| Cốt lõi | Bổ sung |
|---|---|
| 1 Nêu tên các thiết bị thích hợp để đo thời gian, nhiệt độ, khối lượng và thể tích, bao gồm: (a) đồng hồ bấm giờ (b) nhiệt kế (c) cân (d) buret (e) pipet chuẩn (f) bình đo thể tích (g) xi-lanh khí | |
| 2 Đề xuất ưu và nhược điểm của các phương pháp và thiết bị thí nghiệm | |
| 3 Mô tả: (a) dung môi là chất hòa tan chất tan (b) chất tan là chất bị hòa tan trong dung môi (c) dung dịch là hỗn hợp của một hoặc nhiều chất tan hòa tan trong dung môi (d) dung dịch bão hòa là dung dịch chứa nồng độ tối đa của chất tan hòa tan trong dung môi ở nhiệt độ xác định (e) cặn là chất còn lại sau khi bay hơi, chưng cất, lọc hoặc bất kỳ quá trình tương tự nào (f) dịch lọc là chất lỏng hoặc dung dịch đã đi qua bộ lọc |
Kỹ thuật thực nghiệm và phân tích hóa học
Hóa học IGCSE · Chủ đề 12
13:26
Kỹ thuật Thực nghiệm
Bạn được giao một bột trắng chưa biết và một dung dịch không màu. Không nhãn mác. Làm thế nào để tìm ra chúng là gì? Hóa học cung cấp cho bạn bộ công cụ điều tra viên: thêm…
Giọng đọc tiếng Anh · phụ đề tiếng Anh + 中文 được ghi trực tiếp
12.1
Thiết kế thí nghiệm
Chương trình
Nguồn: Chương trình Cambridge International
Dụng cụ
Bạn cần biết dụng cụ nào dùng cho mỗi phép đo:
| Phép đo | Dụng cụ |
|---|---|
| thời gian | bấm giờ |
| nhiệt độ | nhiệt kế |
| khối lượng | cân |
| thể tích (chính xác) | burette hoặc pipette định lượng |
| thể tích (xấp xỉ) | cylinder đo thể tích |
| thể tích khí | xi-lanh khí |
Từ khóa
Những từ này được sử dụng throughout hóa học thực hành:
- Một dung môi là chất tan một chất tan.
- Một chất tan là chất tan trong dung môi.
- Một dung dịch là hỗn hợp của một hoặc nhiều chất tan được hòa tan trong dung môi.
- Một dung dịch bão hòa chứa lượng tối đa chất tan sẽ tan ở nhiệt độ nhất định.
- Một cặn là chất còn lại sau khi bay hơi, chưng cất hoặc lọc.
- Dung dịch lọc là chất lỏng đã đi qua bộ lọc.
Khám phá
Lộ trình thiết kế thí nghiệm
Tuân theo phép thử công bằng từ câu hỏi đến kết luận đáng tin cậy.
Từ vựng
Luyện tập
| English | Tiếng Việt |
|---|---|
| burette/bjʊəˈret/ | burette |
| volumetric pipette/ˌvɒljuːˈmetrɪk pɪˈpet/ | pipet định lượng |
| measuring cylinder/ˈmeʒərɪŋ ˈsɪlɪndə/ | cylinder đo thể tích |
12.2
Chuẩn độ axit - bazơ
Chương trình
| Cốt lõi | Bổ sung |
|---|---|
| 1 Mô tả phép chuẩn độ axit – bazơ bao gồm việc sử dụng: (a) buret (b) pipet chuẩn (c) chỉ thị phù hợp | |
| 2 Mô tả cách xác định điểm cuối của phép chuẩn độ sử dụng chỉ thị |
Nguồn: Chương trình Cambridge International
Một chuẩn độ tìm thể tích chính xác của một dung dịch phản ứng với dung dịch khác.
- Sử dụng pipette định lượng để đo một thể tích cố định của một dung dịch vào bình flask.
- Thêm vài giọt chỉ thị phù hợp.
- Thêm dung dịch kia từ burette, từ từ, cho đến khi màu sắc vừa thay đổi.
Điểm cuối chuẩn độ là thời điểm chỉ thị thay đổi màu, cho thấy phản ứng hoàn toàn chính xác. Bạn đọc burette để tìm thể tích đã thêm.
