Khóa luận tốt nghiệp Hóa học: Đánh giá kết quả học tập môn hóa đại cương II bằng hình thức trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn

NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH CHƯƠNG I: NHIỆT HOA HỌC VÀ NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC 1.1 CÁC ĐỊNH LUẬT NHIỆT HÓA HỌC 1.1.1 ĐỊNH LUẬT LAVOISIER VÀ LAPLACE “Luong nhiệt được hấp thụ khi một chất phân hủy t

Trang 1

ĐÁNH GIA KẾT QUA HOC TAP

MON HOA DAI CƯƠNG 2

BANG HINH THUC TRAC NGHIEM

KHACH QUAN NHIEU LUA CHON

wv

GVHD: Cô Trần Thị Thu Thủy

SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Phượng

Lớp: Hóa 4 Khóa học: 2002 - 2006

w

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Nhờ sự quan tâm, giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của quý thấy cô, sự nổ lực và

cố gắng của bản thân cùng với sự ủng hộ và giúp đỡ nhiệt tình của bạn bè, gia đình,

em mới có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này Nhân đây, em xin gửi lời cảm ơn

chân thành đến quý thay cô và các bạn, những người đã giúp đỡ em rất nhiều trong

suốt thời gian qua, nhất là:

- C6 Trần Thị Thu Thủy hết lòng hướng dẫn, tận tình chi dẫn và giúp đỡ em

suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn.

- Quy thay cô trong khoa đã tận tình truyền đạt những kiến thức và kinh

nghiệm cho chúng em trong suốt khóa học

- Ba mẹ - Người luôn quan tâm và tạo diéu kiện học tập tốt nhất cho em.

Cac bạn sinh viên năm I — Khoa Hóa và Khoa Sinh, trường Dai học Sư Phạm

-Thành phố Hồ Chí Minh.

Do thời gian tương đối ngấn, lại là lần đầu tiên làm quen với công việc

-nghiên cứu khoa học và kiến thức có giới hạn nên còn có những sai sót Vì vậy, em

rất mong nhận được sự thông cảm, đóng góp ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn thông cảm, đóng góp ý kiến

Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh

Tháng 5 năm 2006

SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Phượng

GP 2U, Xà xế vo ở ó và sức co Nà ĐA đ> 9X Xà ấỐ GV XÝ sư XÓ Cố Sa: Gở,

Trang 3

A NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH

CHƯƠNG I: NHIET HÓA HỌC VÀ NHIỆT DONG HÓA HỌC

1.1 CÁC ĐỊNH LUẬT NHIỆT HÓA HỌC

L2 NGUYEN LÝ THỨ NHẤT CUA NHIỆT DONG HỌC

: L3 NGUYÊN LÝ THỨ HAI CUA NHIỆT ĐỘNG HỌC

: L4 NGUYÊN LÝ THỨ BA CUA NHIỆT DONG HOC

CHƯƠNG II: ĐỘNG HÓA HỌC

I MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN

- 1.2 CÁC YẾU TỐ ANH HUONG ĐẾN TỐC ĐỘ PHAN UNG

ee 3% 39 _Ằ 2% s41 sử 4Ẽ r2 vớ

ee

11.2.1 Anh hưởng của nổng độ chất phan ứng

11.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ

11.2.3 Cơ chế phản ứng, phân tử số và bậc phản ứng11.2.3 Tính hằng số tốc độ phản ứng

IL3 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CUA CAC PHAN UNG DON GIẢN

11.3.1 Phản ứng bậc 0 11.3.2 Phản ứng bậc |

11.3.3 Phản ứng bậc 2

11.3.4 Phản ứng bậc n

I4 THUYẾT PHUC CHẤT HOẠT ĐỘNG

ILS XÚC TÁC

CHƯƠNG II: CAN BẰNG HÓA HỌC

HI.1 PHAN UNG THUẬN NGHỊCH

H2 HANG SỐ CÂN BẰNG VÀ NANG LƯỢNG GIBBS

IIL3 NHỮNG YẾU TỐ ANH HƯỞNG ĐẾN CÂN BẰNG HÓA HỌC

11.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ LII.3.2 Ảnh hưởng của nổng độ

III.3.3 Ảnh hưởng của áp suất III.3.4 Ảnh hưởng của chất xúc tác

: H4 QUY TAC PHA

CHƯƠNG IV: DUNG DỊCH

¡ IV.1 DUNG DỊCH

IV.1.1 Khái niệm chung về dung dịch

IV.1.2 Dung dịch chứa chất tan không điện ly, không bay hơi

outs

— — _—

II 12

12

12 13

14

14 15

16

16 16

Trang 4

one 3%

oe

ee CC An AZFƑ AC “ĐC 8 2 9 2B, A0 ^c Co, VA 2C 2 A2, 2 2}, 1 0 ˆP 0B XU 4M n6 X4 9% se 49 *

IV.1.3 Dung dịch chất điện lyIV.1.4 Tích số tan

IV.2 PHẢN ỨNG AXIT - BAZO

[V.2.1 Thuyết axit-bazơ

IV.2.2 Dung dịch đệm

IV.2.3 Sự thủy phân của muối

IV.2.4 Phản ứng trung hòa

IV.2.5 So sánh phản ứng trung hòa và phản ứng thủy phân

CHƯƠNG V: HÓA HỌC VA DONG ĐIỆN

; Vl PHAN UNG OXIHÓA-KHỬ

' V2 THE ĐIỆN CYC

I TONG QUAN VỀ ĐO LƯỜNG VÀ ĐÁNH GIÁ

L1 Nhu cẩu vé đo lường và đánh giá trong giáo dục

L2 Các khái niệm cơ bản L3 Tính tin cậy và tính giá trị của dụng cụ đo

L4 Đối chiếu giữa hình thức luận để và trắc nghiệm khách quan

Il QUY HOẠCH BAI TRAC NGHIỆM

H.I Các mục tiêu day học là cơ sở cho một bài trắc nghiệm

11.2 Phân tích nội dung, lập bảng phân tích nội dung môn học, chương

H.3 Thiết kế dan bài trắc nghiệm

II PHAN TÍCH CÂU TRAC NGHIỆM

HI.! Mục đích và phương pháp phân tích các câu hỏi trắc nghiệm

III.2 Công thức tính và giải thích ý nghĩa độ khó của câu trắc nghiệm

111.3 Công thức tính và giải thích ý nghĩa độ phân cách của câu trắc nghiệm

111.4 Phân tích đáp án và các mỗi nhử của câu trắc nghiệm

: IV CƠ SỞ ĐỂ ĐÁNH GIÁ BÀI TRAC NGHIỆM

' ` S. IV.1 Tính tin cậy của bài trắc nghiệm

[V.2 Tính có giá trị của bài trắc nghiệm

[V.3 Độ khó của bài trắc nghiệm

IV.4 Độ lệch tiêu chuẩn

24 25 25

25 27

28 29 29

3U

31

32 33 34

42

43

44

45 46 46

46

ee sec sát cầm sứ sẾm sÝm sư ẴMÝSe V CC SE s vn SE VY SƯ SH vs SN ÝY An s SA sự vs d

La ———-—_-— À Š Ga“ i i el

Trang 5

4 teh te oe ee 0 <ỢC cLO AC CC (Am CA 9 9g AI 4 49 2

II TIẾN HANH KHẢO SÁT

IV TONG HỢP-PHÂN TÍCH-ĐÁNH GIÁ-SỬA CHUA

v

PHAN II: KẾT QUA THỰC NGHIỆM

A PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

B KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

I KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỢTI

IL3 Kết luận - Dé xuất

78 28 4 - 6 ee eet te 4x cýt te ee 4e Dy ¬.

79 3 80

Trang 6

SVTH:N n Thị Ngọc Ph GVHD: Trần Thị Thu Thủ

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:

Qua quá trình nghiên cứu sâu rộng và thực nghiệm, các nhà giáo dục đã khẳng định

việc đánh giá chất lượng hoc tập trong giáo dục góp phan quan trong trong việc thúc

đẩy sinh viên học tập và nâng cao chất lượng giảng dạy của giảng viên.

Ngoài chức năng trợ giúp cho quá trình dạy và học trong nhà trường, việc đánh giá

sinh viên còn dùng vào mục đích kiểm tra chất lượng, xác định mục tiêu đào tạo, hiệu

chỉnh chương trình học trong nhà trường [14]

Kể từ khi đi học đến nay, em thấy hình thức kiểm tra và đánh giá kết quả học tập

chủ yếu của hệ thống giáo dục của nước ta là hình thức kiểm tra tự luận Ngay cả khi

vào Đại học thì các hình thức kiểm tra đánh giá vẫn là kiểm tra tự luận Trong khi đó,

trên thế giới người ta đã sử dụng hình thức kiểm tra và đánh giá mới là hình thức kiểm

tra trắc nghiệm Vì hình thức này có thể:

s* Khảo sát thành quả học tập của một số đông học sinh.

s* Điểm số đáng tin cậy, không phụ thuộc vào chủ quan của người chấm.

