TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌCKHOA HÓA HỌC-----------Sinh viên thực hiện: TRẦN THỊ HOÀI NHINGÀY 09/09/2014Nhóm: 1BÀI THỰC HÀNH SỐ 1:HIDRO – HIDRO PEOXIT1.Thí nghiệm 1: Điều chế khí Hidroa. Hiện tượng quan sátKhi mở khóa phễu chứa dung dich HCl 10 thì dung dịch HCl chảy xuốngđáy bình và những viên Zn tan ra, dung dịch sủi bọt, có lượng khí sinh ra lớn,khí này theo ống thủy tinh thoát ra ngoài.Khi đốt đầu ống thủy tinh trong ngọn lửa đèn cồn, ban đầu không có hiệntượng gì xảy ra, tiếp tục đốt đầu ống thủy tinh một lúc thì có khí thoát ra nhiềuhơn, mùi khét và có tiếng nổ lớn. Sau đó tiếp tục đốt thì không có tiếng nổ nữanhưng quan sát thấy ngọn lửa có màu xanh rất nhạt.Khi úp phễu thủy tinh khô lên trên ngọn lửa thì thấy thành bình bị đục và cómột lớp sương mờ bám trên thành bình.b. Phương trình phản ứngZn + 2 HCl ZnCl2 + H22 H2 + O2 2 H2Oc. Giải thíchVì Zn là kim loại hoạt động mạnh, đừng trước Hidro trong dãy hoạt độnghóa học nên khi cho Zn tác dụng với dung dịch acid HCl sẽ giải phóng khíHidro.Khi đốt đầu ống thủy tinh trong ngọn lửa đèn cồn thì có tiếng nổ lớn vì khiphản ứng được đốt nóng ở nhiệt độ cao, nhiệt độ bắt cháy của hỗn hợp khí hidrosinh ra và oxi không khí trong bình thí nghiệm có tỉ lệ 2:1, phản ứng xảy ra sẽđốt nóng những phân tử H2 và O2 ở chung quanh làm cho chúng phản ứng vớinhau và lan truyền trong toàn bộ thể tích của hỗn hợp gây ra hiện tượng nổ.Sau đó tiếp tục đốt thì lượng oxi phản ứng hết, còn lại khí H 2 tinh khiết vàkhí H2 đốt cháy cho ngọn lửa màu xanh nhạt.Khi úp phễu thủy tinh khô lên trên ngọn lửa thì khí H 2 tác dụng với khí O2trong không khí tạo thành hơi nước nhìn như lớp sương mờ bám trên thành bình.[Tài liệu tham khảo: Hóa học vô cơ – Hoàng Nhâm – Tập 2 – trang 5].2. Thí nghiệm 2: Điều chế khí Hidroa. Hiện tượng quan sátKhi cho một ít phoi nhôm và dung dịch NaOH vào ống nghiệm thì quan sátthấy Al tan dần, có hiện tượng sủi bọt khí màu trắng và có lớp bọt khí bám trênbề mặt miếng nhôm.b. Phương trình phản ứngAl2O3 + 2 NaOH + 3 H2O 2 Na[Al[OH]4]Al + 3 H2O Al[OH]3 + H2Al[OH]3 + NaOH Na[Al[OH]4]Phản ứng tổng quát: 2 Al + 2 NaOH + 6 H2O 2 Na[Al[OH]4] + H2c. Giải thíchAl là nguyên tố lưỡng tính nên trong môi trường kiềm Al tác dụng vớiNaOH và giải phóng khí H2 nên xuất hiện hiện tượng sủi bọt khí.Phản ứng tạo thành phức aluminac, kim loại Al có lớp oxit nhôm rất bền bảovệ ngăn không cho tác dụng với H2O nhưng khi ở trong môi trường kiềm lớpoxit nhôm bị phá vỡ. Khi lớp oxit nhôm bị phá vỡ thì Al tác dụng với H 2O tạothành kết tủa trắng Al[OH]3. Kết tủa Al[OH]3 không tan hết nên phản ứng tiếpvới dung dịch NaOH tạo phức aluminac.3. Thí nghiệm 3: Tính chất của Hidro với phản ứng khử CuOa. Hiện tượng quan sátLấy tờ giấy cuộn CuO trong đầu ống dẫn khí đã được đốt thì thấy trong tờgiấy đó có một ít chất rắn màu nâu đỏ.b. Phương trình phản ứngH2 + CuO Cu + H2Oc. Giải thíchTính chất hóa học đặc trưng của hidro là tính khử nên ở nhiệt độ cao H 2 khửđược oxit kim lọa CuO thành kim loại Cu. Chất rắn màu nâu đỏ còn lại chính làkim loại đồng Cu.4. Thí nghiệm 4: So sánh hoạt tính của hidro phân tử và hidro nguyên tửa. Hiện tượng quan sátỐng nghiệm 2: cho 8 ml dung dịch H 2SO4 10 và 1 ml dung dịch KMnO40,05M sau đó sục khí H2 tinh khiết thì thấy màu tím của dung dịch mất màuchậm.