Slide 1 CHƯƠNG 3 HẰNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC CÂN BẰNG HÓA HỌC ĐƠN GIẢN TRONG NƯỚC * Chương 3 Chương 3 NỘI DUNG CHƯƠNG 3 3 1 Cân bằng trao đổi điện tử 3 2 Cân bằng trao đổi tiểu phân 3 3 Ứng dụng Xét tín[.]
CHƯƠNG HẰNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC CÂN BẰNG HÓA HỌC ĐƠN GIẢN TRONG NƯỚC NỘI DUNG CHƯƠNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA HẰNG CÁC CÂN BẰNG HÓA HỌC ĐƠN GIẢN TRONG NƯỚC 3.1 Cân trao đổi điện tử 3.2 Cân trao đổi tiểu phân 3.3 Ứng dụng: Xét tính định lượng CBHH; Tính pH dung dịch acid; dung dịch base; dung dịch muối Chương 3.1 CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ – Bán cân – Cân trao đổi điện tử: * HS cân – chiều phản ứng * Thế tương đương Chương BÁN CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ BCB trao đổi điện tử: Ox + ne - ⇄ Kh Ox/Kh Khi diện nước với hoạt độ (Ox) (Kh), dung dịch E (PT Nernst): RT (Ox) E E ln nF ( Kh) R = 8,3144 J / mol 0K ; T = 298,16 0K ; F = 96.493 Cb/ mol; n = số điện tử trao đổi Chương BÁN CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ Thay giá trị tương ứng vào PT Nerst chuyển từ ln sang log: 0,059 [Ox] E E lg n [ Kh] Eo : oxy hóa chuẩn cặp Ox/Kh, HS đặc trưng cho khả oxy hóa hay khử đơi oxy hóa/ khử liên hợp (ở 25oC, atm) Trong biểu thức tính E: (ar) = 1; pkhi = atm [H2O] = Chương CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ HS CÂN BẰNG – DỰ ĐOÁN CHIỀU PHẢN ỨNG Trộn đôi Ox1/Kh1 (n1e ; Eo1) Ox2/Kh2 (n2e ; Eo2): Ox1/Kh1 Ox2/Kh2 n2Ox1 + n1Kh2 (1) (2) n1Ox2 + n2Kh1 Định luật tác dụng khối lượng: [Ox ] n1 [ Kh1 ] n K (1) n2 n1 K (2) [Ox1 ] [ Kh2 ] Chương CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ HS CÂN BẰNG – DỰ ĐOÁN CHIỀU PHẢN ỨNG [Ox ] n1 [ Kh1 ] n K (1) [Ox1 ] n [ Kh2 ] n1 K (2) DD chứa lúc đơi Ox1/Kh1 Ox2/Kh2 TT cân có Ecb = E1 = E2 : 0,059 [Ox2 ] 0,059 [Ox1 ] E2 E2 lg E1 E lg n2 [ Kh2 ] n1 [ Kh1 ] Nhân vế với n1n2, chuyển vế thu gọn: n1 n2 (E 1o E o2 ) [Ox2 ]n1 [Kh1 ]n2 = lg [Kh ] [Ox ]n2 n1 0,059 K (1) 10 = lgK(1) n1n2 ( E1o E 2o ) , 059 (n1n2: bội số chung nhỏ n1 n2) Chương CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ HS CÂN BẰNG – DỰ ĐOÁN CHIỀU PHẢN ỨNG Nhận xét: K (1) 10 n1n2 ( E1o E2o ) , 059 1) Nếu E01 – E02 > : lgK(1) > K(1) > : Phản ứng theo chiều (1) hay Ox1 có tính oxy hóa mạnh Ox2 ngược lại 2) E01E02 >> K(1) >> 1: trị số Eo lớn, khả oxy hóa dạng Ox mạnh, tính khử dạng khử yếu 3) Trộn đơi oxy hóa khử với nhau: đơi có Eo lớn dạng oxy hóa đơi oxy hóa dạng khử đơi cịn lại Chương CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ HS CÂN BẰNG – DỰ ĐỐN CHIỀU PHẢN ỨNG Ví dụ Eo(Fe3+/Fe2+) = 0,77 V ; Eo(Sn4+/Sn2+) = 0,15 V Trộn đôi với nhau, phản ứng xảy theo Fe3+ + Sn2+ Fe2+ + Sn4+ Tuy nhiên, dự đoán chiều phản ứng dựa vào Eo xác hệ phản ứng khơng có cấu tử khác tham gia vào phản ứng Khi có tham gia cấu tử khác, dự đốn sai K thay đổi Chương CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ THẾ TƯƠNG ĐƯƠNG CỦA DUNG DịCH Thế tương đương Etđ: dd (cân bằng) điểm tương đương (thời điểm tác chất tác dụng vừa đủ với theo số đương lượng nhau) Dung dịch chứa đôi Ox1/ Kh1 Ox2/ Kh2 n2Ox1 + n1Kh2 (1) (2) Ox2 + n2Kh1 Tại điểm tương đương, số đương lượng tác chất số đương lượng sản phẩm nhau: n1 [Ox1 ] n2 [Kh ] [Ox1 ] n2 [Ox2 ] n1 vaø n1 [Kh1 ] n2 [Ox2 ] [Kh ] n1 [Kh1 ] n2 Chương BÁN CÂN BẰNG TRAO ĐỔI TIÊU PHÂN HS ĐẶC TRƯNG CỦA BCB TỔNG QUÁT Theo lúc nhiều nấc Giả sử theo nấc: Hằng số bền tổng cộng β1,2 số phân li tổng cộng k1,2: β1,2 A + 2p ⇄ k1,2 1, D2 [ D2 ] k1, [ A][ p ] Chương BÁN CÂN BẰNG TRAO ĐỔI TIÊU PHÂN Mối tương quan HSB nấc HSB tổng cộng: [ D1 ] [ D2 ] [ D2 ] 1. 1, 2 [ A][ p] [ D1 ][ p] [ A][ p] Tổng quát, nấc thứ i: 1,i 1. i k n kn ki ' [Di ] = β1,i [A ] [ p ]i Với i + i ‘ = n + Chương BÁN CÂN BẰNG TRAO ĐỔI TIÊU PHÂN HS ĐẶC TRƯNG CỦA BCB CỤ THỂ BCB TẠO PHỨC A + p β ⇄ k D (phức) BCB ACID – BASE (1 A – + H+ )⇄ HA (2) HA acid , A – base ; Đôi HA / A- : đôi acid – base liên hợp Chương BÁN CÂN BẰNG TRAO ĐỔI TIÊU PHÂN HS ĐẶC TRƯNG CỦA BCB CỤ THỂ BCB ACID – BASE A- + H+ (1) ⇄ HA (2) HS phân li acid Theo chiều (1) : βHA Theo chiều (2) : số phân li acid k HA k acid ka k A / B [ H ][ A ] [ HA] Chương