I ÑÖÔNG LÖÔÏNG VAØ ÑÒNH LUAÄT ÑÖÔNG LÖÔÏNG I 1 Ñònh nghóa ñöông löôïng Ñònh luaät tyû leä boäi cuûa Dalton cho thaáy caùc nguyeân toá keát hôïp vôùi nhau theo nhöõng tyû leä khoái löôïng nghieâm ngaët[.]
I ĐƯƠNG LƯNG VÀ ĐỊNH LUẬT ĐƯƠNG LƯNG I.1 Định nghóa đương lượng Định luật tỷ lệ bội Dalton cho thấy nguyên tố kết hợp với theo tỷ lệ khối lượng nghiêm ngặt tùy ý Dalton dùng khái niệm đương lượng (ký hiệu Đ) để số phần khối lượng nguyên tố hay hợp chất kết hợp hay thay vừa đủ với 1,008 phần khối lượng hydro hay phần khối lượng Oxy Định nghóa cho biết phản ứng oxy hóa khử việc thay 1,008 phần khối lượng Hydro hay phần khối lượng Oxy tương ứng với việc cho nhận electron nguyên tử hay phân tử Từ suy công thức tổng quát tính đương lượng nguyên tố phản ứng oxy hóa khử là: Trong n số electron mà nguyên tử (hoặc phân tử) nguyên tố cho nhận phản ứng, A khối lượng nguyên tử M khối lượng phân tử Ví dụ 1: Tính đương lượng Sắt phản ứng đây: Fe + HCl = FeCl2 + H2 Trong phản ứng Fe –2e Fe2+ , nên n = ĐFe = AFe/n = 56/2 = 28 đ.v.c Ví dụ 2: Tính đương lượng Clo phản ứng đây: Cl2 + 2KBr = 2KCl + Br2 Trong phản ứng phân tử Clo nhận hai electron để tạo thành ion Cl-, nên n = ĐCl = M/n = 71/2 = 35,5 đ.v.c Công thức (1 1) dùng để tính đương lượng nguyên tố hợp chất đơn giản Trong trường hợp n số electron tham gia liên kết hợp chất đơn giản nên số oxy hóa A khối lượng nguyên tử nguyên tố Ví dụ : Nitơ có oxyt N 2O , NO, N2O3, NO2 N2O5 coù số oxyhóa tương ứng +1; +2; +3 +4 +5 Oxy hợp chất có số oxyhóa –2 p dụng công thức (1.1) tìm thấy đương lượng Oxy hợp chất đương lượng Nitơ tương ứng 14 ; 7; 4,67 ; 3,5 2,8 Đương lượng hợp chất phản ứng oxy hóa khử tính công thức (1.2), n số electron mà phân tử hợp chất sử dụng phản ứng oxyhóa khử M khối lượng phân tử Ví dụ1: Tính đương lượng Permanganat kali (KMnO 4) natri sunfit (Na2SO3) phản ứng : 2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5Na2SO4 + 3H2O Mức oxyhóa Mangan KMnO laø +7 , MnSO4 laø +2, phân tử permanganat cho electron Khối lượng phân tử Permanganat 158 p dụng công thứ (1.2) tính đương lượng KMnO4 phản ứng M/n = 158/5 = 31,6 đ.v.c Mức oxyhóa Lưu huỳnh natri sunfit +4, natri sunfat +6, phân tử natri sunfit nhận electron p dụng công thức (1.2) tìm đương lượng Na2SO3 phản ứng M/n = 126/2 = 63 đ.v.c Ví dụ 2: Tính đương lượng Pyrit ( FeS2) phản ứng sau : 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 Số oxyhóa sắt pyrit +2 , Fe 2O3 +3 , nguyên tử Sắt phân tử Pyrit cho electron Số Lưu huỳnh Pyrit –1, SO +4, hai nguyên tử lưu huỳnh phân từ pyrit cho 10 electron Tóm lại tổng số electron mà phân tử Pyrit cho phản ứng 11 Đương lượng pyrit phản ứng M/n = 120/11 = 10,91 đ.v.c Đương lượng chất phản ứng trao đổi ion tính theo công thức (1.2), nhiên đây, n số ion đơn giản phức tạp có mức oxy hóa +1 –1, mà phân tử hợp chất trao đổi Nếu phân tử hợp chất trao đổi ion đơn giản phức tạp có mức oxy hóa hai, ba… ion mức oxy hóa hai, ba… coi tương