Nghiên cứu mô phỏng bài Thực hành Hóa Lý phần nhiệt động học

TAÏP CHÍ KHOA HOÏC ÑAÏI HOÏC SAØI GOØN Soá 30 (55) - Thaùng 7/2017 52 Nghiên cứu mô phỏng bài Thực hành Hóa Lý phần nhiệt động học A study on Simulation Physiochemistry Practice in thermodynamics TS. Võ Văn Duyên Em, Trường Đại học Quy Nhơn Vo Van Duyen Em, Ph.D., Quy Nhon University Phạm Thị Lệ Hiền Pham Thi Le Hien Tóm tắt Hóa học là một môn khoa học vừa lý thuyết vừa thực nghiệm, thông qua thực nghiệm mà các lý thuyết được kiểm chứng, khẳng định và khi cần thiết thì cũng

pdf10 trang | Chia sẻ: huong20 | Ngày: 18/01/2022 | Lượt xem: 33 | Lượt tải: 0download
Tóm tắt tài liệu Nghiên cứu mô phỏng bài Thực hành Hóa Lý phần nhiệt động học, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
được phủ nhận. Do đó, các thí nghiệm hóa học đóng một vai trò quan trọng trong việc lĩnh hội kiến thức đối với người học và nhà nghiên cứu. Trong thực tế, một số thí nghiệm không thể được thực hiện do nhiều nguyên nhân như: thiếu trang thiết bị, độc hại, cháy nổ, không an toàn, Vì vậy, phần mềm thí nghiệm ảo ra đời nhằm khắc phục các lý do nêu trên, Crocodile chemistry là một trong các phần mềm được khai thác trong giảng dạy và nghiên cứu hóa học. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày thí nghiệm ảo được tạo ra bằng phần mềm Crocodile chemistry áp dụng vào bài thực hành Hóa lý phần nhiệt động học nhằm đáp ứng nhu cầu học tập, nghiên cứu, đồng thời mong muốn mang lại hiệu quả cao trong việc dạy và học bộ môn Hóa lý ở các trường Đại học, Cao đẳng. Từ khóa: Crocodile chemistry, thực hành, nhiệt động học. Abstract Chemistry is a natural science having both theoretical and experimental features. Thus, chemical experiments play a vital role in transmitting knowledge to learners and researchers. In reality, a number of experiments cannot be done in the class due to various reasons such as lack of equipment, toxicity, explosiveness, lack of safety, etc. Therefore, virtual educational software is created to make up for the shortage of chemical experiments, and Crocodile chemistry is one of such software programs. This article presents some of virtual experiments performed by using Crocodile chemistry on application to lessons of common physiochemistry thermodynamics so as to improve the teaching and studying quality in universities. Keywords: Crocodile chemistry, experiments, thermodynamics. 1. Mở đầu Sự ra đời của công cụ ảo được xác định là cần thiết ở tất cả các cấp học, nhằm minh họa các khía cạnh cụ thể nhất trong khoa học bộ môn [6]. Trong hóa học, thí nghiệm ảo ngày càng được sử dụng rộng rãi và phổ biến [2]. Thí nghiệm ảo có thể đáp ứng được sự thiếu hụt của các thiết bị hóa chất trong phòng thí nghiệm, được sử dụng cho giáo dục đào tạo từ xa [5], [7]. Một lợi thế lớn khác của phòng thí nghiệm hóa học ảo là người học có thể thực hiện VÕ VĂN DUYÊN EM - PHẠM THỊ L HIỀN 53 các thí nghiệm mà không xảy ra bất kỳ tai nạn hay sự cố