Bài giảng Thực hành Hóa học đại cương - ĐH Lâm Nghiệp

Chia sẻ: Ermintrudetran Ermintrudetran | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:99

Thêm vào BST

Báo xấu

67
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hóa học đại cương là môn học tổng hợp kiến thức về cấu tạo chất, kiến thức về cơ sở lý thuyết các quá trình hóa học. Thực hành hóa học đại cương là một module trong học phần Hóa học đại cương, được giảng dạy cho sinh viên năm thứ nhất. Phần thực hành củng cố cho người học nội dung kiến thức, đồng thời phát triển các kỹ năng thực nghiệm trong phòng thí nghiệm, các kỹ năng sử dụng thiết bị, dụng cụ, các kỹ năng bố trí thí nghiệm và những hiểu biết về thiết bị, máy móc…

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thực hành Hóa học đại cương - ĐH Lâm Nghiệp

TS. VŨ HUY ĐỊNH ThS. LÊ KHÁNH TOÀN, ThS. ĐẶNG THẾ ANH THùC HµNH HãA HäC §¹I C¦¥NG TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - 2019
TS. VŨ HUY ĐỊNH, ThS. LÊ KHÁNH TOÀN, ThS. ĐẶNG THẾ ANH BÀI GIẢNG THỰC HÀNH HÓA HỌC ĐẠI CƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP - 2019
MỤC LỤC MỤC LỤC ...................................................................................................................... i DANH MỤC CÁC BẢNG…………………………………………………………….iv LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................... 1 Bài 1. KỸ THUẬT SỬ DỤNG DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM ............................................................................................................. 3 1.1. An toàn trong phòng thí nghiệm ................................................................ 3 1.2. Kỹ thuật an toàn khi sử dụng hóa chất ....................................................... 4 1.3. Sử dụng các dụng cụ thủy tinh trong phòng thí nghiệm ............................ 8 1.3.1. Ống nghiệm ......................................................................................... 9 1.3.2. Bình nón (Bình tam giác, bình elen) ................................................. 10 1.3.3. Bình cầu ............................................................................................ 11 1.3.4. Các loại phễu .................................................................................... 11 1.3.5. Cốc thủy tinh ..................................................................................... 12 1.3.6. Ống đong ........................................................................................... 12 1.3.7. Bình định mức ................................................................................... 12 1.3.8. Pipet .................................................................................................. 13 1.3.9. Buret .................................................................................................. 14 1.3.10. Nhiệt kế............................................................................................ 15 1.3.11. Bình hút ẩm ..................................................................................... 15 1.3.12. Ống sinh hàn ................................................................................... 16 1.4. Kỹ thuật sử dụng dụng cụ bằng sứ, gỗ v2 kim loại ................................. 16 4.1.1. Chày, cối sứ ....................................................................................... 17 4.1.2. Bát sứ................................................................................................. 17 4.1.3. Chén sứ.............................................................................................. 17 4.1.4. Kẹp sắt, kẹp gỗ .................................................................................. 17 1.5. Kỹ thuật rửa và làm khô dụng cụ thủy tinh.............................................. 17 1.5.1. Rửa dụng cụ ...................................................................................... 17 1.5.2. Làm khô các dụng cụ ........................................................................ 18 Bài 2. PHƢƠNG PHÁP TRỌNG LƢỢNG .......................................................... 19 2.1. Giới thiệu chung về phương pháp ............................................................ 19 2.2. Cân và cách sử dụng cân .......................................................................... 21 i
