Bài giảng hóa lý 1 chương 4 1 và 4 2 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 của lỏng trong lỏng và cân bằng du

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

1 Đại cương về dung dịch

2 Tính chất nồng độ của dung dịch loãng

3 Sự hòa tan của chất khí trong chất lỏng

4 Sự hòa tan của lỏng trong lỏng và cân bằng

dung dịch - hơi

CH3041 HÓA LÝ I

Trang 3

1 ĐẠI CƯƠNG VỀ DUNG DỊCH

Trang 4

VD về 1 số dung dịch

TYPES AND EXAMPLES OF SOLUTIONS

PROPERTIES OF MIXTURES

Solutions

Trang 5

TYPES AND EXAMPLES OF SOLUTIONS

Solutions

VD về 1 số dung dịch

Trang 6

HÓA LÝ I CHƯƠNG 4 DUNG DỊCH PHÂN TỬ

g C

n x

=

Khi CM  0,02 MCoi CM = Cm

Nồng độ dung dịch

Trang 7

1 Sữa có phải là dung dịch?

2 Đồng đỏ bao gồm 90% Cu và 10% Zn, đâu là chất tan? Đâu là

dung môi?

4 Nước biển chứa nhiều ion ngoài các ion Na+ và Cl- Khi bay hơi dần, muối đầu tiên kết tủa là CaCO3 (0,12 g/L), tiếp theo là CaSO4⋅H2O (1,75 g/L), sau đó là NaCl (29,7 g/L), MgSO4 (2,48 g/L), MgCl2 (3,32 g/L), NaBr (0,55 g/L) và KCl (0,53 g/L) Theo mô

tả, khi NaCl rắn bắt đầu hình thành, dung dịch thu được là dung dịch bão hòa của những chất gì?

CHƯƠNG 4 DUNG DỊCH PHÂN TỬ

Ví dụ

Trang 8

Phân loại dung dịch PROPERTIES OF MIXTURES

Solutions

Trạng thái tập hợp

DD khí

DD lỏng

DD rắn

Bản chất chất tan

DD phân tử

DD chất điện ly

dung dịch

DD lý tưởng

DD vô cùng loãng

DD thực

Trang 9

- Dung dịch được tạo thành từ các cấu tử có cấu tạo và tính

chất hóa lý gần giống nhau

VD: hexan-cyclohexan; Fe-Ni; FeO-MnO

- Tương tác giữa các phân tử cùng loại và khác loại là như nhau → Khi các cấu tử hòa tan vào nhau để tạo dung dịch:

U = 0; H = 0; V = 0

Dung dịch lý tưởng

Trang 10

- Áp suất hơi riêng phần của mỗi cấu tử (Pi)

tuân theo định luật Raoult:

Pi*: áp suất hơi bão hòa của i nguyên chất

xi : phần mol của cấu tử i trong dung dịch

- Thế hóa của mỗi cấu tử trong dung dịch lý

tưởng không phụ thuộc vào bản chất của cấu

tử khác và tuân theo PT sau:

i,1 = i * + R.T.lnx i

i* thế hóa của cấu tử i nguyên chất

 i,1 < i*

Trang 11

- Khái niệm: chất tan và dung môi có bản chất rất khác nhau và

nồng độ chất tan vô cùng bé so với dung môi

Phần mol dung môi: x1 → 1

Phần mol chất tan: xi1 → 0

Dung dịch phân tử nồng độ < 0,01 mol/L

Dung dịch chất điện ly nồng độ < 10-6 mol/L

Dung dịch vô cùng loãng

Trang 12

- Dung môi tuân theo định luật Raoult: P1 = P1 *.x1

- Chất tan tuân theo Định luật Henry: Pi = KH.xi

KH hằng số Henry đối với chất tan được xác định bằng thực nghiệm

- Thế hóa: (PT* vẫn đúng)

Dung môi: 1 = 1 * + R.T.lnx1

Chất tan: i = i ch + R.T.lnxi

1* : thế hóa chuẩn của dung môi ở trạng thái nguyên chất

ich ( i*): thế hóa của chất tan i ở trạng thái chuẩn (P=1 bar)

Dung dịch vô cùng loãng

Trang 13

- Khái niệm: dung dịch được tạo nên từ các cấu tử có cấu tạo và

Trang 14

Có nhiều loại hoạt độ tương ứng với các cách biểu diễn nồng độ

Hoạt độ ai

Trang 15

1 ĐẠI CƯƠNG VỀ DUNG DỊCH

Ví dụ:

Tính độ tan của O2 trong nước (mol/L) ở 25 oC

Biết áp suất riêng phần của oxy trong khí quyển là 160 Torr

và KH(O2) = 3,3.107

Trang 16

Chương 4 DUNG DỊCH VÀ

CÂN BẰNG LỎNG - HƠI

1 Đại cương về dung dịch

2 Tính chất nồng độ của dung dịch loãng

3 Sự hòa tan của chất khí trong chất lỏng

4 Sự hòa tan của lỏng trong lỏng và cân bằng

dung dịch - hơi

CH3041 HÓA LÝ I

Trang 17

2 TÍNH CHẤT NỒNG ĐỘ CỦA

DUNG DỊCH LOÃNG

Khi hòa tan chất tan không bay hơi (nồng độ thấp) vào dung môi sẽ làmthay đổi 1 số tính chất của dm Sự thay đổi này không phụ thuộc vào bảnchất của chất tan, chỉ phụ thuộc nồng độ chất tan