cháy nổ nào [5], [7]. Hiện nay, có nhiều phần mềm mô phỏng được sử dụng như Vlab, ChemLab, Crocodile Chemistry [5], [9], [10]. Tất cả các phầm mềm đều nhằm mục tiêu giúp người học nắm vững kiến thức khoa học cơ bản về lý thuyết và thực hành. Thông qua đó hình thành kĩ năng của môn học như kỹ năng quan sát, phân tích, so sánh, phán đoán, tính toán, thực hành thí nghiệm, Hóa học là môn khoa học kết hợp giữa lý thuyết và thực hành. Ngoài các nội dung kiến thức lý thuyết được cung cấp thì các bài thực hành đóng vai trò quan trọng giúp đem lại hứng thú học tập cho người học, góp phần cũng cố, đào sâu, mở rộng kiến thức lý thuyết. Để thực hiện tốt một bài thực hành thì người học phải hiểu rõ kiến thức nền của bài thực hành, đồng thời phải làm chủ được các thao tác với hóa chất và thiết bị đòi hỏi sự thận trọng để thí nghiệm thành công và an toàn [5], [10]. Chemlab, Vlab, Crocodile Chemistry là các phần mềm ứng dụng dùng để mô phỏng thí nghiệm hóa học. Có thể thực hiện hầu như đa số các phản ứng hóa học thông dụng. Với sự đa dạng của các công cụ trong phần mềm, có thể thiết kế các thí nghiệm hóa học nhanh chóng, an toàn [5], [9], [10]. Nếu chương trình mô phỏng được thiết kế hợp lí và phù hợp với nội dung bài học thì xem như là một bài chuẩn bị trước khi làm thực hành, cho phép người học vào phòng thí nghiệm với một sự hiểu biết rõ ràng hơn về những điều mình phải làm. Tuy nhiên, các phần mềm Vlap, Chemlab và Crocodile Chemistry không thể thay thế hoàn toàn cho các thí nghiệm hóa học thật, nhưng có thể nói các phần mềm này là công cụ hỗ trợ đắc lực về nghiên cứu khoa học hóa học [5], [9], [10]. Có rất nhiều công trình nghiên cứu về thí nghiệm mô phỏng: Năm 1970, ba nhà khoa học Arieh Warshel, Michael Levitt và Martin Karplus [4], [8] đặt nền tảng cho các chương trình vi tính để mô phỏng các tiến trình hóa học phức tạp và nhận được giải Nobel Hóa học năm 2013. Năm 2007, G. Gorghiu và các cộng sự [3] đã nghiên cứu các ứng dụng của thí nghiệm ảo trong giáo dục. Cùng thời gian này, J. Georgiou và các cộng sự [5] đã nghiên cứu phòng thí nghiệm thực tế ảo trong hóa học. Năm 2009, L. M. Gorghiu và các cộng sự [6] nghiên cứu sử dụng thiết bị ảo trong giảng dạy hóa học. Năm 2014, Numan Ali, Sehat Ullah, Ihsan Rabbi và cộng sự [7] nghiên cứu phát triển phòng thí nghiệm đa phương thức cho các thí nghiệm hóa học. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày thí nghiệm ảo được thiết kế bằng phần mềm Crocodile Chemistry áp dụng vào bài thực hành Hóa lý phần nhiệt động học nhằm đáp ứng nhu cầu học tập, nghiên cứu trong việc dạy và học bộ môn Hóa lý ở các trường Đại học, Cao đẳng. 2. Nội dung nghiên cứu 2.1. Mục đích bài thực hành “Nhiệt hòa tan” - Xác định nhiệt hòa tan của muối KCl trong nước. - Xác định nhiệt hòa tan của CuSO4, CuSO4.5H2O trong nước và tính nhiệt hydrat hóa của CuSO4.5H2O. 2.2. Cơ sở lí thuyết bài thực hành “Nhiệt hòa tan”[1] 2.2.1. Nhiệt hòa tan và nhiệt hydrat hóa của muối Quá