2.3. Xác định hàm lượng theo phương pháp trọng lượng ............................... 23 2.3.1. Xác định hàm lượng nước kết tinh .................................................... 23 2.3.2. Xác định hàm lượng nguyên tố trong hợp chất................................. 24 Bài 3. NHIỆT ĐỘNG HỌC ..................................................................................... 28 3.1. Cơ sở lý thuyết ......................................................................................... 28 3.2. Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng ..................................................... 33 Bài 4. TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HÓA HỌC VÀ YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ......... 38 4.1. Cơ sở lý thuyết ......................................................................................... 38 4.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng............................... 40 Bài 5. CÂN BẰNG HÓA HỌC ............................................................................... 44 5.1. Cơ sở lý thuyết ......................................................................................... 44 5.1.1. Hằng số cân bằng, các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng .................. 44 5.1.2. Cân bằng chỉ thị axit–bazơ ............................................................... 45 5.1.3. Cân bằng tan ..................................................................................... 47 5.2. Thí nghiệm ............................................................................................... 48 Bài 6. TÍNH CHẤT AXIT – BAZƠ CỦA DUNG DỊCH ................................... 52 6.1. Cơ sở lý thuyết ......................................................................................... 52 6.2. Thí nghiệm ............................................................................................... 57 Bài 7. NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH, CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH........................... 59 7.1. Nồng độ dung dịch ................................................................................... 59 7.2. Pha chế hóa chất ....................................................................................... 61 7.2.1. Pha chế từ hóa chất rắn .................................................................... 61 7.2.2. Pha chế từ dung dịch đậm đặc (C%, d) ............................................ 61 7.2.3. Pha chế dung dịch chuẩn .................................................................. 62 7.2.4. Pha loãng dung dịch, pha trộn dung dịch......................................... 63 7.3. Chuẩn độ dung dịch.................................................................................. 64 7.4. Thí nghiệm ............................................................................................... 68 Bài 8. PHẢN ỨNG OXI HÓA – KHỬ .................................................................. 70 8.1. Cơ sở lý thuyết ......................................................................................... 70 8.2. Thí nghiệm ............................................................................................... 73 Bài 9. ĐIỆN HÓA...................................................................................................... 76 9.1. Pin điện hóa .............................................................................................. 76 9.2. Sức điện động của pin .............................................................................. 77 9.3. Sự điện phân ............................................................................................. 78 ii
9.4. Thí nghiệm ............................................................................................... 80 Bài 10. HỆ KEO ........................................................................................................ 84 10.1. Định nghĩa, phân loại ............................................................................. 84 10.2. Tính chất chung của sol và gel ............................................................... 85 10.3. Nhũ tương............................................................................................... 87 Bài 11. ĐỘ TAN......................................................................................................... 89 11.1. Cơ sở lý thuyết ....................................................................................... 89 11.1.1 Khái niệm về độ tan ......................................................................... 89 11.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan ................................................... 89 11.2. Thí nghiệm ............................................................................................. 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 94 iii