Ống nghiệm 3: cho 8 ml dung dịch H 2SO4 10 và 1 ml dung dịch KMnO40,05M sau đó thả vào một miếng Zn thì thấy miếng Zn tan ra, có hiện tượng sủibọt khí, màu tím của dung dịch mất màu nhanh hơn và để một lúc sau thì thấydung dịch trong suốt.b. Phương trình phản ứng5 H2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 K2SO4 + 2 MnSO4 + 8 H2OZn + H2SO4 ZnSO4 + 2 H*5 H* + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 2 MnSO4 + K2SO4 + 8 H2Oc. Giải thíchCho khí H2 tác dụng với dung dịch KMnO4 trong môi trường acid H2SO4Ống nghiệm 2: khí hidro sục vào là khí hidro phân tử vì khí hidro điều chếđã tinh khiết để trong không khí nó chuyển thành hidro phân tử, màu tím củadung dịch mất màu chậm.Ống nghiệm 3: miếng Zn tác dụng với dung dịch H 2SO4 sinh ra khí H2 trongdung dịch nên có hiện tượng sủi bọt khí. Khí H 2 mới sinh ra chính là hidronguyên tử nên có tính oxi hóa rất mạnh do đó làm mất màu tím của dung dịchKMnO4 nhanh hơn.Vì vậy hidro nguyên tử có hoạt tính mạnh hơn hidro phân tử.5. Thí nghiệm 5: Điều chế Hidro peoxita. Hiện tượng quan sátKhi cho 1 gam BaO2 vào ống nghiệm to chứa 5 ml H 2SO4 loãng ngâm trongnước đá, quan sát thấy trong ống nghiệm có hiện tượng sủi bọt khí đồng thời cókết tủa màu trắng.b. Phương trình phản ứngBaO2 + H2SO4 BaSO4 + H2O2c. Giải thíchKhi cho BaO2 tác dụng với acid H2SO4 thì sẽ giải phóng khí H2O2 gây rahiện tượng sủi bọt khí, kết tủa màu trắng còn lại trong ống nghiệm là BaSO 4.Trong môi trường acid H2O2 bền nên nó không bị phân hủy.6. Thí nghiệm 6: Tính chất của Hidro peoxita. Hiện tượng quan sátỐng nghiệm 1: đun nóng dung dịch H2O2 thì thấy có hiện tượng sủi bọt khí.Ống nghiệm 2: thêm vào dung dịch H2O2 một ít bột MnO2 thì có hiện tượngsủi bọt khí thoát ra nhanh, có một ít chất rắn lắng xuống dưới đáy ống nghiệm.b. Phương trình phản ứng2 H2O2 2 H2O + O2c. Giải thíchH2O2 là chất lỏng không bền, tan vô hạn trong nước, dễ phân hủy ngay ởnhiệt độ thường tạo H2O và O2 nên ở ống nghiệm 1 khi đun nóng H 2O2 thì sựphân hủy xảy ra chậm, giải phóng khí O2 nên có hiện tượng sủi bọt khí.Ở ống nghiệm 2 có MnO2 là chất xúc tác nên phản ứng phân hủy nhanh hơnlàm khí O2 thoát ra nhanh hơn.Khí bay lên ở cả 2 ống nghiệm là khí O2, để nhận biết khí O2 ta dùng queđóm. Trong phản ứng này MnO2 đóng vai trò là chất xúc tác giúp phản ứng phânhủy nhanh hơn. Có thể thay MnO2 bằng các chất như V2O5, Fe2O3.7. Thí nghiệm 7: Tính chất của Hidro peoxita. Hiện tượng quan sátKhi cho KI vào ống nghiệm chứa dung dịch H 2O2 thấy không có hiện tượngxảy ra.b. Phương trình phản ứng2 KI + H2O2 2 KOH + I2c. Giải thíchH2O2 vừa cso tính oxi hóa vừa có tính khử, khi phản ứng với dung dịch KInó oxi hóa được I- thành I28. Thí nghiệm 8: Tính chất của Hidro peoxita. Hiện tượng quan sátCho dung dịch Pb[CH3COO]2 tác dụng với Na2S thì có kết tủa màu trắngxám và có khí mùi khai. Cho kết tủa vào ống nghiệm rồi thêm dung dịch H 2O2thì