trình hòa tan luôn luôn kèm theo sự giải phóng hay hấp thụ nhiệt tùy theo bản chất của chất tan và dung môi. Nhiệt hòa tan (Hht) có thể xem là tổng NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG BÀI THỰC HÀNH HÓA LÝ PHẦN NHI T Đ NG HỌC 54 của hai số hạng: nhiệt chuyển chất tan vào dung dịch (Hch) và nhiệt hydrat hóa nếu dung môi là nước (Hhyd) phát sinh do tương tác giữa các tiểu phân chất hòa tan với những tiểu phân của dung môi. Hht = Hch + Hhyd (1) Nhiệt Hhyd luôn luôn âm vì quá trình hydrat hóa luôn tỏa nhiệt còn nhiệt Hch có thể dương hoặc âm. Đối với chất khí, Hch (nhiệt ngưng tụ khí vào thể tích dung dịch) luôn âm nên Hht < 0. Đối với chất rắn, Hch (nhiệt hấp thụ để phá vỡ mạng lưới tinh thể và đẩy xa các tiểu phân trên khoảng cách ứng với thể tích dung dịch) luôn dương nên dấu của Hht sẽ là dấu của số hạng nào trong (I) chiếm ưu thế. Những chất rắn có cấu tạo mạng lưới tinh thể kém bền và có nhiều khuynh hướng hydrat hóa hay hình thành những muối ngậm nước,... thì Hht < 0 (sự hòa tan tỏa nhiệt) còn những chất có mạng tinh thể bền và ít hydrat hóa thì Hht > 0 (sự hòa tan thu nhiệt). Áp dụng định luật Hess đối với quá trình hòa tan có thể xác định gián tiếp hiệu ứng nhiệt của những quá trình khó đo trực tiếp như nhiệt hydrat hóa các tinh thể ngậm nước. Nhiệt hydrat hóa là lượng nhiệt kèm theo quá trình tạo thành 1 mol muối ngậm nước từ muối khan và lượng nước tương ứng. Ví dụ, sự tạo thành dung dịch CuSO4 trong n mol H2O có thể thực hiện bằng hai khả năng: 1) CuSO4 (r) + 5H2O  CuSO4.5H2O (r) + Hhyd CuSO4.5H2O + (n-5)H2O  CuSO4 (dd) + H1 2) CuSO4 (r) + nH2O  CuSO4 (dd) + H2 Theo định luật Hess ta có: Hhyd + H1 = H2 Hay Hhyd = H2 - H1 = Hht, CuSO4 - Hht, CuSO4.5H2O (2) Xác định bằng thực nghiệm nhiệt hòa tan của muối khan và muối ngậm nước sẽ tính được nhiệt hydrat hóa. 2.2.2. Phương pháp nhiệt lượng kế Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học, nhiệt hòa tan, được xác định bằng một dụng cụ gọi là nhiệt lượng kế. Sơ đồ một nhiệt lượng kế đơn giản nhất được thể hiện ở hình 1. Hình 1. Nhiệt lượng kế 1. Bình nhiệt lượng kế; 2. Nhiệt kế; 3. Que khuấy; 4. Ămpun; 5. Nút lie; 6. Chất lỏng. Phần chủ yếu của nhiệt lượng kế là bình nhiệt lượng kế (1) và lớp vỏ ngăn cản sự trao đổi nhiệt của nhiệt lượng kế với môi trường xung quanh. Bình nhiệt lượng kế thường là một bình Đêoa được đậy kín bằng nút lie (5). Nút có khoan lỗ để cắm nhiệt kế (2), que khuấy (3) và ămpun đựng chất nghiên cứu (4). Nhiệt kế thường dùng là nhiệt kế khoảng hay nhiệt kế Beckman có độ chính xác cao để theo dõi biến thiên nhiệt độ trong hệ. Ămpun là một ống VÕ VĂN DUYÊN EM - PHẠM THỊ L HIỀN 55 nghiệm thủy tinh có đáy mỏng dễ bị chọc thủng để các chất nghiên cứu rơi vào chất lỏng (6) chứa trong bình nhiệt kế. Hiệu ứng nhiệt của quá trình tiến hành trong nhiệt lượng kế được xác định theo phương trình: q = Ck.t (3) Trong đó t: biến thiên nhiệt độ của hệ nhiệt lượng kế. Ck: nhiệt dung của hệ nhiệt lượng kế (lượng nhiệt cần thiết để nâng nhiệt lượng kế lên 1o) thường được gọi là hằng số nhiệt lượng kế. Khi biết trước hiệu ứng nhiệt q/ và đo biến thiên nhiệt độ tương ứng của hệ nhiệt lượng kế, sẽ tính được Ck theo phương trình: / k q C t   (4) - Biến thiên nhiệt độ t gây ra do quá trình tiến hành trong nhiệt lượng kế có thể xác định theo hiệu nhiệt độ trước và sau khi quá trình xảy ra chỉ trong trường hợp hệ hoàn toàn không trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Trong thực tế, việc trao đổi nhiệt đó không thể tránh khỏi nên để xác định biến thiên nhiệt độ thực cần phải hiệu chỉnh phần biến thiên nhiệt độ do hệ trao đổi nhiệt với môi trường ngoài. Việc hiệu chỉnh như vậy thường được tiến hành bằng phương pháp đồ thị. Khi biết t và Ck sẽ tính được hiệu ứng nhiệt của quá trình theo (III). 2.3. Tiến hành thí nghiệm trong phòng thí nghiệm 2.3.1. Xác định nhiệt hòa tan của KCl trong nước a) Xác định nhiệt dung của hệ nhiệt lượng kế Ck Hòa tan trong nhiệt lượng kế một lượng nhất định muối KNO3 đã biết nhiệt hòa tan Hht = 8,52 (kcal/mol). Xác định t và tính Ck theo công thức: 3 / KNO k -ΔHq g 8,52g C = = . =- Δt M Δt M.Δt (kcal/độ) (5) Trong đó g, M là khối lượng và khối lượng mol của muối KNO3. Cách tiến hành: Dùng cân phân tích cân ămpun đã sấy khô, ghi khối lượng (g1). Cho muối KNO3 đã nghiền thật nhỏ (khoảng 6,0g đến 8,0g) vào ămpun (chú ý không để muối dính vào thành ămpun) và cân lại (g2). Lượng muối sử dụng là g = g2 - g1. Dùng bình định mức lấy chính xác 500mL nước cất đổ vào bình nhiệt lượng kế. Đậy nắp bình đã cắm ống đựng chất, nhiệt kế khoảng và que khuấy. Đến đây bắt đầu tiến hành thực nghiệm xác định t. Do quá trình hòa tan không thể tránh khỏi sự trao đổi nhiệt giữa hệ nhiệt lượng kế với môi trường xung quanh nên để thu được giá trị t thực cần phải tính đến sự trao đổi nhiệt này. Như vậy, thí nghiệm được tiến hành qua ba giai đoạn liên tục: Giai đoạn đầu, chưa chọc thủng ămpun, khuấy đều và nhẹ khoảng 3 phút, sau đó vừa khuấy vừa ghi nhiệt độ, 30 giây một lần. Khi nào sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian đều đặn (khoảng 10 đến 15 điểm thực nghiệm) thì chọc thủng ămpun đựng chất nghiên cứu và giai đoạn chính bắt đầu. Do có hiệu ứng nhiệt của quá trình hòa tan nên nhiệt độ thay đổi nhanh. Tiếp tục khuấy và ghi nhiệt độ như trên. Khi nhiệt độ hầu như không thay đổi nữa (muối đã tan hết) thì giai đoạn chính kết thúc và cũng là lúc bắt đầu giai đoạn cuối, tiếp tục khuấy và ghi nhiệt độ trong vòng 5 phút nữa. (Chú ý: 3 giai đoạn trên phải làm liên tục, giữa các NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG BÀI THỰC HÀNH HÓA LÝ PHẦN NHI T Đ NG HỌC 56 giai đoạn không dừng thí nghiệm lại). Dựa vào các dữ kiện thu được, vẽ đồ thị nhiệt độ - thời gian (hình 2). Nếu thí nghiệm tiến hành tốt thì giai đoạn đầu (ab) và giai đoạn cuối (de) được biểu diễn bằng các đoạn thẳng. Độ dốc của các đoạn thẳng đó phụ thuộc vào tương quan giữa nhiệt độ hệ nghiên cứu