y tin h có chiề u d à i khoản g 10 - 12mm). Đu n sôi ch ấ t l ỏ n g trê n b ế p đi ệ n có đ ặ t t ấ m lư ớ i amiăng . Gh i nhiệ t độ sôi c h ấ t l ỏ n g . Kh i th u được khoản g lOOml ch ấ t l ỏ n g tron g bìn h ta m giá c t h ì ng ừ n g đun . Thá o bìn h ta m giá c chứa dịch ngưng , là m nguộ i qua dòn g nước . Qua n sá t mà u sắc ch ấ t l ỏ n g v à đo khố i lượ n g riên g b ằ n g tỉ trọn g k ế . Hình 1.30. Thiết bị chưng cất 41 4. CÂU H Ỏ I 1. Nh ậ n biế t v à phâ n biệ t cá c loạ i dụn g cụ hoa học b ằ n g thú y tinh . Các h sử dụn g m ỗ i dụn g cụ hoa học b ằ n g thú y tin h có chi a độ? 2. Nhữn g đi ề u cụ n ch ú ý kh i đu n ch ấ t lỏng tron g m ỗ i loạ i dụn g cụ hoa học? 3. Các h hoa ta n ch ấ t r ắ n tron g nước b ằ n g ống nghiệm , cốc thủ y tinh ^ bìn h cụu,...? 4. Cá c phươn g phá p tác h ch ấ t r ắ n r a kh ỏ i ch ấ t lỏng? Chu ẩ n bị ph ễ u lọc, gi ấ y lọc v à nhữn g đi ề u cụn ch ú ý tron g qu á trìn h lọc. Kh i nào c ụ n lọc nóng , lọc dư ớ i á p suấ t thấp? 5. Tạ i sao phả i dùn g nước c ấ t đ ể rử a k ế t tủ a BaS0 4 ? Có th ể rử a k ế t tủa n à y b ằ n g phươn g phá p rử a gạ n được không ? 6. Giả i thíc h vì sao dùn g phươn g phá p k ế t tin h lạ i đ ể tin h c h ế natri clorua thô ? 42 B à i 2 C Â N V À PHƯƠN G PHÁ P CÂ N 1. LÍ THUYẾ T C â n l à dụn g cụ đo lườ n g đ ể xá c đ ị n h khố i lượng của mộ t v ậ t. Tron g suốt qu á trìn h thực t ậ p ở phòn g th í nghiệ m hay nghiê n cứu sau này , ngư ờ i học phả i sử dụn g câ n thư ờ n g xuyên . K ế t qu ả th í nghiệ m hay nghiê n cứu có chín h xá c hay khôn g - mộ t phụ n lớ n ph ụ thuộc ở cân . Vì v ậ y hiểu biết cấu tạo, cách sả dụng cân thành thạo là yêu cầu không thể thiếu được của sinh viê n v à nhữn g ngư ò i là m côn g t á c nghiê n c ứ u tron g phòn g th í nghiệm. T u y theo mức độ chín h xá c của cân , được chia thàn h cá c loạ i sau: - Câ n k ĩ thu ậ t (độ chín h xá c lOmg). - Câ n phâ n tíc h g ồm: + Câ n phâ n tíc h thư ờ n g (độ chín h xá c 0,1 - 0,2mg); + Câ n phâ n tíc h bá n v i lượng (độ chín h xá c 0,01 - 0,02mg); + Câ n phâ n tíc h v i lượ n g (độ chín h xá c O.OOlmg); + Câ n phâ n tíc h siê u v i lượng (độ chín h xá c lo - 6 - 10_ 9mg). Hiê n nay tron g phòn g th í nghiệm có nhiề u loạ i câ n phâ n tíc h đi ệ n v à đi ệ n t ử có đ ộ chín h xá c cao, câ n lạ i nhanh . 1.1. Cấu tạo của cân 1.1.1. Cân kĩ thuật (hìn h 2.1) C â n k ĩ thu ậ t có nhiề u loại: câ n robeval, câ n quang,... Câ n k ĩ thu ậ t có độ chín h xá c lOmg . 43 Hình 2.1. Cấu tạo cân kĩ thuật 1. Ốc thăng bằng cân; 2. Đế cân; 3. Khoa cân; 4. Trụ cân; 5. Quang cân; 6. Đĩa cân; 7. Dây dại; 8. Thước tỉ lệ; 9. Đòn cân; 10. Lưỡi dao; 11. Ốc thăng bằng đĩa. Trong cân, các lưỡi dao hình lăng trụ tam giác là quan trọng nhất. C â n phâ n tíc h v à câ n kĩ thu ậ t đ ề u có 3 lư ỡ i dao, lư ỡ i dao giữa tự a lên đ ụ u tr ụ cân , ha i lưỡi dao ki a treo quang cân . N ế u câ n dao đ ộ n g nhiều , lưỡi dao mò n dụ n là m cho câ n ké m nhạy . 1.1.2. Cân phân tích Có nhiề u loạ i câ n phâ n tích: câ n phâ n tíc h thư ờng , câ n phâ n tích đ i ệ n (hìn h 2.2), câ n phâ n tíc h đi ệ n t ử (hìn h 2.4). - Cân phân tích thường T ấ t cả các bộ ph ậ n của câ n phâ n tíc h thư ờ n g tươn g t ự nh ư câ n kĩ thu ậ t nhưn g ở phí a trê n đ ò n câ n có thước chia vạc h m ỗ i bê n thàn h f 0 khoảng bằng nhau, mỗ i khoảng ứng với lmg . Trong m ỗ i khoản g lạ i chia thàn h 5-1 0 khoảng nhỏ. Do đó cân phâ n tích có độ chín h xá c 0,1 - 0,2mg. Có mộ t qu ả câ n lm g (một đo ạ n dâ y ki m loạ i nh ỏ uố n hìn h a) v à một c ụ n đ ể di chuy ể n qu ả câ n đó chạy trê n thước chi a vạch . Toà n bộ cân được đ ặ t tron g t ủ kính . Cửa t ủ phí a trước có th ể ké o lên , ké o xuống; ha i cán h t ủ ha i bê n có th ể mở ra, đón g vào . Thư ờ n g xuyê n phả i đón g k í n để trán h cho câ n khôn g bị ản h hư ở n g của gió, khôn g kh í ẩ m , hdi hoa chất. hơi thở của ngư ờ i là m việc... Ch ỉ kh i nà o cân , mớ i mở đón g các cán h cửa ha i bê n đ ể đư a vào , l ấ y r a v ậ t câ n v à cá c qu ả cân . Đ ể giũ cho c â n luô n được khô , thư ờ n g có tú i đ ự n g ch ấ t hú t ẩ m nh ư silicagel. Cá c hộp kh í trê n quang câ n có tá c dụn g là m giả m dao đ ộ n g kh i cân . 44 Hình 2.2. Cân phân tích điện Hình 2.3. Hộp quả cân Nhữn g qu ả câ n phâ n tíc h chứa tron g hộp có n ắ p (hìn h 2.3) có ô riên g cho m ỗ i qu ả câ n theo th ứ t ự t ừ lớn đ ế n nh ỏ . Nhữn g qu ả câ n t ừ l g trở lê n thư ờ n g m ạ đ ể chống gỉ. Nhữn g qu ả câ n t ừ 500mg trở xuốn g đ ậ y b ằ n g t ấ m kính . T ấ t cả hộ p câ n luô n được gi ữ sạch, bảo đ ả m khố i lượng chín h xác . K h i câ n cụ n l ấ y qu ả cân , dùn g cặp b ằ n g sừng, xươn g hay nhựa ; khôn g cụ m qu ả câ n b ằ n g tay. M ỗ i hộp có các loạ i qu ả cân: lOOg, 50g, 20g, lOg, 5g, 2g, lg , 500mg, 200mg, lOOmg, 50mg, 20mg, lOmg. - Cân phân tích điện tả (hìn h 2.4) Tron g câ n phâ n tíc h đi ệ n tử, lưỡi dao, cá c qu ả câ n được thay b ằ n g cá c nam châm , lò xo v à mạc h đi ệ n tử, có bộ nh ớ đ ể t ự đi ề u chỉnh. Ở đ ế c â n có cá c nú t b ấ m v à mà n hình . Câ n phâ n tích đi ệ n tử câ n tố i đ a lOOg, độ chín h xá c 0,lmg . Ư u đi ể m là câ n nhanh. 45 5 7 6 6 à Hình 2.4. Cấu tạo cân phân tích điện tử 1.2. Phương pháp cân 1.2.1. Đôi vôi cân phân tích thường • Ng ồ i ngay ng ắ n trê n g h ế trước câ n sao cho việ c sử dụn g câ n được thu ậ n tiệ n v à đọc k ế t qu ả cho chín h xác . • Ki ể m tr a sự thăn g b ằ n g của cân : Trước kh i câ n phả i ki ể m tra c â n đ ã thăn g b ằ n g chưa , b ằ n g các h quan sá t qu ả dại, n ế u th ấ y qu ả dại chư a khớp với đ ụ u m ũ i nhọ n dư ớ i hoặc bón g nước chư a n ằ m chín h giữa t â m vòn g trò n ở đ ế câ n th ì đi ề u ch ỉ n h ốc thăn g b ằ n g cân . Sau kh i cân thăn g bằng, mở khoa câ n b ằ n g các h xoay nh ẹ v ề phí a phả i cho câ n dao động; quan sá t đ ò n câ n đ ã thăn g b ằ n g chưa , n ế u chư a th ì khoa cân b ằ n g các h xoay nh ẹ khoa câ n v ề phí a trái, đi ề u ch ỉ n h ốc thăn g bằng đĩa cân . Sau đó lạ i mở khoa cân , theo dõi kh i nà o ki m chỉ số o hoặc dao động sang ha i bê n có cùn g biê n độ l à câ n đ ã ch ỉnh . 