9X STUDIO

Các công tác cơ bản trong PTN hóa học là cắt và uốn ống thủy tinh, chọn và khoan nút, lắp và sử dụng các dụng cụ TN, hòa tan, lọc, kết tinh, pha chế dung dịch hóa chất, rửa bình, lọ, đun nóng, bảo quản hóa chất, bảo hiểm trong PTN hóa học.

I. Cắt và uốn ống thủy tinh:
1. Chọn ống thủy tinh:
Ở PTN trường PT thường hay dùng loại ống thủy tinh có đường kính 4 - 6 mm và có bề dầy 1 - 2 mm. Các loại ống thủy tinh sản xuất trong nước có thể đảm bảo được yêu cầu này của PTN.
2. Cắt ống thủy tinh:
a. Loại ống thủy tinh có đường kính dưới 10 mm: Dùng dũa sắt có cạnh, giũa ngang chỗ định cắt thành một vệt nông và bôi ngay nước lạnh vào vết cắt. Dùng hai tay nắm chặt ống gần chỗ vết cắt, hai ngón tay cái đặt đối diện với nhau, cách nhau 2 cm, dứt ngang về hai phía thì vệt cắt ở ống thủy tinh sẽ phẳng. Không nên bẻ gập ống thủy tinh thì vệt cắt sẽ không thẳng. Sau khi cắt nên hơ nóng vệt cắt trên ngọn lửa đèn cồn để không còn cạnh sắc.
b. Loại ống thủy tinh có đường kính từ 10 - 30 mm cũng dùng giũa có cạnh, giũa ngang chỗ định cắt thành một vệt dài 3 - 4 mm, lập tức bôi ít nước lạnh vào vết

II. Chọn nút và khoan nút:

1. Chọn nút:

Thường dung các loại nút sau đây: nút cao su, nút bấc, nút thuỷ tinh. Tuỳ theo hoá chất trong bình mà tìm nút cho thích hợp. Nút cao su không dung để đậy những lọ đựng dung môi hữu cơ như benzene, hay Cl2 hoặc chất làm hỏng cao su như H2SO4 đặc, HNO3. Không nên dung nút bấc, lie đậy các axit mà nên dung nút thuỷ tinh.
Ba cỡ nút cao su hay dung ở PTN có đường kính ở đầu nhỏ là 1,5 – 2 – 2,5 cm. Nút bấc thường có nhiều lỗ nhỏ nên nút không được kín, vì vậy sau khi đậy nên dung paraffin tráng lên mặt và xung quanh cho kín.
Việc chọn nút cho thích hợp với miệng bình, miệng ống cũng rất quan trọng, nhất là khi làm TN có các chất khí. Nếu dung nút bấc thì chọn nút lớn hơn miệng lọ một chút , sau đó dung dụng cụ ép cho nút nhỏ hơn. Nếu dung nút cau su hay lie thì phải chọn vừa miệng bình

3. Lắp ống và đậy nút:

Ống thuỷ tinh lắp vào nút cần phải hơi lớn hơn lỗ khoan một ít. Nếu lỗ khoan nhỏ quá thì dung giũa tròn hay dùi đã được đốt nóng dùi ra. Trước khi lắp ống vào nút nên nhúng ống vào nước cho dễ lắp. Để cho ống thuỷ tinh không bị gẫy và làm đứt tay, tay phải cầm ống gần sát phía đầu ống lắp và nút và xoay ống cho vào nút dần dần. Tuyệt đối không cầm ở chỗ uốn cong của ống.
Khi đậy nút vào miệng lọ, ống nghiệm, tay trái cũng cầm hẳn vào cổ lọ hay ống nghiệm ở gần phía nút, không được tỳ đáy bình cầu vào bàn hay vật khác, dung tay phải xoay nút vào dần dần cho đến khi nút ngập sâu vào miệng bình khoảng 1/3.
Khi thiếu nút cao su có thể đem cắt những ống cao su (Loại thành dầy, lỗ nhỏ) ra và đem sửa lại (Mài hoặc gọt) thành nút. Chọn những ống thuỷ tinh thích hợp lắp vào, ta sẽ được những nút cao su có ống dẫn khí xuyên qua rất tốt.