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Các chỉ báo trên bình chứa hóa chất thương mại ................................. 5 Bảng 1.2. Biện pháp an toàn khi làm việc với hóa chất ........................................ 7 Bảng 3.1. Nhiệt dung riêng của một số chất ở 298 K ......................................... 31 Bảng 3.2. Khối lượng riêng của một số chất ở 298 K ......................................... 31 Bảng 3.3. Các giai đoạn của quá trình hòa tan chất tan trong dung môi ở điều kiện đẳng áp, đẳng nhiệt ...................................................................................... 32 Bảng 3.4. Entanpy hòa tan của một số chất điện ly ở 298K ............................... 32 Bảng 5.1. Một số chỉ thị axit–bazơ ..................................................................... 46 Bảng 5.2. Tích số tan của một số chất ở 298K.................................................... 47 Bảng 6.1. Giá trị pH của một số dung dịch nước phổ biến ................................. 53 Bảng 6.2. Một số dung dịch đệm phổ biến.......................................................... 56 Bảng 6.3. Một số dung dịch đệm dùng trong sinh học ....................................... 56 Bảng 7.1. Các loại nồng độ dung dịch ................................................................ 59 Bảng 8.1. Thế khử chuẩn ở 298 K....................................................................... 72 Bảng 11.1. Phân loại khả năng tan của chất tan trong dung môi ........................ 89 Bảng 11.2. Độ tan các chất (g/100 ml nước) ở các nhiệt độ khác nhau ............... 90 Bảng 11.3. Hằng số Henry (k) ở một số nhiệt độ................................................ 92 iv
LỜI NÓI ĐẦU Hóa học đại cương là môn học tổng hợp kiến thức về cấu tạo chất, kiến thức về cơ sở lý thuyết các quá trình hóa học. Thực hành hóa học đại cương là một module trong học phần Hóa học đại cương, được giảng dạy cho sinh viên năm thứ nhất. Phần thực hành củng cố cho người học nội dung kiến thức, đồng thời phát triển các kỹ năng thực nghiệm trong phòng thí nghiệm, các kỹ năng sử dụng thiết bị, dụng cụ, các kỹ năng bố trí thí nghiệm và những hiểu biết về thiết bị, máy móc… Trên cơ sở các kiến thức, kỹ năng và kỹ thuật thu được trong thực hành, người học tiếp cận với thế giới nghiên cứu khoa học thực nghiệm; đồng thời tạo nền tảng kỹ năng cho người học tiếp tục học các môn cơ sở ngành, chuyên ngành và các công việc có liên quan đến phòng thí nghiệm trong quá trình học tập, cũng như trong quá trình làm việc. Xuất phát từ nhu cầu thực tế đào tạo đại học cho các nhóm ngành về sinh học, khoa học môi trường, quản lý tài nguyên, lâm nghiệp, lâm học, bảo vệ thực vật, thú y… của sinh viên Trường Đại học Lâm nghiệp, chúng tôi soạn thảo Bài giảng thực hành Hóa học đại cương, với mong muốn có được tài liệu phục vụ giảng dạy các nhóm ngành không chuyên sâu về hóa học. Nhóm biên tập chân thành cảm ơn các Thầy cô trong Bộ môn Hoá học đã góp ý, bổ sung hoàn thiện bài giảng. Nhóm tác giả 1
Bài 1 KỸ THUẬT SỬ DỤNG DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM 1.1. An toàn trong phòng thí nghiệm Người học tập và lao động cần biết và vận dụng các kỹ thuật an toàn khi sử dụng hóa chất trong phòng thí nghiệm và trong đời sống, biết các quy tắc an toàn lao động trong phòng thí nghiệm, biết sử dụng đúng cách các dụng cụ và biết sử dụng kỹ thuật cơ bản khi thí nghiệm, thực hành. Việc đảm bảo an toàn trong phòng thí nghiệm hóa học là một công tác cần đặc biệt chú trọng. Để tránh các trường hợp đáng tiếc xảy ra, người làm việc trong phòng thí nghiệm cần tuân thủ một số các quy tắc an toàn sau: – Không ăn, uống hay hút thuốc lá trong phòng thí nghiệm. Không nếm bất cứ hóa chất nào, không ngửi trực tiếp bất kỳ hơi hoặc khí nào. Thông báo ngay cho cán bộ hướng dẫn khi xảy ra tai nạn; – Đặc biệt cẩn thận khi sử dụng hóa chất, chỉ sử dụng khi đã được hướng dẫn. Không tự ý thực hiện bất cứ thí nghiệm nào nếu chưa có sự hướng dẫn. Sau khi kết thúc thí nghiệm cần thu gom hóa chất thừa vào đúng nơi quy định. Mặc áo bảo hộ, đeo kính bảo hộ khi làm việc trong phòng thí nghiệm. Thực hiện các phản ứng hoặc pha chế hóa chất cần thực hiện trong tủ hút độc đối với trường hợp hóa chất nguy hiểm, có mùi, sinh ra chất độc hoặc gây kích ứng da, mắt. Rửa sạch dụng cụ thí nghiệm ngay sau khi sử dụng. Không để các hóa chất dễ cháy, nổ ở nơi có nhiệt độ cao hoặc gần ngọn lửa; – Biết vị trí và cách sử dụng các thiết bị an toàn và sơ cứu khi có tình huống nguy hiểm xảy ra, đặc biệt là thiết bị chữa cháy. Đám cháy được chia thành loại A, B, C, D, E; với A là đám cháy bắt nguồn từ những vật rắn như: gỗ, giấy, lụa, nhựa… B là đám cháy chất lỏng như cồn, xăng, dầu… C là đám cháy liên quan đến chất khí như khí ga, metan… D là đám cháy bắt nguồn từ những kim loại K, Na, Mg… E là đám cháy liên quan đến những thiết bị điện. Trong trường hợp các đám cháy nhỏ, có thể sử dụng bình cứu hỏa dạng bột (thường là NaHCO3, tỉ lệ trên 80%) và bình cứu hỏa dạng khí (CO2) có sẵn trong phòng thí nghiệm để dập tắt. Tùy theo kí hiệu trên vỏ bình mà dùng cho các loại đám cháy tương ứng. Tuy nhiên, bình khí CO2 không được dùng cho nơi có không gian hẹp và không dùng để dập các đám cháy than hay kim loại nóng đỏ, chỉ dùng cho đám cháy A, B, C, E. Bình dạng bột có thể dùng cho các loại đám cháy khác 3