46 • M ỏ cán h cửa ha i bên , đ ặ t v ậ t câ n lê n đĩa trái, dùn g cặp gắp qu ả c â n lê n đĩa phải, x ế p theo th ứ t ự lớn nh ỏ . Lú c đ ụ u đ ặ t cá c qu ả câ n gụ n vói khố i lượ n g của v ậ t (có th ể câ n ở câ n k ĩ thu ậ t trước). M ở khoa cân , quan sá t dao đ ộ n g của ki m trê n thước dao động, n ế u chư a thăn g băng , khoa câ n lại, thê m bớt nhữn g qu ả câ n thíc h hợp r ồ i lạ i mở khoa câ n theo dõi. Đ ố i vớ i câ n phâ n tíc h kh i đ ã dùn g đ ế n qu ả b é nh ấ t lOmg, n ế u c â n chư a thăn g b ằ n g , dùn g cụ n d i chuy ể n qu ả câ n lm g v ề phí a phả i hay phí a trá i của đ ò n cân , sẽ t ìm được vị trí thăn g b ằ n g . Mỗi lần thay đổi quả cân phải khoa cân. • Kh i câ n xong, khoa cân , đọc ô trốn g trê n hộp qu ả câ n đ ể tín h t ổ n g s ố khố i lượ n g cá c qu ả câ n đ ã dùng , sau đó dùn g cặp gắp cá c qu ả c â n v ề ch ỗ cũ, đ ồ n g thờ i tín h lạ i t ổ n g số khố i lượng mộ t lụ n nữa . 1.2.2. Đối với cân phân tích điện tả • Qua n sá t bón g nước đ ể ki ể m tr a xem câ n đ ã thăn g b ằ n g chưa ; n ế u chư a thăn g b ằ n g sin h viê n khôn g được t ự đi ề u ch ỉ n h m à phả i bá o cho giản g viê n hư ớ n g d ẫ n . • Cắ m đi ệ n , sấy câ n tron g khoản g 30 phút, đồng thò i quan sá t trê n m à n hình , con chạ y 0 ở góc trê n bê n phả i (nghĩa l à c â n chư a là m việc). • Ấn phí m (5) trê n mà n hìn h hiệ n lê n mộ t dã y s ố 8, sau và i giây hiệ n s ố 0,0000g. Con chạ y 0 ở góc phí a dư ớ i bê n trá i (câ n đ ã s ẵ n sàn g l à m việc). N ế u khôn g phả i Số0,0000g m à là s ố khác , ví d ụ 0,0001g th ì ấ n phí m (3) ở ha i bên , đi ề u ch ỉ n h v ề Số0,0000g. • Nh ẹ nhàn g đ ặ t v ậ t câ n lê n đĩa cân , đón g cửa cân , gh i khố i lượng của v ậ t câ n hiệ n lê n mà n hình . • Muố n câ n mộ t lượ n g hoa ch ấ t m à khôn g muố n tr ừ bì: câ n bì trước kh i cho hoa ch ấ t, sau đó ấ n phí m (3) câ n trở v ề vị trí s ẵ n sàn g l à m việ c mà n hìn h hiệ n s ố 0,0000g. Cho hoa ch ấ t và o bì. Trê n mà n hìn h hiệ n lê n khố i lượ n g của hoa chấ t. • Sau kh i ghi khố i lượng hoa chất, ấ n phím (5), bỏ v ậ t câ n ra. N ế u khôn g câ n nữa, la u sạch đĩa c â n v à xung quanh, đón g cửa cân , ng ắ t đi ệ n . Chú ý: sin h viê n khôn g được sử dụn g cá c phí m 6, 7, 8, 9. N ế u có sự c ố gì trê n câ n phả i bá o cho giản g viê n hư ớ n g d ẫ n . 47 Trê n đâ y là các h sử dụn g loạ i câ n đi ệ n t ử Saitorius (Germany) thư ờ n g hay gặp tron g cá c phòn g th í nghiệm. 1.3. Những quy định khi sử dụng cân - Trước kh i câ n hay sau mộ t loạ t phé p câ n liê n tụ c cụ n ki ể m tr a lạ i trạn g thá i thăn g b ằ n g của câ n v à đĩa cân , l a u bụ i trê n đĩ a cân , r ồ i mới tiế p tục cân . - Kh i sử dụng, th ấ y câ n khôn g bìn h thư ờng , bá o vớ i giản g viên h ướ n g d ẫ n , khôn g t ự sửa chữa. - Khôn g được câ n v ậ t n ặ n g hơ n khố i lượng quy đ ị n h của t ừ n g cân. N ế u cụn, câ n trước trê n câ n kĩ thu ậ t. - Khôn g đ ụ n g mạn h và o câ n kh i câ n đan g dao đ ộng ; chỉ đ ặ t hoặc l ấ y qu ả cân , v ậ t câ n sau kh i đ ã khoa cân . M ỗ khoa hay đón g khoa phải n h ẹ nhàng , th ậ n trọng . - Kh i câ n hoa chấ t: khôn g đ ể trực tiế p l ê n đĩa cân , phả i đ ể trên m ặ t kín h đồng h ồ , ché n sứ, l ọ câ n ... Câ n cá c ch ấ t d ễ hú t ẩ m , ch ấ t lỏng bốc hơi... d ễ là m hỏng câ n nh ấ t thiế t phả i dùn g l ọ rộn g miện g có nú t nhá m với lượng lớn hoặc l ọ câ n vớ i lượng nh ỏ . - Khôn g câ n v ậ t qu á nón g hay qu á lạnh . V ậ t câ n phả i có nhiệ t độ phòng . N ế u câ n v ậ t nón g hoặc lạnh , phả i đ ể và o bìn h hú t ẩ m đ ể trở lạ i nhiệ t độ phòn g r ồ i mố i cân . - Kh i câ n chỉ được mở ha i cửa bên ; cửa trước chỉ dùn g kh i sửa chữa hoặc thá o l ắ p cân . - Phả i dùn g cặp đ ể gắp qu ả cân , khôn g được cụ m tay. Cá c qu ả cân phả i đ ể đún g vị trí. - Tron g mộ t th í nghiệm, n ế u cụ n câ n nhiề u lụ n đ ể trán h sai số, nên thực hiệ n trê n cùn g mộ t cân . 1.4. Tính sai sô 1.4.1. Sai số tuyệt dối N ế u câ n mộ t v ậ t n lụn , khố i lượng của v ậ t câ n l à m „ m2,... , m„, khố i lượng trun g bìn h của v ậ t câ n là: 48 _ m, + m , + .... + m n m = —! — - n G ọ i Artii l à sai s ố tuyệ t đ ố i của m ỗ i lụ n câ n Arrii = mị — m Sai s ố tuyệ t đ ố i trun g bìn h của v ậ t câ n Am A mj + Am, +.... + Am r n Khố i lượ n g của v ậ t câ n sẽ ghi là: nì ± A m Số lụ n câ n càn g nhiề u t h ì khố i lượng trun g bìn h của v ậ t câ n càn g g ụ n với gi á trị thực của v ậ t cân . 1.4.2. Sai số tương đối Sai s ố tươn g đ ố i được tín h b ằ n g tỉ số giữa sai s ố tuyệ t đ ố i trun g bìn h vố i khố i lượ n g trun g bìn h của v ậ t câ n n • ~' Am Sai so tươn g đ ố i = —=- m - Tính sai sô phần trăm của một đại lượng thực nghiệm M ộ t đ ạ i lượ n g thực nghiệ m phả i xá c đ ị n h thư ờ n g phả i qua mộ t s ố phé p đo; m ỗ i phé p đo có mộ t sai s ố riêng . Ví dụ: Muố n tì m khố i lượng riên g của mộ t ch ấ t th ì phả i câ n ch ấ t đó đ ể xá c đ ị n h khố i lượ n g m. Ngoà i ra còn phả i xá c đ ị n h th ể tíc h V của c h ấ t khả o sát. M ỗ i phé p câ n v à phé p đo th ể tíc h đ ề u có sai s ố riêng . V ấ n đ ề đ ặ t r a l à xá c đ ị n h sai s ố phụ n tră m của khố i lượng riên g D nh ư t h ế nào ? Đ ể là m việ c nà y phả i cộng t ấ t cá c cá c sai s ố phụ n tră m của cá c phé p đo. Ví dụ: Đ ể xá c đ ị n h khố i lượng riên g của mộ t t ấ m ki m loạ i ngư ờ i ta tiế n hàn h c á c phé p đ o sau đâ y cùn g với cá c sai số: Khố i lượ n g m = 12 ± 0,3g Chiề u d à i L = 6±0,lc m Chiề u rộn g l = 2±0,lc m B ề d à y d = 0,2±0,lc m 49 Khố i lượng riên g bằng: D = — = ———- = 5 g/i V 6x2x0,2 Sai số % từng phép đo: M X 100% = 2,5% 12 ^ X 100% = 1,7% 6 ^ X 100% = 5% 2 X 100% = 50% 0,2 Tổ n g sai số% : 2,5 + 1,7 + 5 + 50 = 59,2% 59,2% của 5g/cm3 bằng: 59'2x5 = 2,96 * 3g/cm3 100 V ậ y sai số phạ m phả i kh i xá c đ ị n h khố i lượ n g riên g của t ấ m kim loạ i là 5 ± 3g/cm3. K ế t qu ả nà y cho th ấ y sai s ố l à kh á cao m à ngu ồ n gốc là khôn g có kh ả năn g nân g cao độ chín h xá c của phé p đ o b ề d à y t ấm k i m loại. 2. THỰC HÀNH - Tìm hi ể u các bộ ph ậ n v à tá c dụn g của t ừ n g bộ ph ậ n trê n câ n kĩ thuậ t, c ận phâ n tích thường, câ n phâ n tíc h đi ệ n , câ n phâ n tíc h đi ệ n tử. - N ắ m vữn g cá c quy đ ị n h sử dụn g cá c loạ i cân . - Câ n mộ t ché n sứ (hay m ặ t kín h đ ồ n g hồ) trê n câ n k ĩ thuậ t, sau đó trê n câ n phâ n tíc h thư ờng , câ n phâ n tíc h đi ệ n hoặc đi ệ n tử. 3. CÂU HỎI 1. Trìn h bà y c ấ u tạ o của cá c loạ i cân , tá c dụn g của t ừ n g bộ ph ậ n . Bộ p h ậ n nà o là quan trọn g nh ấ t ? Vì sao? 50 2. Muố n câ n mộ t v ậ t trê n câ n phâ n tíc h thường , câ n phâ n tíc h đi ệ n t ử phả i là m t h ế nào ? 