và môi trường xung quanh. Giai đoạn chính được xác định trên đồ thị tính từ các điểm mà đường cong tiếp xúc với các đoạn thẳng của giai đoạn đầu và giai đoạn cuối (đoạn bd). Nếu cho rằng trong nửa đầu của giai đoạn chính sự trao đổi nhiệt của hệ nghiên cứu với môi trường xung quanh giống như ở giai đoạn đầu, còn trong nửa sau giống như ở giai đoạn cuối thì có thể kéo dài đoạn ab và ed, sau đó từ C là điểm giữa của BD kẻ đường song song với trục tung, đường này cắt các đường kéo dài ở c và c’; độ dài của cc’ chính là giá trị t thực cần tìm. Thay t thực tìm được vào công thức (V) tính được Ck. Hình 2. Xác định t thực bằng đồ thị b) Xác định nhiệt hòa tan của KCl trong nước Lấy chính xác 500mL nước cất đổ vào bình nhiệt lượng kế. Cân ămpun đã sấy khô. Cho vào ămpun khoảng 4,0g đến 6,0g KCl rồi cân lại, tính được lượng cân của KCl trong ămpun. Lắp ămpun vào bình nhiệt lượng kế rồi tiến hành xác định t của quá trình hòa tan KCl giống như đã làm với KNO3. Biết t và Ck tính được nhiệt hòa tan của KCl trong nước. k KCl KCl C .Δt.M ΔH=- g 2.3.2. Xác định nhiệt hòa tan của CuSO4.5H2O và CuSO4 Xác định nhiệt hòa tan của CuSO4.5H2O và CuSO4 khan như đã làm với KCl. Lượng CuSO4.5H2O lấy khoảng 8,0g, lượng CuSO4 khoảng 5,0g. Trước khi cân các muối phải được nghiền nhỏ trong cối sứ. Trong trường hợp không có muối CuSO4 khan thì lấy khoảng 10g muối CuSO4.5H2O nghiền trong cối sứ rồi đem rang trên bếp điện (150oC đến 180oC) cho đến khi tạo thành muối khan màu trắng. Để nguội muối đến nhiệt độ phòng rồi đem cân. Quá trình hòa tan muối trong nhiệt lượng kế cần khuấy mạnh hơn vì các muối đồng sunfat khó tan. Sau khi xác định được nhiệt hòa tan của hai muối, tính nhiệt hydrat của CuSO4.5H2O theo biểu thức (II): Hhyd = Hht, CuSO4 - Hht, CuSO4.5H2O 2.4. Tiến hành thí nghiệm trên phần mềm Crocodile chemistry Chuẩn bị tất cả các dụng cụ và hóa chất cần dùng trong thí nghiệm như hình 3. VÕ VĂN DUYÊN EM - PHẠM THỊ L HIỀN 57 Hình 3. Dụng cụ và hóa chất cần dùng trong thí nghiệm - Xác định nhiệt dung của nhiệt lượng kế Ta tiến hành làm thí nghiệm như sau: Cho 150mL nước vào cốc đã có sẵn nhiệt kế, nhấn nút “Pause”, bắt đầu theo dõi nhiệt độ. Khi nhiệt độ đến 24,7oC (t1) như hình 4(a), ta cho KNO3 vào và quan sát sự thay đổi nhiệt độ. Khi KNO3 hòa tan hoàn toàn nhiệt độ giảm đến 20,42oC (t2) như hình 4(b). Sau đó tiếp tục theo dõi nhiệt độ. Hoàn thành quá trình ta thu được đồ thị nhiệt độ - thời gian của KNO3 như hình 5. (a) (b) Hình 4. Nhiệt độ trước (t1) và nhiệt độ sau (t2) khi cho KNO3 vào dung dịch nước NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG BÀI THỰC HÀNH HÓA LÝ PHẦN NHI T Đ NG HỌC 58 Hình 5. Đồ thị nhiệt độ - thời gian của KNO3 Nhiệt độ ban đầu của nhiệt kế là 25oC, khi cho nước vào nhiệt độ bắt đầu giảm nhưng rất chậm và khi nhiệt độ giảm đến 24,7 o C thì ta cho KNO3 vào. Khi cho KNO3 vào nước quá trình hòa tan xảy ra làm cho nhiệt độ giảm nhanh hơn và khi KNO3 hòa tan hết nhiệt độ giảm đến 