thấy có kết tủa màu đen và dung dịch trong.b. Phương trình phản ứngNa2S + H2O NaOH + H2SPb[CH3COO]2 + 2 NaOH Pb[OH]2 + 2 CH3COONaPb[OH]2 + H2O2 PbO2 + 2 H2OPb[CH3COO]2 + Na2S PbS + 2 CH3COONaPbS + 4 H2O2 PbSO4 + H2Oc. Giải thíchDung dịch Na2S là muối của gốc bazơ mạnh và acid yếu nên Na 2S bị phânhủy trong nước tạo thành NaOH và khí có mùi khai chính là H2S.NaOH tác dụng với dung dịch Pb[CH3COO]2 tạo kết tủa màu trắng xámchính là Pb[OH]2. Thêm vào dung dịch thu được vài giọt H 2O2 thì Pb[OH]2 bịoxi hóa thành PbO2 có kết tủa màu đen.9. Thí nghiệm 9: Tính chất của Hidro peoxita. Hiện tượng quan sátKhi thêm dung dịch NaOH 20 vào ống nghiệm chứa dung dịch Cr 2[SO4]30,1M thì lúc đầu dung dịch có màu trắng, có sủi bọt khí, lắc đều thì kết tủa tansau đó dần dần dung dịch chuyển sang màu xanh rêu.Thêm vào dung dịch thu được vài giọt H2O2 10 thì có hiện tưởng sủi bọt khíthoát ra nhanh.b. Phương trình phản ứngCr2[SO4]3 + 6 NaOH 3 Na2SO4 + 2 Cr[OH]3Cr[OH]3 + NaOH Na[Cr[OH]4]2 Na[Cr[OH]4] + 2 NaOH + 3 H2O2 2 Na2CrO4 + 8 H2Oc. Giải thíchCr2[SO4]3 tác dụng với NaOH tạo kết tủa Cr[OH] 3 màu xanh rêu, Cr[OH]3 làhdroxit lưỡng tính, kết tủa này tan ra trong NaOH dư tạo thành Na[Cr[OH]4].Khi thêm vài giọt H2O2 vào dung dịch Na[Cr[OH]4] trong môi trường kiềmthì phản ứng tạo ra muối crommat.Trong các this nghiệm trên, H2O2 thể hiện tính oxi hóa.10. Thí nghiệm 10: Tính chất của Hidro peoxita. Hiện tượng quan sátThêm dung dịch NaOH loãng vào ống nghiệm chứa dung dịch AgNO 3 thì cókết tủa màu nâu đen và ống nghiệm nóng lên. Thêm tiếp vào vài giọt dung dịchH2O2 10 thì có kết tủa màu trắng xám.b. Phương trình phản ứng2 AgNO3 + 2 NaOH → Ag2O + 2 NaNO3 + H2O2 AgNO3 + 2 NaOH + H2O2 → 2 Ag + 2 NaNO3 + 2 H2O + O2c. Giải thíchDung dịch AgNO3 tác dụng với dung dịch NaOH loãng sẽ tạo thành AgOHnhưng do AgOH kém bền nên bị phân hủy thành Ag2O có kết tủa màu nâu đen.Khi thêm dung dịch H2O2 vào thì H2O2 phản ứng với AgNO3 trong môitrường kiềm tạo thành kim loại Ag chính là kết tủa màu trắng xám và giải phóngkhí O2.11. Thí nghiệm 11: Tính chất của Hidro peoxita. Hiện tượng quan sátCho dung dịch H2O2 10 vào ống nghiệm chứa dung dịch KMnO4 0,05M vàdung dịch H2SO4 đậm đặc thì thấy màu tím của dung dịch nhạt hơn lúc ban đầuvà có các hạt liti bám trên thành bình.b. Phương trình phản ứng2 KMnO4 + 3 H2SO4 + 5 H2O2 K2SO4 + 2 MnSO4 + 5 O2 + 8 H2Oc. Giải thíchTrong môi trường acid mạnh H2O2 thể hiện tính khử nên H2O2 sẽ khử MnO4về Mn2+ và giải phóng khí O2 cho thấy hiện tượng có các hạt liti bám trên thànhbình khi phản ứng xảy ra.Trong 2 thí nghiệm sau cùng, H2O2 thể hiện tính khử.Từ các thí nghiệm trên cho thấy H2O2 vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử.H2O2 là chất oxi hóa mạnh trong cả môi trường acid và môi trường kiềm. H2O2thể hiện tính oxi hóa khi tác dụng với chất khử [KI, PbS…], thể hiện tính khửkhi tác dụng với chất oxi hóa mạnh [KMnO4/H2SO4…].Hydro [tiếng Anh: hydrogen, từ tiếng Latinh: hydrogenium] là một nguyên tốhóa học trong hệ thống tuần hoàn các nguyên tố với nguyên tử số bằng1, nguyên tử khối bằng 1 đvC. Trước đây còn được gọi