Bai ging hoa hc di cng vu minh trn

TÁC GIẢ: GIẢNG VIÊN BỘ MƠN HĨA HỌC BÀI GIẢNG HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG TÊN HỌC PHẦN MÃ HỌC PHẦN TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO DÙNG CHO SINH VIÊN NGÀNH : HĨA HỌC ĐẠI CƯƠNG : 26201 : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY : KỸ THUẬT HẢI PHÒNG - 2015 LỜI NÓI ĐẦU Để giúp em sinh viên học tập mơn Hóa Đại cương, mơn Hóa trường Đại học Hàng hải biên soạn tập giảng Hóa Đại cương Nội dung tập giảng bám sát chương trình khung Bộ Giáo dục Đào tạo dành cho khối sinh viên ngành kĩ thuật Dù cố gắng xong giảng cịn nhiều thiếu sót Vì vậy, tác giả mong nhận đóng góp đơng đảo đồng nghiệp, bạn đọc, em sinh viên để tập giảng hoàn thiện lần xuất sau Hải Phòng, tháng năm 2015 Tác giả Tên học phần: Hoá học đại cương Mã HP: 26201 a Số tín chỉ: TC BTL b Đơn vị giảng dạy: Bộ mơn Hóa học c Phân bổ thời gian: - Tổng số (TS): 50 tiết - Thực hành (TH): 10 tiết - Hướng dẫn BTL/ĐAMH (HD): tiết - Kiểm tra phần tự học sinh viên: tiết - Tự học: 56 tiết ĐAMH - Lý thuyết (LT): 28 tiết - Bài tập (BT): tiết - Kiểm tra (KT): tiết d Điều kiện đăng ký học phần: Khơng e Mục đích, u cầu học phần: Kiến thức: Cung cấp cho sinh viên kiến thức phần lí thuyết Hố học, làm sở để sinh viên tiếp thu môn khoa học tự nhiên môn khoa học sở ngành kĩ thuật Kỹ năng: Trang bị cho sinh viên kỹ tự học, kỹ kỹ tra cứu tài liệu, kỹ thực hành thực tập Thái độ nghề nghiệp: Giúp cho sinh viên có thái độ học tập, làm việc tích cực; ln có ý thức kỷ luật công việc f Mô tả nội dung học phần: Cấu tạo nguyên tử, phân tử; hiệu ứng nhiệt, chiều giới hạn trình, vận tốc phản ứng, cần hóa học, Các loại dung dịch, q trình điện hóa g Người biên soạn: Bộ mơn Hóa học h Nội dung chi tiết học phần: TÊN CHƯƠNG MỤC TS Phần LÍ THUYẾT Chương Cấu tạo nguyên tử định luật tuần hoàn 1.1.Mở đầu PHÂN PHỐI SỐ TIẾT LT BT TH HD KT 1.2 Hạt nhân nguyên tử 1.3 Nguyên tử electron 0.5 1.4 Nguyên tử nhiều electron 0.5 1.5 Định luật tuần hoàn nguyên tố hóa học Nội dung tự học: tiết - Sinh viên tự đọc trước giảng nhà - Làm tập giáo viên giao Chương Liên kết hoá học cấu tạo phân tử 2.1 Các đặc trưng liên kết 2.2.Liên kết ion thuyết liên kết ion, điều kiện, điên hố trị, tính chất liên kết ion 4 0,5 0,75 1 2.3 Liên kết cộng hoá trị: Nội dung cuẩ thuyết liên kết cộng hóa trị, tính bão hồ cách tính hố trị cộng hố trị, tính định hướng cấu trúc không gian phân tử 2.4 Thuyết lai hoá: khái niệm, dạng lai hoá 0,75 2.5 Các liên kết yếu: liên kết hyđrô, lực Vanderwaals 0,5 Nội dung tự học: tiết - Sinh viên tự đọc trước giảng nhà - Làm tập giáo viên giao Chương Hiệu ứng nhiệt q trình hố học 3.1 Một số khái niệm: hệ, trạng thái, trình 0,5 0,5 3.2 Nội năng, entanpi, hiệu ứng nhiệt trình 3.3 Định luật Hess hệ 3.4 Sự phụ thuộc hiệu ứng nhiệt vào nhiệt độ, định luật Kirchhoff Nội dung tự học: tiết - Sinh viên tự đọc trước giảng nhà - Làm tập giáo viên giao Chương Chiều giới hạn q trình hố học 4.1 Entrơpi – thước đo độ hỗn độn 0,5 0,5 1 5.2 Vận tốc phản ứng với lượng hoạt hoá, entropy hoạt hoá 5.3 Ảnh hưởng nhiệt độ đến vận tốc phản ứng (quy tắc VantHoff phương trình Arrhenius) 5.4 Ảnh hưởng nồng độ đến vận tốc phản ứng (định luật tác dụng khối lượng, bậc phản ứng) 5.5 Ảnh hưởng xúc tác đến vận tốc phản ứng 0,5 Nội dung tự học: tiết - Sinh viên tự đọc trước giảng nhà - Làm tập giáo viên giao Chương Cân hoá học 6.1 Phản ứng thuận nghịch trạng thái cân 1 4.2 Thế đẳng nhiệt, đẳng áp chiều tự xảy trình 4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến G trình: ảnh hưởng nhiệt độ, ảnh hưởng áp suất, ảnh hưởng thành phần hoá học Nội dung tự học: tiết - Sinh viên tự đọc trước giảng nhà - Làm tập giáo viên giao Kiểm tra lần Chương Vận tốc phản ứng 5.1 Một số khái niệm 0,5 0,5 0,5 0,5 1 6.2 Phương trình đẳng nhiệt Van’t Hoff số cân 6.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến cân hóa học, nguyên lý chuyển dịch cân Nội dung tự học: tiết - Sinh viên tự đọc trước giảng nhà - Làm tập giáo viên giao Chương Dung dịch phân tử 7.1 Các hệ thống khuyếch tán, nồng độ dung dịch 1 0,5 7.2 Q trình hồ tan (tính thuận nghịch, tương tác, nhiệt hoà tan) 7.3 Độ tan (khái niệm; độ tan chất rắn, chất lỏng dung môi lỏng; độ tan chất khí dung mơi lỏng) 7.4 Áp suất bão hoà dung dịch 0,5 7.5 Nhiệt độ sôi dung dịch 0,25 7.6 Nhiệt độ kết tinh dung dịch 0,25 7.7 Áp suất thẩm thấu dung dịch 0,25 7.8 Điều kiện áp dụng định luật: Raoult, VantHoff 0,25 Nội dung tự học: tiết - Sinh viên tự đọc trước giảng nhà - Làm tập giáo viên giao Kiểm tra phần tự học sinh viên Chương Dung dịch điện li 8.1 Hiện tượng điện li thuyết điện li 1 0,5 0,5 0,25 8.2 Phân loại chất điện li: chất điện li mạnh, chất điện li yếu, điện li axit, bazơ, muối nước 8.3 Độ điện li ( khái niệm, công thức liên hệ  i) 8.4 Trạng thái cân dung dịch chất điện li yếu( Kf, Kf  ) 0,25 8.5 Chất điện li tan (T, T  S , hệ quả) 8.6 Sự điện li nước, độ pH thị màu axit-bazơ 0,25 8.7 Thuyết axit-bazơ Bronsted 0,25 8.8 Sự thủy phân muối 0,25 1 0,25 0,25 0,25 Nội dung tự học: tiết - Sinh viên tự đọc trước giảng nhà - Làm tập giáo viên giao Kiểm tra lần Chương Phản ứng oxi hoá khử q trình điện hố 9.1 Phản ứng oxi hố khử (khái niệm, cân phương trình, tính thuận nghịch, cặp ox/kh) 0,5 9.2 Hoá học pin: cấu tạo hoạt động pin, quy ước, bước nhảy hai pha tiếp xúc SĐĐ pin 9.3 Thế điện cực (khái niệm , cách xác định) 0,5 9.4 Nhiệt động lực học pin điện cực: Thiết lập công thức Nernst, ứng dụng công thức Nernst 9.5 Chiều trạng thái cân phản ứng Oxi - hóa khử 0,5 9.6 Điện phân: q trình ơxi hóa- khử điện cực, điện phân hủy 0,5 Nội dung tự học: tiết - Sinh viên tự đọc trước giảng nhà - Làm tập giáo viên giao Chương 10 Hiện tượng bề mặt dung dịch keo 1 