Gồm:

Giảm áp suất hơi Hạ nhiệt độ kết tinh

Áp suất thẩm thấu

Trang 18

2.1 Giảm áp suất hơi:

- Giả thiết chất tan không bay hơi, phần mol chất tan: x2

Chất tan không bay hơi  Pdd = P1 = P0

P 1 : as hơi riêng phần của dm trong dd

P 1 0 : as hơi của dm nguyên chất

Trang 19

2.1 Giảm áp suất hơi:

https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map

_The_Central_Science_(Brown_et_al.)/13%3A_Properties_of_S olutions/13.5%3A_Colligative_Properties

Trang 20

%3A_Chemistry_-2.1 Giảm áp suất hơi:

VD2: Ở 100°C, ASH của nước là 760 mmHg Tính ASH của dung dịch

chứa 30,2% (theo khối lượng) ethylene glycol

ĐS: 675 mmHg

VD1

Trang 21

2.2 Tăng nhiệt độ sôi:

Khi hòa tan chất tan ko bay hơi vào dm, Ts của hệ tăng: 𝑻𝒔𝒅𝒅 > 𝑻𝒔𝒅𝒎

Nồng độ chất tan càng lớn → T s càng tăng mạnh

Gọi T s = T dd – T dm: độ tăng nhiệt độ sôi của dung dịch so với dung môi

T s = K s m 2

K s : hằng số nghiệm sôi (chỉ phụ thuộc vào bản chất của dung môi)

m 2 : nồng độ molan của chất tan trong dung dịch

Trang 22

K s : hằng số nghiệm sôi

s s

hh

R T K

M



=

T s: nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất

hh: nhiệt hóa hơi của dung môi

M 1: khối lượng phân tử của dung môi

Trang 23

Trang 24

VD1: Xác định nhiệt độ sôi của dung dịch đường sucrose (C22O11H22, 342

g mol–1) biết 2000 g đường tan trong 1 L nước; Ks(H2O) = 0,514 K mol–1 kgĐS: 103 oC

VD2: (tiếp VD về ethylene glycol): tính Ts của dung dịch EG 30,2 % theokhối lượng

ĐS: 104 oC

Trang 25

Trang 26

K l : hằng số nghiệm lạnh

2 0

M



=

M 1: khối lượng phân tử của dung môi

T 0: nhiệt độ kết tinh của dung môi nguyên chất

nc: nhiệt nóng chảy của dung môi

Dung môi nào có T0 và KL PT càng lớn thì Kl lớn

Trang 27

2.3 Hạ nhiệt độ kết tinh:

Ứng dụng:

Làm tan chảy đá/tuyết

Chống đóng băng nước làm mát động cơ bằng cách thêm EG

Chống đóng băng nước rửa kính ô tô bằng cách thêm methanol

Bảo vệ máy bay khi bay vào vùng lạnh

Trang 28

2.3 Hạ nhiệt độ kết tinh:

Áp dụng: xác định KLPT của hợp chất bằng pp nghiệm lạnh

Hòa tan hợp chất vào dung môi ở nồng độ thấp:

 nhiệt độ kết tinh giảm: Tkt = Kl.m2

Trang 29

2.3 Độ hạ nhiệt độ kết tinh:

Trang 30

Sự giảm áp suất hơi,

tăng điểm sôi và giảm

điểm kết tinh của dung

dịch so với dung môi

nguyên chất đều phụ

thuộc vào số phân tử

chất tan không bay hơi

Trang 31

2.4 Áp suất thẩm thấu:

Trang 32

dung môi từ dung dịch có nồng độ loãng chuyển vào dung dịch có nồng độđậm đặc hơn (qua màng bán thấm)

: áp suất thủy tĩnh của cột dung dịch ứng với chiều cao h

Định luật Van’t Hoff về áp suất thẩm thấu:

C 2 : nồng độ mol/L của chất tan

 (atm)

R = 0,082 (L.atm/mol.K)

2 2

n

V

AS thẩm thấu của dd loãng có trị số bằng AS của n 2 (mol)

chất tan ở trạng thái khí lý tưởng có cùng V và P của dd loãng

Trang 33

Ứng dụng:

Tại sao ướp đồ ăn bằng muối hoặc đường để bảo quản?

Lớp vỏ tế bào vi khuẩn hoạt động như màng bán thấm

Môi trường có muối/đường → tăng AS thẩm thấu → vi khuẩn bị mất nước vàkhông thể phát triển

Trang 34

Trang 35

VD: AS thẩm thấu của 1 dung dịch (dung môi là nước) ở

300 K là 120 kPa Kl(H2O) = 1,86 K mol–1 kg

Tính nhiệt độ kết tinh của dung dịch

Tiêu đề	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
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	35
Dung lượng	1,14 MB