Đang tải... (xem toàn văn)
Bài thuyết trình về định luật bảo toàn trong bộ môn hóa phân tích của trường đại học công nghiệp thực phẩm TPHCM Gồm: định luật bảo toàn Proton, nồng độ đầu, điện tích, Xây dựng phương trình ĐKP, hệ quả, cách giải toán,...
ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN PROTON Nồng độ proton dung dịch trạng thái cân tổng nồng độ proton mà chất trạng thái so sánh giải phóng trừ tổng nồng độ proton mà chất trạng thái so sánh thu vào để đạt tới cân Pt bảo toàn proton dung dịch acid-bazo pt biểu diễn trao đổi proton acid-baz có dd qua nồng độ cân cấu tử dung dịch: Số mol proton acid cho số mol proton baz nhận Xây dựng phương trình ĐKP: B1: Chọn mức khơng (MK) B2:Viết cân cho-nhận proton chất MK B3:Viết biểu thức ĐKP biến đổi dạng đơn giản cách chọn mức khơng: Chọn MK có thành phần đơn giản - Xem chất TPBĐ Nếu KHƠNG có phàn ứng Chọn MK TPBĐ VD:Dd HCl +HAx Nếu CÓ phàn ứng Chọn MK TPGH VD: Dd HCl C1 M + NaOH C2 M Nếu cấu tử tồn nhiều dạng liên hợp Khi chọn MK có dạng nhất: VD: 22-Cacbonat có dạng tồn CO2, CO3 ,HCO3 dạng Chọn MK có Nước nguyên chất: mức không H O + H2O ⇌ H + OH → + [H ] = [OH ] DD HCl: mức không HCl, H O + HCl → H + Cl + H2O ⇌ H + OH → + [H ] = [Cl ] + [OH ] - DD chứa hh CH3COOH C1M HCl C2M Mức không CH3COOH, HCl, H2O HCl → H+ + ClCH3COOH ⇌ CH3COO-+ H+ H2O ⇌ H+ + OH→ [H+ ]= [Cl-] + [CH3COO-] + [OH-] → [H+ ]= C2 + C1 – [CH3COOH] + [OH-] - DD chứa hh CH3COONa C1M NaOH C2M CH3COONa → CH3COO- +Na+ C1 C1 NaOH → Na+ + OHC2 C2 Mức không: CH3COO- H2O CH3COO + H⇌ CH3COOH (1) H2O ⇌ H+ + OH- (2) →[H+] = [OH-] – C2 – [CH3COOH] - DD chứa hh CH3COOH C1M CH3COONa C2M + CH3COONa→ CH3COO + Na Mức không: CH3COOH H2O + CH3COOH ⇌ CH3COO + H (1) + H2O ⇌ H + OH (2) + → [H ] = [OH ] + [CH3COO ] - C2 Mức không: CH3COO- H2O + CH3COO + H ⇌ CH3COOH(1) + H2O ⇌ H + OH (2) + → [H ] = [OH ] - ([CH3COOH] - C1) BẢO TOÀN NỒNG ĐỘ ĐẦU Nồng độ ban đầu cấu tử tổng nồng độ cân dạng tồn cấu tử dung dịch H3PO4 H3PO4 H2PO4 - HPO4 2- PO4 3- -H3PO4 CM H3PO4 ⇌ H+ + H2PO4H2PO4 - ⇌ H+ + HPO42HPO42- ⇌ H+ + PO43C = [H3PO4 ] + [H2PO4- ] + [HPO42-] + [PO43- ] - Na2CO3 CM + 22Na2CO3 → 2Na + CO3 CO3 + + + H ⇌ HCO3 HCO3 + H ⇌ H2CO3 2C= [H2CO3] + [HCO3 ] + [CO3 ] BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH Trong hệ vật lập điện, tổng đại số điện tích khơng đổi Hệ lập điện hệ vật khơng có trao đổi điện tích với vật khác ngồi hệ hệ 1: - Điện tích ln ln xuất cặp có giá trị ngược dấu - Khi hỗn hợp kim lại phóng mol electron tổng điện tích dương cation kim loại tương ứng có nhiêu mol đơn vị điện tích dương hệ 2: - Trong phản ứng oxi hóa khử tổng số mol electron nguyên tố khử cho phải tổng số mol electron nguyên tố oxi hóa nhận + Bán phản ứng oxi hóa kim loại: M - ne → M n+ Nguyên tố kim loại cho mol e cation kim loại có nhiêu mol đơn vị điện tích dương (+) + Bán phản ứng khử gốc phi kim: A + ne → A n- Nguyên tố phi kim A nhận mol e anion tương ứng tích nhiêu mol đơn vị điện tích âm (-) Vận dụng hệ để cân phản ứng oxi hóa khử hệ 3: Một hỗn hợp gồm nhiều chất khử có độ tăng số oxi hóa khơng đổi khối lượng cho trước phóng số mol electron khơng đổi cho tác nhân