bài giảng hóa lý

GiỚI THIỆU MÔN HỌC Giảng viên: Nguyễn Trọng Tăng Email: trongtang179@yahoo.com.vn HÌNH THỨC ĐÁNH GIÁ 20% Thường kỳ 20% Giữa kỳ 60% Cuối kỳ Đạt  Đạt  Không đạt: xét vớt Không đạt: học lại Đề cương môn học STT Nội dung Số tiết Chương 1: Hiện tượng bề mặt – Hấp phụ 10 Chương 2: Hóa keo Chương 3: Động hóa học 15 Chương : Điện hóa học 15 4.1 Chương 4: Tính chất dung dịch điện ly 4.2 Chương 5: Sự vận chuyển điện tích 4.3 Chương 6: Pin – điện cực 4.4 Chương 7: Nguồn điện – Động học QT điện hóa 45 Tổng Tài liệu tham khảo [1] Chủ biên, Lê Thị Thanh Hương , Hóa lý 2, Đại học Cơng nghiệp TP.HCM, 12 - 2008 [2] Chu Phạm Ngọc Sơn, Hoá lý, ĐH KHTN Tp.HCM [3] Mai Hữu Khiêm, Hoá lý, tập 2-3, ĐHBK Tp.HCM CHƯƠNG HẤP PHỤ Nội dung 1.1 Sự hấp phụ pha khí lên chất rắn 1.2 Sự hấp phụ khí lên chất lỏng 1.3 Sự hấp phụ lỏng lên chất rắn 1.4 Hiện tượng thấm ướt 1.5 Giới thiệu số chất hấp phụ 1.1 Sự hấp phụ khí lên chất rắn 1.1.1 Hấp phụ H I Ệ N khí T Ư Ợ N G Chất bị hấp phụ Nhờ đâu? Hút Rắn Tập trung Chất hấp phụ 1.1 Sự hấp phụ khí lên chất rắn 1.1.1 Hấp phụ H I Ệ N T Ư Ợ N G Cấu trúc chất rắn Các nguyên tử, ion, phân tử chất rắn nằm bên ngồi khơng cân liên kết nên có khuynh hướng hút phân tử khác lên bền mặt! Trung tâm hoạt động 1.1 Sự hấp phụ khí lên chất rắn 1.1.1 Hấp phụ H I Ệ N T Ư Ợ N G Kết Nồng độ chất khí (lỏng) bề mặt phân chia pha lớn pha thể tích 1.1 Sự hấp phụ khí lên chất rắn 1.1.1 Hấp phụ H I Ệ N T Khí Ư Ợ N G Chất bị hấp phụ 10 Hấp phụ Rắn Giải hấp Chất hấp phụ 1.3 Sự hấp phụ lỏng lên chất rắn 1.3.2 Sự hấp phụ chất điện ly Hấp phụ chọn lọc Hấp phụ đồng hình chất ion: I- hấp phụ (AgI)n Hấp phụ khác ion: - Ion hố trị: bán kính lớn hấp phụ trước - Ion khác hóa trị: hóa trị cao dễ hấp phụ 68 1.3 Sự hấp phụ lỏng lên chất rắn 1.3.2 Sự hấp phụ chất điện ly Hấp phụ chọn lọc Sắp xếp khả hấp phụ ion hóa trị sau: Ion hóa trị: Li+ < Na+ < K+ < Rb+ < Cs+ Mg2+ < Ca2+ < Sr2+ < Ba2+ Cl- < Br- < NO3- < I- < CNIon khác điện tích K+ < Ca2+ < Al3+ < Th4+ 69 1.3 Sự hấp phụ lỏng lên chất rắn 1.3.2 Sự hấp phụ chất điện ly Hấp phụ trao đổi 70 Có trao đổi chất hấp phụ-chất bị hấp phụ lượng ion dấu xác định 1.3 Sự hấp phụ lỏng lên chất rắn 1.3.2 Sự hấp phụ chất điện ly Hấp phụ trao đổi Chất hấp phụ gọi IONIT: + Trao đổi cation  gọi CATIONIT + Trao đổi anion  gọi ANIONIT + Chất