là khinh khí [như trong"bom khinh khí" tức bom H]; hiện nay từ này ít được sử dụng. Sở dĩ được gọi là"khinh khí" là do hydro là nguyên tố nhẹ nhất và tồn tại ở thể khí, với trọnglượng nguyên tử 1,00794 u. Hydro là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ, tạonên khoảng 75% tổng khối lượng vũ trụ và tới trên 90% tổng số nguyên tử.Các sao thuộc dải chính được cấu tạo chủ yếu bởi hydro ở trạng thái plasma.Hydro nguyên tố tồn tại tự nhiên trên Trái Đất tương đối hiếm do khí hydro nhẹnên trường hấp dẫn của Trái Đất không đủ mạnh để giữ chúng khỏi thoát rangoài không gian, do đó hydro tồn tại chủ yếu dưới dạng hydro nguyên tử trongcác tầng cao của khí quyển Trái Đất.Đồng vị phổ biến nhất của hydro là proti, ký hiệu là H, với hạt nhân làmột proton duy nhất và không có neutron. Ngoài ra hydro còn có một đồng vịbền là deuteri, ký hiệu là D, với hạt nhân chứa một proton và một neutron vàmột đồng vị phóng xạ là triti, ký hiệu là T, với hai neutron trong hạt nhân.Với vỏ nguyên tử chỉ có một electron, nguyên tử hydro là nguyên tử đơn giảnnhất được biết đến, và cũng vì vậy nguyên tử hydro tự do có một ý nghĩa to lớnvề mặt lý thuyết. Chẳng hạn, vì nguyên tử hydro là nguyên tử trung hòa duynhất mà phương trình Schrödinger có thể giải được chính xác nên việc nghiêncứu năng lượng và cấu trúc điện tử của nó đóng vai trò quan trọng trong sự pháttriển của cả cơ học lượng tử và hóa học lượng tử.Ở điều kiện thường, các nguyên tử hydro kết hợp với nhau tạo thành những phântử gồm hai nguyên tử H2. [Ở những nhiệt độ cao, quá trình ngược lại xảy ra.]Khí hydro lần đầu tiên được điều chế một cách nhân tạo vào đầu thế kỉ 16 bằngcách nhúng kim loạivào trong một axit mạnh. Vào những năm 17661781, Henry Cavendish là người đầu tiên nhận ra rằng hydro là một chất riêngbiệt và rằng khi bị đốt trong không khí nó tạo ra sản phẩm là nước. Tính chấtnày chính là nguồn gốc của cái tên "hydrogen", trong tiếng Hy Lạp nghĩa là"sinh ra nước". Ở điều kiện tiêu chuẩn, hydro là một chất khí lưỡng nguyên tửkhông màu, không mùi, không vị và là một phi kim.Trong các hợp chất ion, hydro có thể có thể tồn tại ở hai dạng. Trong các hợpchất với kim loại, hydro tồn tại dưới dạng các anionhydrua mang một điện tíchâm, ký hiệu H-. Hydro còn có thể tồn tại dưới dạng các cation H+ là ion dươngsinh ra do nguyên tử hydro bị mất đi một electron duy nhất của nó. Tuy nhiênmột ion dương với cấu tạo chỉ gồm một proton trần trụi [không có electron chechắn] không thể tồn tại được trong thực tế do tính dương điện hay tính axit và dođó khả năng phản ứng với các phân tử khác của H+ là rất cao. Một cation hydrothực sự chỉ tồn tại trong quá trình chuyển proton từ các axit sang các bazơ [phảnứng axit-bazơ]. Trong dung dịch nước H+ [do chính nước hoặc một loại axitkhác phân ly ra] kết hợp với phân tử nước tạo ra các cation hydroni H3O+,thường cũng được viết gọn là H+. Ion này đóng một vai trò đặc biệt quan trọngtrong hóa học axit-bazơ.Hydro tạo thành các hợp chất cộng hóa trị với hầu hết các nguyên tố khác. Nó cómặt trong nước và hầu hết các hợp chất hữu cơcũng như các cơ thể sống.