Khám phá
Thí nghiệm chuẩn độ axit – bazơ
pH bật tại điểm tương đương
Theo dõi pH khi thêm bazơ — nó tăng vọt qua điểm trung hòa tại điểm tương đương.
Từ vựng
Luyện tập
| English | Tiếng Việt |
|---|---|
| titration/taɪˈtreɪʃn/ | bách phân |
| indicator/ˈɪndɪkeɪtə/ | chất chỉ thị |
| end-point/end pɔɪnt/ | điểm kết thúc |
12.3
Sắc ký
Chương trình
| Cốt lõi | Bổ sung |
|---|---|
| 1 Mô tả cách sắc ký giấy được sử dụng để tách hỗn hợp các chất có màu tan trong dung môi, sử dụng dung môi phù hợp | 3 Mô tả cách sắc ký giấy được sử dụng để tách hỗn hợp các chất không màu tan trong dung môi, sử dụng dung môi phù hợp và chất định vị. Không yêu cầu kiến thức về các chất định vị cụ thể |
| 2 Giải thích các sơ đồ sắc ký đơn giản để xác định: (a) các chất chưa biết bằng cách so sánh với các chất đã biết (b) các chất tinh khiết và tạp chất | 4 Nêu và sử dụng phương trình cho $R_{\text{f}}$: $$R_{\text{f}} = \frac{\text{distance travelled by substance}}{\text{distance travelled by solvent}}$$ |
Nguồn: Chương trình Cambridge International
Sắc ký giấy tách một hỗn hợp các chất tan. Bạn đặt một chấm hỗn hợp gần đáy giấy, sau đó đặt giấy vào dung môi. Khi dung môi nổi lên giấy, các chất di chuyển các khoảng cách khác nhau, vì vậy chúng tách ra.
- Đối với các chất có màu bạn có thể nhìn thấy các chấm trực tiếp.
- Đối với các chất không màu bạn phải phun một tác nhân định vị để các chấm hiện ra.
Giấy chromatogram hoàn chỉnh là một chromatogram. Bạn có thể dùng nó để:
- xác định chất chưa biết bằng cách so sánh với các chất đã biết;
- phân biệt chất tinh khiết (chất tinh khiết chỉ tạo ra một đốm).
Bạn cũng có thể tính giá trị $R_{\text{f}}$ của một đốm:
$$R_{\text{f}} = \frac{\text{distance moved by the substance}}{\text{distance moved by the solvent}}$$
Ví dụ minh họa. Trên một chromatogram, mặt dung môi di chuyển 8.0 cm từ đường gốc, và một đốm đã di chuyển 6.0 cm. Tìm giá trị $R_{\text{f}}$ của nó.
$$R_{\text{f}} = \frac{6.0}{8.0} = 0.75$$
Cả hai khoảng cách đều được đo từ vạch gốc (dòng bút chì), và khoảng cách của đốm được lấy đến tâm của đốm. Một $R_{\text{f}}$ không có đơn vị, và nó luôn nhỏ hơn 1, vì một đốm không thể di chuyển xa hơn dung môi mang theo nó - một giá trị trả lời trên 1 có nghĩa là hai khoảng cách đã bị chia ngược lại.
Khám phá
Lộ trình sắc ký
Quan sát sự tách rời của hỗn hợp khi mặt phẳng dung môi di chuyển.