10.1 Hiện tượng bề mặt 0,5 10.2 Dung dịch keo 0,5 Nội dung tự học: tiết - Sinh viên tự đọc trước giảng nhà Phần THÍ NGHIỆM 10 Bài 1: Vận tốc phản ứng Bài 2: Cân hóa học Bài 3: Dung dịch Bài 4: Dung dịch điện ly Bài 5: Điện hóa i Mô tả cách đánh giá học phần - Thi kết thúc học phần thi viết, thời gian làm bài: từ 60 đến 75 phút, thi đề, đề gồm đến câu ngân hàng câu hỏi - Thang điểm: Thang điểm chữ A+, A, B+, B, C+, C, D+, D, F - Sinh viên phải tham dự 75% số lớp đủ điều kiện dự thi kết thúc học phần Cụ thể sau: TT I Các tiêu kiểm tra, đánh giá Điểm X = (0,1X1+ 0,6X2+0,3%X3) (Đk: Xi>=4; i=2, 3) Điểm chuyên cần: X1 Phương pháp đánh giá Điểm danh, quan sát thái độ học tập Điểm kiểm tra: X2 (Trung bình kiểm tra lớp Viết kiểm tra tự học) Thí nghiệm: X3 Chấm tường trình thí nghiệm Trọng số (%) 50 II Thi kết thúc học phần (THP - Y) ĐHP (Z) = 0,5X + 0,5Y Điều kiện: Y>=2, Y φ Sn 2+ o φ Sn 4+ nên: = - 0,14V Sn = φ(+); Sn 2+ o φ Sn 2+ = φ(-) Sn E o298, pin = φ(+) - φ(-) = 0,15 – (-0,14) = 0,29V • Phản ứng cực (+): Sn4+ + 2e → Sn2+ Phản ứng cực (-): Sno – 2e → Sn2+ Phương trình phản ứng xảy pin: Sn + Sn4+ → 2Sn2+ c Tính pH dung dịch Muốn đo pH dung dịch người ta dùng dung dịch lập thành điện cực Hidro, điện điện cực này: φ 2H + = 0,059 lg[H+] = -0,059pH H2 pH = -  2H + H 0, 059 d Pin nồng độ Định nghĩa pin nồng độ: Pin nồng độ tạo thành từ hai điện cực có dây dẫn loại loại 2, song chúng khác khối lượng dây dẫn loại khác nồng độ dây dẫn loại Ở ta xét trường hợp: pin cấu tạo từ hai điện cực làm kim loại có khối lượng nhau, nhúng vào hai dung dịch điện li chứa muối kim loại có nồng độ khác nhau, xuất dịng điện khuếch tán • Sơ đồ mạch pin sau: (-) M Mn+ Mn+ M (+) • Nếu 25oC: φ(+) = φ oMn+ + M 0, 059 lgC2 n 107 φ(-) = φ oMn+ + M 0, 059 lgC1 n →Epin = φ(+) - φ(-) = • 0, 059 C2 lg C1 n Pin ngừng hoạt động khi: C1 = C2 E = 9.5 CHIỀU VÀ TRẠNG THÁI CÂN BẰNG CỦA PHẢN ỨNG OXY HÓA- KHỬ 9.5.1 CHIỀU CỦA PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ ❖ Theo nhiệt động hóa học, phản ứng hóa học có phản ứng oxi hóa khử, tự xảy ∆G T0 Nhưng suất điện động: Epin = φ(+) – φ(-) = φcao – φthấp Do dựa vào khử cặp oxi hóa-khử để xét chiều phản ứng oxi hóakhử thuận lợi so với việc dựa vào kiện nhiệt động Cần ý trường hợp nồng độ hay xác hoạt độ chất 25 0C ❖ Thường xét chiều phản ứng ơxihóa-khử dung dịch nước 250C với mục đích khơng cần độ xác cao dung dịch đủ lỗng, ta dùng cơng thức Nernst Cần ý , φo khử, nghĩa chất tham gia phản ứng điện cực dạng oxi hóa, cịn sản phẩm dạng khử ❖ Nếu φox/kh cao tức dạng oxi hóa có tính oxi hóa mạnh (nhận electron dễ) ngược lại dạng khử có tính khử yếu (nhường electron khó) Ngược lại φox/kh thấp tức dạng oxi hóa yếu (nhận electron khó) ngược lại dạng khử có tính khử mạnh (nhận electron dễ) ❖ Cho hai cặp ox1/kh1 ox2/kh2 tiếp xúc nhau, là: ox1 / kh1 , ox / kh2 phản ứng oxi