oxi hóa phản ứng oxi hóa khử xảy Vận dụng hệ để giải nhanh toán “siêu kinh điển” toán về hỗn hợp gồm nhiều chất khử tác dụng với nhiều dung dịch axit khác hệ 4: - Thể chất điện hóa phản ứng điện phân xảy bề mặt điện cực bình điện phân định luật Faraday: điện lượng Q = It tải qua bình điện phân số mol electron catot phóng = số mol electron anot thu vào = ne - Điện tích mol electron Faraday: 23 -19 1F = 96.500 c = 6,023.10 1,6.10 c = 26,8Ah VD: -Catot cho electron, anot nhận electron nên ta xem catot chất khử, anot chất oxi hóa mạnh ý ḿn Vận dụng hệ để giải toán điện phân cách ngắn gọn đơn giản rất xác Dạng 1: Áp dụng đơn định luật bảo tồn điện tích Một dung dịch có chứa 4 ion với thành phần : 0,01 mol Na+, 0,02 mol Mg2+, 0,015 mol SO42− , x mol Cl− Giá trị của x là A. 0,015 B. 0,035. C. 0,02. D. 0,01. Giải: Áp dụng định luật bảo tồn điện tích ta có: 0,01.1+0,02.2=0.015.2+x.1 ⇒ x=0,02 ⇒ Đáp án C Dạng 2 : Kết hợp với định luật bảo tồn khối lượng 2+ 3+ – 2DdA có 0,1 mol Fe , 0,2 mol Al , x mol Cl , y mol SO4 – 2Tính số mol Cl và số mol SO4 biết cô cạn dung thu 46,9 gam chất rắn khan Giải: Áp dụng định luật bảo tồn điện tich ta có: Số mol điện tích dương = số mol điện tích âm 0,1*2 + 0,2*3 = x*1 + y*2 Hay x + 2y = 0,8 (1) Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có : Khối lượng chất rắn cạn dd= 2+ 3+ 2m Fe + m Al + m Cl + mSO4 Hay 35,5x + 96y = 35,9(g) (2) Giải hệ (1), (2) ta x =0,2 mol y = 0,3 mol Dạng 3 : Kết hợp với bảo toàn nguyên tố Cho hỗn hợp X gồm x mol FeS2 và 0,045 mol Cu2S tác dụng vừa đủ với HNO3 lỗng, đun nóng thu dung dịch chứa muối sunfat kim loại giải phóng khí NO duy chất Giá trị của x là: A. 0,045 B. 0,09. C. 0,135. D. 0,18. Giải: - Áp dụng bảo toàn nguyên tố Fe3+ : x mol; Cu2+ : 0,09 mol; SO42−: (x+0,045) mol - Áp dụng định luật bảo tồn điện tích (trong dung dịch chứa muối sunfat) ta có: 3x+2.0,09 = 2(x+0,045) ⇒ x=0,09 ⇒ Đáp án B Dạng 4: Kết hợp với việc viết pt dạng ion thu gọn Cho tan hoàn toàn 15,6 gam hỗn hợp gồm Al và Al 2O3 trong 500 ml dung dịch NaOH 1M thu được 6,72 lít H2(đktc) dung dịch X Thể tích HCl 2M tối thiểu cần cho vào X để thu lượng kết tủa lớn nhất? A. 0,175 lít. B. 0,25 lít. C. 0,125 lít. D. 0,52 lít. Giải: Dung dịch X chứa ion Na+ ; AlO2- ; OH− dư(có thể). Áp dụng định luật bảo tồn điện tích: n AlO2- + nOH− = nNa+ = 0,5 mol Khi cho HCl vào dung dịch X: H+ +OH− → H2O (1) H+ + AlO2- + H2O→Al(OH)3 (2) 3H+ +Al(OH)3 → Al3+ + 3H2O (3) Để kết tủa lớn nhất ⇒ không xảy (3) và nH+ = n AlO2- + nOH− = 0,5 mol ⇒ VHCl= 0,5/2=0,25 (lít) ⇒ Đáp án B ... rắn khan Giải: Áp dụng định luật bảo toàn điện tich ta có: Số mol điện tích dương = số mol điện tích âm 0,1*2 + 0,2*3 = x*1 + y*2 Hay x + 2y = 0,8 (1) Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta... C. 0,02. D. 0,01. Giải: Áp dụng định luật bảo tồn điện tích ta có: 0,01.1+0,02.2=0.015.2+x.1 ⇒ x=0,02 ⇒ Đáp án C Dạng 2 : Kết hợp với định luật bảo toàn khối lượng 2+ 3+ – 2DdA có 0,1... ứng điện phân xảy bề mặt điện cực bình điện phân định luật Faraday: điện lượng Q = It tải qua bình điện phân số mol electron catot phóng = số mol electron anot thu vào = ne - Điện tích mol