Từ vựng
Luyện tập
| English | Tiếng Việt |
|---|---|
| solvent/ˈsɒlvənt/ | dung môi |
| solute/ˈsɒljuːt/ | chất tan |
| solution/səˈluːʃn/ | dung dịch |
| saturated solution/ˈsætʃəreɪtɪd səˈluːʃn/ | dung dịch bão hòa |
| residue/ˈresɪdjuː/ | cặn bã, dư lượng |
| filtrate/ˈfɪltreɪt/ | dịch lọc |
| paper chromatography/ˈpeɪpə krəʊməˈtɒɡrəfi/ | sắc ký giấy |
| locating agent/ləʊˈkeɪtɪŋ ˈeɪdʒənt/ | chất chỉ thị vị trí |
| chromatogram/krəʊˈmætəɡræm/ | biểu đồ sắc ký |
12.4
Tách và tinh chế
Chương trình
| Cốt lõi | Bổ sung |
|---|---|
| 1 Mô tả và giải thích các phương pháp tách và tinh chế sử dụng: (a) dung môi phù hợp (b) lọc (c) kết tinh (d) chưng cất đơn giản (e) chưng cất phân fraction | |
| 2 Đề xuất các kỹ thuật tách và tinh chế phù hợp, dựa trên thông tin về các chất tham gia | |
| 3 Xác định các chất và đánh giá độ tinh khiết của chúng dựa trên thông tin về nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi |
Nguồn: Chương trình Cambridge International
Bạn chọn phương pháp dựa trên hỗn hợp:
| Phương pháp | Dùng để tách |
|---|---|
| hòa tan trong dung môi thích hợp, sau đó lọc | chất rắn không tan khỏi chất lỏng |
| kết tinh | chất rắn tan trong dung dịch của nó |
| cồn nhiệt đơn giản | dung môi (chất lỏng) khỏi dung dịch |
| cồn nhiệt phân đoạn | hai hoặc nhiều chất lỏng có điểm sôi khác nhau |
Bạn có thể kiểm tra độ tinh khiết của một chất bằng điểm nóng chảy và điểm sôi: một chất tinh khiết nóng chảy và sôi ở nhiệt độ cố định, sắc nét, trong khi tạp chất làm giảm điểm nóng chảy và tăng điểm sôi.
Khám phá
Phòng thí nghiệm phương pháp tách
Chọn phương pháp phù hợp với hỗn hợp.
Từ vựng
Luyện tập
| English | Tiếng Việt |
|---|---|
| filtration/fɪlˈtreɪʃn/ | lọc |
| crystallisation/ˌkrɪstəlaɪˈzeɪʃn/ | tinh thể hóa |
| simple distillation/ˈsɪmpl dɪstɪˈleɪʃn/ | chưng cất đơn giản |
| fractional distillation/ˈfrækʃənl dɪstɪˈleɪʃn/ | chưng cất phân đoạn |
| melting point/ˈmeltɪŋ pɔɪnt/ | nhiệt độ nóng chảy |
| boiling point/ˈbɔɪlɪŋ pɔɪnt/ | điểm sôi |
12.5
Xác định ion và khí
Chương trình
| Cốt lõi | Bổ sung |
|---|---|
| 1 Mô tả các phép thử để nhận biết các anion: (a) cacbonat, $\text{CO}_3^{2-}$, bằng cách phản ứng với axit loãng và sau đó kiểm tra khí cacbonic (b) clorua, $\text{Cl}^-$, bromua, $\text{Br}^-$, và iodua, $\text{I}^-$, bằng cách axit hóa với axit nitric loãng rồi thêm dung dịch bạc nitrat (c) nitrat, $\text{NO}_3^-$, khử bằng lá nhôm và dung dịch natri hydroxid rồi kiểm tra khí amoniac (d) sunfat, $\text{SO}_4^{2-}$, bằng cách axit hóa với axit nitric loãng và sau đó thêm dung dịch barium nitrat (e) sunfit, $\text{SO}_3^{2-}$, bằng cách phản ứng với dung dịch kali manganat(VII) có axit | |
| 2 Mô tả các thử nghiệm sử dụng dung dịch natri hydroxide và dung dịch amonia để xác định các cation trong dung dịch: (a) aluminium, $Al^{3+}$ (b) ammonium, $NH_4^+$ (c) calcium, $Ca^{2+}$ (d) chromium(III), $Cr^{3+}$ (e) copper(II), $Cu^{2+}$ (f) iron(II), $Fe^{2+}$ (g) iron(III), $Fe^{3+}$ (h) zinc, $Zn^{2+}$ | |
| 3 Mô tả các thử nghiệm để xác định các khí: (a) ammonia, $NH_3$, dùng giấy quỳ tím ẩm (b) carbon dioxide, $CO_2$, dùng nước vôi trong (c) chlorine, $Cl_2$, dùng giấy quỳ tím ẩm (d) hydrogen, $H_2$, dùng que đốm đang cháy (e) oxygen, $O_2$, dùng que đốm đang than hồng (f) sulfur dioxide, $SO_2$, dùng dung dịch kali manganat(VII) đã axit hóa | |
| 4 Mô tả việc sử dụng thử nghiệm ngọn lửa để xác định các cation: (a) lithium, $Li^+$ (b) sodium, $Na^+$ (c) potassium, $K^+$ (d) calcium, $Ca^{2+}$ (e) barium, $Ba^{2+}$ (f) copper(II), $Cu^{2+}$ |
Nguồn: Chương trình Cambridge International
Test cho anion
Một anion là ion âm.