3. Tạ i sao phả i khoa câ n r ồ i mớ i đ ặ t và o hoặc l ấ y r a cá c v ậ t cân , qu ả cân ? 4 . Tạ i sao phả i đón g câ n kh i câ n v à đ ể nguộ i cá c v ậ t nun g nón g trước k h i cân ? 5. Mộ t sin h viê n gh i k ế t qu ả nh ư sau: V ậ t A có m = 15,5g (dùn g câ n kĩ thu ậ t có độ chín h xá c lOmg). V ậ t B có m = 32,6571g (dùn g câ n phâ n tíc h có độ chín h xá c là 0,2mg). C á c k ế t qu ả đún g hay sai? Giả i thích . 6. Đ ộ chín h xá c của câ n ph ụ thuộc và o nhữn g y ế u t ố nào ? H i ể u t h ế n à o k h i n ó i độ chín h xá c của câ n phâ n tíc h là 0,0002g? ÔI B à i 3 X Á C Đ Ị N H KHÔ I LƯ Ợ N G PHÂ N T Ử KH Í OX I 1. LÍ THUYE T Đ ố i vố i cá c ch ấ t t ồ n tạ i ở th ể kh í tron g cá c đi ề u kiệ n bìn h thường v ề nhiệ t độ v à á p suất, có th ể dùn g mộ t tron g ba phươn g phá p sau đây để xá c đ ị n h khố i lượng phâ n t ử của chúng . 1.1. Xác định khối lượng phân tử theo phương trình trạng thá i kh í lí tư ở n g Phươn g trìn h trạn g thá i của kh í lí tư ở n g l à phươn g trìn h liên hệ các giá trị á p suất, th ể tích v à nhiệ t độ của mộ t khố i lư ợ n g m kh í lí tưởng. Vì các kh í lí tư ở n g đ ề u tuâ n theo cá c đ ị n g lu ậ t Bôi-Mariôt, Saclơ (Boyle - Mariotte , Charles) v à Gay - Luytxa c (Gay - Lussac), sự k ế t hợp cá c đ ị n h lu ậ t nà y v à đ ị n h lu ậ t Avogađr o sẽ d ẫ n tớ i phươn g trìn h trạn g thá i có dạn g sau: P V = ™R T ->M= ^ M PV 1 ' Trong đó: p, l à á p su ấ t của ch ấ t kh í V là th ể tíc h ch ấ t kh í m là khố i lượng chấ t kh í M là khố i lượng moi phâ n t ử kh í T là nhiệ t độ tuyệ t đ ố i của kh í (K) R là h ằ n g số khí. T u y thuộc và o đơn vị của á p suấ t v à th ể tíc h m à h ằ n g s ố kh í R có giá trị khá c nha u 52 R = 8,3146 Ơ.mol-Mí- 1 = 1,987 cai.moi- 1.K" 1 = 0,08206 l.atm. morVKr 1 = 62,400ml.mmHg . mol^.K" 1 T ừ côn g thức (1) n ế u biế t khố i lượng (m), th ể tíc h (V) của ch ấ t kh í ở đ i ề u kiệ n á p su ấ t (P) v à nhiệ t độ (T), có th ể tín h được khố i lượng moi phâ n t ử của ch ấ t kh í đó. Ví dụ: Tron g mộ t phả n ứ n g hoa học th u được 28,46g mộ t ch ấ t kh í ở đi ề u kiệ n á p su ấ t p = 103991,44Pa v à nhiệ t đ ộ t°(C) = 40° c có th ể tíc h V = 16 lít. Tín h khố i lượng phâ n t ử của ch ấ t kh í đó. Giải: Khố i lư ợ n g mo i phâ n t ử của ch ấ t kh í đó được tín h theo phươn g trìn h kh í lí tư ở n g A/r _ 28,46.8,314.(273 + 40) M = — : = 44 (g) 103991,44.16.1CT3 1.2. Xá c đ ị n h khố i lư ợ n g phâ n t ử the o th ể tíc h mo i T h ể tíc h Ì mo i của ch ấ t kh í ở đi ề u kiệ n tiê u chu ẩ n l à 22,4 1. V ậ y n ế u biế t khố i lư ợ n g a (g) của mộ t lít kh í ở đi ề u kiệ n tiê u chu ẩ n có th ể tín h được khố i lư ợ n g của Ì mo i ch ấ t kh í theo côn g thức M = 22,4.a Tron g thực nghiệm , n ế u biế t khố i lượ n g (m) của ch ấ t kh í v à th ể tíc h của n ó ở đi ề u kiệ n tiê u chu ẩ n (Vo), sẽ tín h được khố i lượ n g Ì lít c h ấ t kh í đó ở đi ề u kiệ n tiê u chu ẩ n (a) m a = — v 0 T ừ đó, tín h được khố i lượng phâ n t ử của ch ấ t kh í đó. T h ể tíc h kh í th u được tron g thực nghiệm khôn g ở đi ề u kiệ n tiê u chu ẩ n , vì v ậ y phả i chuy ể n n ó v ề đi ề u kiệ n tiê u chu ẩ n theo côn g thức Bôi - Mariô t - Gay - Luytxa c 53 PV_PoVo T T0 p V T: á p suấ t, th ể tíc h nhiệ t độ ở đi ề u kiệ n th í nghiệ m p 0 Vo T0: á p suất, th ể tích, nhiệ t độ ở đi ề u kiệ n tiê u chu ẩ n Po = lat m = 1,01325.105Pa; To = 273K; Vo = 22,4.10- 3m3 Ví dụ: K h i phâ n huy mộ t hợp ch ấ t th u được 7g mộ t ch ấ t kh í có th ể tích 6 72 Ì ở á p su ấ t 102658,22Pa v à nhiệ t độ 60°c . Tín h khố i lư ợ n g moi phâ n tử của ch ấ t kh í th u được. Giải: T h ể tích ch ấ t kh í ở đi ề u kiệ n tiê u chu ẩ n : = 102658 22.6,72.273 = 101325.(273 + 60) Khố i lượng moi phâ n t ử của ch ấ t kh í đó là : 5,58 1.3. Xá c đ ị n h khố i lư ợ n g phâ n t ử ch ấ t kh í the o t ỉ khố i T ừ đ ị n h lu ậ t Avogađr o suy r a n ế u ở đi ề u kiệ n á p su ấ t v à nhiệ t độ n h ư nhau, khố i lượng của cùn g th ể tíc h ha i ch ấ t kh í tỉ l ệ vớ i khố i lượng moi phâ n t ử của chún g ™A = M A m B M B m A, m B: khố i lượng của ch ấ t kh í A, B. M A, M B: khố i lượng của Ì moi ch ấ t kh í A v à B. Tỉ khố i của ch ấ t kh í A đ ố i với kh í B m 4 d-AJB -m B M dA/B= T ~ —> M 4 = M„.d , M B A J-'J-B-^A/B N ế u B là hiđro : M A = 2,016. d A / H N ế u B là khôn g kh í có khố i lượng phâ n t ử trun g bìn h l à 29. K h i đó M A = 29.CỈA/KK 54 V ậ y muố n xá c đ ị n h khố i lượng phâ n t ử của mộ t ch ấ t khí, trước h ế t x á c đ ị n h tỉ khố i của kh í đó đ ố i vớ i ch ấ t kh í khá c đ ã biế t khố i lượng phâ n t ử của nó . Thư ớ n g xá c đ ị n h tỉ khố i của kh í đ ố i vố i hiđr o hay khôn g khí, nê n tron g thực nghiệm cụ n xá c đ ị n h khố i lượng, th ê tíc h c h ấ t nghiê n cứu v à khố i lượng của hiđr o (hay khôn g khí) có cùn g th ê tích , cùn g đi ề u kiệ n (á p su ấ t v à nhiệ t độ). 2. THỰC HÀNH 2.1 . Nguyê n t ắ c Đ i ề u c h ế mộ t lượ n g kh í oxi có th ể tíc h v à khố i lượng xá c đ ịnh , dựa v à o cá c s ố liệ u thực nghiệ m đ ể tín h khố i lượng phâ n t ử kh í oxi theo phươn g trìn h kh í lí tư ởng . 