+ Có yếu tố công bằng, vô tư và chính xác

s* Làm người học phải chuẩn bị một kiến thức sâu rộng không thé học vet, học tủ Hình thức kiểm tra trắc nghiệm — nhất là hình thức kiểm tra trắc nghiệm khách

quan nhiều lựa chọn đang được Bộ Giáo dục và Đào tạo lên kế hoạch thử nghiệm trong vài năm sắp tới Vì thế, ngay từ bây giờ, các trường Đại học phải chuẩn bị một

ngân hàng câu hỏi đáng tin cậy để chuẩn bi cho việc ra để thi trắc nghiệm Đồng thời các trường Đại học cũng phải áp dụng thử nghiệm hình thức kiểm tra này trong việc

kiểm tra đánh giá kết quả học tập của sinh viên.

Chính vì vậy, em đã chọn để tài của khóa luận là soạn thảo bộ để thi trắc nghiệm

khách quan nhiều lựa chọn dùng đánh giá chất lượng học tập, bổ sung vào hình thức thi

viết truyền thống nhằm hoàn thiện quá trình dạy và học môn học Hóa Đại Cương 2cho sinh viên khoa Hóa, trường Đại học Sư Phạm thành phố Hồ Chí Minh

2 MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU:

2.1 Mục đích tổng quát:

Thông qua để tài này giúp tôi:

- _ Bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học

- _ Nấm vững và hệ thống hóa các kiến thức Hóa Đại Cương

- _ Thiết kế bài trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn để thực nghiệm.

- Sif dụng phương pháp kiểm tra và đánh giá trắc nghiệm khách quan để khảo

sất trình độ học sinh Từ kết quả đó, giáo viên có thể tìm ra những lỗ hổng

kiến thức mà học sinh gặp phải Bên cạnh đó, giáo viên có thể đánh giá

Khóa luận tốt nghiệp |

Trang 7

SVTH: Nguyén Thị Ngọc Phượng GVHD: Trần Thị Thu Thủy

phương pháp dạy học của bản thân để kịp thời có biện pháp giảng dạy phù

hợp và uốn nắn kịp thời những sai sót của sinh viên

- - Xây dựng bộ để trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn dùng đánh giá chất

lượng học tập, bổ sung vào hình thức thi viết truyền thống nhằm hoàn thiện

quá trình dạy và học môn học Hóa Đại Cương cho sinh viên khoa Hóa,

Trường Đại học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh.

2.2 Mục tiêu chuyên biệt:

- _ Xây dựng 200 câu hỏi trắc nghiệm 4 lựa chọn, sử dụng làm công cụ đánh giá

chất lượng học tập theo mục tiêu đào tạo môn học Hóa Đại Cương.

Thử nghiệm và phân tích các câu trắc nghiệm theo đúng qui trình của kỹ

thuật trắc nghiêm thành quả học tập

3 NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI:

Khái quát hóa kiến thức Hóa Đại Cương 2

- Sử dụng kiến thức về đánh giá trắc nghiệm khách quan để soạn thảo các để trắc

nghiệm.

Tiến hành khảo sát trình độ nhận thức của sinh viên năm I, khoa Hóa và khoa

Sinh về kiến thức Hóa Đại Cương 2 bằng các để đã soạn.

- Xi lý kết quả thu được bằng phần mềm Test của Thầy Lý Minh Tiên (Giảng

viên Khoa Giáo Dục Tâm Lý Trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hỗ Chi

4.2 Đối tượng nghiên cứu:

200 câu hỏi trắc nghiệm khách quan 4 lựa chon dùng đánh giá chất lượng học

tập của sinh viên đối với bộ môn Hóa Đại Cương

4.3 Đối tượng tham gia nghiên cứu:

Sinh viên năm I, khoa Hóa và khoa Sinh, Trường Đại Học Sư Pham Thành Phố

Hồ Chi Minh

5 PHẠM VI NGHIÊN CỨU:

- Chương trình Hóa Đại Cương 2 trong các trường Đại Học.

- Sinh viên năm I, khoa Hóa và khoa Sinh, Trường Đại Học Sư Phạm Thành Phố

Hồ Chí Minh.

Khóa luận tốt nghiệp _

Trang 8

SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Phượng GVHD: Trần Thị Thu Thủy

6 GIA THUYẾT KHOA HỌC:

Nếu việc nghiên cứu để tài này thành công thì sẽ giúp người học thành thạo hơntrong quá trình làm bài trắc nghiệm, nấm vững lý thuyết, định hướng được cách giải và

giải được các bài tập về kiến thức của Hóa Đại Cương 2 một cách nhanh chóng, chính

xác Bên cạnh đó, việc đánh giá bằng phương pháp trắc nghiệm khách quan sẽ giúpngười dạy đánh giá một cách nhanh chóng khả năng tiếp thu kiến thức của học sinh,

đánh giá phương pháp dạy học của bản thân để phát huy những phương pháp tốt, sửa

chữa kịp thời những sai lầm, thiếu sót Từ đó góp phần nâng cao chất lượng dạy và học

môn Hóa Đại Cương 2 ở các trường Đại Học.

7 PHƯƠNG PHÁP VÀ CÁC PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU:

7.1 Phương pháp:

- _ Nghiên cứu tham khảo, các tài liệu có liên quan đến để tài.

> Nội dung chương trình Hóa Đại Cương 2.

> Nội dung phương pháp trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn.

- Phan tích, tổng hợp tài liệu.

- Soạn các câu hỏi, bài tập liên quan đến dé tài nghiên cứu và giải chúng.

- Tiến hành kiểm tra trắc nghiệm ở các lớp của sinh viên năm 1.

- _ Xử lý số liệu thống kê bằng phần mềm Test

7.2 Phương tiện:

- Sach tham khảo, các tài liệu có liên quan đến để tài

- Các để kiểm tra trắc nghiệm khách quan.

- Máy vi tính và phần mềm Test.

Khóa luận tết nghiệp 3

Trang 9

PHANI TONG QUAN

Trang 10

SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Phượng GVHD: Tran Thị Thu Thủy

A NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH

CHƯƠNG I: NHIỆT HOA HỌC VÀ NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC

1.1 CÁC ĐỊNH LUẬT NHIỆT HÓA HỌC

1.1.1 ĐỊNH LUẬT LAVOISIER VÀ LAPLACE

“Luong nhiệt được hấp thụ khi một chất phân hủy thành nguyên tố bằng lượng nhiệt

dave phái ra khi tạo thành chất do từ các nguyen (ở”

1.1.2 ĐỊNH LUẬT HESS

*Nếu có nhiều cách để chuyển những chất ban đâu thành nhiềng chất sản phẩm cuối

cùng thì không phụ thuộc vào cách chuyển đó thì nhiệt tổng cộng của tất cả các quá

trình đó sẽ bằng nhau”

Nói cách khác: “Hiệu ứng nhiệt của quá trình hóa học chỉ phụ thuộc vào bản chất

và trạng thái của các chất ban đầu và sản phẩm mà không phụ thuộc vào cách thực

hiện phản ting”.

L2 NGUYÊN LÝ THỨ NHẤT CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC

IL2.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

L2.1.1 Hệ nhiệt động

Hệ nhiệt động (gọi tất là hệ): là tập hợp vật thể đang được nghiên cứu tách khỏi

vật thể khác bằng những ranh giới thực tế hoặc tương đương ở môi trường xung

quanh.

Các loại hệ nhiệt động:

a Hệ hờ: là hệ có trao đổi với môi trường ngoài cả chất lẫn năng lượng.

b Hé kin: là hệ chỉ trao đổi năng lượng với môi trường ngoài.

c Hệ cô lập: là hệ không trao đổi cả chất lẫn năng lượng với môi trường ngoài.

d Hệ đoạn nhiệt: hệ không trao đổi chất và nhiệt song có thể trao đổi công với môi

trường Hệ cô lập bao giờ cũng đoạn nhiệt.

e Hệ cân bằng: khi các đặc tính xác định của nó không thay đổi theo thời gian.

Thông thường có 3 cần bằng sau xảy ra:

- _ Cân bằng nhiệt: nhiệt độ tại mọi điểm của hệ thống bằng nhau.

Cân bằng cơ học: áp suất tại mọi điểm của hệ thống bằng nhau.

