Bài giảng hóa lý 1 chương 4 3 và 4 4 nguyễn thị tuyết mai

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

Trang 1

TS Nguyễn Thị Tuyết Mai

Bộ môn Hóa lý, Viện Kỹ thuật Hóa học

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

CH3050 - HÓA LÝ I

Trang 2

Chương 4 DUNG DỊCH VÀ

CÂN BẰNG LỎNG - HƠI

4 Sự hòa tan của lỏng trong lỏng và cân bằng

CH3041

HÓA LÝ I

Trang 3

3 SỰ HÒA TAN KHÍ TRONG LỎNG

- Nồng độ khí trong lỏng thường bé → coi là dung dịch vô

Trang 4

a Ảnh hưởng của bản chất của khí và dung môi

HÓA LÝ I CHƯƠNG 4 DUNG DỊCH PHÂN TỬ

VD:

Độ tan của O2 trong nước = 3  Độ tan của He trong nước

Độ tan của O2 trong nước = 1/20  Độ tan của O2 trong hexane

Độ tan của O2 trong nước = 1/100  Độ tan của chloromethan

Trang 5

b Ảnh hưởng của T đến độ hòa tan khí trong lỏng- PT Sreder

Khí A (Pi)  dung dịch (xi) + Hhòa tan

Áp dụng phương trình Van’t Hoff

Thường Hhòa tan < 0 (khí)  quá trình tỏa nhiệt

< 0 → T → độ hòa tan giảm

và ngược lại

' i

H

i

x k

p

=

'

htan 2

Trang 6

b Ảnh hưởng của T đến độ hòa tan khí trong lỏng- PT Sreder

Trang 7

c Ảnh hưởng của P đến độ hòa tan khí trong lỏng- ĐL Henry

(xét khí và dm ko tương tác hóa học → độ hòa tan nhỏ)

ĐL Henry: ở T=const, độ tan của khí trong lỏng tỉ lệ với áp suất của khí

đó trên bề mặt dung dịch xi = kH ’.Pi

kH ’: hệ số Henry của khí (phụ thuộc vào T)

Pi: áp suất riêng phần của khí trên bề mặt lỏng

xi: nồng độ phần mol của khí trong lỏng

Trang 8

c Ảnh hưởng của P đến độ hòa tan khí trong lỏng- ĐL Henry

Trang 9

Dung dịch siêu bão hòa:

Khí được hòa tan trong lỏng ở điều kiện T thấp hoặc/và P cao

Khi tăng T hoặc 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 CO 2 vent has

since been installed to help outgas the lake in a slow

Trang 10

BT:

Ở 20°C, nồng độ oxy hòa tan trong nước khi tiếp xúc với oxy dạng khí ở áp suất riêng phần 101,3 kPa (760 torr) là 1,38 ×10−3

mol/L Xác định độ hòa tan của oxy khi áp suất riêng phần của nó

là 20,7 kPa (155 torr), áp suất gần đúng của oxy trong bầu khí quyển Trái đất.

ĐS: 2,82×10−4 mol/L

Trang 11

Chương 4 DUNG DỊCH VÀ

CÂN BẰNG LỎNG - HƠI

4 Sự hòa tan của lỏng trong lỏng và cân bằng

dung dịch – hơi

a Dung dịch lý tưởng tan lẫn vô hạn

b Dung dịch thực tan lẫn vô hạn

CH3041

HÓA LÝ I

Trang 12

Xét cân bằng dung dịch – hơi:

dung dịch (A,B)  hơi (A, B)

Trang 13

Cân bằng dung dịch – hơi:

Dung dịch (A,B)  hơi (A, B)

Trang 15

Thành phần pha lỏng và pha hơi tuân

theo quy tắc đòn bẩy

Trang 17

Bài tập

Câu 8: Etanol và metanol tạo thành dung dịch xem như lý tưởng Ở 20oC

áp suất hơi bão hòa của etanol và metanol lần lượt là 44,5 và 88,7 mmHg a) Tính thành phần mol các chất trong dung dịch chứa 100g etanol và 100g metanol.

b) Xác định các áp suất riêng phần và áp suất tổng của dung dịch.

c) Tính phần mol của metanol trong pha hơi nằm cân bằng với dung dịch trên.