2KC10 3 MnOị.t0 2KC1 + 30 2 T M = m.R.T PV ở đây : m, V l à khố i lượng, th ể tíc h kh í oxi T: nhiệ t độ tuyệ t đ ố i R: h ằ n g s ố kh í P: á p su ấ t kh í oxi, tín h theo côn g thức: p = p f -13,6 2.2. Ho a ch ấ t v à dụn g c ụ Hoa chất: kali clorat, manga n đioxit, colodion. Dụng cụ: ống nghiệm khô , chịu nhiệt, ốn g d ẫ n khí, ốn g đon g (250ml), ch ậ u thú y tin h (ộ = 20cm), thước đo (mm), đè n cồn, gi á sắt, Hình 3.1. Dụng cụ để xác định khối lượng phân tử k ẹ p sắt, á p k ế , nhiệ t k ế .k h jo x i 1. ống nghiệm; 2. ống đong; 3. ống dẫn 55 2.3. Các h tiế n hàn h L ắ p dụn g cụ nh ư hìn h 3.1. Trộ n kĩ 0,08g manga n đioxit và o 0,4g kali clorat r ồ i cho và o ống nghiệm (1) chịu nón g (đ ã sấy khô). Câ n ống nghiệm đ ã chứa hoa ch ấ t trê n câ n phâ n tích , gh i khố i lư ợ n g m, . Lắp ống nghiệm và o giá có lót bông . Cho nước đ ụ y ốn g đon g (2) ú p ngược vào ch ậ u đ ự n g nước (khôn g còn bọ t kh í tron g ốn g đong). Dùn g nú t cao su đ ậ y kí n ống nghiệm, n ế u cụ n g ắ n nú t ốn g nghiệ m v à ôn g d ẫ n (3) b ằ n g colodion cho kín . Đu n nh ẹ toà n th ể ốn g nghiệm , sau đ ó t ậ p trung đ u n và o chỗ có hoa ch ấ t r ắ n . Kh í oxi thoá t r a đ ẩ y cột nước tron g ống đon g xuống. Phả n ứ n g xong, thá o ống d ẫ n r a trước r ồ i mó i t ắ t đèn . Để trở lạ i nhiệ t độ phòn g mớ i đe m câ n ống nghiệm được khố i lư ợ n g m 2, đọc t h ể tích kh í oxi, đo chiề u cao cột nước (từ m ặ t thoán g của nước trong chậu thú y tin h đ ế n v òm khu m tron g ống đong). 2.4. Tín h k ế t qu ả - Cá c s ố liệ u thực nghiệm th u được Khố i lượng ống nghiệm v à hoa chấ t: ml Khố i lượng ống nghiệm v à b ã còn lại: m 2 T h ể tích kh í oxi: V Chiề u cao cột nước: h Nhiệ t độ tuyệ t đ ố i: T (K) Áp suấ t kh í quy ể n (dóc trê n á p kế): Pk Áp suấ t hơi nưốc bã o hoa (xem bản g dư ớ i đây): f - Tín h khố i lượng phâ n t ử kh í oxi - Tín h sai s ố phụ n tră m so với lí thuyế t M ., - M . e% = lí thuyếtx' thực nghiệm ịQQO/ lí thuyết 3. CÂU HỎI . Những đại lượng nào đặc trưng cho trạng thái của chất khí? Giữa chún g có liên h ệ gì không ? 56 2. H ằ n g s ố kh í R l à gì? Ý nghĩa v ậ t lí v à đơ n vị đo. 3. Nê u cá c phươn g phá p th u kh í tron g phòn g th í nghiệm? 4 . Nguyê n t ắ c đi ề u c h ế oxi tron g phòn g t h í nghiệm? Va i tr ò của Mn0 2 tron g nhiệ t phâ n KC103 ? 5. Giả i thíc h các h tín h á p su ấ t kh í oxi tron g ống đo p = p -f--ề - °' k q13,6 6. Tạ i sao kh i phả n ứ n g xong phả i thá o ống d ẫ n r ồ i mớ i t ắ t đèn ? Vì sao phả i đ ể kh í tron g ống đo trở v ề nhiệ t độ phòn g mớ i câ n ống nghiệm , đọc th ể tíc h kh í oxi v à đo chiề u cao h? 7. Giả i thíc h ý nghĩ a của ngu ồ n gốc sai số n ế u k h í oxi khôn g phả i l à lí t ư ởng . Bản g á p su ấ t hơ i nư ớ c bã o hò a (mmHg ) tạ i cá c nhiệ t đ ộ khá c nha u (t°C) t f t f t f t f 10 9,2 16 13,6 22 19,8 28 28,3 l i 9,8 17 14,5 23 21,1 29 30,0 12 10,5 18 15,5 24 22,4 30 31,8 13 11,2 19 16,5 25 23,8 40 55,3 14 12,0 20 17,5 26 25,2 50 92,5 15 12,8 21 18,6 27 26,7 100 760,0 57 B à i 4 X Á C Đ Ị N H KH Ố I LƯ Ợ N G PHÂ N T Ử KH Í CACBONI C 1. LÍ THUYẾ T Xem phụ n lí thuyế t b à i 3. 2. THỰC HÀNH 2.1 . Nguyê n t ắ c Đ i ề u c h ế mộ t lượng kh í cacbonic sạch v à kh ô có th ể tíc h v à khố i lượng đ ã biế t CaC0 3 + 2HC1 -> CaCl 2 + C 0 2 T + H 2 0 V ậ n dụn g phươn g phá p tỉ khối, phươn g trìn h Bôi - Mariô t - Gay - Luytxa c đ ể xá c đ ị n h khố i lượng phâ n t ử kh í C0 2 theo côn g thức M = 29d M : khố i lượng của Ì moi kh í cacbonic 29: khố i lượ n g moi phâ n t ử trun g bìn h của khôn g kh í d: tỉ khố i của kh í cacbonic so vớ i khôn g kh í T ìm khố i lượ n g của cùn g mộ t th ể tíc h kh í C0 2 v à khôn g kh í đo ở cùn g đi ề u kiệ n nhiệ t đ ộ v à á p suấ t, qua đó xá c đ ị n h được d. 2.2. Ho a ch ấ t v à dụn g c ụ Hoa chất: Đ á vôi (CaC0 3 ), dun g dịch axit clohiđri c 20%, axit suníuri c đặc 98%, dun g dịch natri hiđrocacbonat. Dụng cụ: Bìn h cụ u đá y b ằ n g , cổ ng ắ n (500ml), nú t cao su, vòn g cao su đán h d ấ u , ốn g đon g (250ml), bìn h Kíp , bìn h rửa , nhiệ t k ế , á p k ế . 58 2.3. Các h tiế n hàn h L ắ p dụn g cụ nh ư hìn h 4.1. L ấ y mộ t bìn h cụ u sạch, khô , đ ậ y nú t v à đán h d ấ u độ sâ u của nú t cổ bìn h b ằ n g mộ t vòn g cao su. Câ n bìn h cùn g vớ i nú t v à vòn g cao su, ghi khố i lượ n g ni!. K h í cacbonic đi ề u c h ế t ừ bìn h Kí p (1) qua bìn h đ ự n g natri hiđrocacbona t (2) r ồ i qua bìn h đ ự n g axit suníuri c đặc (3), sau đó đư a ống d ẫ n kh í và o sá t gụ n đá y bìn h cụu (4), dùn g bôn g đ ậ y miện g bình . Chú ý: Kh i th u kh í mở nh ẹ khoa bìn h Kí p đ ể kh í thoá t r a t ừ từ. Sau kh i cho kh í và o bìn h khoản g 4- 6 phút, đ ậ y nú t bìn h cụ u lạ i nh ư lúc đ ụ u r ồ i đe m cân . Sau kh i câ n lụ n Ì, tiế p tục cho kh í C0 2 và o bìn h r ồ i câ n lụ n 2. Là m nh ư v ậ y cho đ ế n k h i k ế t qu ả cá c lụ n câ n chỉ sai nha u khoản g 0,01g. L ấ y khố i lượng trun g bìn h của cá c lụ n cân , ghi khố i lượ n g m 2. M ở nút, đ ổ nước ở nhiệ t độ phòn g và o bìn h cụ u đ ế n chỗ đán h d ấ u vạc h nút. Sau đ ó dùn g ốn g đong , đo th ể tíc h nước tron g bìn h suy r a th ể tíc h kh í cacbonic v à của khôn g khí. Hình 4.1. Dụng cụ để xác định khối lượng phân tử khí cacbonic 1. Bình Kíp; 2. Bình đựng NaHC03; 3. Bình đựng H2S04; 4. Bình cụu. 59 2.4. Tín h k ế t qu ả - Cá c s ố liệ u thực nghiệm th u được Khố i lượng bìn h cụ u + nú t + khôn g kh í Khố i lượng bìn h cụ u + nú t + kh í C0 2: T h ể tíc h kh í C0 2: Áp su ấ t kh í quyển: m , V p Nhiệ t độ tuyệ t đ ố i: T(K ) - Tín h khố i lượng phâ n tử C0 2 theo phươn g phá p tỉ khố i Trước h ế t chuy ể n h ế t th ể tích của khôn g kh í tron g bìn h đ o được về t h ể tích ở đi ề u kiệ n tiê u chu ẩ n . Tín h khố i lượng khôn g kh í trê n cơ sở Ì lít khôn g kh í ở đi ề u kiệ n tiê u chu ẩ n n ặ n g l,293g. Tín h khố i lư ợ n g của k h í C0 2 tron g bìn h v à tỉ khố i của kh í C0 2 so vớ i khôn g khí, t ừ đó suy ra khố i lượng phâ n t ử kh í C0 2. - Tín h sai s ố phụ n tră m so với lí thuyết. 3. CÂU H Ỏ I VÀ BÀI TẬP 1. Khố i lượng của 70ml mộ t kh í A ở 42° c : 102924,86Pa b ằ n g 0,0772g. - Tín h khố i lượng phâ n tử kh í A. - Tín h tỉ khố i của kh í đó so với: a) Hiđro ; b) Khôn g khí. - Tín h thàn h phụ n v ề th ể tíc h của h ỗ n hợp kh í A v à kh í oxi, biế t r ằ n g : th ê tíc h của kh í A, kh í ox i v à h ỗ n hợp được đ o ở cùn g đ i ề u kiệ n nhiệ t đ ộ , á p su ấ t v à tỉ khố i củ a h ỗ n hợ p ha i kh í đ ố i v ớ i hiđr o b ằ n g 14,3. 