- _ Cân bằng hóa học: thành phần hóa học của hệ không đổi theo thời gian

Khóa luận tốt nghiệp 5

Trang 11

SVTH: Nguyễn Thị Ngục Phượng GVHD: Trần Thị Thu Thủy

L2.1.2 Trang thái của một hệ Thông số trạng thái

Trạng thái một hệ là toàn bộ tính chất lí, hóa của hệ: trạng thái của hệ được đặc

trưng bằng các tham số nhiệt động: thể tích V, nhiệt độ T áp suất P, nồng đô C

Phương trình trạng thái mô tả tương quan giữa các tham số

Các tham số trạng thái được chia thành 2 loại:

a Các tham số cường độ như: nhiệt độ, áp suất, nồng đô, chiết suất, tỉ khối Chúng

không phụ thuộc vào lượng chất của hệ.

b Các tham số khuyếch độ như: thể tích, khối lượng Chúng tỉ lệ với lượng chất củu

hệ.

L2.1.3 Ham trạng thái

Một đại lượng được gọi là hàm trạng thái của hệ nếu biến thiên của đại lượng đó chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ, không phụ thuộc vào cách

tiến hành Những hàm trang thái: năng lượng, áp saất, thể tích, nhiệt độ

Ngược lại, nếu sự biến đổi của đại lượng còn phụ thuộc vào cách tiến hành quá

trình, thì đại lượng không được gọi là hàm trạng thái (hay gọi là hàm quá trình).

Những hàm quá trình: nhiệt, công

1.2.1.4 Công và nhiệt

a Công:

Công là một đại lượng đặc trưng cho mức độ trao đổi năng lượng thông qua chuyển

đông có hướng của hệ.

Trị số của công phụ thuộc vào tính chất của quá trình biến đổi Công là hàm số của

quá trình hay hàm quá trình.

Kí hiệu: A

Đơn vị của công: Jun (J) hoặc Calo (cal)

1 cai = 4,18 J

Quiước: - A >0 : hệ nhận công từ môi trường xung quanh

-A <0: hệ truyền công cho môi trường xung quanh.

-Q <0: hệ tỏa nhiệt

Trang 12

12.2 NGUYÊN LÝ THỨ I

I2.2.1 Nội dung nguyên lý

“Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự biến mất mà chỉ có thể biến từ dạng này

sang dạng khác ”

12.2.2 Ham trạng thái nội năng U

Định nghĩa: Nội năng của một chất chỉ dự trữ năng lượng của chất đó.

Người ta không xác định được giá trị tuyệt đối của nội năng, nhưng dựa vào năng

lượng được phát ra hay thu vào của một hệ người ta có thể suy ra độ biến thiên nội

năng AU

AU = U; - U;

Với : + AU: độ biến thiên nội năng

+ U, : nội năng của hệ ở trạng thái | + Ú; : nội năng của hệ ở trạng thái 2

Trong một hệ bất kì, biến thiên nội năng AU bằng lượng nhiệt Q truyền cho hệ

trừ đi công A mà hệ thực hiện.

AU =Q-A

> Trong trường hợp thể tích của hệ không đổi, nghĩa là A = PAV = 0, lượng

nhiệt đó chỉ làm tăng nội năng của hệ:

AU z Q,

Với Q, : nhiệt lượng của phản ứng xảy ra khi thể tích không đổi

AU : biến thiên nội năng của hệ phản ứng.

Với Q,: nhiệt lượng của phan ứng xảy ra khi áp suất không đổi

AH : biến thiên entanpi của hệ phản ứng

1.2.2.4 Quan hệ giữa AU và AH của phan ứng

[— TPhãnhà [av cova an co

AU >0 và AH >0

Chỉ có chất rấn và chất lỏng AU = AH

Có chất khí AH = AU + AnRT

(xem như lý tưởng)

Trang 13

1.2.2.5 Nhiệt dung

Nhiệt dung của một chất là lượng nhiệt cin dòng dé nâng cao nhiệt đô lên thêm

lai

Nhiệt dung của Ig chất gọi là nhiệt dung riêng Nhiệt dung của | mol chất gọi là

nhiệt dung mol.

Phân biệt :

Nhiệt dung mol ở áp suất không đổi C,

Nhiệt dung mol ở thể tích không đổi C,

Với chất rắn và chất lỏng : C, và C, có giá trị gần bằng nhau

1.2.2.6 Áp dụng nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học vào Hóa học

a Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học

Nhiệt lượng tỏa ra hay hấp thụ của một phản ứng hóa học được gọi là hiệu ứng

nhiệt phản ứng.

b Phương pháp tính hiệu ứng nhiệt

Cơ sở của phương pháp tính hiệu ứng nhiệt là định luật Hess.

(1) Entanpi sinh hay nhiệt tạo thành

Định nghĩa: Entanpi sinh của một chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng tạo thành một mol chất ấy từ các đơn chất ở vào trạng thái bền vững nhất trong những

điểu kiện đã cho về nhiệt độ và áp suất

Nếu những điểu kiện này là điều kiện tiêu chuẩn thì entanpi sinh được gọi là

entanpi sinh tiêu chuẩn Kí hiệu: AHS.„

Ứng dụng của entanpi sinh để tính entanpi của phản ứng:

“Entanpi của một phản ứng hóa học bằng tổng entanpi sinh của các sản phẩm

trừ tổng entanpi sinh của các chất phản ung”

(2) Entanpi cháy hay nhiệt đốt cháy

Định nghĩa: Entanpi cháy của một chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng đốt

cháy một mol chất tới các het oxi hóa thích ứng của các nguyên tố.

“Hiệu ấn nhiệt của by phan ứng tiêu lọc bằng cm các =.e= cháy của các

chất phản dng trừ đi tổng các entanpi cháy của các sản phẩm "

(3) Năng lượng liên kết

Định nghĩa: Năng lượng của một liên kết định vị là nang lượng được giải

phóng khi liên kết hóa học được hình thành từ những nguyên tử cô lập

Tính chất: năng lượng liên kết có tính cộng tính và được bảo toàn khi chuyển

từ một phân tử này sang một phân tử khác có cùng liên kết

Khóa luận tốt nghiệp bi

Trang 14

d i 't để tí ull của pha :

*Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng hóa học bằng tổng các năng lượng liên kết

của các phân tử sản phẩm trừ đi tổng năng lượng liên kết của các chất phần ung”

I3 NGUYÊN LÝ THU HAI CUA NHIET ĐỘNG HỌC

13.1 NỘI DUNG NGUYÊN LÝ

*Nhiệt không thể tự ý truyền từ vật lạnh sang vật nóng hon”

Hay: “Không thể có quá trình trong đó nhiệt lấy từ một vật được chuyển thành công mà

không có công bổ chính”

Hay: “Không thể có động cơ vĩnh cửu loại hai”

1.3.2 BIEU THỨC TOÁN HỌC CUA NGUYÊN LÝ THỨ HAI

Tiên dé 1: Entropi (S) là một ham trạng thái của hệ và độc lập với cách đạt tới trạng

thái đó.

Tiên dé 2: Trong quá trình tự nhiên bất kì, biến thiên entropi bất kì của hệ bằng hay

lớn hơn nhiệt lượng trao đổi dq chia cho nhiệt độ tuyệt đối T của hệ:

dq

qer

Dấu = ứng với quá trình thuận nghịch

Dấu > ứng với quá trình không thuận nghịch

13.3 VAI TÍNH CHẤT VÀ Ý NGHĨA CUA ENTROPI

a Entropi là một thuộc tính khuyếch độ của hệ

b Entropi là một hàm trang thái, biến thiên entropi của hệ trong quá trình bất kì chỉ

phụ thuộc vào trạng thái đầu và cuối của hệ, không phụ thuộc vào đường đi

c Với quá trình thuận nghịch:

với : AS : biến thiên entropi của hệ

Q : lượng nhiệt mà hệ thoát ra hay thu vào

T : nhiệt độ tuyệt đối

Với quá trình không thuận nghịch:

= Q

AS = S = S; > T

d Entropi đặc trưng cho mức độ hỗn độn của các tiểu phân trong hệ Mức đô hỗn

độn của các tiểu phân càng lớn, trị số entropi càng lớn,

Với một chất bất kì, khi chất chuyển từ trạng thái rắn qua trạng thái lỏng và trang

thái khí thì entropi của hệ tăng.

Kihéa luận tốt nghiệp 9

Trang 15

Chất rắn —» Chất lỏng —» Chất khí

Stim < Sting < Sian

14 NGUYÊN LÝ THỨ BA CUA NHIỆT DONG HỌC

1.4.1 NỘI DUNG NGUYÊN LÝ

*Entropi của tất cả các chất tinh khiết (dang tinh thể) ở không độ tuyệt đối déu bằng không”

14.2 TINH BIẾN THIÊN ENTROPI TRONG MOT PHAN UNG HÓA HỌC

Biến thiên entropi AS của một phản ứng bằng tổng entropi của các sẵn phẩm phản

ứng trừ di tổng entropi của các chất phản ứng

AS = Sản phẩm) — 3 Š(chất phản ung)Nếu phản ứng thực hiện ở điều kiện chuẩn:

AS og = ES2z(sản phẩm) — ES „(chất phản dng)

+ Chú ý : entropi tuyệt đối S của một chất không bằng biến thiên entropi tạo thành AS

của chất đó Vì entropi tuyệt đốt của các đơn chất không bằng 0.

