Giáo trình hóa học đại cương 1 trường đại học Mỏ Địa chất 4 tín cam go000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
TS Lê Thị Dun Bộ mơn Hóa - Khoa KHCB - Trường Đại Học Mỏ Địa Chất, Hà Nội I MỘT SỐ KHÁI NIỆM Hệ phân tán: hệ gồm hay nhiều chất chất phân bố vào chất dạng hạt nhỏ Hệ phân tán Chất phân tán Môi trường phân tán Ví dụ: - Thép có ~2% C chất phân tán ~98% Fe môi trường phân tán - Dung dịch HCl 10% I MỘT SỐ KHÁI NIỆM Phân loại hệ phân tán: 10-9 10-7 10-5 a (cm) D2 thật Hệ keo Nhũ tương hay huyền phù Hệ phân tán thô: Không bền → dễ sa lắng I MỘT SỐ KHÁI NIỆM Dung dịch, dung môi, chất tan Dung dịch: Là hệ đồng thể lỏng, rắn khí gồm chất (cấu tử) mà thành phần chúng biến đổi phạm vi rộng Ví dụ: Thép ~ Khơng khí ~ Nước đường dd rắn ~ dd khí ~ dd lỏng Dung dịch Chất tan Dung môi TƯƠNG TÁC KHI HỊA TAN Tương tác vật lý: Là q trình khuếch tán phần tử chất tan vào dung môi (Qúa trình chuyển pha) Hcp > TƯƠNG TÁC KHI HỊA TAN Tương tác hóa học: tương tác phần tử chất tan với dung môi tạo hợp chất sonvat Hsv < dung môi nước gọi hợp chất hidrat NaCl + (n+m)H2O Na+.nH2O + Cl-.mH2O Hht = Hcp + Hsv Ví dụ: Hồ tan NaOH → ∆Hht < → trình phát nhiệt Hoà tan (NH4)2CO3 → ∆Hht > → trình thu nhiệt 5 ĐỘ TAN Là số gam chất tan tan 100g dung mơi để tạo thành dung dịch bão hòa nhiệt độ xác định mct 100 S= mdm nct S= V Độ tan phụ thuộc vào chất chất tan dung môi, nhiệt độ, áp suất ĐỘ TAN Định luật Henry: Ở nhiệt độ xác định, độ hoà tan chất khí tỷ lệ thuận với áp suất riêng phần bề mặt phân cách pha lỏng" S = k.Pi k: số Pi: áp suất riêng phần cấu tử i NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH mct 100 C%= mdd n CM= V Nồng độ phần trăm x ni i= ni Nồng độ phần mol Nồng độ molan Cm= n 1000 mdm Nồng độ Mol/L Nồng độ (C) Nồng độ đương lượng nĐ CN= V DUNG DỊCH CHẤT KHÔNG ĐIỆN LI DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI 10 Khái niệm: ÁP SUẤT HƠI BÃO HỊA NHIỆT ĐỘ SƠI NHIỆT ĐỘ ĐƠNG ĐẶC ÁP SUẤT THẨM THẤU LỎNG Bay HƠI Ngưng tụ - Hơi nằm cân với chất lỏng gọi bão hòa - Áp suất nằm cân với chất lỏng gọi áp suất bão hịa chất lỏng - Kí hiệu: P ÁP SUẤT Định luật Raoult-I: “Áp suất bão hịa dung HƠI BÃO HỊA dịch tích nồng độ phần mol dung môi dung dịch với áp suất bão hịa dung mơi ngun chất” P = ndm P = X P0 i ndm + nct Xi : Nồng độ phần mol dung mơi P0 : Áp suất bão hịa của0dm ngun0 chất P = P – P Xct = P P = (1 - Xi )P =Xct P “Độ giảm áp suất bão hòa tương đối dung dịch nồng độ phần mol chất tan dung dịch đó” ÁP SUẤT HƠI BÃO HỊA nct Xct : Nồng độ phần mol ct Xct = ndm + nct Khi dung dịch loãng: ndm >> nct ndm + nct ndm nct Xct = n dm nct P = ndm P “Độ giảm áp suất bão hòa tương đối dung dịch so với dung môi tỉ số số mol chất tan số mol