2. Cấ u tạo của bìn h Kíp , tá c dụn g của t ừ n g bộ phận? Tạ i sao nó i bìn h K í p là dụn g cụ đi ề u c h ế k h í có tín h t ự động? 3. Tạ i sao kh í C0 2 đi ề u c h ế ra phả i qua h ệ thống bìn h đ ự n g dung dịch NaHC0 3 và H 2 S 0 4 đặc. Có th ể thay NaHC0 3 b ằ n g NaO H được không ? Thay H 2 S 0 4 đặc b ằ n g hoa ch ấ t gì khác ? Ha i bìn h rử a có th ể thay đ ổ i vị trí được không ? 4. Tạ i sao th u kh í C0 2 phả i dùn g bìn h cụ u khô ? Các h nh ậ n biế t k h í C 0 2 đ ã đụy? Vì sao phả i mở nh ẹ khoa bìn h Kí p kh i th u C0 2 ? 60 B à i 5 X Á C Đ Ị N H KH Ố I LƯ Ợ N G PHÂ N T Ử C Ủ A ET E THE O PHƯƠN G PHÁ P MAY E 1. LÍ THUYẾ T Đ ố i vớ i ch ấ t r ắ n , ch ấ t lỏng d ễ bay hơi v à b ề n ở th ể hơi, có th ể chuy ể n khố i lượ n g m gă m ch ấ t đó thàn h h ỡ i tron g cá c thiế t bị th í nghiệm cho phé p xá c đ ị n h d ễ dàn g á p suất, th ể tích , nhiệ t độ của hơi tạo thành . Sau đó dùn g cá c phươn g phá p đ ã nê u tron g bà i 3 đ ể tín h khố i lượng phâ n t ử của chấ t. 2. THỰC HÀNH 2.1 . Nguyê n t ắ c Đo th ể tíc h của mộ t lượng ete xá c đ ị n h sau kh i biê n thàn h hơi b ằ n g các h đo lượ n g khôn g kh í bị chiếm chỗ ở đi ề u kiệ n á p su ấ t v à nhiệ t độ phòn g th í nghiệm . T ừ đó xá c đ ị n h khố i lượng phâ n t ử của ete theo phươn g trìn h trạn g thá i kh í lí tưở n g hoặc phươn g phá p tỉ khối. 2.2. Hoa chất và dụng cụ Hoa chất: ete etyli c (C2 H 5 O C2 H 5 ), colođion. Dụng cụ: bộ dụn g cụ Maye (hìn h (5.1), ch ậ u thú y tin h ((ị) = 15cm), ống đo 50ml, arapun thú y tinh , thuyề n sứ, cặp gắp, đè n cồn (hoặc đè n khí), gi á sắt, cặp sắt, con bọ, á p k ế . 61 2.3. Các h tiế n hàn h Hình 5.1. Dụng cụ xác định khối lượng phân tử ete 1. Bình cho ampun rơi xuống; 2. Chốt; 3. Nút cao su; 4. ông dẫn khí; 5. Bình đun nước nóng; 6. ống đo khí (ống nghiệm có chia độ). L ắ p bộ dụn g cụ theo phươn g phá p Maye (hìn h 5.1). Dụn g cụ g ồm bìn h (1) kh ô mà b ụ u dư ớ i có th ể tíc h khoản g lOOml, có ha i nhánh , nhán h (2) có chốt thú y tinh , trê n đ ặ t ampu n nh ỏ bằng thú y tin h mỏ n g chứa ete etylic, nhán h (4) nố i vớ i ốn g d ẫ n kh í sang ống đo kh í (6) đ ự n g đ ụ y nước úp ngược tron g ch ậ u thú y tin h chứa khoản g 2/3 ch ậ u , ốn g (6) được giũ t h ẳ n g b ằ n g gi á s ắ t (khôn g vẽ). Bìn h (1) đ ặ t tron g bìn h (5) chứa một lượng nước đ ể đu n (50 - lOOml). Dùn g colodion g ắ n t ấ t cả các n ú t v à cá c ch ỗ nối. Chu ẩ n bị mộ t ampu n nh ỏ còn đ ể h ò mộ t đ ụ u . Câ n ampu n thú y tin h trê n câ n phâ n tích, gh i khố i lượng mv Dùn g cặp gắp ampu n hơ đ ề u trê n lử a đè n cồn, nhún g nhan h đ ụ u hở của ampu n và o ete etylic đ ự n g tron g thuyề n sứ. Sẽ có mộ t lượng n h ỏ ete etylic và o ampun . Gắ p ampu n r a r ồ i lạ i h ơ trê n lử a đè n cồn, đ ụ u hở của ampu n hư ớ n g lê n trê n đ ể ete bay hờ i hết. Sau đó lạ i nhún g đ ụ u hở và o thuyề n sứ đ ự n g ete. L ặ p lạ i đ ộ n g tá c trê n và i ba lụ n đ ế n k h i ampu n chứa đ ụ y ete. Hà n kí n đ ụ u hở trê n đè n cồn. Đ ể nguộ i đem c â n trê n câ n phâ n tích , gh i khố i lượ n g m 2. Đ ặ t nh ẹ ampu n lê n chốt (2) (ch ú ý khôn g đ ể ampu n rơi xuống ngay). Dùn g colodion g ắ n n ế u n ú t chư a kín . Đ u n nưố c tron g bìn h (5) b ằ n g đè n cồn. H ỡ i nước sẽ đu n nón g bìn h (1). Kh i nhiệ t độ khôn g kh í tron g bìn h (1) đ ạ t nhiệ t độ của nước sôi, đ ư a đ ụ u dư ớ i của ốn g d ẫ n kh í và o ốn g (6); đ ậ y nú t (3). M ở nh ẹ chốt thú y tin h (2), ampu n rơi xuốn g đá y bìn h (1), kh i ampu n vỡ, ete bay hơi. 62 Hơi ete tron g bìn h (1) đ ẩ y mộ t th ể tíc h khôn g kh í b ằ n g th ể tíc h hơi ete qua ch ậ u thú y tin h đ ự n g nước sang ống đo kh í (6). K h i tron g ống đo kh í (6) khôn g còn kh í thoá t ra, ete đ ã bay hơi hết, thá o ốn g d ẫ n khí, t ắ t đèn . Đ ể cho kh í trở lạ i nhiệ t độ v à á p su ấ t phòng , đọc th ể tíc h khôn g kh í tron g ống đo kh í (6), đo chiề u cao cột nước, á p suấ t kh í quy ể n đọc trê n á p k ế , á p su ấ t hơi nước bã o hò a tr a ở bản g á p suất, tran g 57. 2.4. Tín h k ế t qu ả - Cá c s ố liệ u thực nghiệm th u được: Khố i lượ n g ampu n r ỗ n g : m , Khố i lượ n g ampu n chứa ete : m 2 T h ể tíc h nước tron g ốn g (6) lúc đ ụ u : V Ị T h ể tíc h nước tron g ống (6) sau th í nghiệm : V 2 Áp su ấ t kh í quy ể n : p Áp su ấ t hơ i nước bã o hoa : f Nhiệ t độ tuyệ t đ ố i : T (K) Chiề u cao cột nước tron g ống đo : h - Tín h khố i lượ n g phâ n t ử ete etylic theo ha i phươn g pháp : + Phương trinh trạng thái khí lí tưởng Khố i lượ n g ete; m e t e = m 2 - m , Áp su ấ t kh í tron g ốn g đo: T h ể tíc h kh í tron g ốn g đo: V = v 2 - Vj . Tín h khố i lư ợ n g phâ n t ử ete etylic theo phươn g trìn h trạn g thá i k h í lí tư ởng . 63 + Phương pháp tỉ khối Xá c đ ị n h khố i lượng của th ể tích khôn g kh í V. Đư a V v ề đi ể u kiệ n tiê u chu ẩ n . T ừ đó tín h khố i lượng khôn g kh í ứ n g vớ i th ể tíc h đ ã tìm được biế t khố i lượng phâ n t ử trun g bìn h của khôn g kh í l à 29. T ìm tỉ khố i của hơi ete đ ố i với khôn g khí, sau đ ó suy r a khố i lượng phâ n t ử của ete. - Tín h sai s ố phụ n tră m so với lí thuyết. 3. CÂU H Ỏ I VÀ BÀI TẬP 1. Tìm côn g thức phâ n tử thực của mộ t hiđrocacbo n A, biế t r ằ n g : - Kh i đ ố t chá y 0,82g ch ấ t A, th u được 2,64g C0 2 v à 0,9g H 2 0 . - Kh i xá c đ ị n h khố i lượng phâ n t ử của ch ấ t đ ó b ằ n g phươn g phá p Maye th ì 0,163g ch ấ t đ ã đ ẩ y và o ốn g đo 50ml khôn g kh í ỏ 25°c . Mự c nước tron g ống chứa kh í cao hơ n mực nước ngoà i c h ậ u 6,8cm. Cho biết: á p su ấ t kh í quy ể n p b ằ n g 101991,6lPa , á p su ấ t hơi nước bã o hoa f ở 25° c là 3166,40Pa. 2. Giả i thíc h các h l ấ y ete và o ampun? 3. Đ ể th í nghiệm thàn h côn g v à đ ạ t k ế t qu ả tốt, cụ n ch ú ý nhữn g đi ề u gì tron g q u á trìn h tiế n hàn h t h í nghiệm? 64 B à i 6 X Á C Đ Ị N H KH Ố I LƯ Ợ N G NGUYÊ N T Ử C Ủ A K Ẽ M 1. LÍ THUYẾ T Khố i lượng nguyê n t ử của nguyê n t ố có th ể xá c đ ị n h được b ằ n g nhiề u cách . 