hóa- khử xảy theo chiều: khử (mạnh) + oxh (mạnh)→ khử (yếu hơn) + oxh (yếu hơn) Nếu: ox / kh2 < ox1 / kh1 phản ứng oxi hóa- khử xảy theo chiều: ox1 + kh2 → kh1 + ox2 Ví dụ: φ oCu 2+ Cu = +0,337V; φ oAg1+ Phản ứng xảy ra: (thực theo quy tắc α) = 0,8V Ag 2Ag+ + Cu → Cu2+ + 2Ag↓ Ag+ có tính oxi hóa mạnh Cu2+ Cu có tính khử mạnh Ag ❖ Kết luận: cặp oxi hóa khử điện cực tiêu chuẩn lớn dạng oxi hóa oxi hóa dạng khử cặp điện cực tiêu chuẩn nhỏ 9.5.2 TRẠNG THÁI CÂN BẰNG CỦA PHẢN ỨNG OXY HÓA-KHỬ Khi cân phản ứng oxi hóa-khử thiết lập: 108 ∆GoT = -nFEo = nghĩa hai cặp tham gia phản ứng oxi hóa khử Dựa vào mối liên hệ: ∆GoT= -RTlnK = -nFEo ta tính số cân phản ứng oxi hóa khử biết chuẩn cặp: lnK = với: nFE o RT hay nE o 0,059 lgK = Eo = khử chuẩn chất oxi hóa – khử chuẩn chất khử phản ứng hóa học khảo sát n số electron trao đổi phản ứng Ví dụ: Tính số cân phản ứng: 2Fe3+ + Sn2+ cho biết φ oFe3+ Nhận xét: φ oFe3+ Fe2+ Fe 2+ Sn4+ + 2Fe2+ o = +0,77V; φ Sn 4+ o > φ Sn 4+ = +0,15V Sn 2+ Fe3+ dạng oxi hóa mạnh Sn4+ Sn2+ dạng Sn 2+ khử mạnh Fe 2+ Vậy phản ứng Fe3+ chất oxi hóa cịn Sn2+ chất khử Khi đó: Eo = φ oFe3+ lgK = Suy ra: Fe 2+ o - φ Sn 4+ n = Sn 2+ 2.(0, 77 − 0,15)  21 0, 059 K = 1021 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG IX Nguyên tắc biến hóa thành điện năng? Để thiết lập pin cần gì? Lấy ví dụ pin Đanien- Jacobi để minh họa, nói rõ vai trò dung dịch KCL bão hòa Thiết lập công thức Nernst cho điện cực Viết công thức Nernst cho điện cực: kim loại, oxi hóa- khử khí dạng tổng qt 25oC Trình bày điện cực Hidro ứng dụng Điều kiện chuẩn điện cực gì? Thế điện cực chuẩn? Ý nghĩa oxi hóa- khử việc xác định chiều phản ứng oxi hóa- khử? Suất điện động pin gì? Tính SĐĐ pin nào? Các yếu tố ảnh hưởng đến SĐĐ pin? Muốn xét chiều phản ứng oxi hóa- khử ta dựa vào cơng thức nào? Khi phản ứng oxi hóa- khử trạng thái cân bằng? Cơng thức tính số cân K dựa vào khử? CHƯƠNG X 109 HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT VÀ DUNG DỊCH KEO 10.1 HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT Lực phân tử giảm nhanh theo khoảng cách (tỉ lệ nghịch r 6), phân tử tác dụng với phạm vi khoảng cách r không lớn (gấp vài lần đường kính hiệu dụng phân tử) Khoảng cách r gọi bán kính tác dụng phân tử hình cầu có bán kính tác dụng phân tử gọi hình cầu tác dụng phân tử Các phân tử nằm lớp bề mặt vật rắn, lỏng khác với tính chất phân tử lịng chúng (tính chất thể tích) ❖ Tính chất bề mặt pha ngưng tụ thể bề mặt phân chia hai pha với mức độ khác ❖ Bề mặt riêng (bề mặt tính cho đơn vị khối lượng) pha ngưng tụ lớn đóng góp phần lượng lớp bề mặt vào lượng tồn hệ lớn Nếu hệ có bề mặt riêng phát triển bỏ qua tính chất bề mặt pha Cịn hệ có độ phân tán cao, vật rắn có nhiều lỗ, đóng góp phần lượng bề mặt vào lượng toàn hệ quan trọng Trong hệ tính chất bề mặt ảnh hưởng lên khả phản ứng chất, vị trí cân