Entropi của chất biến đổi theo nhiệt độ Trong một khoảng nhiệt độ hẹp, nhiệt dung

của chất được coi là không đổi, biến thiên entropi của chất từ nhiệt độ T; đến T; là:

=$-S=<C ne

AS =S,- $)=C, in =

L4.3 ENTANPI TỰ DO HAY NANG LƯỢNG GIBBS

Nhiều phan ứng hóa học xảy ra trong diéu kiện 4p suất và nhiệt độ không đổi, biến

thiên năng lượng của hệ chính là biến thiên thế đẳng áp của hệ phản ứng.

AG = AH ~ TAS

Năng lượng Gibbs tạo thành chuẩn của các đơn chất bằng 0.

Biến thiên năng lượng Gibbs của phản ứng bằng tổng năng lượng Gibbs tạo thành

của các sản phẩm phản ứng trừ đi tổng năng lượng Gibbs tạo thành của các chất phản

ứng.

AG = LGiin phẩm — XG(còất phản ứng)

‹* Điều kiện để thực hiện một quá trình mà không tiêu thụ công là : AG < 0

Trang 16

CHƯƠNG II: ĐỘNG HÓA HỌC

11.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN

11.1.1 PHAN UNG ĐỒNG THỂ VA PHAN UNG DỊ THỂ

Trong hóa hoc, ta có các hệ thống sau:

> Hệ đông thể: là hệ thống trong đó các thành phan trong hệ không có mặt phân chia.

Vd: hỗn hợp khí, hỗn hợp chất hòa tan

> Hệ dị thể: là hệ thống trong đó các thành phan khác nhau được phân cách bằng các

bề mặt phân chia Vd: hỗn hợp nước đá và nước lỏng.

> Hệ đồng nhất: là hệ thống có các thành phần như nhau và có tính chất như nhau.

>» Pha: - Hệ đồng thể chỉ có | pha

- Hệ dị thể có từ 2 pha trở lên

Phản ứng được gọi là đồng thể khí chúng diễn ra trong hệ | pha Đó là phản ứng

giữa các chất khí, các phản ứng trong dung dịch

VD: 2S,0 5 (aq) + H;O;(ag) + 2H*(aq)

— y $,0*(aq) + 2H,0(1)

Phản ứng dị thể diễn ra giữa các chất ở vào các pha khác nhau: rắn lỏng, khí

-lóng Phản ứng chỉ diễn ra trên ranh giới phân chia các pha của hệ

VD H;(k) + Ok) —““+> H;ạO(k)

11.2 TOC ĐỘ PHAN UNG

1.1.2.1 Dinh nghia:

Tốc độ của một phản ứng hóa học được xác định bằng độ biến thiên nổng độ của

các chất tác dụng hay sản phẩm sinh ra trong một đơn vị thời gian.

11.1.2.2 Phân loại:

- Tốc độ trung bình:

Xét phan ứng: A 1 B > C + D

Nong độ lúct+At C„+ÁACA Ca+ACa Co+ACe Cp+ACo

AC, , ACs là số âm về néng độ tác chất mất đi giảm theo I

ACc, ACp là số dương về nổng độ sản phẩm sinh ra tăng theo t.

Tốc: độ trung bình: va —ÊCÁ „_ Ân „ „ ĐCc _ „ 8

Ất Ất Ất At

Tốc độ tức thời;

v=_ đa

dt

Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào: bản chất và nông độ chất phan ứng, áp suất, nhiệt

độ, bản chất của dung môi

Khóa luận tốt nghiệp i

Trang 17

II.2 CÁC YẾU TỐ ANH HUGNG ĐẾN TỐC ĐỘ PHAN UNG

11.2.1 ANH HƯỚNG CUA NONG ĐỘ CHẤT PHAN UNG

11.2.1.1 Đối với hệ déng thé

Với những phản ứng chỉ diễn ra qua | giai đoạn: “O nhiệt độ không đối tốc độ

phản ứng ti lệ với tích nông độ của các chất phản ứng với các sé mũ bằng các hệ số

hợp thức của ching trong phương trình phan ứng”.

Trong trường hợp dị thể, phản ứng chỉ xảy ra trên bể mặt tiếp xúc của các chất Do

đó, tốc độ phản ứng phụ thuộc vào điện tích tiếp xúc giữa 2 pha.

VD: phản ứng xảy ra trong hệ gồm chất rắn và chất lỏng:

FeO(r ) + CO(k) = Fe(r) + CO(k)

v= k Coo Sko

với Speo: diện tích tiếp xúc của FeO va CO(k); trong khoảng thời gian rất ngắn

diện tích này coi như không thay đổi.

v=k Coo Sreo = k' Coo Như vậy, v chỉ phụ thuộc vào néng độ pha khí CO va không phụ thuộc vào chất rắn.

11.2.2 ANH HƯỞNG CUA NHIỆT ĐỘ ĐẾN TỐC ĐỘ PHAN UNG

H.2.2.1 Quy tắc Van’t Hoff

“Khi tăng nhiệt độ thêm 10", tốc độ của các phản dng thường tăng lên từ 2 đến 4 lần”

Hệ số nhiệt độ y là tỉ số của các hằng số tốc độ ở nhiệt độ t+10° và ở nhiệt độ t:

k

y= +” =2 đến 4

H.2.2.2 Năng lượng hoạt hóa

Theo Arrhénius: “Tương tác hóa học chỉ xảy ra trong những va chạm của những

phân tử có một năng lượng dự nào đó so với năng lượng trung bình của tất cả các phân

tứ”.

Năng lượng dư đó gọi là năng lượng hoạt hóa và những phân tử có năng lượng dư

gọi là phân tử hoại động.

Khóa luận tốt nghiệp |

Trang 18

SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Phượng GVHD: Tran Thi Thu Thủy

Năng lượng hoạt hóa càng lớn, số phân tử hoạt động càng ít, phần va chạm có hiệu

quả càng bé, tốc độ phản ứng càng bé

Năng lượng hoạt hóa càng bé, tốc độ phản ang càng lớn.

Phương trình kinh nghiệm Arrhénius : k = Ae „

với : A là hằng số đặc trưng cho phản ứng

E, là năng lượng hoạt hóa (kJ)

R là hằng số khí

T là nhiệt độ tuyệt đối

Khi biết hằng số tốc độ của phản ứng ở hai nhiệt độ khác nhau, ta sẽ tính được

năng lượng hoạt hóa:

a, Phân tử số là số phân tử tham gia vào một quá trình cơ bản.

Dựa vào phân tử số của quá trình cơ bản người ta phân loại vé mặt động học của

phản ứng đơn giản ra thành:

_ Phẩnứng |Sốphântửthamga Vídu, —

Đơn phân Ủ | | — | - NO=N;+O

b Bac phản ứng là tổng các số mũ của nồng độ các chất phản ứng ở trong biểu thức

tính tốc độ phản ứng.

Tốc độ phan ứng đơn giản tuân theo định luật tác dụng khối lượng.

Nhưng đối với những phản ứng phức tạp xảy ra qua nhiều giải đoạn kế tiếp nhau

trong đó có giai đoạn chậm hơn so với giai đoạn khác thì định luật tác dụng khối

lượng không áp dụng được.

Khóa luận tốt nghiệp l3

Trang 19

SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Phượng GVHD: Trần Thị Thu Thủ

* So sánh giữa phân tử số va bậc phản ứng:

Trùng nhau

11.3 PHƯƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC CUA CAC PHAN UNG DON GIẢN

11.3.1 PHAN UNG BAC KHÔNG

Đây là những phản ứng có tốc độ không phụ thuộc vào nông độ của các chất phản

ứng mà phụ thuộc vào những yếu tố khác nhau như sự hấp thụ ánh sáng, tốc độ khuyếch

tán

Xétphẩảnứng vA + sản phẩm

Phương trình động học có dạng: - lal =k (21)

Đơn vị của k: mol.l ˆ` (thời gian) ˆ'

Lấy tích phân (3.1) trong điều kiện:

ởt=0 (A()] =[A].

ởt [A(] = [A]

ta được [A]~= [A], =~ kvt

Chu kì bán hủy (thời gian mà một nửa lượng chất phản ứng đã mất đi):

Trang 20

11.3.3 PHAN UNG BẬC2

11,3.3.1 Phan ứng có một chất phản ứng

Xét phản ứng: vA ~ sản phẩm

Phương trình động học: -+ “a =kịA (243)

Đơn vị của k: l.mol ˆ' (thời gian) '

Từ (2.3) suy ra: — tư = vkdt

11.3.3.2 Phan ứng có hai chất phan ứng

Xét phản Ung: VạA; + V2A, ^* VA) + VÀ”;

Phương trình động học:

1 đ[4] 1 đ[4]

với œ¡, œ;: bậc riêng phan của phản ứng đối với các chất A;, Ap

Ta chỉ xét trường hợp đơn giản: a, = œ¿ = Í về vị = vạ = Í

A; + A> - A‘; + A’;

t=0 ay bạ 0 0

t a„=Xx b,-x x x

với a„ b,: nổng độ mol ban đầu của A;, Ap

X: nồng độ mol của A mất di sau thời điểm t.