20,42 oC. Tiếp tục quan sát nhiệt độ ta thấy nhiệt độ gần như không đổi. KNO3 là chất có cấu trúc mạng tinh thể bền và ít hydrat hóa. Do đó khi hòa tan KNO3 vào nước cần cung cấp một nhiệt lượng cho hệ để thực hiện quá trình phá vỡ mạng lưới tinh thể (sự hòa tan thu nhiệt), dẫn đến nhiệt độ giảm. Vì vậy, khi hòa tan KNO3 vào nước nhiệt độ sẽ giảm. Sau khi đã có được đồ thị ta tiến hành xác định t. t sẽ được xác định theo phần cơ sở lý thuyết. Nhưng khi tiến hành mô phỏng bằng phần mềm thì hệ hoàn toàn không trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài. Do đó, biến thiên nhiệt độ t gây ra do quá trình tiến hành được xác định theo hiệu nhiệt độ sau và trước khi quá trình xảy ra. Do đó ta xác định t: t = t2 – t1 = 20,42- 24,70 = -4,28 o C Tính Ck dựa vào công thức: 3 3 KNO k KNO 8,52g 8,52.8 C =- =- =0,1575 M .Δt 101,1032.(-4,28) (kcal/độ) - Xác định nhiệt hòa tan của KCl trong nước. Ta tiến hành làm thí nghiệm như sau: Cho 150mL nước vào cốc đã có sẵn nhiệt kế, nhấn nút “Pause”, bắt đầu theo dõi nhiệt độ. Khi nhiệt độ đến 24,7oC (t1) như hình 6(a), ta cho KCl vào và quan sát sự thay đổi nhiệt độ. Khi KCl hòa tan hoàn toàn nhiệt độ giảm đến 22,57oC (t2) như hình 6(b). Sau đó tiếp tục theo dõi nhiệt độ. Hoàn thành quá trình ta thu được đồ thị nhiệt độ - thời gian của KCl như hình 7. VÕ VĂN DUYÊN EM - PHẠM THỊ L HIỀN 59 (a) (b) Hình 6. Nhiệt độ trước (t1) và sau (t2) khi cho KCl vào dung dịch nước Hình 7. Đồ thị nhiệt độ - thời gian của KCl Nhiệt độ ban đầu của nhiệt kế là 25oC, khi cho nước vào nhiệt độ bắt đầu giảm nhưng rất chậm và khi nhiệt độ đến 24,7oC thì ta cho KCl vào. Khi cho KCl vào nước quá trình hòa tan xảy ra làm cho nhiệt độ giảm nhanh hơn và khi KCl hòa tan hết nhiệt độ giảm đến 22,57oC. Tiếp tục quan sát nhiệt độ ta thấy nhiệt độ gần như không đổi. Giải thích: KCl là chất có cấu trúc mạng tinh thể bền và ít hydrat hóa. Do đó, khi hòa tan KCl vào nước cần cung cấp một nhiệt lượng để hệ thực hiện quá trình phá vỡ mạng lưới tinh thể (sự hòa tan thu nhiệt), dẫn đến nhiệt độ giảm. Vì vậy, khi hòa tan KCl vào nước nhiệt độ sẽ giảm. - Ta tiến hành xác định nhiệt hòa tan của CuSO4, CuSO4.5H2O cách làm tương tự như đối với KCl. Sau khi tiến hành thí nghiệm thu được đồ thị nhiệt độ - thời gian của CuSO4 (hình 8) và đồ thị nhiệt độ - thời gian của CuSO4.5H2O (hình 9). NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG BÀI THỰC HÀNH HÓA LÝ PHẦN NHI T Đ NG HỌC 60 Hình 8. Đồ thị nhiệt độ - thời gian của CuSO4 Hình 9. Đồ thị nhiệt độ - thời gian của CuSO4.5H2O Nhiệt độ ban đầu của nhiệt kế là 25oC, khi cho nước vào nhiệt độ bắt đầu giảm nhưng rất chậm và khi nhiệt độ giảm đến 24,7 o C thì ta cho CuSO4, CuSO4.5H2O vào. Khi cho CuSO4, CuSO4.5H2O vào nước quá trình hòa tan xảy ra làm cho nhiệt độ tăng nhanh hơn và khi CuSO4, CuSO4.5H2O hòa tan hết nhiệt độ tăng đến 28,28 oC. Tiếp tục quan sát nhiệt độ thì ta thấy nhiệt độ giảm chậm. Giải thích: CuSO4 và CuSO4.5H2O là chất rắn