phản ứng, độ hịa tan chất, áp suất bão hòa, nhiệt độ nóng chảy… nguyên nhân nhiều tượng hấp phụ, thấm ướt… 10.1.1 SỨC CĂNG BỀ MẶT a Biểu thức Giả thiết có cốc nước với bề mặt phân cách pha nước – khơng khí (Hình 10.1) Khơng khí H2O Hình 10.1 110 Nếu so sánh phân tử nước nằm thể tích phân tử nước nằm bề mặt ta thấy phân tử thứ tương tác (hút) đồng với phân tử xung quanh (lực hút biểu thị mũi tên) Còn phân tử thứ hai tương tác với phân tử phía Ở phía hóa trị tự khơng bão hịa, người ta nói phân tử bề mặt có lượng tự cao so với thể tích Sự chênh lệch lượng tự G phân tử bề mặt (so với thể tích) qui đơn vị diện tích bề mặt, gọi sức căng bề mặt, kí hiệu   = G S G = -A công tiêu tốn b Định nghĩa ❖ Định nghĩa: • Sức căng bề mặt công tiêu tốn để tạo đơn vị diện tích bề mặt (dấu – cơng phải tiêu tốn chống lại sức hút để đưa phân tử từ thể tích bề mặt) • Sức căng bề mặt định nghĩa: Là lực tác dụng đơn vị độ dài bề mặt, tiếp tuyến với bề mặt hướng theo chiều giảm diện tích bề mặt ❖ Như vậy, tạo bề mặt không lợi lượng Hệ dị thể ln ln có xu hướng thu hẹp bề mặt Về mặt hình học, thể tích xác định bề mặt bé mặt cầu, điều giải thích giọt nước có hình cầu ❖ Đơn vị: Trong hệ SI sức căng bề mặt có thứ nguyên J.m-2 N.m-1 ( hệ CGS thứ nguyên  ec.cm-2 dyn.cm-1) Về giá trị sức căng bề mặt lượng bề mặt hai đại lượng thường kí hiệu chữ  Năng lượng bề mặt đo công thuận nghịch đẳng nhiệt cần tiêu tốn để tạo đơn vị diện tích bề mặt ❖ Vì bề mặt chất lỏng đồng nên sức căng bề mặt điểm Đối với vật rắn, vấn đề phức tạp mật độ hạt cạnh, góc bề mặt khác nên sức căng bề mặt điểm khác khác Trong trường hợp chấp nhận lấy giá trị trung bình đo phương pháp gián tiếp c Các yếu tố ảnh hưởng đến lượng bề mặt Năng lượng bề mặt phụ thuộc vào cấu tạo pha ngưng tụ pha tiếp xúc với nhiệt độ ❖ Ảnh hưởng cấu tạo pha ngưng tụ lực phân tử, lực tĩnh điện coulomb, liên kết kim loại… 111 Sức căng bề mặt giảm theo chiều: Phân cực + liên kết hidro > phân cực > không phân cực ❖ Ảnh hưởng cấu tạo pha tiếp xúc: • Vì mật độ khí nhỏ so với pha ngưng tụ nên bề mặt pha ngưng tụ khí sức căng bề mặt lớn so với tiếp xúc với pha lỏng khác • Lực tương tác phần tử pha tiếp xúc với pha ngưng tụ lớn sức căng bề mặt nhỏ sức căng bề mặt pha ngưng tụ nói chung nhỏ sức căng bề mặt pha tự (pha ngưng tụ-khí) ❖ Ảnh hưởng nhiệt độ: Khi nhiệt độ tăng sức căng bề mặt giảm tăng chuyển động nhiệt phần tử làm giảm lực tác dụng tương hỗ chúng Khi nhiệt độ tăng tới nhiệt độ tới hạn khơng cịn ranh giới phân chia lỏng Khi sức căng bề mặt không 10.1.2 NHIỆT ĐỘNG HỌC CỦA HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT ❖ Nếu gọi Gbm biến đổi entapi tự (thế đẳng nhiệt đẳng áp) q trình tạo thành diện tích bề mặt S cách thuận nghịch đẳng nhiệt thì: Gbm = S S: diện tích bề mặt Hiện tượng bề mặt xảy khi: Gbm < Để thỏa mãn điều kiện sức căng bề mặt  diện tích bề mặt S