hấp phụ acid  acidoit 71 + Chất hấp phụ bazơ  bazoit 1.3 Sự hấp phụ lỏng lên chất rắn 1.3.2 Sự hấp phụ chất điện ly Hấp phụ trao đổi     72 Có tính chọn lọc cao Q trình khơng phải ln ln thuận nghịch Sự trao đổi có tốc độ nhỏ Sự trao đổi diễn với tham gia ion H+ hay OH- pH mơi trường thay đổi Hấp phụ trao đổi Một vài ví dụ thực tế  Làm mềm nước cứng cationit Na+ + Ca2+ → (cationit)2Ca2+ + 2Na+  Để tách chất điện ly khỏi nước biển, người ta cho nước chảy liên tục qua cột trao đổi ion loại cationit H+ có tính acid mạnh sau qua anionit OH- có tính bazơ mạnh Cationit–H+ + Na+ + Cl- → Cationit–Na+ + H+ + ClAnionit–OH- + H+ + Cl- → Anionit–Cl + H2O Cationit–H+ + Anionit–OH- + Na+ + Cl- → Cationit–Na+ + Anionit–Cl- + H2O 73 1.4 Hiện tượng thấm ướt 1.4.1 Khái niệm    74 Hiện tượng thấm ướt pha lỏng giống tượng hấp phụ Liên quan đến thay độ sức căng bề mặt pha tiếp xúc Sự thấm ướt tỏa nhiệt 1.4 Hiện tượng thấm ướt 1.4.2 Cơng thức tốn học Xét Hiện tượng thấm ướt giọt nước bề mặt rắn, xuất ba pha với ba cân bằng: L-K R-K  L-K.cos 75 R-L 1.4 Hiện tượng thấm ướt 1.4.2 Cơng thức tốn học Lúc cân bằng: R-K = R-L + L-Kcos Trong đó: R-K: sức căng bề mặt pha RẮN-KHÍ R-L: sức căng bề mặt pha RẮN-LỎNG L-K: sức căng bề mặt pha LỎNG-KHÍ 76  : góc thấm ướt 1.4 Hiện tượng thấm ướt 1.4.2 Cơng thức tốn học Độ thấm ướt xác định góc thấm ướt  cos:  RK   RL Cos   L K Khi  = tức cos =  thấm ướt hoàn toàn; Khi  = 180o tức cos = -1  Hồn tồn khơng thấm ướt; Cos lớn thấm ướt; 77 Cos  >  bề mặt ưa lỏng; Cos  <  bề mặt kỵ lỏng, 1.5 Một số chất hấp phụ 1.5.1 Than hoạt tính Than hoạt tính nghiên cứu từ lâu sử dụng rộng rãi thực tế để hấp phụ chất hữu tẩy màu, khử mùi… Bề mặt riêng khoảng 1000 m2/g lớn Cách sản xuất 78 1.5 Một số chất hấp phụ 1.5.2 Silicagen Thành phần hoá học silic oxit SiO2.xH2O, có cấu trúc xốp Các cầu nhỏ SiO2 tụ lại với nhau, xếp không theo trật tự hình học Cách sản xuất 79 1.5 Một số chất hấp phụ 1.5.3 Zeolite Zeolit aluminosilicat có cấu trúc tinh thể xác định, có lỗ xốp với kích thước nano đặn Trong thiên nhiên có khoảng 40 loại zeolit phát Ứng dụng quan trọng hấp phụ, tách lọc, xúc tác…chủ yếu nhờ vào zeolit tổng hợp nhân tạo Cho đến nay, người ta tổng hợp khoảng 200 loại zeolit 80 1.5 Một số chất hấp phụ 1.5.3 Zeolite Cách sản xuất 81 1.5 Một số chất hấp phụ 1.5.3 Zeolite 82