nhau (ABC, BC, AB). Trường hợp đám cháy loại D có thể dùng bình bột dập cháy. Để kích hoạt bình chữa cháy, kéo chốt ra khỏi tay cầm, sau đó hướng vòi phun về phía chân ngọn lửa và ấn cò bóp. Bình khí CO2 giúp dập tắt ngọn lửa và làm nguội nhanh chất dễ cháy. Khi mở van bình, do có sự chênh lệch về áp suất, CO2 lỏng trong bình thoát ra ngoài qua hệ thống ống dẫn và loa phun chuyển thành dạng như tuyết, lạnh tới – 78,9oC, điều này có thể gây bỏng lạnh cho người dùng. Khi phun vào đám cháy, CO2 có tác dụng làm loãng nồng độ hỗn hợp hơi khí cháy, đồng thời làm lạnh vùng cháy dẫn tới triệt tiêu đám cháy. Ngay sau khi sử dụng, trả lại bình chữa cháy về kho để nạp lại. Đối với bình bột, khi mở van bột khô trong bình được phun ra ngoài nhờ lực đẩy của khí nén (nén trực tiếp với bột hoặc trong chai riêng) qua hệ thống ống dẫn. Khi phun vào đám cháy bột có tác dụng kìm hãm phản ứng cháy và cách ly chất cháy với oxi không khí, mặt khác ngăn cản hơi khí cháy tiến vào vùng cháy dẫn đến đám cháy bị dập tắt. Trong trường hợp bình cứu hỏa không thể dập tắt đám cháy, cần sơ tán người ra khỏi phòng thí nghiệm ngay lập tức và gọi cho đội cứu hỏa. Hình 1.1. Đồ bảo hộ lao động và thiết bị chữa cháy 1.2. Kỹ thuật an toàn khi sử dụng hóa chất Việc sử dụng hóa chất trong phòng thí nghiệm luôn đi kèm theo những nguy cơ về mất an toàn. Nếu không nắm vững và tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc của kỹ thuật an toàn hay các chỉ dẫn sẽ dẫn đến những hậu quả đáng tiếc cho con người, tài sản và môi trường. Trên các hộp, lọ đựng hóa chất thường có các biểu tượng cảnh báo nguy hiểm. Những biểu tượng báo nguy hiểm nhằm cảnh báo những hóa chất, vật thể nguy hiểm, có thể gây hại như: dòng diện, chất độc, chất phóng xạ. Sử dụng các kí hiệu này cần được tuân thủ theo quy định, được thống nhất trên toàn thế giới. Các biểu tượng này có thể xuất hiện với màu, nền, đường viền khác nhau để 4
phân loại mức độ nguy hiểm và đôi khí có bổ sung thêm thông tin. Biểu tượng cảnh báo được đặt ở chỗ dễ nhận ra và được hiểu giống nhau cho dù viết bằng ngôn ngữ khác nhau. Bảng 1.1. Các chỉ báo trên bình chứa hóa chất thƣơng mại Chỉ báo Biểu tƣợng Độ nguy hiểm Ví dụ Hóa chất độc hại có thể gây ra các ảnh hưởng đe dọa tính mạng (T+): Xianhidric, cacbon dù chỉ với một lượng nhỏ và thời monooxit, P trắng, nicotine. gian phơi nhiễm ngắn. Không để Độc (T), (T): Axit sunfuric đặc, chất tiếp xúc với da, mắt; không Rất độc TNT, metanol, amoniac, nếm hoặc hít hơi. Chất thâm (T+) metanal, hidrosunfua, (Đầu lâu, nhập qua đường thở, tiêu hóa, benzen, cacbondisunfua, xương chéo) qua da với lượng ít có thể gây tử nitroglyxerin. vong hoặc có tác dụng cấp tính hoặc mãn tính. Có hại Với lượng ít đã gây ra cảm giác Xn: Butan, axetandehit, (Xn), khó chịu hoặc kích thích khi tiếp kali đicromat gây kích xúc qua da hoặc đường thở; gây Ni: Axeton, etanol, nhựa thích kích thích mắt. thông, nước Javel. (Ni) (Có hại) (F+): Hidro, axetylen, Hóa chất có thể cháy dễ dàng khi Dễ cháy propan, butan, dietyl ete, tiếp xúc với nguồn lửa, nguồn (F), Rất cacbondisulfua, nhiệt, nguồn đánh lửa. Tránh các dễ cháy axetandehit nguồn gây cháy, giữ khoảng (F+) (F): Etanol, hexamin, (Cháy) cách, quần áo bảo hộ. axeton, xăng, metanol Chứa khí nén. Khí có thể rất lạnh khi nó bay hơi, thùng chứa có thể Bình gas, bình chứa Khí nén nổ nếu được làm nóng. Không làm axetylen, bình nitơ lỏng, nóng, tránh tiếp xúc với da hoặc các loại bình xịt khí. (Khí nén) mắt. Sản phẩm gây ảnh hưởng nghiêm Ảnh trọng đến sức khỏe. Có thể gây hưởng ra các ảnh hưởng sức khỏe không Cacbontetraclorua, ete, lâu dài thể phục hồi ngay cả khi tiếp xúc benzen đến sức (Nguy cơ ảnh ngắn. Không thở, ăn hoặc tiếp khỏe hưởng sức xúc với da hoặc mắt. khỏe) 5
Sản phẩm có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe hoặc tầng ozon. Ảnh Gây kích ứng, có thể gây kích hưởng ứng, phát ban hoặc ảnh hưởng đến sức sức khỏe trong thời gian ngắn Ete dầu hỏa, etyl axetat, khỏe (độc tính thấp). Không thở, ăn pentan, freon. hoặc (Dấu cảm hoặc cho phép tiếp xúc với da tầng thán) hoặc mắt. Có thể gây thiệt hại ozon cho tầng ozon. Không thải vào môi trường. Chất có độc tố với môi trường; có thể gây ra các ảnh hưởng ngắn Chất hạn hoặc lâu dài đối với động vật Cacbontetraclorua, độc môi hoang dã và môi trường; độc đối lindane, chì, thủy ngân, trường với thực vật và sinh vật dưới axit sunfuric. (Cây chết, nước. Không thải vào môi cá chết) trường. Chất ăn mòn có thể gây bỏng da hoặc tổn thương mắt vĩnh viễn. Chất Tránh tiếp xúc với da và mắt, Các dung dịch clohidric phá hủy, không hít hơi hoặc sol và luôn từ 25%; axit photphoric ăn mòn mặc quần áo bảo hộ. Có thể phản từ 