III. Lắp dụng cụ thí nghiệm:

Trước khi lắp dụng cụ TN cần phải phác hoạ sơ đồ dụng cụ, thống kê các bộ
phận cần thiết, chọn đủ các dụng cụ ấy rồi mới lắp. Cần lắp các bộ phận đơn giản trước. Nếu có dung những hoá chất có tác dụng với cao su thì nên dung ống thuỷ tinh làm ống dẫn, chỉ những chỗ nối mới lắp ống cao su. Đường kính bên trong của ống cao su phải nhỏ hơn đường kính bên ngoài của ống thuỷ tinh. Không nên để ống thuỷ tinh dài uốn cong nhiều khúc mà nên thay bằng những đoạn nối bằng ống cao su để tránh bị gấy ống khi đang làm thí nghiệm. Đoạn ống cau su để nối đó không nên làm quá dài, nhất là khi làm thí nghiệm với các chất ăn mòn ống cao su. Khi lắp dụng cụ cần chú ý hai yêu cầu sau:
+ Thuận tiện cho thí nghiệm.
+ Hình thức bên ngoài gọn, đẹp, kích thước các bộ phận tương xứng với nhau.
Sau khi lắp xong cần thử lại xem dụng cụ đã kín chưa, nhất là dụng cụ dung trong TN có chất khí tham gia. Có hai cách thử:
+ Dùng miện thổi vào và nhỏ nước lên chỗ nút để kiểm tra.
+ Nhúng đầu ống dẫn vào nước, dùng tay nắm chặt ống nghiệm hay bình cầu. Nếu dụng cụ được lắp kín, thì do than nhiệt của bàn tay, không khí trong ống nghiệm hoặc bình


IV. Hoà tan, lọc, kết tinh lại:

1. Hoà tan:

Khi hoà tan hai chất lỏng vào nhau cần luôn luôn lắp bình đựng để hai dung dịch đồng nhất.
Khi hoà tan chất rắn vào chất lỏng, nếu chất rắn có tinh thể to, ta phải nghiền nhỏ thành bột trước khi hoà tan. Dùng nước cất để hoà tan hoá chất chứ không dung nước máy, nước giếng… Nếu không có nước cất thì bất đắc dĩ dung nước mưa hứng ở trên cao và ở chỗ sạch. Nếu hoà tan trong cốc thuỷ tinh hay bình nón thì dung đũa thuỷ tinh để khuấy. Đầu các đùa thuỷ tinh phải được bọc bằng nút cao su lồng vừa khít vào ống thuỷ tinh, đầu ống cao su dài hơn đầu đũa khoảng 2 mm. Nếu hoà tan một lượng lớn chất tan trong bình cầu thì phải lắc tròn, hoà tan trong ống nghiệm thì lắc ngang, không lắc dọc ống nghiệm. Đa số các chất rắn khi đun nóng sẽ tan tốt hơn, vì vậy khi hoà tan có thể đun nóng.

2. Lọc:

Lọc là phương pháp tách những chất rắn không tan ra khỏi chất lỏng. Trong PTN thường dung giấy lọc để lọc. Cũng có thể dung giấy bản loại tốt, bong, bong thuỷ tinh để lọc.
a. Cách gấp giấy lọc:
Dưới đây là cách gấp giấy lọc đơn giản (không gấp thành nhiều nếp) dùng khi cần lấy kết tủa ra và giữ kết tủa lâu. Lấy tờ giấy lọc hình vuông có cạnh bằng hai lần đường kình phễu lọc. Gấp đôi rồi gấp tư tờ giấy, dung kéo cắt tờ giấy theo đường vòng cung thành hình quạt, tách ba lớp giấy của hình quạt thành hình nón.
b. Cách lọc:
Trước hết đặt giấy lọc khô vào phễu và điều chỉnh cách gấp sao cho góc của nón phễu giấy vừa bằng với góc của nón phễu thuỷ tinh để giấy lọc sát khít với phễu. Cần cắt giấy lọc sao cho mép giấy lọc cao hơn mép phễu 5 – 10 mm. Để một ít nước cất vào tẩm ướt giấy lọc rồi dung ngón tay cái đã rửa sạch đẩy cho giấy lọc ép sát vào phễu để đẩy hết bong bong ra khỏi cuống phễu.
Đặt phễu lọc lên giá sắt, dung cốc sạch hứng dưới phễu sao cho cuống phễu chạm thành cốc. Khi rót chất lỏng vào phễu lọc nên rót xuống theo một đùa thuỷ tinh.
Không đổ đầy chất lỏng đến tận mép giấy lọc, muốn lọc được nhanh nên để lắng trước, không làm vẩn kết tủa và lọc phần trong trước.