dung môi” ÁP SUẤT HƠI BÃO HÒA Sự ảnh hưởng nhiệt độ đến P: P = f(T) P – Dung môi nguyên chất PC1 PC2 – Dung dịch nồng độ C1 – Dung dịch nồng độ C2> C1 P0 0 T ÁP SUẤT HƠI BÃO HÒA Ví dụ: P(H2O) 20oC 17,54 mmHg Tính P 20oC dung dịch saccarose (C12H22O11) chứa 102,6 gam saccarose 720 gam nước Giải Xct = P P0 0,3 17,54 - P = 40 + 0,3 17,54 nct P-P = ndm + nct P P = 17,41 mmHg NHIỆT ĐỘ SÔI Khi chất lỏng bắt đầu sôi? Khi P = Pkq Nhiệt độ sôi chất lỏng: nhiệt độ mà P = Pkq NHIỆT ĐỘ SƠI Độ tăng điểm sôi Ts = Ts - Ts (độ tăng phí điểm) Ts : nhiệt độ sơi dd Tso : nhiệt độ sôi dm Dung dịch đặc Ts lớn P Ts = Ks.Cm PC1 PC2 Ks: Hằng số nghiệm sôi Cm: Nồng độ molan chất tan mct Ts= Ks 1000 Mct.mdm P0 P T Ts0 Ts Ts1 Ts2 NHIỆT ĐỘ SƠI VÍ DỤ: Một dd chứa 17,1 gam chất tan không điện li 500 gam nước, sôi nhiệt độ 100,3oC Cho Ks(H2O) = Tính M Giải Ts = Ks.Cm mct Ts= Ks 1000 Mct.mdm M = 342 NHIỆT ĐỘ ĐÔNG ĐẶC 760 mmHg P P=ngồi Khi chất lỏng đơng đặc (kết tinh)? C0 C1 C2 Lỏng H20 (4) Hơi T0đ T2đ T1đ Rắn Nhiệt độ đông đặc chất lỏng nhiệt độ mà P(lỏng) = P(rắn) Rắn Lỏng T0S T1S T2S Tđ = Tđ - Tđ T Tđ < Tđ0 Độ hạ băng điểm Dung dịch đặc Tđ lớn NHIỆT ĐỘ ĐÔNG ĐẶC Tđ = Kđ.Cm Kđ: Hằng số nghiệm lạnh (đông) Cm: Nồng độ molan chất tan mct Tđ= Kđ 1000 Mct.mdm Định luật Raoult-II: “Độ tăng nhiệt độ sôi độ giảm nhiệt độ đông đặc dung dịch so với dung môi nguyên chất tỉ lệ với nồng độ molan chất tan dung dịch” NHIỆT ĐỘ ĐƠNG ĐẶC VÍ DỤ: Nhiệt độ hóa rắn dung dịch chứa 0,244g axit benzoic (C6H5COOH) 20g benzen 5,232oC Nhiệt độ hóa rắn benzen 5,478oC Kđ(benzen) = 4,9 Xác định dạng tồn axit benzoic đông đặc? Giải Có: Tđ = 5,232 Tđ = 5,478 Kđ = 4,9 Tđ = 0,246 NHIỆT ĐỘ ĐÔNG ĐẶC Tđ = Kđ.Cm mct = Kđ 1000 Mct.mdm 0,244 0,246 = 4,9 1000 Mct.20 Mct 2Max benzoic C O–H O O H–O Axit benzoic kết tinh dạng đime (C6H5COOH)2 C Mct = 243 đvC ÁP SUẤT THẨM THẤU - Áp suất thẩm thấu áp suất cần tác động vào dung dịch đủ để làm ngừng tượng thẩm thấu = CM RT π: áp suất thẩm thấu (atm) CM: nồng độ mol/lít R: số khí, R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1 T: nhiệt độ K ... Hệ phân tán: hệ gồm hay nhiều chất chất phân bố vào chất dạng hạt nhỏ Hệ phân tán Chất phân tán Môi trường phân tán Ví dụ: - Thép có ~2% C chất phân tán ~98% Fe môi trường phân tán - Dung dịch... nĐ CN= V DUNG DỊCH CHẤT KHÔNG ĐIỆN LI DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI 10 Khái niệm: ÁP SUẤT HƠI BÃO HỊA NHIỆT ĐỘ SƠI NHIỆT ĐỘ ĐƠNG ĐẶC ÁP SUẤT THẨM THẤU LỎNG Bay HƠI Ngưng tụ - Hơi nằm cân với chất lỏng... tương đối dung dịch so với dung môi tỉ số số mol chất tan số mol dung môi” ÁP SUẤT HƠI BÃO HÒA Sự ảnh hưởng nhiệt độ đến P: P = f(T) P – Dung môi nguyên chất PC1 PC2 – Dung dịch nồng độ C1 – Dung