: ——_&

Suy ra: oan kdt (2.6)

Tích phân (2.7) ta được: —— In #2“ = kt +const

Trang 21

> Néub,>a, thi: —— In %(W.=Y) = Kx (2.9)

Đơn vị của k: (nồng 46)'"*.(thdi gian)

II.4 THUYẾT PHỨC CHẤT HOAT ĐỘNG

Phức chất hoạt động rất kém bển, chỉ tổn tại trong thời gian rất ngấn và phân hủy

thành sản phẩm phản ứng Do đó, phức chất hoạt động còn gọi là trạng thái chuyển tiếp.

Sơ đổ động học của phản ứng theo thuyết phức chất hoạt động:

A+B + — ÍA B ]Ì-C+D

Chất phản ứng phức chat hoat d6ng sản phẩm

lia

Đưỡng di của phan Ung

Hình 1 ~ Sự biến đổi năng lượng trong phản ứng

Trang 22

Hiệu của năng lượng của phức chất hoạt động và nang lượng của cúc chát phản ting là

năng lượng hoại hóa.

Hiệu của hai mức năng lượng của trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ là nhiệt của

Những chất xúc tác xúc tiến quá trình phan ứng xảy ra nhunh hơn gọi là chất xúc tác

11.5.2 DAC ĐIỂM, VAI TRÒ QUAN TRỌNG CUA CHẤT XÚC TÁC

Lượng chất xúc tác bé hơn rất nhiều so với lượng chất muốn phản ứng và không biến đổi sau khi phản ứng.

VD: | kg muội kim loại Pt có khả năng xúc tác cho quá trình oxi hóa | triệu kg NH;

thành NO.

Chất xúc tác có tác dụng chọn lọc

VD: Al;O, xúc tác cho quá trình biến hóa rượu etylic thành etilen ở 350°C còn Cu xúc

tác cho quá trình biến hóa rượu etylic thành axetanđehid ở 250"C:

Trang 23

Có những chất xúc tác có tính chọn lọc nhóm, nghĩa là chất xúc tác xúc tiến tốc độ

của một nhóm các phản ứng cùng kiểu

VD: niken Rơnây (kim loại niken ở dạng bột rất min) là chất xúc tác cho phản ứng

hidro hóa các chất hữu cơ

V;O; là chất xúc tác cho nhiều phản ứng hidro hóa SỐ;, NH¡,

s* Vai trò : làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng.

15.3 COCHE XÚC TAC

Nghiên cứu những phản ứng xảy ra khi có chất xúc tác và khi không có chất xúc tác

nhận thấy rằng tác dụng của chất xúc tác đương chủ yếu là làm giảm năng lượng hoạt

hóa của phản ứng bằng cách làm biến đổi cơ chế của quá trình phan ứng.

Xét phản ứng:

A+B — A B —> AB

phức chất hoạt động

> Phản ứng có năng lượng hoạt hóa E, cao nên tốc độ của nó rất bé Giả sử có một

chất xúc tác K nào đó có thể tương tác dễ dàng với chat A tạo nên hip chất AK

nhờ năng lượng hoạt hóa bé:

A +K ->A K —» AK

> Hợp chất AK dễ tương tác với chất B tạo nên sản phẩm AB và K vì năng lượng

hoạt hóa của quá trình này cũng bé:

B+ AK -> B AK -+> AB +K

> Cộng hai phương trình lại ta được: A + B = AB

* Kết luận: Tác dụng của chất xúc tác không mang tính chất năng lượng (nhiệt

động học) mà có tính chất động học

Trang 24

CHƯƠNG II: CÂN BẰNG HÓA HỌC

11.1 PHAN UNG THUẬN NGHỊCH

Phản ứng thuận nghịch là phan ứng xảy ra theo hai chiều ngược nhau ở cùng điều

kiện như nhau.

VD: Fe;O, +4H, == 3Fe + 4H;O

Khi tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ của phản ứng nghịch thì hệ đạt trạng thái cân

bằng Cân bằng này là cân bằng động vì quá trình thuận và nghịch luôn luôn diễn ru

HI.2 QUAN HỆ GIỮA HANG SỐ CÂN BANG VA NĂNG LƯỢNG GIBBS

Trang 25

111.3 NHỮNG YẾU TỐ ANH HƯỚNG ĐẾN CÂN BẰNG HÓA HỌC

I13.1 ANH HUGNG CUA NONG ĐỘ

Ta xét phản ứng: H;ạ+lạ => 2HI

Lúc cân bằng, tốc độ phản ứng thuận là: v,= k, Cy, Ci,

Nếu tăng ndng độ của H; lên 2 lần, tốc độ phản ứng thuận lúc này là :

v, =k 2Cy, Cụ '

So sánh hai tốc độ phản ứng ta thấy rằng : khi tăng nédng độ của H; thì tốc độ phản

ứng thuận tăng 2 lần Tốc độ phản ứng thuận tăng làm tăng nồng độ của HI.

Ta nói : phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận.

Nếu tăng néng độ của HI lên 2 lần, tính toán tương tự thì ta thấy tốc độ phản ứng

nghịch tăng lên 4 lẳn, nghĩa là cân bằng chuyển dịch theo chiéu nghịch.

Phát biểu định luật tác dụng khối lượng: “Khi một hệ phản ứng đang ở trạng thái

cân bằng, nếu tăng nông độ của một chất nào đó, cân bằng sẽ chuyển dịch về phía làm

giảm sự tăng đó và ngược lại”

VD:

Ta xét phản ứng sau trong dung dịch

FeCl, + 3KSCN == Fe(SCN), + 3KCI

Gần như k® mau K” màu Màu đỏ K” màu

Khi cho thêm FeCl; hay KSCN vào hỗn hợp cân bằng, cân bằng chuyển dich theo

chiều thuận vì ta thấy mau đỏ của dung dich đậm lên Ngược lại, nếu thêm KCI vào hỗn hợp cân bằng, mau đỏ của dung dịch nhạt bớt nghĩa là cân bằng chuyển dich theo chiều

nghịch.

11.3.2 ANH HUONG CUA NHIỆT ĐỘ

lt PC at

Qua hệ thức: InK aT + =

% AH” >0 (phản ứng thu nhiệt) : hằng số K tăng lên khi nhiệt độ tăng

Mà K= = do đó k, tăng mạnh hơn k, nghĩa là cân bằng chuyển dịch theo chiểu

thuận, chiéu phản ứng thu nhiệt Ngược lại, khi nhiệt độ giảm hằng số K giảm, nghĩa là

cân chuyển dịch theo chiéu nghịch, chiéu của phản ứng phát nhiệt.

AH” <0 (phản ứng phát nhiệt) : hằng số K giảm khi nhiệt độ tăng.

Như vậy, khi nhiệt độ tăng làm cho k, tăng mạnh hơn k, nghĩa là cân bằng chuyển

dich theo chiều nghịch, chiéu phản ứng thu nhiệt Ngược lại, khi nhiệt độ gidm thì cân

bằng chuyển dich theo chiều thuận chiéu phan ứng phát nhiệt.

"Khi một hệ đang ở trạng thái cân bằng, nếu tăng nhiệt độ của hệ cân bằng sẽ

chuyển địch về phía phan ứng thu nhiệt và ngược lai”

VD: xét phản ứng

Trang 26

2NO;(k) == N;O,(k) AH” = -5&,04 kJ Mau nâu đỏ K” màu

Khi làm lạnh hỗn hợp cân bằng (nhúng bình hỗn hợp vào nước đá), màu nâu đỏ của

khí giảm bớt vì cân bằng chuyển dịch về phía tạo thành phân tử N;O; không có mau.

Nếu nhúng bình đựng hỗn hợp khí vào nước nóng, màu của hỗn hợp khí tăng lên,

nghĩa là cân bằng chuyển dịch về phía tạo thành phân tử NO; màu nâu đỏ.

11.3.3 ANH HUGNG CUA ÁP SUẤT

“Một hệ phản ứng của các chất khí, dang ở trạng thái cân bằng nếu làm tăng áp suấtchung của hệ, cân bằng sẽ chuyển dịch về phía làm giảm áp suất của hệ và ngược lại”

11.3.4 ANH HƯỞNG CUA CHẤT XÚC TÁC

Chất xúc tác không làm biến đổi hằng số cân bằng và nông độ cân bằng của các chất

mà chỉ làm cho phản ứng nhanh chóng đạt đến trang thái cân bằng

* Kết luận:

Nguyên lý Le.Chatelier (1884): “Một hệ đang ở trạng thái cân bằng, nếu chịu một

tác dụng bên ngoài như sự thay đổi nông độ nhiệt độ, áp suất thì cân bằng chuyển dịch về

phía làm giảm tác dụng bên ngoài đó".