| Anion | Test | Kết quả |
|---|---|---|
| carbonat ($\text{CO}_3^{2-}$) | thêm axit loãng | sủi bọt; khí làm vôi trong đục (cacbon dioxide) |
| clorua ($\text{Cl}^-$) | thêm axit nitric loãng, sau đó bạc nitrat | kết tủa màu trắng |
| bromua ($\text{Br}^-$) | thêm axit nitric loãng, sau đó bạc nitrat | kết tủa màu kem |
| iodua ($\text{I}^-$) | thêm axit nitric loãng, sau đó bạc nitrat | kết tủa màu vàng |
| nitrat ($\text{NO}_3^-$) | thêm lá aluminium và natri hydroxide, làm ấm | khí ammonia thoát ra |
| sunfat ($\text{SO}_4^{2-}$) | thêm axit nitric loãng, sau đó barium nitrat | kết tủa màu trắng |
| sunfit ($\text{SO}_3^{2-}$) | thêm kali manganat(VII) đã axit hóa | màu tím nhạt dần |
Test cho cation
Một cation là ion dương. Thêm natri hydroxide aqueous, hoặc amoniac aqueous, và quan sát kết tủa hình thành.
| Cation | Với sodium hydroxide | Với aqueous ammonia |
|---|---|---|
| aluminium ($\text{Al}^{3+}$) | màu trắng, tan trong dư | màu trắng, giữ nguyên |
| ammonium ($\text{NH}_4^+$) | khí ammonia khi làm ấm | — |
| calcium ($\text{Ca}^{2+}$) | màu trắng, giữ nguyên | không có kết tủa |
| chromium(III) ($\text{Cr}^{3+}$) | màu xanh lá, tan trong dư | màu xanh lá, giữ nguyên |
| copper(II) ($\text{Cu}^{2+}$) | màu xanh nhạt, giữ nguyên | màu xanh nhạt, tan thành màu xanh đậm |
| iron(II) ($\text{Fe}^{2+}$) | màu xanh lá, giữ nguyên | màu xanh lá, giữ nguyên |
| iron(III) ($\text{Fe}^{3+}$) | màu đỏ nâu, giữ nguyên | màu đỏ nâu, giữ nguyên |
| zinc ($\text{Zn}^{2+}$) | màu trắng, tan trong dư | màu trắng, tan trong dư |
Test cho khí
| Khí | Test | Kết quả |
|---|---|---|
| ammonia ($\text{NH}_3$) | giấy quỳ tím ẩm | chuyển sang màu xanh |
| carbon dioxide ($\text{CO}_2$) | sục vào vôi trong | chuyển sang màu đục |
| chlorine ($\text{Cl}_2$) | giấy quỳ ẩm | tẩy trắng |
| hydrogen ($\text{H}_2$) | que đốt sáng | cháy với tiếng pop rít |
| oxygen ($\text{O}_2$) | que đốt còn than | cháy lại |
| sulfur dioxide ($\text{SO}_2$) | kali manganat(VII) có axit | màu tím nhạt dần |
Test ngọn lửa
Một test ngọn lửa xác định một số cation kim loại bằng màu mà chúng tạo ra cho ngọn lửa:
| Cation | Màu ngọn lửa |
|---|---|
| lithium ($\text{Li}^+$) | màu đỏ |
| sodium ($\text{Na}^+$) | màu vàng |
| potassium ($\text{K}^+$) | màu tím nhạt (lilac) |
| calcium ($\text{Ca}^{2+}$) | màu cam-đỏ |
| barium ($\text{Ba}^{2+}$) | xanh nhạt |
| copper(II) ($\text{Cu}^{2+}$) | màu xanh lam-xanh lá |
Khám phá
Phòng thí nghiệm thử nghiệm ion và khí
Ghép nối quan sát thử nghiệm với ion hoặc khí có mặt.