25%; nước Javel đặc; (C) (Phá hủy, ăn ứng mạnh với kim loại – tránh xa amoniac từ 10%. mòn) kim loại. Sản phẩm có thể phá hủy các mô sống. Sản phẩm ở dạng lỏng, rắn có thể Butan, propan trộn với nổ dưới tác dụng của sự va Chất không khí theo tỉ lệ nổ, chạm, ma sát, ngọn lửa hoặc gây nổ TNT, axeton peroxit, nhiệt. Tránh các nguồn gây cháy, nitroglycerin, axit picric (Nổ) giữ khoảng cách, quần áo bảo hộ. Chất oxi hóa dễ cháy: Dễ cháy khi có hoặc không có oxi và có thể gây hỏa hoạn với các vật liệu dễ Axit nitric từ 70%, kali Chất cháy khác như khi tiếp xúc với vật clorat, peroxit, kali gây liệu đóng gói như giấy, carton, pemanganat, oxi, kali cháy (Vòng lửa gỗ… Tránh các nguồn gây cháy, nitrat cháy) giữ khoảng cách, dùng quần áo bảo hộ. 6
Bảng 1.2. Biện pháp an toàn khi làm việc với hóa chất Phân Hóa chất Biện pháp an toàn loại – Đảm bảo độ kín của các thiết bị lưu trữ. – Tăng cường các biện pháp thông gió ở nơi làm việc Các khí Axetylen, metan, – Đặt xa nguồn lửa hoặc nghiêm cấm lửa và thực hiện biện và hơi dễ hidro, hơi ete pháp chống phát sinh tia lửa do ma sát hoặc tĩnh điện. cháy nổ cacbondisunfua – Sử dụng các thiết bị điện an toàn chống cháy nổ. – Dùng mặt nạ phòng độc khi làm việc. – Các dụng cụ, khu vực làm việc phải khô. Các chất – Không thao tác bằng tay trần mà phải sử dụng kìm Kali, natri, rắn dễ gắp và găng tay khô. photpho, magie cháy – Không dập lửa bằng nước (trừ dập đám cháy do photpho) mà phải dập bằng cát hoặc các chất chữa cháy đặc biệt. Muối clorat, amoni nitrat, Các chất này đều là các chất oxi hóa mạnh nên có nhiều Các chất hidropeoxit, nguy cơ về mặt cháy nổ cần tránh cho tiếp xúc với các chất dễ nổ muối peclorat, khử. Tránh va chạm mạnh và tránh nguồn nhiệt. axit pecloric – Đeo mặt nạ phòng độc có bộ lọc tương ứng với từng loại khí, hơi độc. – Nơi làm việc phải thoáng khí, khi có người hít phải Các hơi Cl2, SO2, CO2, hơi độc phải đưa nạn nhân ra nơi có không khí trong khí vô cơ NO2, PH3, CO, sạch. Với Cl2, SO2, PH3 cho nạn nhân thở hơi mù của độc NH3, H2S, dung dịch NaHCO3 0,3%, rửa mặt mũi và súc miệng bằng dd Na2CO3 loãng; trường hợp với NO2, CO2, CO, NH3, H2S cho thở oxi. – Trung hòa axit dư bằng dung dịch xà phòng, dung HCl, HF, Các axit dịch Na2CO3 hoặc dung dịch NaHCO3. Trung hòa kiềm H2SO4, HNO3, và kiềm dư bằng giấm loãng hoặc dung dịch axit xitric. NaOH, KOH – Khi thao tác phải sử dụng trang bị bảo hộ lao động. – Dụng cụ vận chuyển, bảo quản và sử dụng metanol phải bằng kim loại để tránh vỡ. – Không bảo quản etanol và metanol cạnh nhau tránh Các dung CH3OH, gây nhầm lẫn. môi hữu C2H5OH – Khi làm việc phải mặc đồ bảo hộ lao động. Làm việc cơ xong phải tắm rửa sạch sẽ và thay quần áo. – Đeo mặt nạ phòng độc khi làm việc ở nơi có nồng độ metanol trong không khí trên 2%. 7
Phân Hóa chất Biện pháp an toàn loại Benzen, toluen, – Các nơi làm việc phải được hút khí và thông gió tốt. xylen, – Khi cần phải đeo mặt nạ khí và sử dụng trang phục etylbenzen, bảo hộ. xyclohexan, – Khi ngộ độc: Cho nạn nhân uống thuốc gây nôn, sau dung môi chứa đó cho uống MgSO4.7H2O, thở oxi và làm hô hấp nhân clo tạo nếu cần thiết. CH3COOH, – Nơi làm việc phải được thông gió tốt và sạch sẽ. Các chất Ca(CN)2, CaH2, – Khi làm việc phải mặc trang phục bảo hộ, khi cần thiết gây kích CaO, HCHO, phải đeo mặt nạ phòng độc và kính bảo vệ mắt. thích và HClO, iot, – Xoa kem bảo vệ lên các phần da để hở. hại da pyridin, kali – Sau khi làm việc cần tắm rửa sạch sẽ, thay quần áo bicromat và đặc biệt chú ý rửa sạch những chỗ da hở. – Các dụng cụ, thiết bị có thủy ngân phải thật kín. – Các công việc liên quan đến thủy ngân kim loại phải được thực hiện trên mặt phẳng không thấm, có gờ bao quanh. – Nếu chẳng may để rơi vãi thủy ngân phải xử lý triệt Thủy ngân để (thu gom bằng bột lưu huỳnh hoặc tạo hỗn hỗng với các mẩu kẽm, đồng…). – Mặc trang phục bảo hộ, rửa tay, lau miệng sạch sẽ Các chất sau khi làm việc. vô cơ có – Mang mặt nạ phòng độc và mặc quần áo bảo hộ lao độc tính động khi làm việc với HCN. cao – Không ăn, uống, hút thuốc, nhai kẹo cao su trong khu làm việc với HCN. HCN – Khi ngộ độc cần nhanh chóng cho thở oxi và làm hô hấp nhân tạo. Sau đó, cho thở hơi amyl nitrit hoặc uống ngay amyl nitrit, đồng thời tiêm natri thiosunfat. Ở nơi làm việc với HCN luôn phải trữ sẵn thuốc giải độc amyl nitrit và natri thiosunfat. 1.3. Sử dụng các dụng cụ thủy tinh trong phòng thí nghiệm Dụng cụ thủy tinh được sử dụng phổ biến nhất trong phòng thí nghiệm. Thuỷ tinh là chất liệu bền với đa số hoá chất, có thể khắc vạch chia, ở dạng trong suốt hoặc được pha màu, giá thành rẻ nên thường được dùng phổ biến để chế tạo các dụng cụ chứa các dung dịch hoá chất và dụng cụ đo thể tích. 8