phải giảm Như tượng bề mặt tự xảy theo chiều làm giảm sức căng bề mặt diện tích bề mặt ❖ Hiện tượng bề mặt quan trọng hệ phân tán cao, chất rắn có nhiều lỗ (diện tích bề mặt S lớn)… Đối với hệ biến đổi entapi tự tạo thành hệ gồm hai phần: Ghệ = Gthể tích + Gbm Vì biến thiên entapi tự trình tạo bề mặt luôn dương nên biến đổi entapi tự q trình tạo thành hệ có bề mặt riêng lớn dương so với hệ có bề mặt dương nhỏ (lấy chất) Chính chất trạng thái phân tán cao lại tan nhiều so với trạng thái có độ phân tán nhỏ nguyên nhân tượng chậm hóa lỏng chậm đơng tạo thành dung dịch bão hòa Các chất trạng thái phân tán cao, vật rắn xốp có entapi tự tạo thành dương so với trạng thái phân tán thấp có khả phản ứng lớn 10.1.3 SỰ HẤP PHỤ 112 a Khái niệm Hấp phụ: Nếu phần tử chất bị hấp thu tập tung bề mặt chất hấp thu (pha ngưng tụ) hấp thu gọi hấp phụ Trong trường hợp phần tử chất bị hấp thu sâu vào lịng chất hấp thu hấp thu gọi hấp thụ b Phân loại Tùy thuộc vào chất lực tương tác chất hấp phụ chất bị hấp phụ, người ta chia làm hấp phụ lí học hấp phụ hóa học ❖ Sự hấp phụ lý học: • Nếu lực hấp phụ lực phân tử (lực Vander Waals) hấp phụ gọi hấp phụ lí học • Sự hấp phụ lý học có tính chất chọn lọc, thuận nghịch nhiệt lượng nhỏ • Khi nhiệt độ tăng hấp phụ lý học giảm ❖ Sự hấp phụ hóa học: • Nếu lực hấp phụ có chất hóa học hấp phụ gọi hấp phụ hóa học • Sự hấp phụ hóa học có tính chất chọn lọc, khơng thuận nghịch nhiệt lượng lớn • Khi nhiệt độ tăng, hấp phụ hóa học tăng 10.2 DUNG DỊCH KEO 10.2.1 KHÁI NIỆM ❖ Dung dịch keo (hay hệ keo hay hệ phân tán) hệ thống phân tán (các hạt phân tán tạo thành pha riêng gọi pha phân tán) môi trường phân tán (là mơi trường chứa đựng pha phân tán) Trong hạt pha phân tán có kích thước từ 10 -5 đến 10-7cm Như dung dịch keo trạng thái đặc biệt chất Trạng thái đặc trưng chủ yếu kích thước hạt pha phân tán ❖ Ví dụ: • Sương mù tự nhiên hệ phân tán (hệ keo hay dung dịch keo) gồm hạt nước nhỏ li ti, lửng lơ (gọi pha phân tán) không khí (mơi trường phân tán) • ❖ Khí, bụi, nước, xà phòng, sữa,… hệ phân tán khác Tùy thuộc vào chất môi trường phân tán pha phân tán mà hệ phân tán cụ thể có tên gọi khác Ví dụ: Mơi trường phân tán khí, cịn pha phân tán: lỏng, rắn gọi Sol Khí 113 ❖ Nếu hạt keo tương tác mạnh (Solvat hóa mạnh) với mơi trường lỏng, ta gọi hệ keo ưa lỏng Tương tự mơi trường nước gọi hệ keo ưa nước Ngược lại, tương tác yếu gọi hệ keo kỵ lỏng (Nếu mơi trường nước gọi hệ keo kỵ nước) hay kỵ lưu ghét lưu Sự tồn hệ keo vi dị thể chứng tỏ hai pha tách biệt khơng hịa vào Chúng khác với pha đồng trường hợp dung dịch phân tử điện ly thông thường mà ta nghiên cứu chương trước, kích thước hạt (phân tử ion) vào khoảng từ 107 đến 10-8cm Ở chương ta nghiên cứu loại hệ keo ghét lưu (kỵ lưu) 10.2.