Từ vựng
Luyện tập
| English | Tiếng Việt |
|---|---|
| anion/ˈænaɪən/ | anion |
| carbonate/ˈkɑːbəneɪt/ | cacbonat |
| carbon dioxide/ˈkɑːbən daɪˈɒksaɪd/ | carbon dioxide |
| aluminium/ˌæljʊˈmɪnɪəm/ | nhôm |
| sodium hydroxide/ˈsəʊdɪəm haɪˈdrɒksaɪd/ | natri hiđroxit |
| ammonia/æˈməʊnɪə/ | amoniac |
| sulfate/ˈsʌlfeɪt/ | sunfat |
| cation/ˈkætaɪən/ | cation |
| precipitate/prɪˈsɪpɪteɪt/ | kết tủa |
| ammonium/æˈməʊnɪəm/ | amoni |
| calcium/ˈkælsɪəm/ | canxi |
| chromium/ˈkrəʊmɪəm/ | chromium |
| copper/ˈkɒpə/ | đồng |
| iron/ˈaɪən/ | sắt |
| zinc/zɪŋk/ | kẽm |
| litmus/ˈlɪtməs/ | quỳ tím |
| limewater/ˈlaɪmwɔːtə/ | nước vôi trong |
| chlorine/ˈklɔːriːn/ | clo |
| hydrogen/ˈhaɪdrədʒn/ | hiđro |
| oxygen/ˈɒksɪdʒn/ | oxy |
| flame test/fleɪm test/ | kiểm tra bằng ngọn lửa |
| lithium/ˈlɪθɪəm/ | lithium |
| sodium/ˈsəʊdɪəm/ | natri |
| potassium/pəˈtæsɪəm/ | kali |
| barium/ˈbeərɪəm/ | bari |
12.5
Mẹo làm bài thi
- Chọn dụng cụ dựa trên phép đo: burette hoặc pipette cho thể tích chính xác, cylinder đo lường cho thể tích thô, gas syringe cho thể tích khí, balance cho khối lượng.
- $R_f = \dfrac{\text{distance moved by the substance}}{\text{distance moved by the solvent}}$, vì vậy nó luôn nhỏ hơn 1. Một chất tinh khiết tạo ra một đốm duy nhất.
- Học các test anion: một carbonat sủi bọt và khí làm vôi trong đục; halides với silver nitrate tạo ra chloride trắng, bromide kem, iodide vàng precipitate; một sulfat tạo ra white precipitate với barium nitrate.
- Học các xét nghiệm khí: hydro tạo tiếng pop kè kè, oxy làm sáng lại que đóm đang tắt than, carbon dioxide làm nước vôi trong đục ngầu, clo tẩy màu giấy quỳ ẩm, amoni làm giấy quỳ đỏ ẩm chuyển sang màu xanh.
- Đối với cation, thêm natri hydroxide và quan sát màu kết tủa: đồng(II) xanh nhạt, sắt(II) xanh lá, sắt(III) đỏ nâu.
Từ vựng
Luyện tập
| English | Tiếng Việt |
|---|---|
| stop-watch/stɒp wɒtʃ/ | bấm giờ |
| thermometer/θɜːˈmɒmɪtə/ | nhiệt kế |
| balance/ˈbæləns/ | cân bằng |
| gas syringe/ɡæs sɪˈrɪndʒ/ | xi-lanh khí |
| chloride/ˈklɔːraɪd/ | cloride |
| nitric acid/ˈnaɪtrɪk ˈæsɪd/ | axit nitric |
| silver nitrate/ˈsɪlvə ˈnaɪtreɪt/ | bạc nitrat |
| bromide/ˈbrəʊmaɪd/ | bromide |
| iodide/ˈaɪədaɪd/ | iodide |
| nitrate/ˈnaɪtreɪt/ | nitrat |
| barium nitrate/ˈbeərɪəm ˈnaɪtreɪt/ | barium nitrat |
| sulfite/ˈsʌlfaɪt/ | sunfit |
| potassium manganate(VII)/pəˈtæsɪəm ˈmæŋɡəneɪt/ | kali manganat(VII) |
Bài học tương tác về chủ đề này
Làm theo từng bước, kèm theo bài tập kiểm tra ngay lập tức.