1.1. Phương pháp hoa học 1.1.1. Phương pháp Canidaro (Cannizaro): Theo phươn g phá p này , trước h ế t x á c đ ị n h cá c khô i lượng phâ n t ử của mộ t s ố hợp ch ấ t khí, lỏng hoặc r ắ n d ễ bay hơi của nguyê n tố . Tiế p đó, dựa và o k ế t qu ả phâ n tích thàn h phụ n %, tín h số đơn vị khố i lượng nguyê n t ử của nguyê n t ố nghiê n cứu tron g phâ n t ử m ỗ i hợp ch ấ t. Con s ố nh ỏ nh ấ t sẽ là khố i lượng nguyê n t ử cụ n tìm. Ví dụ: đ ố i vớ i nguyê n t ử cacbon, t ừ cá c k ế t qu ả ghi ở bản g cho biế t khố i lượng nguyê n t ử của n ó là 12. Khối lượng phản tả của một số hợp chất của cacbon và thành phần phần trăm của cacbon trong dó Hợp chất Khôi lượng phản tả Hàm ì ương cacbon (% khối lượng) Số đơn vị KLNT của c trong ỉ phân tả hợp chất Cacbon đioxit 44 27,27 12 Cacbon oxit 28 42,86 12 Axetilen 26 92,31 24 Benzen 78 92,31 72 Ete etylic 74 64,86 48 Axeton 58 62,07 56 65 Phươn g phá p dựa trê n cơ sở lí lu ậ n sau: a) Tron g mộ t phâ n t ử của hợp chấ t, mộ t nguyê n t ố ít nh ấ t phả i có m ộ t nguyê n t ử của nguyê n t ố đó. b) N ế u l ấ y nhiề u hợp ch ấ t khá c nha u của n ó sẽ có nhiề u kh ả năn g được mộ t hợp ch ấ t m à phâ n tử chỉ chứa mộ t nguyê n t ử của nguyê n tố. T u y nhiê n độ ti n cậy của k ế t qu ả tu y thuộc và o s ố lư ợ n g cá c hợp ch ấ t đe m dùng ; s ố nà y càn g lớn, k ế t qu ả càn g chín h xác . Phươn g phá p Canidaro khôn g á p dụn g cho cá c ki m loạ i vì đ ạ i đ a số các ki m loạ i khôn g cho được các hợp ch ấ t kh í hay ch ấ t d ễ bay hơi. 1.1.2. Phương pháp Đuylông - Pơti (Dulong-Petit), dựa và o quy tắc: Nhiệ t dung nguyê n t ử của đ a s ố cá c đơ n ch ấ t ở th ể r ắ n có gi á trị trun g bìn h b ằ n g 26J.mor 1.K" 1 (giá trị của đ ạ i lư ợ n g nà y biế n thiê n tron g khoản g 22 - 29J.mol _ 1 . K_ 1 ). Nhiệ t dung nguyê n t ử của mộ t nguyê n t ố là nhiệ t lư ợ n g phả i dùn g đ ể nân g nhiệ t độ của Ì mo i nguyê n t ử của nguyê n t ố lê n l°c . Đ ó l à tích của nhiệ t dun g riên g v à khố i lượng mo i nguyê n tử. 26 Vậy khối lượng nguyên tử của nguyên tố = —• — nhiệt dung riêng của đơ n chất Quy tắc Đuylông-Pơti chỉ gụ n đúng , vì cá c gi á trị khố i lượng nguyê n tử th u được cũng là gụ n đúng . Tu y nhiê n có th ể hiệ u chỉnh chún g b ằ n g các h đ ố i chiế u vớ i cá c gi á trị chín h xá c của khố i lượng tươn g đương . N h ư đ ã biết, hoa trị của nguyê n t ố bàn g khố i lượ n g mo i nguyê n tử chia cho đươn g lượng, nghĩa là b ằ n g s ố nguyê n Khô i lượ n g moi (gụn đúng ) nguyê n t ử , , - — = n (n -> n) đươn g lượ n g (n là s ố nguyê n gụ n vớ i n ' v à l à hoa trị của nguyê n tô) Khố i lượng mo i (đúng ) của nguyê n t ử = đươn g lượ n g X n. 66 1.1.3. Phương pháp diên phân Dùn g dòn g đi ệ n mộ t chiề u có th ể là m cho cá c phả n ứ n g oxi hoa kh ử khôn g có kh ả năn g t ự di ễ n biến , xả y r a được. Tron g trư ờ n g hợp này , k i m loạ i cụ n xá c đ ị n h khố i lượng nguyê n t ử được dùn g l à đi ệ n cực anot tron g qu á trìn h đi ệ n phân . 1.2. Phương pháp vật lí Có th ể dùn g phươn g phá p ph ổ khố i lượng đ ể xá c đ ị n h khố i lượng nguyê n t ử hoặc phâ n tử. Nguyê n tắc của phươn g phá p nà y là là m bay hơi m ẫ u nghiê n cứu ở á p su ấ t th ấ p v à nhiệ t độ thíc h hợp, sau đó cá c phâ n t ử ở th ể kh í bị b ắ n ph á b ằ n g chù m electron vớ i năn g lượng cao đ ể tạo r a cá c ion t ừ cá c phâ n t ử khí, tiế p theo có sự tác h cá c ion v à nh ò thiế t bị má y gh i được cá c tí n hiệ u theo tỉ s ố khố i lượng/ đi ệ n tích (m/Ze) của chúng . Bở i v ì xá c su ấ t tạ o thàn h cá c lo n có z > 1 l à r ấ t n h ỏ v à vì e = const (e l à đi ệ n tíc h của electron), do đó thôn g thư ờ n g m/Ze chín h là khố i lượ n g của lon và, t ừ đó có th ể xá c đ ị n h được khố i lượng nguyê n t ử hay phâ n tử. Nh ò phươn g phá p ph ổ khố i lượng còn có t h ể xá c đ ị n h được khố i lượng nguyê n t ử của t ừ n g đ ồ n g vị của cá c nguyê n tố . Ư u đi ể m của phươn g phá p nà y l à nhanh , nhạy , độ chín h xá c cao, khố i lượ n g m ẫ u cụ n r ấ t ít (chỉ cụ n và i microgam). 2. THỰC HÀNH 2.1 . Nguyê n t ắ c K h i cho axit clohiđri c đặc tư ờ n g tá c vớ i kẽm , phả n ứ n g xả y r a mãn h liệ t Z n ( r ) + 2H +(dd ) -> Zn 2 +(dd ) + H 2 1 (1) N ế u tha y axit clohiđri c b ằ n g axit yếu , n ồ n g độ th ấ p , tốc độ kh ử lon H+sẽ giả m đi, th ậ m ch í có th ể khôn g phả n ứn g . Ví d ụ cho dun g dịch axit axetic 0,1M cho tá c dụn g với kẽm , phả n ứ n g khôn g xả y ra. N ế u dùn g ngu ồ n đi ệ n cung cấp năn g lượng (pin hoặc acquy) th ì k ẽ m kh ử được H + của axit axetic. Pi n được l ắ p và o dụn g cụ, tron g đó than h k ẽ m là anot, than h đ ồ n g l à catot. Ở anot xả y r a qu á trìn h oxi hoa của k ẽ m Z n ( r ) -> Z n 2 +(dd ) + 2e (2) 67 Ở catot xả y r a qu á trìn h kh ử của H + 2CH3COOH + 2e H 2T + 2CH 3C O O (dd ) (3) K ế t hợp (2) v à (3) Z n ( r ) + 2CH3COOH -> H 2 T + Zn 2 +(dd ) + 2CH 3COCr(dd ) Theo phươn g trìn h trên , cứ Ì moi k ẽ m tạo thàn h Ì mo i hiđro , vì v ậ y n ế u xá c đ ị n h được th ể tích hiđr o thoá t ra , á p dụn g phươn g trìn h k h í lí tưở n g tìm được s ố moi k ẽ m đ ã phả n ứng. M ặ t khác , biế t khố i lượng của k ẽ m trước v à sau kh i đi ệ n phâ n có th ể tì m khố i lượng nguyê n tử kẽm . 2.2. Hoa chất và dụng cụ Hoa chất: Dun g dịch axit axetic 0,1 M tron g natri sunfa t 0,5 M . Dụng cụ: Cốc (250ml); ống đo 50ml có đư ờ n g kín h khoản g l,5cm, có th ê thay b ằ n g bure t (50ml); mộ t đo ạ n dâ y d ẫ n đi ệ n to có lõi mộ t sợi đồng đườ n g kín h 2mm, c ắ t bỏ 2cm vỏ bọc ngoà i dùn g là m đi ệ n cực đồng; than h k ẽ m nguyê n ch ấ t 0,3cmx6cm; acquy hay pi n 1,5 von; cặp đ i ệ n cực, gi ấ y ráp . 2.3. Cách tiên hành L ắ p dụn g cụ nh ư hìn h 6.1. L ấ y 150ml dun g dịch đi ệ n li (axit axetic 0,1M tron g natr i sunfat 0,5M) và o cốc 250ml. Cũn g l ấ y dung dịch đi ệ n l i trê n và o đ ụ y ống đo 50ml, dùn g ngó n tay tr ỏ bịt kí n miện g ống đo r ồ i ú p ngược và o cốc đã đ ự n g dung dịch đi ệ n li . Dùn g k ẹ p s ắ t cố đ ị n h ốn g đo . L ấ y gi ấy rá p đán h sạch than h k ẽ m nguyê n chấ t, câ n trê n câ n phâ n tích. Gh i khố i lượng mv Dùn g k ẹ p , k ẹ p đi ệ n cực kẽm , nố i vớ i cực dươn g của pin , còn dâ y đi ệ n dùn g là m đi ệ n cực đ ồ n g l ắ p sao cho phụ n đ ã cắt vỏ bọc nă m gọn phí a tron g miện g ống đo v à nố i vớ i cực â m của pin . K h i b ắ t đ ụ u đi ệ n phân , nhún g đi ệ n cực k ẽ m v à o dun g dịch đi ệ n li c h ú ý khôn g đ ể k ẹ p ở đi ệ n cực k ẽ m ng ậ p và o dun g dịch. ồ đi ệ n cực đồng, kh í hiđr o thoá t ra, đ ẩ y dun g dịch ốn g đo xuống . Th u được 25 - 30ml kh í hiđro , ng ừ n g đi ệ n phâ n b ằ n g các h bỏ đi ệ n cực k ẽ m r a kh ỏ i dung dịch đi ệ n li , thá o dâ y nố i với ngu ồ n đi ệ n . Rửa đi ệ n cực k ẽ m bàn g nước cất và la u kh ô b ằ n g gi ấ y la u sạch. Sau đó câ n than h k ẽ m trê n c â n phâ n tích, ghi khố i lượng m2. 