I4 QUY TAC PHA

Quy tắc pha của Gibbs (1876): “Đối với bất kì hệ cân bằng nào, tổng của số pha và

phân chia, ở ngoài bể mặt đó, tính chất vật lý của nó biến đổi đột ngột.

Cấu tử độc lập của hệ là những chất cần thiết để tạo nên hệ đó.

- Trong những hệ không có phan ứng hóa học: số cấu tử độc lập bằng số chất có

VD: hệ cân bằng: CaCO;(r) == CaO(r) + CO›(k)

Hệ này có p = 3, c = 2 vì giữa 3 chất có 1 phản ứng hóa học

Số độ tự do là những yếu tố vật lý quyết định trạng thái của hệ nhưng không làm biến

đổi bản chất của hệ không cân bằng Những yếu tố đó là nhiệt độ, áp suất và nông độ.

Khóa luận tốt nghiệp

Trang 27

-SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Phượng GVHD: Trần Thị Thu Thủy

VD: xét hệ gồm có một chất là H,O đựng trong xilanh có pitông di động (cho phép

thay đổi áp suất) và xilanh được đặt trong máy ổn nhiệt (cho phép thay đổi nhiệt

> Nếu hệ chỉ có H;O lỏng: p=1,c=1*f=1+2-1=2

nghĩa là ta có thể thay đổi tùy ý nhiệt độ và áp suất.

> Nếu hệ cân bằng có 2 pha (nước lỏng và hơi nước):

p=2,c=17 f=14+2-2=1

nghĩa là áp suất của hơi nước được quyết định bởi nhiệt độ Hơi nước cân bằng với

nước lỏng có một áp suất hoàn toàn xác định ở tại mỗi một nhiệt độ xác định Đó

là áp suất hơi bão hòa của nước tại mỗi một nhiệt độ đó.

> Nếu hệ cân bằng có 3 pha (nước đá, nước và hơi nước):

p=3,c=l*f=l+2-320

nghĩa là nhiệt độ cũng như áp suất hoàn toàn xác định

Trang 28

CHUONG IV: DUNG DỊCH

1V.1 DUNG DICH

IV.1.1 KHAINI£M CHUNG VỀ DUNG DICH

TV.1.1.1 Một số định nghĩa

a Dung dich, chất tan, dung môi

Dung dịch: là một hệ đồng thể gồm các phân tử, nguyên tử hoặc ion của hai hay

nhiều chất.

Dung dịch gồm 2 phẩn: dung môi và chất tan Dung môi là chất quyết định trạng

thái tổn tại của dung dịch (khí, lỏng hay rắn), là môi trường để chất tan phân tán đồng

đều vào đó

b Dung dịch bao hòa Độ tan

Dung dịch bão hòa: là dung dịch nằm cân bằng với chất tan chưa hòa tan ở điều

kiện đã cho Nói cách khác, dung dịch bão hòa là dung dịch không thể hòa tan thêm

được chất tan ở điểu kiện đã cho Dung dịch này bén về mặt nhiệt động và có AG = 0

Độ tan: là mức đo lượng chất tan có thể hòa tan vào một lượng dung môi xác định

ở diéu kiện đã cho

IV.1.1.2 Néng độ dung dịch

môi hay dung dịch.

a Nông độ mol (Cy): là số mol chất tan trong | lít dung dịch.

Số mol chất tan

Cu = Thểtch dung dich) (h0) Cl)

b Nắng độ phân trăm (C%): là tỉ số phần trăm khối lượng chất tan so với khối lượng

dung dịch.

Cœ = -Khối Khối lượng dung dichlượng chittan | one (4.2)

c Nông độ đương lượng (N hoặc Cy): là số đương lượng gam chất tan trong | lít dung

” Khối lượng dung môi (kg)

e Nông độ phần mol (N): là tỉ số giữa số moi một hợp phần trên tổng số mol của tất

Trang 29

Nong độ phan mol của A: N, = Ba (4.5)

na * ng

Nồng độ phần mol của B: Ne (4.6)

na + ng

và Na + Neg l

IV.1.2 DUNG DỊCH CHUA CHAT TAN KHÔNG ĐIỆN LY, KHÔNG BAY HƠI

TV.1.2.1 Sự giảm áp suất hơi bão hòa của dung dich

- _ Nguyên nhân :

Khi hòa tan một chất tan không bay hơi vào một dung môi áp suất hơi bão hòa

của dung môi trên dung dịch (gọi tắt là áp suất hơi của dung dịch) giảm xuống

Do mặt thoáng của dung môi tỉnh khiết chỉ gồm những phân tử dung môi còn mặt

thoáng của dung dịch gồm những hạt chất tan xen kẻ với những phân tử dung môi Vì

vậy, trong cùng một đơn vị thời gian, ở một nhiệt độ nhất định, số phân tử bay hơi từ

dung dịch bé hơn số phân tử bay hơi từ dung môi tỉnh khiết Do đó, trong trường hợp

của dung dịch, trạng thái cân bằng được thiết lập ở áp suất thấp hơn so với trường hợp

của dung môi.

- Công thức:

Sự giảm áp suất hơi của dung dịch càng nhiều khi nổng độ của chất tan càng lớn.

Hay nói cách khác: áp suất hơi bão hòa của dung dịch P, ti lệ với phẩn moi N, của

dung môi.

với : K là hệ số tỉ lệ

> Khi N, = | (dung môi tỉnh khiết: K=P" (4.8)

Do đó; P,=P°.N, (4.9)

Định luật Raoult thứ nhất (1886): “Ap suất hơi của dung dịch bằng áp suất hơi bão

hòa của dung môi nhân với phân mol của dung mdi”

Pp? -P Thay N, = | — Nụ vào (4.9) ta được ; _ = Ny (4.10)

Nụ: phần mol của chất tan

fn , goi là đô giảm tương đối áp suất hơi của dung môi trên dung dich.

% Định luật Raoult thứ nhất: "Độ giảm tương đốt áp suất hơi của dung dịch bằng

phân mol của chất tan trong dung dich”

1V.1.2.2 Độ tăng nhiệt độ sôi và độ giảm nhiệt độ đông đặc của dung dịch

* Định luật Raoult thứ hai (1882): "Độ tăng nhiệt độ sôi va độ giảm nhiệt độ

hóa rắn của dung dich loãng tỉ lệ thuận với nồng độ của dung dich”

Khóa luận tốt nghiệp - 24

Trang 30

At, = K C (4.11) Aty = Ky.C (4.12)

với: At, Aty là độ tăng nhiệt độ sôi và độ hạ nhiệt độ hóa ran

K,, Ky là hằng số nghiệm sôi và hằng số nghiệm lạnh

C là nồng độ Molan của dung dịch

1V.1.2.3 Áp suất thẩm thấu

Phát biểu của Van't Hoff (1887): "Áp suất thẩm thấu của chất tan trong dung dich

loãng bằng áp suất gây nên bởi chất đó nếu như ở trạng thái khí và ở cùng nhiệt độ nóchiếm càng một thể tích như dụng dịch *

Công thức: n=CRT hay nV =nRT (4.13)

với — p:áp suất thẩm thấu

C : nồng độ mol/l của dung dịch

n: số mol chất tanV: thể tích của dung dich

R : hằng số khí

T : nhiệt độ tuyệt đối

IV.1.2.4 Ung dụng của độ giảm áp suất hơi, độ tăng nhiệt độ sôi, độ giảm nhiệt

độ đông đặc và áp suất thẩm thấu

Dựa vào thực nghiệm đo áp suất thẩm thấu, độ giảm áp suất hơi, độ tăng nhiệt độ

sôi và độ giảm nhiệt độ đông đặc của dung dịch người ta có thể xác định khối lượng phân tử của nhiều chất tan Thông thường người ta hay dựa vào độ giảm nhiệt độ

đông đặc của dung dịch.

Gọi m: số gam chất tan có trong 1000g dung môi

M: khối lượng phân tử của chất tan

Độ điện li a là tỉ số giữa số phân tử bị phan li trên tống số phân tử hòa tan

Độ điện li phụ thuộc vào bản chất của chất điện li, bản chất của dung môi, nồng độ

và nhiệt độ.

Dung dịch càng loãng, độ phân li của chất càng lớn

Khóa luận tốt nghiệp có 25

Trang 31

- Dung dịch có a > 30% : dung dịch chất điện li mạnh

Dung dịch có 3% < œ < 30% : dung dịch chất điện li trung bình.

