Phần 1 Chương 3 chiều của phản ứng

Slide 1 HÓA HỌC VÔ CƠ Tài liệu tham khảo Hóa học Vô cơ – Lệ Mậu Quyền Bài tập Hóa học Vô cơ – Lê Mậu Quyền HÓA HỌC VÔ CƠ Nội dung 3 phần Những kiến thức cơ bản của Hóa Đại cương Các nguyên tố nhóm A C.

HĨA HỌC VƠ CƠ Tài liệu tham khảo: - Hóa học Vô – Lệ Mậu Quyền - Bài tập Hóa học Vơ – Lê Mậu Quyền HĨA HỌC VÔ CƠ Nội dung: phần: - Những kiến thức Hóa Đại cương - Các nguyên tố nhóm A - Các nguyên tố nhóm B (nguyên tố d) HĨA HỌC VƠ CƠ Phần 1: Những kiến thức Hóa Đại cương: - Chương Bảng tuần hồn nguyên tố hóa học - Chương Liên kết hóa học - Chương Chiều phản ứng hố học vô - Chương Một số t/chất chung chất vơ Chương 3: Chiều phản ứng hố học vô I Phản ứng trao đổi Chất điện ly mạnh a Khái niệm - Điện ly hoàn tồn - Phương trình điện ly viết dấu “” “ = ” - Trong phương trình ion, viết dạng ion Ví dụ: HCl = H+ + ClFeS + 2HCl = FeCl2 + H2S ; FeS + 2H+ = Fe2+ + H2S Chương 3: Chiều phản ứng hoá học vô I Phản ứng trao đổi Chất điện ly mạnh b Cần nắm vững chất điện ly mạnh - Axit mạnh: hidroaxit oxiaxit (qui tắc Pauling) - Bazơ mạnh: hidroxit kim loại kiềm kiềm thổ - Các muối tan (hầu hết), muối axit Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ I Phản ứng trao đổi Tính tan - Tính tan muối trung hồ thơng dụng: + Nhóm dễ tan + Nhóm khó tan - Tính tan muối axit cần nhớ qui tắc sau: + Axit H2X muối H(n-1)X- : hầu hết tan Ví dụ: muối: HS-, HCO3-, HSO4+ Axit H3X muối H(n-1)X2- : hầu hết tan Ví dụ: muối H2PO4- Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ I Phản ứng trao đổi Qui tắc viết phương trình ion - Chất kết tủa, chất dễ bay hơi, chất điện ly yếu: nằm dạng phân tử - Chất điện ly mạnh nằm dạng ion Quan hệ Tt s: trường hợp: - Trong nước nguyên chất - Trong dd chứa ion đồng loại Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ I Phản ứng trao đổi Chiều phản ứng trao đổi a Điều kiện xảy phản ứng: tạo sản phẩm chất: - Chất kết tủa - Chất điện ly yếu - Chất dễ bay  để làm giảm nồng độ chất phản ứng, ∆G < b Cơng thức tính HSCB phản ứng xảy dd (khơng có thay đổi số oxi hoá): ∆Go = -RTlnK (K = Ka, Kb, Tt) Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ I Phản ứng trao đổi Chiều phản ứng trao đổi c Cách lập chu trình nhiệt động để xét chiều phản ứng Ví dụ 1: Xét phản ứng sau: Cho biết Tt(CaCO3) = 4,8.10-9; H2CO3 có K1 = 4.10-7; K2 = 5.10-11 K3 = 600 Xác định K chiều pư đk chuẩn 298K? Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ I Phản ứng trao đổi Chiều phản ứng trao đổi c Cách lập chu trình nhiệt động để xét chiều phản ứng: Ví dụ 2: Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ II Phản ứng oxi hoá khử b Ứng dụng dãy khử Giải Trước hết loại bỏ sản phẩm không bền ion MnO 42và Mn3+ tính εoMnO4-/MnO2 εoMnO2/Mn2+ : Tính εoMnO4-/MnO2 : +3e MnO4- MnO2 +1e +2e MnO42- -3F εoMnO4-/MnO2 = -1F εoMnO4-/MnO42- - 2F εoMnO42-/MnO2  εoMnO4-/MnO2 = (0,56 + 2.2,26)/3 = 1,69V Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ II Phản ứng oxi hố khử b Ứng dụng dãy khử 0.56V 2.26V 0.95V 1.51V 1.18V Mn7  O4   Mn 6 O42   Mn 4O2 (r )   Mn3   Mn 2   Mn - Tính εoMnO2/Mn2+ : +2e MnO2 Mn2+ +1e +1e  Mn3+ -2F εoMnO2/Mn2+ = -1F εoMnO2/Mn3+ - 1F εoMn3+/Mn2+  εoMnO2/Mn2+ = (0,95 + 1,51)/2 = 1,23V Chương 3: Chiều phản ứng hoá học vơ II Phản ứng oxi hố khử b Ứng dụng dãy khử - Từ đó, có dãy khử mới: 1,69V 1,23V -1,18V MnO4MnO2 Mn2+ Mn - Ta có: εoMnO4-/MnO2 > εoFe#+/Fe2+ nên MnO4- oxi hóa Fe2+ tạo MnO2 Fe3+ - Tuy nhiên, εoMnO2/Mn2+ > εoFe#+/Fe2+ nên MnO2 tạo oxi hóa Fe2+ tạo Mn2+ Fe3+ - Vì εoMn#+/Mn < εoFe#+/Fe2+ nên ion Mn2+ sinh khơng oxi hóa Fe2+ - Vậy sản phẩm phản ứng Mn2+ Fe3+ theo phản ứng sau: MnO4- + 5Fe2+ + 8H+  Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ II Phản ứng oxi hoá khử b Ứng dụng dãy khử - Nếu sau phản ứng dư MnO4- ta có: εoMnO4-/MnO2 > εoMnO2/Mn2+  Do lượng dư MnO4- oxi hóa sản phẩm Mn2+ tạo MnO2: 2MnO4- (dư) + 3Mn2+ + 2H2O  5MnO2 + 4H+ Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ II Phản ứng oxi hoá khử Chiều phản ứng oxi hoá khử - Nguyên tắc xét chiều phản ứng dựa vào ∆G: ∆G = - nFE Phản ứng xảy ra: ∆G = -nFE <  E = εoxh - ε kh >  εoxh > ε kh Nếu phản ứng điều kiện chuẩn dựa vào: ∆Go = -nFEo  Eo = εooxh - εo kh >  εooxh > εo kh - Hoặc dựa vào: εoxh1/Kh1 > εoxh2/Kh2  phản ứng xảy ra: OXH1 + Kh2 ↔ OXH2 + Kh1 Nếu phản ứng điều kiện chuẩn dựa vào εooxh1/Kh1 > εooxh2/Kh2 Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ III Trạng thái cân hoá học Các đặc trưng cân - Điều kiện CBHH: ∆G = (về mặt nhiệt động học) vt = (về mặt động học) - Quan hệ ∆Go HSCB: ∆Go = - RTlnK Đặc tính HSCB: thể cho phản ứng xác định, thay đổi nhiệt độ thay đổi, tham số nhiệt động (thể HSCB) có thay đổi khơng làm số cân thay đổi Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ III Trạng thái cân hố học Sự chuyển dịch cân - tác động làm chuyển dịch CB: nhiệt độ, áp suất nồng độ - Vận dụng qui tắc pha để tìm thơng số nhiệt động làm cân chuyển dịch  tìm điều kiện thuận lợi cho trình phản ứng Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ IV Một số lưu ý ∆H, ∆S ∆G Các biểu thức tính ∆Ho phản ứng: - Ở nhiệt độ xác định: H o  H o s , sp  H o s ,tg  H o c ,tg  H o c ,sp - Biểu thức định luật Kirchhoff: ΔHo =f(T) T H T o  H o 298  C p o  C p o dT 298 - Hiệu ứng nhiệt phản ứng thuận giá trị hiệu ứng nhiệt pư nghịch trái dấu: H o t  H o n Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ IV Một số lưu ý ∆H, ∆S ∆G Các biểu thức tính ∆Ho phản ứng: - Phương trình đẳng áp Van’t Hoff: T o o K  ln K  H  H   P , T P T T  ln  dT    2  K P ,298 298 RT  T  p RT Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ IV Một số lưu ý ∆H, ∆S ∆G Tính ∆So phản ứng qua ∆So298 : - Ở 298K: S o 298  S o 298, sp  S o 298,tg - Ở nhiệt độ T: T S o T  S o 298   298 C o P dT T - S đặc trưng cho độ hỗn độn: liên kết yếu ∆S ↑: S(khí) >> S(lỏng) > S(rắn)  Dự đoán dấu ∆So phản ứng: ∆n >  ∆ S > ∆n <  ∆S < ∆n =  ∆S nhỏ Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ IV Một số lưu ý ∆H, ∆S ∆G ∆Ho ∆So chuyển pha: S o cf  H cf Tcf Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ IV Một số lưu ý ∆H, ∆S ∆G Các cơng thức tính ΔG mối quan hệ ΔG phản ứng hóa học với đại lượng nhiệt động khác: - Công thức tổng quát cho phản ứng: G  H  T S   Gsp , s   Gtg , s - Nếu phản ứng thuận nghịch dùng công thức:  G RT ln K Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ IV Một số lưu ý ∆H, ∆S ∆G Các công thức tính ΔG mối quan hệ ΔG phản ứng hóa học với đại lượng nhiệt động khác: - Ở điều kiện chuẩn: G o  H o  T S o  G  G  - Phản ứng thuận nghịch: K p  K c ( RT ) n   P  Kn   n  i  o sp , s  o tg , s G o  RT ln K p n     K N P n    R = 0.082 latm/molK P – áp suất chung hệ phản ứng cân [atm] Σni – tổng số mol khí có mặt phản ứng cân n 0  K p K c K n K N Δn – hiệu số mol khí sản phẩm số mol khí chất tham gia Kp, Kc – phụ thuộc vào nhiệt độ Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ IV Một số lưu ý ∆H, ∆S ∆G Các cơng thức tính ΔG mối quan hệ ΔG phản ứng hóa học với đại lượng nhiệt động khác: - Cơng thức tính ΔG cho pư oxh-khử xảy dung dịch nước:  G nFE RT ln K - Ở điều kiện chuẩn: o o G  nFE  RT ln K p Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ IV Một số lưu ý ∆H, ∆S ∆G Các công thức tính ΔG mối quan hệ ΔG phản ứng hóa học với đại lượng nhiệt động khác: - Phương trình Gibbs-Helmhollf: ΔG = f(T): T G oT G o 298   G o  H o H o         T  T  p T T 298 T 298 ... chiều phản ứng Ví dụ 1: Xét phản ứng sau: Cho biết Tt(CaCO3) = 4,8 .10 -9; H2CO3 có K1 = 4 .10 -7; K2 = 5 .10 -11 K3 = 600 Xác định K chiều pư đk chuẩn 298K? Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ I Phản. .. 3NO2- +3 H2O  2Cr3+ + 7H2O +3NO3- + 6H+ Cr2O72- + 8H+ + 3NO2-  2Cr3+ + 3NO3- + 4H2O K2Cr2O7 + 3KNO2 + 4H2SO4  Cr2(SO4 )3 +3 KNO3 + K2SO4 + 4H2O Chương 3: Chiều phản ứng hố học vơ II Phản ứng oxi... 2AsO 43- + 16 H+ 3S2- - 8e + 12 H2O  3SO42- + 24H+ As2S3 - 28e + 20H2O  2AsO 43- + 3SO42- + 40H+ NO3- + 3e + 4H+  NO + 2H2O 3As2S3 + 28NO3- +60H2O +11 2H+6AsO 43- +9SO42- + 28NO +12 0H++ 56H2O 3As2S3