. Kết tinh lại:

Kết tinh lại là quá trình một chất rắn kết tinh được chuyển vào dung dịch bằng cách dung một dung môi nào đó và sau khi làm lạnh dung dịch nó lại xuất hiện ở trạng thái tinh thể nhưng tinh khiết hơn.
Trong PTN hoá học, người ta thường lời dụng quá trình kết tinh lại để tinh chế các chất, để phân chia hỗn hợp các chất kết tinh lại để tinh chế, …
Quá trình kết tinh laị dựa vào tính chất vật lý của chất kết tinh là thay đổi độ tan trong dung môi theo nhiệt độ.
Cách tiến hành: Cho chất cần kết tinh vào bình hình nón, cho dần nước hay dung môi hữu cơ vào để được dung dịch hơi quá bão hoà. Đun nóng dung dịch nhưng chỉ đun đến nhiệt độ sôi của dung môi để được dung dịch bão hoà nóng. Lọc nhanh dung dịch bão hoà nóng, phải dung phễu lọc nóng để lọc. Ở dưới phễu, để chậu kết tinh. Các tinh thể sẽ được tạo thành dần dần, muốn có tinh thể nhỏ, ta làm lạnh nhanh bằng cách đặt chậu kết tinh vào chậu nước lạnh hoặc nước đá, đồng thời lắc mạnh. Nếu muốn có tinh thể lớn thì để bình nguội từ từ và không đụng chạm vào bình.

. Pha chế dung dịch:

Pha chế dung dịch là một trong những nhiệm vụ quan trọng của PTN hóa học
Khi pha chế dd cần tuân theo các nguyên tắc sau đây:
+ Bình, lọ để pha chế dd phải được rửa sạch và tráng nước cất trước khi pha.
+ Phải dùng H2O cất để pha dd, nếu không có thể dùng nước mưa sạch, tuy nhiên vẫn không tinh khiết.
+ Trước khi pha dd cần tính toán lượng chất tan và lượng dung môi.
+ Nên pha dd kiềm đặc vào bình sứ.
+ Nếu có thể nên kiểm tra lại nồng độ dd bằng tỷ khối kế.
+ Sau khi pha dd, cần cho vào lọ thích hợp, đậy kĩ, dán nhãn để bảo quản.
Khi pha dd người ta thường dùng các loại ống đo, bình định mức, pipet có chia độ. Bình định mức dùng để pha dd có nồng độ mol/l và nồng độ đương lượng. Vạch ở trên cổ bình cầu hay pipet là để chỉ mức chất lỏng lấy vào bình cầu hay pipet. Khi quấy dd cần dùng đũa thủy tinh có bọc cao su ở đầu để tránh vỡ ống đo hay bình.
Các dd thường được pha theo các loại nồng độ:
+ Nồng độ phần trăm.
+ Nồng độ mol/l.
+ Nồng độ đương lượng.
. Pha chế dung dịch của chất rắn trong nước theo nồng độ phần trăm:
- Pha dung dịch của chất rắn không ngậm nước: Trước khi pha phải tính lượng chất tan và lượng nước cần dùng là bao nhiêu. Thí dụ pha chế 250 gam dung dịch 10% của một chất đã cho (chẳng hạn NaCl, BaCl2, CuSO4…). Ta tính 10% của 250 gam, đó là 25 gam. Như thế phải lấy 25 gam chất tan và 225 gam H2O (225 gam H2O chiếm một thể tích là 225 ml, ở đây bỏ qua sự thay đổi tỷ khối của H2O theo nhiệt độ). Dùng cân sẽ lấy được chất tan còn dùng ống đong sẽ lấy được 225 ml H2O.
- Pha dung dịch của chất rắn ngậm nước: Trước hết phải tính lượng muối ngậm nước rồi suy ra lượng muối không ngậm H2O. Thí dụ pha 100 gam dung dịch CuSO4 10% từ CuSO4.5H2O. Lượng CuSO4 trong 100 gam dung dịch đó là 10 gam, khối lượng mol của CuSO4 là 160 gam, của CuSO4.5H2O là 250 gam. Lượng CuSO4.5H2O là x gam được tính theo tỷ lệ 250/160 = x/10
---> x = 250.10/160 = 15,6 gam
Như vậy phải cân lấy 15,6 gam CuSO4.5H2O và đong lấy 84,4 gam H2O đem hoà tan