Hình 1.2. Một số dụng cụ thí nghiệm phổ biến 1.3.1. Ống nghiệm Ống nghiệm có nhiều loại với các kích thước khác nhau. Ống nghiệm chủ yếu được dùng làm các thí nghiệm với lượng hóa chất nhỏ. Chất phản ứng đựng trong ống nghiệm phải là lượng ít, vào khoảng một phần bốn dung tích ống nghiệm. Để giữ ống nghiệm trong khi làm việc, để chúng trên các giá đựng hoặc được cầm bằng kẹp gỗ. 9
Lấy hóa chất vào ống nghiệm: Với hóa chất rắn, gấp băng giấy thành máng, cho hóa chất vào đầu máng, từ từ đưa xuống đáy ống nghiệm, gõ nhẹ cho hóa chất rơi xuống. Với hóa chất lỏng, dùng ống nhỏ giọt, không để đầu ống hút chạm vào thành dụng cụ. Khi lấy hóa chất độc và gây hại không được dùng tay cầm ống nghiệm mà phải dùng kẹp gỗ, kẹp tại vị trí cách miệng ống khoảng một phần ba chiều dài ống. Trộn dung dịch trong ống nghiệm: Bằng cách lắc ống nghiệm theo 2 cách. + Cách 1: Một tay cầm ống nghiệm bằng ngón cái và ngón trỏ, cầm gần miệng ống nghiệm và đỡ ống nghiệm bằng các ngón còn lại, dùng ngón trỏ của tay còn lại búng nhẹ vào phía dưới ống nghiệm. + Cách 2: Một tay cầm ống nghiệm, lắc nhẹ ống nghiệm hoặc vỗ vào lòng bàn tay còn lại. Nếu lượng chất lỏng quá nửa ống nghiệm thì phải khuấy bằng đũa thủy tinh, đưa lên đưa xuống nhẹ nhàng tránh làm thủng đáy. Không được lấy ngón tay bịt ống nghiệm để lắc, làm như vậy không những đưa thêm chất lạ từ ngón tay vào ống nghiệm làm sai lệch kết quả thí nghiệm. Đun nóng ống nghiệm: Khi đun nóng phải cầm ống nghiệm bằng kẹp gỗ, kẹp ống nghiệm ở vị trí hai phần ba chiều dài từ đáy ống nghiệm, cầm hơi nghiêng, miệng ống hướng về phía không có người. Lúc đầu hơ nhẹ toàn thể ống nghiệm, vừa đun vừa lắc. Không đưa ngọn lửa thẳng vào đáy ống nghiệm, làm dung dịch sôi bùng lên và trào ra ngoài. Khi bọt khí bắt đầu xuất hiện, đưa ống sang bên để gần hay bên trên ngọn lửa, tiếp tục đun bằng không khí nóng. Rửa ống nghiệm: Dùng chổi lông để rửa ống nghiệm, xoay tròn chổi lông, không đưa lên đưa xuống mạnh làm thủng đáy, cần làm nhẹ nhàng tránh làm vỡ ống nghiệm. Nếu chất bẩn là các chất vô cơ đơn giản thì dùng nước lạnh hoặc nước nóng để rửa. Nếu chất bẩn là các hợp chất hữu cơ không tan trong nước, có thể rửa bằng các dung môi hữu cơ như: xà phòng, ete, axeton, xăng, rượu etylic… Làm khô nhanh ống nghiệm có thể dùng axeton, etanol để tráng ống nghiệm. 1.3.2. Bình nón (bình tam giác, bình elen) Bình nón có thành mỏng đều, đáy bằng, miệng hẹp, có thể đun được. Do hình dạng của bình nên khi sử dụng dễ lắc quay tròn, cho phép trộn nhanh hóa chất đựng trong bình nên thường được dùng để chuẩn độ. Khi lắc bình nón trong khi chuẩn độ, người thí nghiệm nên cầm, giữ phần cổ bình bằng ba ngón tay (ngón cái, ngón trỏ, ngón giữa), thả lỏng và lắc bình nhẹ nhàng bằng việc chuyển động cổ tay. Cũng do cấu tạo miệng bình hẹp nên bình tam giác còn thường được sử dụng khi cần đựng hóa chất sau khi lọc qua giấy lọc, phễu lọc. 10
Bình nón gồm có loại bình cổ trơn, cổ nhám (bình có nút đậy, nút nhám) và bình có nhánh dùng để nối với thiết bị hút chân không khi cần lọc. 1.3.3. Bình cầu Bình cầu có nhiều cỡ khác nhau và nhiều loại khác nhau như bình cầu đáy bằng, bình cầu đáy tròn; bình cầu cổ ngắn hay cổ dài, cổ rộng hay cổ hẹp, cổ nhám hay không nhám; loại chịu nhiệt hoặc không chịu nhiệt; loại có nhánh hoặc không có nhánh được sử dụng theo từng mục đích thí nghiệm. Bình cầu đáy bằng dùng để đựng và pha hóa chất. Bình cầu đáy tròn dùng để chưng cất, đun sôi hoặc làm những thí nghiệm cần đun nóng. Khi đun nên dùng kẹp mắc trên giá để cặp cổ bình cầu và đáy phải lót lưới amiăng. Bình cầu đáy tròn phải có giá để. 1.3.4. Các loại phễu Phễu thủy tinh: Phễu thủy tinh có kích thước khác nhau, thường có đường kính 6 – 10 cm. Hình dạng chung của các phễu là cuống dài, gốc phễu thường vót nhọn, nhờ vậy sẽ giúp cho tốc độ chảy nhanh. Khi dùng, ta đặt phễu lên giá đỡ. Giá đỡ gồm giá sắt và vòng phễu sắt, tùy loại phễu dùng lớn hay nhỏ mà chọn vòng phễu thích hợp để mắc. Cũng có khi người ta đặt phễu trực tiếp lên các dụng cụ hứng: chai, lọ, bình cầu, bình nón… Khi rót chất lỏng, mức chất lỏng trong phễu luôn thấp hơn miệng phễu 1,5 cm. Có thể dùng phễu rót chất lỏng với giấy lọc hoặc bông để lọc chất rắn ra khỏi chất lỏng và rửa chất rắn. Phễu lọc xốp thủy tinh: Loại phễu có sẵn lớp lọc ở đáy, không dùng giấy lọc. Kích thước lỗ lọc từ 4 – 60 μm; dung tích lọc rất đa dạng, từ 2 – 3.000 ml. Loại phễu này thích hợp nhất cho lọc dung dịch chất oxi hóa phản ứng với giấy học như: KMnO4, K2CrO7, H2O2, H2SO4 đặc, HNO3 và dung dịch có khả năng hòa tan giấy lọc: kiềm mạnh, nước Svayde. Khi lọc kết hợp với thiết bị hút chân không. Phễu lọc sứ: Phễu sứ cần thêm giấy lọc được cắt thành hình tròn và vừa khít với đáy của phễu. Kích thước lỗ lọc từ 1 – 2 mm; dung tích lọc rất đa dạng, từ 10 – 10.000 ml. Phễu lọc sứ thích hợp khi lọc với khối lượng lớn, được kết hợp với thiết bị hút chân không. Phễu chiết: Phễu chiết được sử dụng trong phương pháp chiết, nhằm tách các thành phần cần cho quá trình phân tích và thí nghiệm khỏi các hợp chất và hỗn hợp dạng lỏng. Với dụng cụ này, người sử dụng có thể nhanh chóng thu được chất cần phân tích và loại bỏ được các thành phần phụ không mong muốn bằng hỗn hợp 2 dung môi không trộn lẫn với nhau, thường là pha nước và pha hữu cơ. Phễu chiết có khóa thủy tinh hoặc khóa nhựa để tháo từng pha dung dịch ra khỏi phễu. 11