đương với 2, 3… ion mức oxy hóa Ví dụ 1: Tính đương lượng acid sunfuric hydroxyt natri phản ứng sau: H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O(a) H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O (b) Trong phản ứng a, phân tử acid sunfuric trao đổi ion H+ ( hay ion HSO4-), đương lượng acid sunfuric M/n = 98/1 = 98 đ.v.c Trong phản ứng b, phân tử acid sunfuric trao đổi ion H + (hay ion SO42-), đương lượng M/n = 98/2 = 49đ.v.c Đương lượng NaOH hai phản ứng M/n = 40/1 = 40 đ.v.c phân tử natri hydroxyt trao đổi moät ion Na + ( hay moät ion OH-) Ví dụ : Tính đương lượng nhôm sunfat phản ứng sau Al2(SO4)3 + 2KOH = 2AlOHSO4 + K2SO4 Trong phản ứng phân tử nhôm sunfat trao đổi hai ion [AlSO4]+ ( hay ion SO42- ), đương lượng M/n = 342/2 = 171 đ.v.c Đi đôi với khái niệm đương lượng khái niệm đương lượng gam Cũng nguyên tử gam phân tử gam, đương lượng gam định nghóa sau : Đương lượng gam chất lượng tính gam chất có số đo đương lượng Ví dụ: Đương lượng gam acid sufuric phản ứng a ví dụ 98 gam đương lượng 98 đ.v.c I.2 Định luật đương lượng Trong phản ứng hóa học đương lượng chất kết hợp thay đương lượng chất khác mà Định luật đương lượng dạng biểu thức (1.3): Trong mA, mB khối lượng chất A B, M A, MB phân tử gam chất A B, m/M số đương lượng chất phản ứng Định luật đương lượng thường sử dụng tính đương lượng, đương lượng gam, số đương lượng số gam chất phản ứng chất tạo thành sau phản ứng Ví dụ 1: Tính đương lượng phèn nhôm kali phản ứng sau đây: KAl(SO4)2.12H2O + 3KOH = Cr(OH)3 + 2K2SO4 + 12H2O Giải: Vì đương lượng KOH khối lượng phân tử ( suy từ định nghóa đương lượng theo công thức (1.2)) nên dựa vào định luật đương lượng ta có: Đphèn = Mphèn / n = 474/3 =158 d.v.c Ví dụ 2: Tính đương lượng gam CO2 phản ứng sau: CO2 + CaO = CaCO3 Giải: Theo định nghóa đương lượng CaO ½ khối lượng phân tử , từ định luật suy : ĐCO2 = MCO2 / n = 44/2 = 22 đ.v.c suy đương lượng gam CO 22 gam I.3 Nồng độ đương lượng gam (CN) Nồng độ đương lượng gam số đương lượng gam chất tan lít dung dịch Nồng độ đương lượng gam biểu diễn công thức (1.4) Trong đó: a–là số gam chất tan ; Đ –là đương lượng gam chất tan ; v –là thể tích dung dịch (ml) Có thể chuyển đổi nồng độ phần trăm qua nồng độ mol nồng độ đương lượng biết tỷ trọng (d) dung dịch Tỷ trọng tính khối lượng ml dung dịch (g/ml) Việc chuyển đổi nhờ biểu thức sau : Trong đđó: C%– nồng độ phần trăm khối lượng CM – nồng độ mol M – phân tử gam D – Tỷ trọng Mối quan hệ nồng độ mol nồng độ đương lượng gam thể qua biểu thức (1.2): Trong n tổng số electron trao đổi phân tử phản ứng oxy hóa khử số ion (phức tạp hay đơn giản ) mức oxyhóa +1 -1 trao đổi phân tử phản ứng trao đổi Khi chuẩn độ phương pháp phân tích thể tích, nồng độ dung dịch chất cần tìm (N2) tính theo công thức (1.7): N2V2 = N1V1 (1.7) Trong đó: V2 – thể tích dung dịch chất cần tìm nồng độ N1 – Nồng độ đương lượng dung dịch chất chuẩn V1 – Thể tích dung dịch chất chuẩn sửõ dụng (ml)