68 Hình 6.1. Dụng cụ để xác định khối lượng nguyên tử của kẽm 1. Ống đo; 2. Điện cực đồng; 3. Điện cực kẽm; 4. Dung dịch điện li; 5. Pin (hoặc acquy). 2.4. Tín h k ế t qu ả • Cá c s ố liệ u th u được Khố i lượng k ẽ m ban đ ụ u : ni! Khố i lượ n g k ẽ m sau phả n ứng: m 2 T h ể tíc h kh í hiđro : V Chiề u cao cột nước: Ah Nhiệ t độ tuyệ t đ ố i: T(K) Áp su ấ t kh í quy ể n : Pk q Áp su ấ t hơi nước bã o hoa: P H b ỉ 0 ho à • Tín h : - Số mo i hiđr o dựa và o phươn g trìn h kh í lí tưởng . - Số mo i k ẽ m phả n ứng. - Khố i lượng nguyê n t ử của kẽm . • Tín h sai s ố phụ n tră m so với lí thuyết. 69 3. CÂU H Ỏ I VÀ BÀI TẬP 1. Kh i đi ệ n phâ n dung dịch axit axetic 0,1M pha tron g natri sunfat 0,5M, anot là ki m loạ i chư a biết, catot là đồng th u được 10,76ml khí hiđro. Mực nước trong ống đo cao hơn mực nước trong cốc 426,2mm. Khố i lượng ki m loạ i phả n ứn g 0,0472g. Nhiệ t độ phòn g 28°c , áp suấ t kh í quy ể n 98738,5Pa. Xác định khố i lượng nguyê n t ử của kim loạ i đó. Tê n ki m loạ i là gì? 2. Gi á trị thực nghiệm khố i lượng nguyê n t ử của k ẽ m có th ể qu á cao, q u á th ấ p hoặc khôn g có ản h hư ở n g gì, giả i thíc h ý nghĩ a ngu ồ n gốc sai s ố có th ể có sau đây : - Đi ệ n cực k ẽ m khôn g nguyê n chấ t. - Đi ệ n cực đ ồ n g đ ể ở vị trí có mộ t lượng hiđr o khôn g và o ốn g đo. - Khôn g tín h đ ế n á p su ấ t hởi bã o hoa của nước . 70 B à i 7 X Á C Đ Ị N H ĐƯƠN G LƯ Ợ N G C Ủ A MAGI E 1. LÍ THUYẾ T Đươn g lượng của mộ t nguyê n t ố là số phụ n khố i lượng của nguyê n t ố đó k ế t hợp hoặc tha y t h ế 1,008 phụ n khố i lượ n g của hiđr o hoặc 8 phụ n khố i lượ n g của oxi tron g cá c phả n ứ n g hoa học. Ví dụ: đươn g lượ n g của clo tron g HC1 l à 35,5; của oxi tron g H 2 0 là 8; của nitơ tron g NH 3 l à 4,67... T ừ đ ị n h nghĩa v ề đươn g lượng, nh ậ n th ấ y v ề nguyê n t ắ c đươn g lượng là đ ạ i lượ n g khôn g có th ứ nguyên . Tu y nhiê n tron g thực t ế v ẫ n h i ể u ngụm đơ n vị của đươn g lượng là đơn vị khố i lượ n g nguyê n tử. Mót số hê quả • Đương lượng của một nguyên tố là lượng nguyên tố tương ứng với đơn vị hoa trị của nguyên tố đó. Vì v ậ y giữa đươn g lượng, hoa trị v à khố i lượng nguyê n t ử có quan h ệ n A: Khố i lượ n g nguyê n tử Đ: Đươn g lượ n g của nguyê n t ố n: Hoa trị của nguyê n tố. V ậ y mộ t nguyê n t ố đ a hoa trị sẽ có cá c gi á trị đươn g lượ n g khá c nhau tươn g ứ n g vớ i cá c hoa trị m à nguyê n t ố th ể hiệ n tron g t ừ n g trư ờ n g hợp. Ví dụ: Tron g s ắ t (li ) oxit FeO, đươn g lượng của s ắ t là 56/2 = 28, tron g s ắ t (IU) oxit Fe 2 0 3, đươn g lượng của sắt b ằ n g 56/3 = 18,67. 71 • Cần phân biệt giá trị đương lượng với số đương lượng của một nguyên tố. Tron g nhô m oxit A1 2 0 3, đươn g lượng của A I = 27/3 = 9; Ì nguyê n tử nhô m có 27/9 = 3 đươn g lượng nhô m nê n tron g mộ t phâ n t ử nhô m oxit có 2 X 3 = 6 đươn g lượng nhôm . Tươn g t ự nh ư v ậ y , nguyê n t ử oxi có 16/8 = 2 đươn g lượng oxi. Tron g mộ t phâ n t ử nhô m oxit có 3 X 2 = 6 đươn g lượng ờxi. Nh ư v ậ y 6 đươn g lượng nhô m k ế t hợp vớ i 6 đương lượng oxi tron g phâ n tử nhô m oxit. Tu y nhiê n khố i lư ợ n g của chún g tươn g tá c vớ i nha u th ì khá c nhau. • Tương ứng với khái niệm moi nguyên tả, moi phân tả có thể định nghĩa một moi đương lượng của một nguyên tố là khối lượng của nguyên tố đó biểu diễn bằng đơn vị găm có số trị bằng đương lượng của nó. Ví dụ: lmo l đươn g lượng hiđr o b ằ n g l,008 g Ì moi đươn g lượng kali b ằ n g 39,Og ... • Trong các phản ứng hoa học, các nguyên tố phản ứng với nhau theo những số đương lượng như nhau. Ví dụ: Phả n ứ n g giữa nguyê n t ố A với nguyê n t ố B, gọ i đươn g lượng của chún g tươn g ứ n g là Đ A v à Đ B ) n ế u m A gă m ch ấ t A phả n ứ n g vớ i m B g ă m ch ấ t B, th ì cá c đ ạ i lượng nà y thoa mã n h ệ thức : ^ 3 ) m A = Đ A Đ A Đ B m B Đ B H ệ thức trê n bi ể u di ễ n đ ị n h lu ậ t đươn g lượng: "Khố i lư ợ n g của các ch ấ t tham gia phả n ứ n g tỉ l ệ vói đươn g lượ n g của chúng" . Khái niệm đương lượng củng được mờ rộng cho hợp chất. - Đươn g lượng của hợp chất là số phụ n khố i lượng của hợp chấ t đó phản ứng khôn g thừa, khôn g thiế u với một đươn g lượng của hợp chấ t khác . - Đươn g lượ n g của axit b ằ n g khố i lượ n g phâ n t ử của n ó chi a cho số proton tham gia phả n ứn g . - Đươn g lượ n g của bazơ b ằ n g khố i lượ n g phâ n t ử của n ó chi a cho số nhó m hiđroxy l tham gia phả n ứn g . 72 - Đươn g lượng của muố i b ằ n g khố i lượng phâ n t ử chia cho t ổ n g đ i ệ n tích của cá c cation (hay anion). - Đươn g lượ n g của mộ t ch ấ t tron g phả n ứ n g ox i hoa - kh ử b ằ n g khố i lượng phâ n t ử của n ó chia cho s ố electron trao đ ổ i. Có nhiều phương pháp xác định đương lượng của một chất 1. Phương pháp trực tiếp Đươn g lượng của mộ t ch ấ t được xá c đ ị n h theo d ữ kiệ n của phả n ứ n g trực tiế p giữa nguyê n t ố đó với hiđr o hoặc oxi. 2. Phương pháp phân tích Phâ n tíc h chín h xá c thàn h phụ n của mộ t hợp ch ấ t chứa nguyê n t ố cụn xá c đ ị n h đươn g lượ n g vớ i mộ t nguyê n t ố khá c đ ã biế t đươn g lượng. T ừ k ế t qu ả phâ n tích , dựa và o đ ị n h lu ậ t đươn g lượ n g đ ể tính . 3. Phương pháp điện hoa D ựa và o đ ị n h lu ậ t Faraday: Mộ t đi ệ n lượ n g 96.500 culôn g kh i đi qua dun g dịch ch ấ t đi ệ n li sẽ phâ n h u y hoặc tạ o thàn h mộ t mo i đươn g lượng ch ấ t trê n đi ệ n cực. 4. Phương pháp đẩy hiđro Đ ể xá c đ ị n h đươn g lượng của các ki m loạ i có th ể phả n ứ n g với axit hoặc kiề m giả i phón g r a hiđro . Kh i biế t đươn g lượ n g ki m loạ i phả n ứng, th ể tíc h kh í hiđro , á p su ấ t th í nghiệ m có th ể tín h được đư ờ n g lượng ki m loạ i cụ n xá c đ ịnh . 