1.3.5. Cốc thủy tinh Cốc thủy tinh có dung tích rất đa dạng từ 50 ml đến 2 lít. Cốc thường có mỏ để dễ dàng cho việc rót chất lỏng. Cốc thường làm bằng thủy tinh chịu nhiệt để thực hiện các phản ứng, đun nóng. Cốc thủy tinh có chia độ, tuy nhiên trong các phép phân tích định lượng với yêu cầu độ chính xác cao thì cốc thủy tinh không được sử dụng để đo, đong chất lỏng vì các vạch chia độ lớn hay sai số dụng cụ lớn. 1.3.6. Ống đong Ống đong được dùng để đo thể tích chất lỏng. Ống đong có nhiều loại dung tích khác nhau từ 5 – 5.000 ml. Ống đong hình trụ được chia độ thành 1 ml hoặc 0,1 ml. Khi dùng các ống đong cần chú ý rằng độ chính xác phép đo thể tích phụ thuộc vào đường kính ống đong, ống đong có đường kính càng lớn thì độ chính xác càng kém. Không được dùng những ống đong lớn để đong thể tích nhỏ. Khi đong, nên chọn ống đong nào có thể tích gần nhất với thể tích cần đong để có độ chính xác cao hơn. Khi đong chất lỏng trong suốt, rót chất lỏng vào ống đo sao cho đáy dưới vòm khum của bề mặt chất lỏng ngang với vạch chia độ của ống đong, vạch đó sẽ chỉ thể tích chất lỏng. Đối với chất lỏng đục hoặc có màu, xác định thể tích theo mặt trên của vòm khum. Không được đun nóng ống đong cũng như không được đo chất lỏng đang nóng. Để tránh sai số trong lúc đọc mức đong, phải đặt ống đong trên một mặt phẳng và tầm mắt ngang tầm với bề mặt chất lỏng. 1.3.7. Bình định mức Bình định mức là loại dụng cụ có thể tích chính xác chuyên dùng để pha chế dung dịch có nồng độ xác định. Bình định mức là bình hình cầu đáy bằng, cổ nhỏ và dài, nút thủy tinh mài hoặc nút nhựa, được đánh dấu bằng một vạch mảnh quanh cổ (vạch ngấn). Vạch này chỉ mức chất lỏng mà ở nhiệt độ xác định (thường là ở 20oC) thể tích của nó ứng đúng với giá trị ghi trên thành bình. Bình định mức thường dùng có dung tích 25, 50, 100, 250, 500 ml… Vì cổ bình hẹp nên việc thêm hay bớt một vài giọt chất lỏng cũng làm dịch chuyển đáng kể vị trí bề mặt của nó và vì vậy có thể đo chính xác thể tích chất lỏng. Khi pha dung dịch có nồng độ xác định từ chất rắn, cần thực hiện như sau: – Trước tiên cân chính xác lượng chất cần pha, đổ vào cốc thủy tinh rồi cho vào đó một ít dung môi để hòa tan, sau đó đổ vào bình định mức. Tráng cốc bằng dung môi vài lần, mỗi lần một lượng nhỏ sao cho khi đổ vào bình định mức chưa tới vạch; 12
– Trước khi đổ dung môi cho tới vạch phải lắc dung dịch trong bình thật đều, dùng hai bàn tay đỡ đáy và nút bình định mức và lắc cẩn thận để dung dịch không bắn lên miệng bình; – Việc hòa tan thường làm giảm hoặc tăng nhiệt độ của dung dịch, nên phải chờ cho đến khi nhiệt độ của dung dịch trong bình cân bằng với môi trường bên ngoài rồi mới cho thêm dung môi cho tới vạch; – Khi thêm dung môi cho tới vạch thì những giọt dung môi sau cùng phải thêm từ từ, có thể dùng pipet để nhỏ giọt từ từ, sau khi nhỏ một giọt ta phải chờ 1 – 2 phút để dung môi có thời gian trôi xuống vì nó có thể dính thành bình. Khi xác định vòm khum cần để mắt nhìn ngang với ngấn; – Cuối cùng, đậy nắp bình và đảo bình 10 – 15 lần để đồng nhất dung dịch. 1.3.8. Pipet Pipet dùng để lấy một lượng chính xác chất lỏng. Pipet là một ống thủy tinh nhỏ, ở giữa có bầu hoặc không. Pipet thường có dung tích 1, 2, 3, 5, 10, 20, 25, 50 ml. Ngoài ra, người ta còn sử dụng micropipet để lấy những thể tích nhỏ chất lỏng với độ chính xác cao hơn. Phân loại pipet: pipet một vạch và pipet hai vạch, pipet chia độ và pipet có dung tích cố định (pipet bầu). – Đối với pipet một vạch thì khi ta hút chất lỏng đến vạch trên và thả tay cho chất lỏng chảy ra hết là đã lấy được đúng thể tích ghi trên pipet. – Đối với pipet hai vạch thì thể tích ghi trên pipet là thể tích chứa giữa hai vạch đó. Vì vậy, đối với pipet hai vạch này khi ta hút chất lỏng đến vạch trên và thả tay cho chất lỏng chảy ra đến vạch dưới thì dừng lại, lúc đó sẽ lấy được đúng thể tích ghi trên pipet. – Pipet chia độ là loại pipet tại phần giữa có các vạch chia độ. – Pipet bầu là loại pipet thường có bầu ở giữa, dùng để lấy một thể tích chính xác bằng số đo của nó. Muốn lấy chất lỏng vào pipet phải dùng quả bóp cao su: – Trước hết dùng tay phải bóp quả cao su để tạo ra sự chênh lệch áp suất, một tay cầm pipet, ngón trỏ để gần miệng trên pipet có thể sẵn sàng bịt lại khi đã lấy xong chất lỏng. Tay còn lại cầm quả bóp cao su, bóp không khí ra trước khi tiến hành lấy chất lỏng; – Nhúng pipet vào chất lỏng, gần đáy bình; đặt đầu hở quả bóp cao su (đã được bóp không khí) vào miệng pipet và nhả từ từ bóp cao su; chất lỏng bị hút vào pipet cho tới quá vạch cần thiết một chút thì dừng; dùng ngón trỏ bên tay 13