- Dung dịch có a < 3% : dung dịch chất điện lì yếu

IV.1.3.2 Hằng số điện li

Quá trình phân li của chất điện li yếu là quá trình thuận - nghịch

AB = A'*+B

Theo định luật tác dụng khối lượng: K= mer (4.15)

Hằng số cân bằng K gọi là hằng số điện li

Hằng số K phụ thuộc vào: bản chất của chất điện li và nhiệt độ, không phụ thuộc

1V.1.3.3 Ảnh hưởng của néng độ dung dịch đến độ điện li œ

Quá trình điện li là quá trình thuận — nghịch Khi hệ đạt trạng thái cân bằng, tốc

độ của quá trình phân li bằng tốc độ của quá trình phân tử hóa.

> Nếu pha lodng dung dịch: nổng độ của dung dịch giảm, cân bằng chuyển dịch

theo chiều phân li + độ điện li a tăng.

> Ngược lại, nếu tăng nổng độ dung dich: độ điện li a giảm

AB <== A* + B

Nồng độ ban đầu Cc 0 0

Néng độ cân bang C(l-a) Ca Ca

Theo định luật tác dụng khối lượng:

K=lA*IBˆ] (Cø` _ Ca’ (4.17)

[AB] C(l-a) Il-a l

Do đó: K = Ca’ hay a= H (4.18)

Các phương trình (4.17) và (4.18) là biểu thức toán học của định luật pha loãng

của Oswald (1888) Theo định luật này thì:

> Đối với chat điện li yếu: ở nhiệt đô nhất định khi pha loãng dung dịch thì

hằng số K không đổi nhưng độ điện li œ tăng lên

Khóa luận tốt nghiệp 7 26

Trang 32

SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Phượng " GVHD: Trần Thị Thu Thủy

> Đối với chất điện l¡ mạnh: không tuân theo định luật tác dụng khối lượng, tuy

nhiên ở nhiệt độ nhất định, khi pha loãng dung dịch, độ điện li biểu kiến cũng tăng.

IY.14 TÍCH SỐ TAN

Tích số tan của một hợp chất ít tan là tích néng độ của các ion ở trong dung dịch

bão hòa hay ở trong dung dịch tiếp xúc với pha rắn của chất đó.

Với chất ran ít tan có công thức A,B, phân li trong nước:

A,B, == mATM + nB”

Tích số tan là : Tap, = Che Com (4.19)

Tích số tan của một chất phụ thuộc vào: bản chất của chất tan, bản chất của dung

môi và nhiệt độ.

IV.2 PHAN UNG AXIT - BAZO

IV.2.I THUYET AXIT-BAZO

IV.2.1.1 Thuyết axit-bazơ của Arrhénius

Arrhénius cho rằng: “Axit la những chất khi hòa tan trong nước thì phân li cho

cation hidro H° Bazơ là những chất khí hòa tan trong nước thì phân li cho anion

hidroxyl OH ”

VD: HCl ~H' +CT

NaOH + Na” + OH

Phản ứng trung hòa là phản ứng giữa axit và baZơ tạo ra muối và nước

VD: HCI + NaOH + NaC! + H;ạO

Phản ứng thủy phân của muối là phản ứng giữa ion của muối với nước, kết quả làm

cân bằng phân li của nước thay đổi, dẫn đến môi trường của dung dịch thay đổi.

VD: sự thủy phân Na;CO;

Na;CO; ® 2Na” + co?

COŸ + H;O ==HCO, + OH

dịch nước,

b Khuyết điểm:

- Thuyết này chỉ áp dụng đúng cho dung môi là nước, chưa thấy được vai trò

quyết định của dung môi trong sự phân li axit, bazo

- Không giải thích được các phan ứng tạo ra muối như phan ứng trung hòa mà

trong đó không có H” hoặc OH' tham gia.

VD: NH;(k) + HCI(k) ® NH;CI (r)

Khóa luận tốt nghiệp +7

Trang 33

IV.2.1.2 Thuyết axit-bazơ của Bronsted và Lowry

"Axit là chất có khả năng cho proton, bazơ là chất có khả năng nhận proton”

H* H"

VD: CH,COOH + H,O => CH,COO + HO"

(axIÙ (bazơ) (bazØ) (axIÙ)

Cập CH;COOH/CH,COO và H;O*/H:O là những cặp axit-bazơ liên hợp.

H° H°

FT V '> Ñ

VD: HO + NH; >~ NH, + OH

(axit) (baz) (axit) (bazơ)

Cập H,O/OH và NH}/NH; là những cặp axit-bazơ liên hợp.

IV.2.1.3 Thuyết axit-bazơ của Lewis

*Bazơ là tiểu phân có thể cho cặp electron để hình thành liên kết cho-nhận.

Axit là tiểu phân có thể nhận cặp electron để hình thành liên kết cho-nhan”.

IV.2.2 DUNG DỊCH DEM

IV.2.2.1 Tinh pH của dung dịch đệm

Dung dịch đệm là dung dịch có giá trị pH hoàn toàn xác định và không đổi, được

tạo nên khi trộn dung dịch của axit yếu hay bazơ yếu với muối của nó.

VD: CH,;COOH + H,O == CH;COO + HO” Kua

€ ' wav

Cows t?

Cho thêm vào dung dịch đó muối CHyCOONGa thì quá tinh ion hóa của CH;COOH

sẽ giảm xuống Do đó, nồng độ của phân tử CH;COOH không ion hóa hau như bằng

CH,o* = Kua

Trang 34

nồng độ của dung dich axit lúc ban đầu và néng độ của ion CH;COO' bằng néng độ

của muối trong dung dịch

Cang

Suy ra: pH = pKua + lg Conus (4.20)

Cư

pH của dung dịch đệm chi phụ thuộc vào: tỉ số nồng độ của muối và axit.

IV.2.2.2 Tính chất của dung dịch đệm

pH của dung dịch đệm không đổi khi bị pha loãng hay làm đặc hơn không nhiều.

Nguyên nhận: khi pha loãng, néng độ của muối và axit đều giảm nhưng tỉ số của

các nỗng độ đó vẫn không đổi nên pH của dung dịch không biến đổi.

- pH của dung dịch đệm thay đổi rất ít khí thêm vào dung dich đó một lượng nhỏ

bazơ mạnh hay axit mạnh.

IV.2.2.3 Tác dụng của dung dịch đệm

- Trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp hóa học, dung dịch đệm có khả

năng duy trì pH dung dịch ổn định để thực hiện phản ứng tổng hợp vô cơ, tổng hợp

hữu cơ.

- Trong cơ thể của động vật cao cấp, đặc biệt là người, pH trong dịch tế bào, trong

máu và trong những dich khác dao động trong một khoảng rất hep là nhờ có các hệ

đệm.

IY.23 SỰ THỦY PHAN CUA MUỐI

IV.2.3.1 Sự thủy phân muối của axit yếu và bazơ mạnh A,B„

Xét sự thủy phân của muối NaA của axit yếu HA:

Nhận xét: pH của dung dịch mudi của A,B,, tăng lên khi độ mạnh của axit

giảm và khi nồng độ của muối tăng lên

Trang 35

SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Phượng _ GVHD: Trần Thị Thu Thủy

1V.2.3.2 Sy thủy phân muối của axit mạnh và bazơ yếu A„B,

Xét sự thủy phân của muối NH,C! :

[V.2.3.3 Sự thủy phân muối của axit yếu và bazơ yếu A,B,

Xét sự thủy phân của muối CH;COONH,

a Theo thuyết điện li của Arrhénius

Phản ứng trung hòa là phản ứng giữa giữa axit và bazơ tạo thành muối và nước

Bản chất của phẳảnứng H” + OH ~ HO

b Theo thuyết proton của Bronsted

Phan ứng trung hòa là phản ứng, trong đó axit mạnh hơn chuyển proton cho baZơ

mạnh hơn để tạo thành bazơ yếu hơn và axit yếu hơn, do đó làm giảm độ axit (hay độ

baZ0) của môi trường.

Trang 36

Axit! + Bazdg2 == Bazơd | + Axit2

1V.2.4.2 Phan ứng trung hòa giữa axit mạnh và bazơ mạnh

Bản chất phan ứng: OH + H,O* == 2H;O

= eee: 1 -Hả

K = Kus” ioneTM * 1.0.10

= Giá trị của K rất lớn cho biết phan ứng xắy ra hoàn toàn

>» Khi lượng axit mạnh va bazơ mạnh tương đương: dung dịch có môi trường trung

tính pH =7

> Khi lượng axit mạnh và bazơ mạnh không tương đương: dung dịch có pH khác 7

IV.2.4.3 Phản ứng trung hòa giữa axit yếu và bazơ mạnh

Phương trình ion thu gon: HA + OH —> A + HạO

axit bazơ bazơ axit

Dù lượng OH tương đương có phan ứng hết với H” sinh ra từ axit yếu để tạo ra

H;O thì sau phản ứng môi trường vẫn không trung tính Vì anion A’ tạo thành trong

phản ứng là bazơ mạnh hơn H;O nên nó sẽ phản ứng với H;O làm cho dung dịch có môi

trường bazơ.

