DUNG DỊCH VÀ CÂN BẰNG LỎNG - HƠI 1.Đại cương về dung dịch2.Tính chất nồng độ của dung dịch loãng3.Sự hòa tan của chất khí trong chất lỏng4.. SỰ HÒA TAN KHÍ TRONG LỎNG-Nồng độ khí trong l
LOGO CH3050 - HÓA LÝ I TS Nguyễn Thị Tuyết Mai Bộ mơn Hóa lý, Viện Kỹ thuật Hóa học Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Email: mai.nguyenthituyet1@hust.edu.vn Chương DUNG DỊCH VÀ CH3041 CÂN BẰNG LỎNG - HƠI HÓA LÝ I Đại cương dung dịch Tính chất nồng độ dung dịch lỗng Sự hịa tan chất khí chất lỏng Sự hịa tan lỏng lỏng cân dung dịch - SỰ HỊA TAN KHÍ TRONG LỎNG HÓA LÝ I CHƯƠNG DUNG DỊCH PHÂN TỬ - Nồng độ khí lỏng thường bé → coi dung dịch vơ lỗng - Độ hịa tan khí : lượng khí hịa tan đơn vị thể tích dung dịch bão hịa T, P = const Đv: mol/l; g/l - Độ hịa tan khí phụ thuộc vào T, P, chất khí dung mơi 3 SỰ HỊA TAN KHÍ TRONG LỎNG HĨA LÝ I CHƯƠNG DUNG DỊCH PHÂN TỬ a Ảnh hưởng chất khí dung mơi VD: Độ tan O2 nước = Độ tan He nước Độ tan O2 nước = 1/20 Độ tan O2 hexane Độ tan O2 nước = 1/100 Độ tan chloromethan nước SỰ HỊA TAN KHÍ TRONG LỎNG HÓA LÝ I CHƯƠNG DUNG DỊCH PHÂN TỬ b Ảnh hưởng T đến độ hịa tan khí lỏng- PT Sreder Khí A (Pi) dung dịch (xi) + Hhòa tan kH' = xi pi Áp dụng phương trình Van’t Hoff d ln kH' Hhtan PT Sreder =2 dT RT Thường Hhịa tan < (khí) q trình tỏa nhiệt d ln kH' < → T → độ hòa tan giảm dT ngược lại SỰ HÒA TAN KHÍ TRONG LỎNG HĨA LÝ I CHƯƠNG DUNG DỊCH PHÂN TỬ b Ảnh hưởng T đến độ hịa tan khí lỏng- PT Sreder SỰ HỊA TAN KHÍ TRONG LỎNG HÓA LÝ I CHƯƠNG DUNG DỊCH PHÂN TỬ c Ảnh hưởng P đến độ hịa tan khí lỏng- ĐL Henry (xét khí dm ko tương tác hóa học → độ hịa tan nhỏ) ĐL Henry: T=const, độ tan khí lỏng tỉ lệ với áp suất khí bề mặt dung dịch xi = kH’.Pi kH’: hệ số Henry khí (phụ thuộc vào T) Pi: áp suất riêng phần khí bề mặt lỏng xi: nồng độ phần mol khí lỏng SỰ HỊA TAN KHÍ TRONG LỎNG HÓA LÝ I CHƯƠNG DUNG DỊCH PHÂN TỬ c Ảnh hưởng P đến độ hòa tan khí lỏng- ĐL Henry SỰ HỊA TAN KHÍ TRONG LỎNG HĨA LÝ I CHƯƠNG DUNG DỊCH PHÂN TỬ Dung dịch siêu bão hịa: Khí hòa tan lỏng điều kiện T thấp hoặc/và P cao Khi tăng T giảm P: dung dịch trở thành siêu bão hòa (a) The 1986 disaster that killed more than 1700 people near Lake Nyos in Cameroon resulted when a large volume of carbon dioxide gas was released from the lake (b) A CO2 vent has since been installed to help outgas the lake in a slow SỰ HỊA TAN KHÍ TRONG LỎNG HÓA LÝ I CHƯƠNG DUNG DỊCH PHÂN TỬ BT: Ở 20°C, nồng độ oxy hòa tan nước tiếp xúc với oxy dạng khí áp suất riêng phần 101,3 kPa (760 torr) 1,38 ×10−3 mol/L Xác định độ hòa tan oxy áp suất riêng phần 20,7 kPa (155 torr), áp suất gần oxy bầu khí Trái đất ĐS: 2,82×10−4 mol/L 10 Dung dịch lý tưởng MIXTURES OF LIQUIDS IN LIQUIDS tan lẫn vô hạn Completely miscible liquids c Giản đồ T – thành phần: (P = const; P*A > P*B) T = f (xA) P = PA+ PB = P*A xA + P*B (1- xA) Phân tích q trình đa nhiệt… 16 Bài tập Câu 8: Etanol metanol tạo thành dung dịch xem lý tưởng Ở 20oC áp suất bão hòa etanol metanol 44,5 88,7 mmHg a) Tính thành phần mol chất dung dịch chứa 100g etanol 100g metanol b) Xác định áp suất riêng phần áp suất tổng dung dịch c) Tính phần mol metanol pha nằm cân với dung dịch ĐS: a) 0,41 0,59; b) 18,2mmHg, 52,3 mmHg 70,5 mmHg; c) 0,74 17 Bài tập Xem dung dịch benzen toluen dung 120 dịch lý tưởng Giản đồ (T-x,y) hệ P=1 atm xây dựng P =1 atm cho hình 110 vẽ Đun hỗn hợp chứa 4,0 mol benzen 6,0 mol toluen áp suất atm: 100 a Xác định nhiệt độ bắt đầu sôi hỗn hợp thành phần bong bóng 90 b Đun nóng đến nhiệt độ hệ hóa hoàn toàn? Xác định thành phần giọt 80 lỏng cuối 70 c Tính số mol pha pha lỏng nằm cân 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1000C thành phần pha → xBenzen 18 Hướng dẫn giải a Điểm bắt đầu sôi A có nhiệt độ 94oC P=1 atm 120 Từ điểm A kẻ đường song song với trục hoành, cắt đường điểm B thành phần bong bóng 110 yB =0,65 yA= 0,35 C b thành phần giọt lỏng cuối C 100 LMH B xB =0,16 c Hệ 100oC có điểm biểu diễn M, cắt 90 A đường lỏng L, cắt đường H Theo quy tắc địn bẩy ta có: Thành phần pha lỏng điểm L có xB= 0,22; 80 thành phần pha điểm H có yB=0,47 Lượng L/Lượng H = MH/ML = 0,175/0,06 = 2,9 70 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Mà lượng L + Lượng H = 10 mol → xBenzen lượng L = 7,44 mol lượng H =2,56 mol 19 Dung dịch thực MIXTURES OF LIQUIDS IN LIQUIDS tan lẫn vô hạn Completely miscible liquids fA-A ≠ fB-B ≠ fA-B fA-B < fA-A, fB-B fA-B > fA-A, fB-B 20