cầm pipet bịt lại; nhấc pipet ra khỏi bề mặt chất lỏng; quan sát mực chất lỏng ngang với tầm mắt; hé mở ngón trỏ để chất lỏng chảy từng giọt cho tới khi vòm khum khớp với vạch chia độ thì bịt chặt không cho dung dịch chảy ra nữa; – Đưa pipet sang bình đựng, mở ngón trỏ cho chất lỏng chảy vào bình. Nếu pipet có vạch ở phía dưới thì dùng ngón trỏ điều chỉnh cho vòm khum chất lỏng còn lại khớp với vạch dưới pipet. Nếu pipet không có vạch dưới thì để chất lỏng chảy ra hết. 1.3.9. Buret Buret được dùng để đo một lượng nhỏ chất lỏng lấy ra. Buret là một ống thủy tinh đầu dưới vuốt nhỏ lại, có khóa, trên thành có khắc vạch chia ra 0,1 ml, vạch số 0 ở phía trên. Buret dùng để chuẩn độ thường có dung tích 10 ml, 25 ml và 50 ml. Với các thí nghiệm yêu cầu chính xác trong phòng thí nghiệm còn dùng microburet, được chia vạch 0,01 ml. Khi tiến hành chuẩn độ hay lấy chất lỏng, buret được kẹp trên giá sao cho thẳng đứng. Dùng buret chứa dung dịch kiềm thì cần rửa và ngâm nước sau khi thí nghiệm. Khi sử dụng buret để chuẩn độ, trước tiên cần thực hiện theo các động tác sau: – Rửa sạch buret trước khi sử dụng. Buret sạch nhận ra khi ta rót chất lỏng thì nó chảy từ từ theo thành bên trong của buret mà không dính giọt nào trên thành. Khi sử dụng nếu buret còn ướt thì ta phải tráng buret vài lần bằng chính chất lỏng được chứa; – Rót dung dịch chuẩn độ vào buret: Dùng loại phễu nhỏ có cuống ngắn, cuống phễu không được chạm tới vạch số 0. Trước khi rót ta phải xem lại đã khóa buret chưa. Sau đó, rót dung dịch và mở khóa để dung dịch chảy xuống chiếm đầy phần buret nằm dưới khóa đến tận đầu cùng của ống vuốt. Chú ý để cho phần dưới buret không có bọt khí. Nếu có bọt khí thì khi chuẩn độ thể tích bọt khí thay đổi và dẫn đến không thể đọc đúng thể tích hóa chất đã tiêu tốn. Trường hợp có bọt khí thì ta mở khóa cho chất lỏng chảy mạnh xuống cốc hứng để bọt khí theo ra. Cứ mỗi lần chuẩn độ ta phải rót dung dịch vào buret cho đến vạch số 0 để tránh sai số dụng cụ. Khi tiến hành chuẩn độ: Dùng tay ôm giữ khóa cẩn thận sao cho luôn có xu hướng kéo khóa vào phía trong lòng bàn tay. Căn chỉnh vạch số 0 bằng cách mở khóa cho dung dịch chảy từ từ từng giọt; nhìn ngang tầm mắt thấy mặt cong của chất lỏng trùng với vạch số 0 thì dừng; – Cho chất lỏng chảy ra buret không được quá nhanh, đặc biệt khi gần tới điểm tương đương. 14
Khi tiến hành xong thí nghiệm: Buret phải được rửa sạch bằng nước thường và tráng lại bằng nước cất, cặp nó vào giá và quay đầu hở xuống để bụi không rơi vào buret. Đối với loại buret có khóa nhám thì cần lấy khóa ra bọc khóa bằng giấy lọc sạch rồi lại đặt khóa vào buret, làm như vậy thì phần nhám được bảo vệ ít bị hỏng và cũng không bị dò chảy. Bình thường ta có thể bôi khóa buret bằng một lớp vaseline mỏng rồi xoay qua lại để lớp vaseline phân bố đều trước khi sử dụng. 1.3.10. Nhiệt kế Có nhiều loại dụng cụ để đo nhiệt độ: nhiệt kế lỏng, nhiệt kế điện trở, piromet nhiệt điện, piromet quang học. Nhiệt kế lỏng là nhiệt kế có chứa chất lỏng. Chất lỏng đựng trong nhiệt kế thường là rượu màu, thủy ngân, toluen, pentan… Nhiệt kết chứa pentan đo nhiệt độ thấp đến – 220oC. Nhiệt kế thủy ngân đo đến nhiệt độ cao nhất là 550oC. Khi đo nhiệt độ một chất lỏng, nhúng ngập bầu chất lỏng trong nhiệt kế vào chất lỏng cần đo nhiệt độ, không để bầu nhiệt kế sát vào thành bình. Theo dõi đến khi cột chất lỏng không dâng lên nữa mới đọc kết quả, để mắt ngang với mực chất lỏng. Sử dụng nhiệt kế phải cẩn thận, tránh va chạm mạnh, rơi vỡ, không để nhiệt kế thay đổi nhiệt độ đột ngột, không được đo nhiệt độ cao quá nhiệt độ cho phép, sẽ làm nhiệt kế nứt vỡ. Cần đặc biệt lưu ý thủy ngân và hơi thủy ngân rất độc, nếu không may nhiệt kế vỡ, dùng mảnh giấy thu gom phần lớn các hạt thủy ngân vào lọ, không được nhặt bằng tay, khử thủy ngân còn sót bằng bột lưu huỳnh, hoặc tạo hỗn hỗng với kẽm…; đồng thời làm thay đổi không khí trong phòng như mở cửa, dùng quạt thông gió… 1.3.11. Bình hút ẩm Bình hút ẩm là bình làm bằng thủy tinh dầy, phần dưới hình nón cụt, phía trên hình trụ, nắp đậy bằng thủy tinh có gờ mài nhám cho kín. Bình hút ẩm dùng làm khô từ từ các chất, bảo vệ các chất dễ hút ẩm trong không khí. Có 2 loại bình: bình hút ẩm thường, bình hút ẩm chân không. Ở đáy bình để các chất hút ẩm: CaCl2 khan, NaOH rắn, H2SO4 đặc, P2O5, silicagel… Những chất cần làm khô đựng trong cốc. chén sứ, mặt kính đồng hồ… đặt vào bình, trên khay sứ. Miệng bình và nắp thủy tinh mài nhám luôn bôi lớp vaseline mỏng. Khi mở bình phải đẩy nắp trượt về một bên theo chiều ngang, không được nhấc nắp theo chiều thẳng đứng. Khi đậy nắp, đẩy nắp trượt từ bên cạnh dần vào khít với 15