IV.2.44 Phan ứng trung hòa giữa axit mạnh và bazơ yếu

Phương trình ion thu gọn: B + H,O* —è BH* + H,O

bazơ axit axit bazơ

Sau phản ứng tạo thành cation BH” là axit mạnh hơn HạO, do đó BH” phản ứng với

H;O làm cho dung dịch có môi trường axit.

IV.2.5 = PHAN UNG TRUNG HOA VA PHAN UNG THUY PHAN

- Dung dịch tiến về môi |- Dung dịch lệch ra xa môi

trường trung tính trường trung tính

Môi trường

Trang 37

SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Phượng 7 GVHD: Trần Thị Thu Thủy

CHƯƠNG V: HÓA HỌC VÀ DÒNG ĐIỆN

V.I_ PHAN UNG OXI HOA-KHU

V.I.1 SO OXIHÓA VA PHAN UNG OXI HÓA - KHU

V.1.1.1 Số oxi héa

Số oxi hóa của một nguyên tố trong hợp chất là điện tích của nguyên tử nguyên

tế đó trong phân tử của hợp chất với giả thiết rằng các liên kết trong phân tử đều là

liên kết ion

V.1L.1.2 Phan ứng oxi hóa - khử

Phản ứng oxi hóa - khử là phản ứng trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của các

nguyên tố.

Chất oxi hóa là chất chứa nguyên tố nhận electron

Chất khử là chất chứa nguyên tố cho electron

Quá trình cho electron của chất khử được gọi là sự oxi hóa

Quá trình nhận electron của chất oxi hóa được gọi tà sự khử

Bước 3: Cân bang phan ứng sao cho số mức tăng và số mức giảm bằng nhau

Bước 4: Cân bằng các nguyên tế ở 2 vế trừ H; và O;

MnO, + 4HCI ®> MnCl, + Cl

Bước 5: Cân bằng H, O ở 2 vế

MnO; + 4HCI = MnCl, + Ch + 2HO

Trang 38

& Trường hợp phản ứng viết dưới dang ion:

Cân bằng điện tích ở 2 vế trước khi thực hiện bước 5 bằng cách thêm H”, OH' ở 2 vế

VD: 3Cl, + 6OH = CIO, + 5CI + 3H,0

Hệ gồm một tấm kim loại nhúng trong dung dịch một muối của kim loại đó

được gọi là điện cực.

Có 4 loại điện cực thường gặp:

a Điện cực kim loại - ion kim loại

Gồm một kim loại tiếp xúc với ion của nó trong dung dịch Ví dụ: thanh kẽm

tiếp xúc dung dịch ZnSO,

Zn(r) - 2e == Zn**(dd)

Kí hiệu: Zn(r)| Zn(dd)

b Điện cực khí - ion

Gồm chất khí tiếp xúc với cation của nó.

Vỏ: điện cực hidro gồm: khí H; tiếp xúc với cation H” Khí H; sili bọt trong môi

trường axit, sự tiếp xúc điện được thực hiện qua kim loại tro (Pt)

2H*(dd) + 2e == H;(k)

Kí hiệu: H*(dd) | H;(k) | Pt(r)

c Điện cực kim loại — muối không tan của kim loại

Vd: điện cực bạc — bạc clorua gồm: kim loại Ag tiếp xúc với muối không tan của nó AgCI đồng thời cũng tiếp xúc với dung dich chứa mudi tan cùng anion CI.

Kí hiệu: Cl'(dd)| AgCl(r) | Ag(r)

Phản ứng điện cực: AgCl(r) + le == Ag(r) + CI(dd)

d Điện cực tro

Gồm một thanh kim loại tro (PU tiếp xúc với dung dịch chất ở hai trạng thái oxi

hóa khử khác nhau, vd: dung dịch chứa hỗn hợp hai muối FeCl, với FeCl,

Ki hiệu: Fe”, Fe**(dd)| Pt(r)

Trang 39

Giữa thanh kim loại và dung dịch xuất hiện một hiệu điện thế do cân bằng:

Fe** - le => Fe”

V.2.1.2 Thế điện cực

Hiệu thế cân bằng sinh ra giữa mặt kim loại và lớp dung dịch bao quanh kim

loại được gọi là thế điện cực.

V.2.2 PIN ĐIỆN (NGUYEN TỐ GANVANI)

V.22.1 Định nghĩa

Nếu ta lấy hai điện cực khác nhau ghép với nhau sao cho dung dịch muối của hai

kim loại không trộn lẫn vào nhau mà chỉ cho ion di chuyển qua lại thì hệ thống đó gọi

là pin điện hay pin Ganvani.

Khi nối hai điện cực bằng một day dẫn điện ta sẽ có ddng điện chạy trong mạch

V.2.2.2 Hoạt động của pin Daniell (pin điện điển hình)

>» Cấu tao: pin gdm điện cực tan kẽm nối với điện cực tan đồng, hai điện cực tiếp

xúc với nhau qua một cầu muối chứa dung dịch: NH„NO;, KCI .

Sơ đồ pin: (-) Zn(r) | Zn** (dd) || Cu**(dd) |Cu(r) (+)

>» Nếu hai điện cực này được khép kin bằng dây din ở mạch ngoài thì:

- Dong electron chuyển dời từ điện cực Zn sang điện cực Cu.

- _ Chiểu dòng điện ở mạch ngoài là chiéu từ cực Cu sang cực Zn.

V.2.3 THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN

Ta không thể xác định được giá trị tuyệt đối của mỗi một thế điện cực chuẩn vì

trong bất kì một pin điện nào cũng đều xảy ra hai nửa phản ứng ở hai điện cực và sức

điện động của pin bằng hiệu của hai thế điện cực Vì vậy, người ta cẩn dùng giá trị

tương đối của thế điện cực với qui ước rằng: Thế điện cực chuẩn của điện cực hidro

bằng 0.

Thế điện cực tiêu chuẩn của một cặp oxi hóa - khử liên hợp chính là sức điện

động của một pin ráp bởi điện cực chuẩn của cặp oxi hóa - khử liên hợp đó với điện

cực hidro tiêu chuẩn.

* Quy ước ;

Điện cực chuyển electron cho điện cực hidro là điện cực âm.

Thế của điện cực đó mang dấu (-)

Trang 40

SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Phượng — GVHD: Trần Thị Thu Thủy

- _ Điện cực nhận electron từ điện cực hidro sang là điện cực dương.

Thế của điện cực đó mang dấu (+)

VDI: Xác định thế điện cực tiêu chuẩn của điện cực đồng:

Sơ đồ nguyên tố Ganvani:

Pt(r) | H;(k) | H*(1M) lÍ Cu**(1M) Í Cu(r)

Anot : H, - 2e ~ 2H’ E°s0

Catot: — Cu” + 2e * Cu(r) E°=2?

Pin ; Hk) + Cu + 2H* + Cu(r) E°=U.34v

- Tai anot xảy ra quá trình oxi hóa, điện thế của điện cực anot gọi là thế oxi hóa

- Tai catot xảy ra quá trình khử, điện thế của điện cực catot gọi là thế khử

Vậy ta có thế điện cực khử tiêu chuẩn của đồng: Ef, aj, = + 0.34v

= 0,34v

VD2: Xác định thế điện cực tiêu chuẩn của điện cực kẽm:

Sơ 46 nguyên tố Ganvani:

Nén Eon = Ein — Eh idro = 0.76v

Tương tự như trên ta có: Thế điện cực oxi hóa của điện cực kẽm bằng + 0.76v

Do đó, thế khử chuẩn của điện cực kẽm:

Zn** + 2c +Zn(r) E}Zn*/zn = ~09.76y

* Ý nghĩa của thế điện cực chuẩn :

- Thế điện cực khử càng lớn thì tính oxi hóa củ dạng oxi hóa càng mạnh, tính

khử của dạng khử liên hợp càng yếu.

- Dya vào thế điện cực chuẩn, có thé dy đoán được khủ nang tự diễn biến của

một phan ứng oxi hóa — khử trong dung dịch ở điều kiện tiêu chuẩn.

Dựa vào thế điện cực chuẩn, có thể xác định sức điện động chuẩn của pin

Sức điện động của pin = thế của điện cực (+) - thé của điện cực (-)

Tiêu đề	Đánh Giá Kết Quả Học Tập Môn Hóa Đại Cương II Bằng Hình Thức Trắc Nghiệm Khách Quan Nhiều Lựa Chọn
Tác giả	Nguyễn Thị Ngọc Phượng
Người hướng dẫn	Cụ Trần Thị Thu Thủy
Trường học	Đại học Sư Phạm Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Hóa học
Thể loại	khóa luận tốt nghiệp
Năm xuất bản	2006
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	88
Dung lượng	27,05 MB