2. THỰC HÀNH 2.1 . Nguyê n t ắ c D ựa và o phươn g trìn h phả n ứng: M g + H 2 S 0 4 ->MgS0 4 + H 2 Í Biế t khố i lượ n g magie tá c dụn g vớ i axit dư, đo th ể tíc h kh í hiđr o được giả i phón g ở nhiệ t độ T(K) v à á p su ấ t (P), tín h được đươn g lượng của magie theo đ ị n h lu ậ t đươn g lượng. 73 2.2. Ho a ch ấ t v à dụn g c ụ Hoa chất: Magi e ki m loại, dun g dịch H 2 S 0 4 20%. Dụng cụ: ốn g nghiệ m khô , dụn g cụ đ ể đ o v à th u kh í (hìn h 7.1) nhiệ t k ế , á p k ế , k ẹ p sắt, gi á sắt. 2.3. Cách tiến hành Hình 7.1. Dụng cụ xác định đương lượng của magie 1. Ống nghiệm; 2. ống đo khí; 3. ống thăng bằng. L ắ p dụn g cụ nh ư hìn h 7.1. C â n mộ t đo ạ n dâ y magie đ ã là m sạch lớp oxit khoản g 0,02g trê n c â n phâ n tích . Đ ổ nước t ừ t ừ và o ốn g (2) v à (3) đ ế n vạc h sốo , trán h đ ể k h í n ằ m lạ i tron g ốn g cao su. Dùn g pipe t l ấ y khoản g 4m l H 2 S 0 4 20% cho và o ốn g nghiệm. L ắ p Ống nghiệ m n ằ m nghiêng , đ ặ t magie phí a trê n thàn h ống nghiệm sao cho magie khôn g tiế p x ú c vớ i axit. Đ ậ y nú t ốn g nghiệm 74 g ắ n nú t ốn g nghiệ m v à ống chia độ b ằ n g colođion n ế u cụn. Ki ể m tr a dụng cụ đ ã kí n chưa bằng cách nân g hay h ạ ống (3) khoản g 15 - 20cm so với vị trí ban đ ụ u . N ế u mực nưốc trong ống (2) chỉ dân g lê n (hay h ạ xuống) mộ t ít r ồ i gi ữ nguyê n khôn g thay đ ổ i , th ì dụn g cụ đ ã kín . Thăn g bằng mực nước tron g ống (2) v à ống (3) ngang nhau . Gh i mực nước ở Ống(2):V1. Lắ c nh ẹ ống nghiệ m cho magie tiế p x ú c vố i axit. Qua n sá t hiệ n tượng. Kh i magie đ ã ta n hết, k h í hiđr o ng ừ n g thoá t ra, mực nước tron g ống (2) khôn g h ạ xuốn g nữa, đ ể mộ t lúc cho ống nghiệ m trở lạ i nhiệ t độ phòng , thăn g b ằ n g mực nước tron g ống (2) v à (3). Gh i mực nước tron g ong (2): v 2 2.4. Tín h k ế t qu ả - Các số liệu thực nghiệm thu được Khố i lượ n g ki m loạ i magie : 0,02g T h ể tíc h nước tron g ống (2) lúc đ ụ u : V i (mi) T h ể tíc h nước tron g ống (2) sau th í nghiệ m : V 2 (mi) Áp su ấ t kh í quy ể n : P k q (mmHg ) Áp su ấ t hơ i nước bã o hoa : f (mmHg ) Nhiệ t độ th í nghiệ m : T(K ) - Tính đương lượng theo hai cách • Dựa và o phươn g trìn h kh í lí tư ở n g đ ể tín h khố i lượ n g kh í hiđr o C h ú ý: p k q = P H 2 + f Sau đó tín h đươn g lượ n g magie theo đ ị n h lu ậ t đươn g lượng. • Đươn g lượ n g của magie v ề gi á trị b ằ n g khố i lượng magie (tín h r a găm) đ ủ tươn g tá c vớ i axit đ ể giả i phón g 11,2 lít kh í hiđr o ố đi ề u kiệ n tiê u chu ẩ n . Do đó chuy ể n th ể tíc h kh í hiđr o tron g th í nghiệ m v ề th ể tíc h ở đi ề u kiệ n tiê u chu ẩ n theo phươn g trìn h Bói - Mario t - Gay - Luytxac . v _V(P K q -0-27 3 760.T 75 T ừ đó suy r a đươn g lượng của magie cụ n thiế t đ ể tạ o 11,21 khí hiđr o ở đi ề u kiệ n tiê u chu ẩ n . n = mM* •11200 VMg Vo Tín h sai s ố phụ n trăm . 3. CÀU HO I VÁ BÁI TẠP 1. Đ ị n h nghĩa đươn g lượng. Mộ t nguyê n t ố có m ấ y gi á trị đương lượng? Cho ví dụ . Phâ n biệ t gi á trị đươn g lượ n g v à s ố đươn g lượng của mộ t nguyê n tố. 2. Nê u cá c phươn g phá p xá c đ ị n h đươn g lượ n g tron g phòn g thí nghiệm? 3. Mộ t ki m loạ i tạo vớ i oxi ha i oxit. Kh i đu n nón g 3g m ỗ i oxit trong m ộ t lu ồ n g kh í hiđro , th u được tươn g ứ n g 0,69g v à 0,337g nước . - Tín h đươn g lượng của ki m loạ i v à giả i thíc h k ế t qu ả th u được. - Ki m loạ i nó i trê n l à ki m loạ i gì? 4. Nê u các h tín h á p su ấ t kh í hiđro . Tạ i sao khôn g phả i tín h đ ế n áp su ấ t do cột nước gâ y ra? 5. Nhữn g đi ề u cụ n ch ú ý kh i thực hàn h đ ể th í nghiệ m thàn h công ? 76 B à i 8 P H A DUN G DỊC H V À CHU Ẩ N Đ Ộ 1. LÍ THUYẾ T Dun g dịch là mộ t h ệ đồng th ể gồm ha i hay nhiề u c ấ u t ử (hợp phụn). Cấ u t ử nà y được phâ n b ố ở dạn g phâ n tử, nguyê n t ử hay io n trong toà n khố i của c ấ u tử kia . Có cá c loạ i dun g dịch khí, lỏng, r ắ n nhưn g quan trọn g v à ph ổ biế n là dung dịch lỏng. Đ ể bi ể u th ị thàn h phụ n của dung dịch, ta dùn g khá i niệ m n ồ n g độ. 1.1. Nồng độ dung dịch là lượng chất tan có trong đơn vị khối lượng hoặc đơ n vị th ể tíc h dung dịch hay dun g môi. Tron g Hoa học, nồng độ dun g dịch được bi ể u th ị b ằ n g nhiề u các h khá c nhau . - Nồng độ phần trăm: chỉ số găm chất tan có trong lOOg dung dịch. Ví dụ: tron g lOOg dun g dịch NaCl 15% có 15g natri clorua v à 85g dung môi. - Nồng đô moi (kí hiệ u là M): chỉ s ố mo i ch ấ t ta n có tron g Ì lít dung dịch. Ví dụ: dung dịch H 2 S 0 4 2 M chứa 2 moi axit hay 196g axit trong Ì lít dung dung axit. - Nồng độ đương lượng hay nồng độ nguyê n chu ẩ n (kí hiệ u l à N): chỉ s ố đươn g lượ n g ch ấ t tan tron g Ì lít dun g dịch. Ví dụ: dun g dịch axit H 2 S 0 4 2 N chứa 2 đươn g lượn g hay 98g axit tron g Ì lít. s 77 - Nồng độ molan: chỉ s ố moi chấ t tan tron g lOOOg dun g môi. - Nồng độ phần moi (kí hiệ u l à x): chỉ s ố mo i ch ấ t i chi a cho tổng số moi của cá c ch ấ t có má t tron g dun g đích: X = —í Zn Ví dụ: Dun g dịch chứa 80,8g axit axetic ( M = 60,1) tron g Ì lít dung dịch ở 20° c có khố i lượn g riên g l à 1,0097 kg.m" 3. Tín h n ồ n g đ ộ moi, nồng độ đươn g lượng, n ồ n g độ phụ n trăm , n ồ n g độ phụ n mo i của dung dịch. 8 0 1 8gr ; Nồ n g độ moi: ' g - = Ì, 34 mol.r 1 60,lg.mo r - Nồ n g độ đươn g lượng: = 1,34 đươn g lư ợng.Ì- 1 80,8 - Nồ n g đô molan: ^ .1000 = 1,45 mo i tron g lOOOg H 2 0 1009,7-80, 8 & 2 — N ồ n g độ phụ n moi: 80,8 + Phụ n mo i của axit CH 3 COO H = — Ẽ < y = 0,025 38 0 8 1009,7-80, 8 ' 60,1 +" 18 + Phụ n mo i của H 2 0 = 1,000 - 0,025 = 0,975 - Nồng độ phụn trăm = 80,8 .100 = 8,00% CHXOOH 1009,7 3 1.2. Pha chế dung dịch 1.2.1. Pha dung dịch chuẩn N ế u có ch ấ t gốc (chấ t gốc l à ch ấ t có đ ộ tin h khiế t đ ã biế t chín h xác) t h ì câ n mộ t lượn g đ ã tín h trê n câ n phâ n tích , hoa ta n tron g bìn h đ ị n h mức r ồ i thê m nước tói vạc h ng ấ n . Kh i khôn g có ch ấ t gốc, trước h ế t pha dun g dịch có n ồ n g độ gụ n đúng , sau đó dùn g dun g dịch ch ấ t gốc khá c đ ể xá c đ ị n h lạ i n ồ n g độ dun g dịch v ừ a pha. Ví dụ: Dùn g dun g dịch axit oxalic chu ẩ n đ ể xá c đ ị n h lạ i n ồ n g độ của dun g dịch natri hiđroxit vừa pha. 78