ĐS: a) 0,41 và 0,59; b) 18,2mmHg, 52,3 mmHg và 70,5 mmHg; c) 0,74

Trang 18

Bài tập

80 90 100 110

120

P=1 atm

Xem dung dịch của benzen và toluen là dung

dịch lý tưởng Giản đồ (T-x,y) của hệ này

được xây dựng ở P =1 atm được cho ở hình

vẽ Đun hỗn hợp chứa 4,0 mol benzen và 6,0

mol toluen dưới áp suất 1 atm:

a Xác định nhiệt độ bắt đầu sôi của hỗn hợp

và thành phần của bong bóng hơi đầu tiên.

b Đun nóng đến nhiệt độ nào thì hệ hóa hơi

hoàn toàn? Xác định thành phần của giọt

lỏng cuối cùng.

Trang 19

Hướng dẫn giải

1,0 70

80 90 100 110 120

0 0,2 0,4 0,6 0,8

P=1 atm

→ xBenzen

a Điểm bắt đầu sôi tại A có nhiệt độ 94oC

Từ điểm A kẻ đường song song với trục hoành,

cắt đường hơi tại điểm B thì được thành phần

của bong bóng hơi đầu tiên là

yB =0,65 và yA= 0,35

b thành phần của giọt lỏng cuối cùng tại C là

xB =0,16.

c Hệ ở 100 o C có điểm biểu diễn tại M, cắt

đường lỏng tại L, cắt đường hơi tại H Theo quy

tắc đòn bẩy ta có:

Thành phần pha lỏng là điểm L có xB= 0,22;

thành phần pha hơi là điểm H có yB=0,47.

Lượng L/Lượng H = MH/ML = 0,175/0,06 = 2,9

Mà lượng L + Lượng H = 10 mol.

 lượng L = 7,44 mol và lượng H =2,56 mol

A

B

C

M HL

Trang 20

f A-A ≠ f B-B ≠ f A-B

fA-B < fA-A, fB-B fA-B > fA-A, fB-B

MIXTURES OF LIQUIDS IN LIQUIDS Completely miscible liquids

Dung dịch thực

tan lẫn vô hạn

Trang 21

Vùng Raoult

B là dung môi(dd vô cùng loãng)

→ Tuân theo Raoult:

Trang 24

khó bay hơi hơn dd lý tưởng

fA-B < fA-A, fB-BDung dịch có ASH cao hơn,

dễ bay hơi hơn dd lý tưởng

Trang 25

Chưng cất phân đoạn đối với dd lý tưởng/dd thực ko có điểm đẳng phí

Chưng cất

Trang 26

Dung dịch có thành phần ởđiểm đẳng phí sẽ sôi ở nhiệt

độ không đổi với thành phầnkhông đổi  DD đẳng phí

 không tách được 2 cấu tửnguyên chất

Trang 27

Chưng cất dung dịch ethanol-CCl4

xCCl4 <0.61→ thu được ethanol tinh

Trang 28

Chưng cất

Trang 29

Hệ 2 chất lỏng tan lẫn vô hạn MIXTURES OF LIQUIDS IN LIQUIDS

Completely miscible liquids

Trang 30

Bài tập nhỏ MIXTURES OF LIQUIDS IN LIQUIDS

Completely miscible liquids

Cho hệ 2 chất lỏng tan lẫn hoàn toàn etanol và nước Biết nhiệt

độ sôi của etanol và nước lần lượt là 78,5 và 100 oC Hệ có điểm đẳng phí ở 78,2 oC khi thành phần của hệ là xetanol ~ 0,9

a Xây dựng giản đồ pha của hệ

b Mô tả quá trình đun nóng hệ chứa 50 % etanol từ 30 oC đến khi

hệ hóa hơi hoàn toàn

c Tính nồng độ phần trăm tối đa của ethanol chưng cất được.

Tiêu đề	Chương 4. Dung Dịch Và Cân Bằng Lỏng - Hơi
Tác giả	Nguyễn Thị Tuyết Mai
Trường học	Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Hóa lý
Thể loại	bài giảng
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	30
Dung lượng	1,35 MB