có cấu tạo mạng lưới tinh thể kém bền và có nhiều khuynh hướng sonvat hóa hay hình thành những muối ngậm nước. Do đó khi hòa tan CuSO4 và CuSO4.5H2O vào nước thì hệ tỏa ra một nhiệt lượng (sự hòa tan tỏa nhiệt), dẫn đến nhiệt độ tăng. Vì vậy khi hòa tan CuSO4 và CuSO4.5H2O vào nước thì nhiệt độ sẽ tăng. VÕ VĂN DUYÊN EM - PHẠM THỊ L HIỀN 61 Kết quả thu được bảng sau: KCl CuSO4 CuSO4.5H2O Khối lượng (g) 6,0 5,0 8,0 Nhiệt độ t1 ( o C) 24,70 24,70 24,70 Nhiệt độ t2 ( o C) 22,57 28,28 28,28 t = t2 – t1 ( o C) -2,13 3,58 3,58 kC .Δt.MΔH= (kcal/mol) g 4,168 -17,999 -17,598 Nhiệt hydrat hóa của CuSO4.5H2O là: Hhyd = Hht, CuSO4 - Hht, CuSO4.5H2O = -17,999 - (-17,598) = - 0,401 (kcal/mol) Vậy nhiệt hydrat hóa của CuSO4.5H2O là - 0,401 (kcal/mol). 3. Kết luận Nội dung nghiên cứu đã mô phỏng được các thí nghiệm hóa học bằng phần mềm Crocodile Chemistry. Xác định được nhiệt hòa tan của muối KCl, CuSO4, CuSO4.5H2O trong nước và tính nhiệt hydrat hóa của CuSO4.5H2O. Vì khuôn khổ bài báo cho phép diễn tả và minh họa đến một bài thực hành chọn lọc trong nhiều bài đã được mô phỏng thuộc chương trình thực hành Hóa lý phần nhiệt động học. Chúng tôi sẽ công bố kết quả khai thác và vận dụng phần mềm Crocodile chemistry để mô phỏng các thí nghiệm thực hành khác trong các nghiên cứu tiếp theo. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Vũ Ngọc Ban (2007), Giáo trình thực tập hóa lý, NXB Đại học quốc gia Hà Nội, Hà Nội. 2. Cao Cự Giác (2011), Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy và học hóa học, NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội. 3. G. Gorghiu, J. Tomargo and L. Cabeza (2007), Applications of vitual Intrumentation in education, Biblitheca publishing house, Targoveste. 4. Jean-Marie André (2014), The Nobel prize in Chemistry 2013, Chemistry international, 36, pp. 2-7. 5. J. Georgiou, K. Dimitropoulos and A. Manitsaris (2007), A virtual reality laboratory for distance education in Chemistry, International journal of Social and Human sciences, pp. 306-313. 6. L. M. Gorghiu, G. Gorghiu, C. Dumitrescu and R. L. Olteanu (2009), Crocodile chemistry - an easy way of teaching chemistry using virtual instrumentation, VccSSe – Virtual community collaborating space for Science education, pp. 146-157. 7. Numan Ali, Sehat Ullah, Ihsan Rabbi, Muhammad Javed, and Kartinah Zen, (2014), Multimodal virtual laboratory for the students’ learning enhance-ment in Chemistry education, International conference of recent trends in information and communication technology (IRICT), Malaysia. 8. Richard Van Noorden, (2013), Modellers react to Chemistry award: Prize proves that theorists can measure up to experimenters, Nature, 502, pp. 280-81. 9. Chemlab, (2015), Available: 10. Crocodile Chemistry, (2006), Ngày nhận bài: 07/6/2017 Biên tập xong: 15/7/2017 Duyệt đăng: 20/7/2017

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfnghien_cuu_mo_phong_bai_thuc_hanh_hoa_ly_phan_nhiet_dong_hoc.pdf