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA DUNG DỊCH KEO • Có khả phân tán ánh sáng • Khuyếch tán chậm • Có khả thẩm tính • Khơng bền vững tập hợp • Thường có tượng điện di 10.2.3 PHÂN LOẠI DUNG DỊCH KEO a Phân loại theo kích thước hạt độ phân tán ❖ Phân loại theo kích thước hạt: • Đối với hệ phân tán dung dịch phân tử kích thước hạt nhỏ 10-7 cm Đây hệ đồng thể (hay cịn gọi pha) • Dung dịch keo: kích thước hạt từ 10-5 đến 10-7cm Đây hệ mà hạt qua giấy lọc khơng nhìn thấy kính hiển vi • Hệ phân tán thơ: kích thước hạt lớn 10-5cm Trong hệ này, hạt khơng qua giấy lọc khơng nhìn thấy kính hiển vi thường ❖ Phân loại theo độ phân tán: Độ phân tán (ký hiệu D) đại lượng nghịch đảo kích thước hạt số hạt xếp sát đơn vị chiều dài (1cm) D= l b Phân loại theo trạng thái tập hợp ❖ Một hệ keo vi dị thể bao gồm pha phân tán môi trường pha phân tán Tùy theo pha phân tán môi trường phân tán trạng thái lỏng (L), rắn (R) khí (K) ta gặp hệ phân tán khác 114 Ví dụ: Hệ R L tức pha phân tán rắn, môi trường lỏng gọi huyền phù độ phân tán thấp (nước phù sa) gọi Sol độ phân tán cao ❖ Tùy theo chất mơi trường, người ta phân biệt: • Sol nước (mơi trường nước) • Sol hữu (mơi trường dung mơi hữu cơ) • Sol khí (mơi trường khí) c Phân loại theo tương tác hạt Tùy theo tương tác hạt phân tán, người ta phân biệt: hệ phân tán tự phân tán kết dính ❖ Hệ phân tán tự do: hạt có nhiều hình dạng khác hình cầu, hình que, hình tất hạt khơng kết dính với mà độc lập với Ví dụ: Sol nước, Sol khí, huyền phù lỗng, nhũ tương Các hệ có tính chảy, hạt khơng có tiếp xúc, chúng chuyển động hỗn loạn ❖ Hệ phân tán kết dính: hạt dính với điểm tiếp xúc tạo thành mạng lưới không gian gọi gen Tùy theo số điểm tiếp xúc hạt, gen dạng liên kết lỏng lẻo xếp đặc khít Các hạt kết dính với để lại lỗ xốp gọi hệ mao quản Ví dụ hệ phân tán kết dính dạng gen: Huyền phù đậm đặc (kem), nhũ tương đậm đặc, bọt Ví dụ hệ mao quản: gỗ, da, giấy, loại màng CÂU HỎI ƠN TẬP CHƯƠNG X Trình bày sức căng bề mặt: định nghĩa, biểu thức, yếu tố ảnh hưởng, nhiệt động học? Khái niệm phân loại hấp phụ? Dung dịch keo gi? Cho ví dụ? Thế hệ keo ưa nước? Hệ keo kị nước? Cho ví dụ? Trình bày đặc điểm cách phân loại dung dịch keo? 115 MỤC LỤC CHƯƠNG I 10 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN 10 CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC 10 1.1 MỞ ĐẦU 10 1.2 HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ 11 1.3 CƠ SỞ CƠ HỌC LƯỢNG TỬ 11 1.4 NGUYÊN TỬ MỘT ELECTRON 13 1.5 NGUYÊN TỬ NHIỀU ELECTRON 16 1.6 HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC 19 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG I 25 CHƯƠNG II 26 LIÊN KẾT HOÁ HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ 26 2.1 CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA LIÊN KẾT HÓA HỌC 26 2.2 LIÊN KẾT ION 27 2.3 LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ 29 2.4 THUYẾT LAI HÓA 34 2.5 ĐỘ PHÂN CỰC CỦA LIÊN KẾT – ĐỘ PHÂN CỰC CỦA PHÂN TỬ 36 2.6 MỘT SỐ LIÊN KẾT YẾU GIỮA CÁC PHÂN TỬ 37 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG II 39 CHƯƠNG III 40 HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA Q TRÌNH HỐ HỌC 40 3.