2. Pha dung dịch chất lỏng trong nước theo nồng độ phần trăm:
Phương pháp này thường dùng để pha dung dịch có nồng độ đã định từ một dung dịch khác.
Thí dụ: Pha 250 gam dung dịch H2SO4 10% từ dung dịch H2SO4 đặc hơn.
Cần phải dùng tỷ khối kế để đo tỷ khối của dung dịch H2SO4 đặc hơn đem pha (rót axit đặc vào ¾ ống đo rồi nhúng từ rừ tỉ khối kế vào). Giả sử đo được d = 1,8. Bảng tính sẵn cho ta biết nồng độ của dung dịch axit đó là 92%. Nếu lọ axit đặc đã được giữ kín cần thận và vì không có tỷ khối kế thì có thể sử dụng các con số về tỉ khối và nồng độ trên các nhãn của lọ axit đó.
Muốn pha 250 gam dd H2SO4 10% thì phải lấy 25 gam axit nguyên chất 100%. Nhưng ở đây chỉ có axit 92% nên phải lấy: 25.100/92 = 27,2 gam.
Lượng axit này bằng 27,2/1,824 = 14,9 ml. Dùng ống đo nhỏ lấy 14,9 ml H2SO4 92% đã cho rót vào ống đo khác đã đong sãn 222,8 ml (250 – 27,2 = 222,8 g) H2O ta sẽ được dung dịch cần dùng. Có thể kiểm tra lại bằng cách dùng tỉ khối kế đo khối lượng riêng dung dịch 10% axit trên mới pha có tỉ khối gần 1,1

3. Pha dung dịch có nồng độ mol/l.
Thí dụ cần pha 250 ml dung dịch NaCl 0,1M. Khối lượng mol của NaCl là 58,5 gam. Trong 1 lít dung dịch 0,1 M có 0,1 mol (5,85 gam) NaCl. Vậy trong 250 kml dung dịch phải có 5,85/4 = 1,46 gam NaCl. Do đó cần lấy gần 1,5 gam NaCl vào ống đo sau đó them H2O vào cho đủ 250 ml. Như thế ta được dung dịch cần pha chế. Muốn được chính xác hơn thì pha chế vào bình định mức.

4. Pha dung dịch có nồng độ đương lượng N:
Thí dụ pha 100 ml dung dịch 0,1N muối BaCl2.2H2O. Muối BaCl2.2H2O có khối lượng mol là 244 và đương lượng là 244/2 = 122. Dung dịch BaCl2 có nồng độ 0,1 N nghĩa là trong 1 lít dung dịch có 12,2 gam BaCl2.2H2O. Vậy trong 100 ml dung dịch có 1,22 gam BaCl2.2H2O. Quá trình pha dung dịch được

5. Pha dung dịch có nồng độ đã định trước theo khối lượng riêng:
Cách pha dung dịch đơn giản hơn cả là dùng tỷ khối kế, rồi đối chiếu với bảng nồng độ được tính sãn.
Rót dung dịch vào ống đo, nhúng tỉ khối kế vào đó. Nếu muốn có dung dịch axit loãng hơn thì rót them H2O từ từ vaò (Nếu là H2SO4 thì phải rót axit vào H2O).

6. Pha loãng dung dịch:
Trong nhiều TN ở trường PT ta cần dung dịch có nồng độ loãng hơn dung dịch hiện có trong PTN. Lúc đó ta phải pha loãng dung dịch. Sự pha loãng thường được biếu thị bằng tỷ số 1 : 1, nghĩa là cứ 1 thể tích dung dịch ban đầu ta them vào 1 thể tích dung môi.
7. Pha chất chỉ thị và một số thuốc thử đặc biệt:
a. Dung dịch quỳ:
Quỳ tím là một chất hữu cơ có mầu được lấy từ một số loại rêu biển (địa y). Cũng giống như một số chất mầu thực vật khác, mầu của nó biến đổi theo môi trường phản ứng. Khoảng chuyển mầu là từ pH = 5 đến pH = 8, đỏ trong môi trường axit, xanh trong môi trường kiềm.
Cách pha dung dịch quỳ: Hoà tan 1 gam bột quỳ vào 1 lít dung dịch etylic loãng (1 phần rượu + 4 phần nước). Cũng có thể hoà tan bột quỳ vào ngay nước cất nhưng nó tan kém hơn và phải lọc kĩ hơn cho khỏi bị cặn.
Cách làm giấy quỳ: Trước hết biến đổi dung dịch đặc quỳ trung tính thành quỳ đỏ hay quỳ xanh bằng cách them vào đó một lượng nhỏ axit (H2SO4 chẳng hạn) hay kiềm (NaOH). Đổ dung dịch đó ra chậu thuỷ tinh có thành thấp. Nhúng các băng giấy lọc được cắt sẵn kéo lướt qua dung dịch. Dùng cặp, kẹp các băng giấy đã nhuộm lên dây thép ở trong phòng sao cho các băng giấy không chập vào nhau. Khi băng giấy khô, cắt thành từng đoạn dài 6 – 8 cm. Cần giữ dấy quỳ trong bình thuỷ tinh có nút thật kín.