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 40 3.2 NỘI NĂNG, ENTANPI, HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA QUÁ TRÌNH 40 3.3 ĐỊNH LUẬT HESS 44 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG III 51 CHƯƠNG IV 51 CHIỀU VÀ GIỚI HẠN CÁC Q TRÌNH HỐ HỌC 51 4.1 ENTROPI - THƯỚC ĐO ĐỘ HỖN LOẠN CỦA HỆ 52 4.2 THẾ ĐẲNG NHIỆT, ĐẲNG ÁP VÀ CHIỀU TỰ XẢY RA CỦA QUÁ TRÌNH 54 CÂU HỎI ƠN TẬP CHƯƠNG IV 59 CHƯƠNG V 59 TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HOÁ HỌC 59 5.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM 60 5.2 TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG VỚI NĂNG LƯỢNG HOẠT HOÁ VÀ 61 ENTROPI HOẠT HOÁ 61 5.3 ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG 62 5.5 ẢNH HƯỞNG CỦA XÚC TÁC ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG 64 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG V 66 CHƯƠNG VI 67 CÂN BẰNG HOÁ HỌC 67 6.1 PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH VÀ TRẠNG THÁI CÂN BẰNG HOÁ HỌC 67 6.2 PHƯƠNG TRÌNH ĐẲNG NHIỆT VAN'T HOFF VÀ HẰNG SỐ CÂN BẰNG 68 6.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÂN BẰNG HOÁ HỌC - NGUYÊN LÝ CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG 71 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG VI 73 CHƯƠNG VII 74 DUNG DỊCH PHÂN TỬ 74 7.1 CÁC HỆ THỐNG KHUẾCH TÁN VÀ NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH 74 7.2 Q TRÌNH HỊA TAN 75 7.3 ĐỘ TAN 76 7.4 ÁP SUẤT HƠI BÃO HOÀ CỦA DUNG DỊCH 77 116 7.5 NHIỆT ĐỘ SÔI CỦA DUNG DỊCH 79 7.6 NHIỆT ĐỘ KẾT TINH CỦA DUNG DỊCH 80 7.7 ÁP SUẤT THẨM THẤU CỦA DUNG DỊCH 82 7.8 ĐIỀU KIỆN ÁP DỤNG CÁC ĐỊNH LUẬT CỦA RAOULT VÀ VAN’T HOFF 84 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG VII 84 CHƯƠNG VIII 86 DUNG DỊCH ĐIỆN LI 86 8.1 THUYẾT ARRHENIUS 86 8.2 ĐỘ ĐIỆN LI 88 8.3 TRẠNG THÁI CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH 90 CHẤT ĐIỆN LI YẾU 90 8.4 CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI ÍT TAN 92 8.5 SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC TÍCH SỐ ION CỦA NƯỚC KHÁI NIỆM VỀ pH 94 8.6 CÂN BẰNG THỦY PHÂN 97 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG VIII 97 CHƯƠNG IX 98 PHẢN ỨNG OXI HOÁ KHỬ VÀ CÁC Q TRÌNH ĐIỆN HỐ 98 9.1 PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ 98 9.2 HÓA HỌC VỀ PIN 99 9.3 THẾ ĐIỆN CỰC 102 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG IX 109 CHƯƠNG X 109 HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT VÀ DUNG DỊCH KEO 110 10.1 HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT 110 10.2 DUNG DỊCH KEO 113 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG X 115 117