tài liệu Slide bài tập hóa phân tích chương 2

tài liệu Slide bài tập hóa phân tích chương 2 tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tấ...

Trang 1

HẰNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC CÂN BẰNG HOÁ HỌC ĐƠN GIẢN

TRONG NƯỚC

CHƯƠNG 3

Trang 2

1 Trạng thái cân bằng của hệ trong

dung dịch nước

2 Nhận diện các đôi acid/baz trong

các phản ứng.

3 pH của các dung dịch

4 Các bài toán liên quan đến cân

bằng hóa học đơn giản trong nước.

Bài tập

Trang 3

Trạng thái cân bằng của hệ trong dung dịch nước

1 Mô tả trạng thái cân bằng trong nước của:

Trang 4

1 Mơ tả trạng thái cân bằng trong nước của:

CH3COOH là acid yếu: CH3COOH + H2O H3O + + CH3COO –

hay CH3COOH H + + CH3COO –

CH3COO – bị thủy phân:

CH3COO – + H2O CH3COOH + OH –

Nước cũng phân li:

H2O H + + OH –

Trang 5

1 Mô tả trạng thái cân bằng trong nước của:

Trang 6

1 Bán cân bằng trao đổi điện tử

2 Cân bằng trao đổi điện tử

– Hằng số cân bằng, dự đoán chiều

Trang 7

• quá trình cho - nhận điện tử xảy ra giữa 2 dạng

oxy hoá (ox) và khử (kh) của một đôi oxy hoá khử liên hợp(ox/kh):

Trang 8

(1) chiếm ưu thế hơn (2)

Bán cân bằng trao đổi điện tử

Trang 9

H

M

ne

2

Trang 10

• Khi hiện diện trong nước, cặp ox/kh tạo cho dung dịch một thế (E), theo phương trình Nernst:

(3)

] )

.(H )

kh (

) ox

( ln[

nF

RT E

E

(2)

] )

.(H )

kh (

) ox

( ln[

nF

RT E

E

(1)

)

kh (

) ox

( ln nF

RT E

E

m p

o

m o

Trang 11

• E 0 : Thế oxy hóa chuẩn, hằng số đặc trưng cho khả năng oxy hóa/khử của đôi ox/kh liên hợp, hằng số đặc trưng của bán CB TĐ ĐT.

Trang 12

• Thay hoạt độ bằng nồng độ:

(3)

) ]

.[H ]

kh [

] ox

[ lg(

n

059 ,

0 E

E

(2)

) ]

.[H ]

kh [

] ox

[ lg(

n

059 ,

0 E

E

(1)

]

kh [

] ox

[ lg n

059 ,

0 E

E

m p

o

m o

Trang 13

/ PbO

o

Pb

H lg

2

059 ,

0 E

2

Cl 2 / Cl

o

Cl

1 lg

2

059 ,

0 E

E

Trang 14

• Quá trình cho - nhận điện tử xảy ra giữa 2 đôi oxy hoá - khử liên hợp khác nhau.

Trang 15

• Tại cân bằng, K thuận hoặc K nghịch cho biết mức

2 1

n 2

n 1

n 2 nghịch

thuận [ Ox ] [ Kh ]

] Kh [

] Ox

[ K

1

Trang 16

• Mỗi đôi oxy hoá khử có thế như sau:

• Ở trạng thái cân bằng ta có:

E cb = E 1 = E 2

Hằng số cân bằng

] Kh [

] Ox

[ lg n

059 ,

0 E

E

] Kh [

] Ox

[ lg n

059 ,

0 E

E

2

2 2

2

0 2

1

1 1

1

0 1









Trang 17

) 1 ( K

lg ]

Ox [

] Kh [

] Ox

[ lg 059

, 0

) E

E ( n

n

: đổi biến

, n n cho vế

2 Nhân

] Kh [

] Ox

[ lg n

059 ,

0 E

] Kh [

] Ox

[ lg n

059 ,

0 E

: là Nghĩa

2 1

n 1

n 2

n 1

n 2 2

o 1

o 2

1

2 1

2

2 2

2

0 1

1 1

Trang 18

059 ,

0

) (

. 2 01 02

1

10 )

1 (

E E

Trang 22

• Đa số các pứ oxy hóa khử xảy ra trong môi trường acid, dự đoán có thể sai vì K đã thay đổi Giả sử H + tham gia vào bán cân bằng của

Trang 23

→ giá trị K(1) phụ thuộc nhiều vào [H + ] hay pH

của môi trường.

Dự đoán chiều phản ứng

2 1

2

2 1

mn

n 2

n 1

p

n 1

n 2

] H

[ ]

Kh [

] Ox

[

] Kh

[ ]

Ox

[ )

1

(

Trang 24

Cách tạo ra điểm tương đương:

• Trộn 2 đôi theo số đương lượng bằng nhau:

• Thêm dần Ox 1 vào Kh 2 cho đến lúc đương lượng chúng bằng nhau:

→ Tại điểm tương đương: E cb = E 1 = E 2 = E tđ

→ thế dd đạt được ở cân bằng tại điểm tương đương

gọi là thế tương đương E tđ .

2.2 Thế tương đương của dd chứa 2

đôi oxy hóa khử

O mH n

pKh n

Ox n

mH n

Kh n

Trang 25

Thế tương đương

(2)

]

[

]

[ lg

059 ,

0

(1)

]

[

] ][

[ lg

059 ,

0

2

2 2

2 0

1

1 1

1 0

Kh

Ox n

E E

Kh

H

Ox n

E E

tđ

p

m tđ

]

[ lg

059 ,

0 ]

[

] ][

[ lg

059 ,

0

2

2 2

2 1

1 1

1

Kh

Ox n

E Kh

H

Ox n

E

m o



O mH n

pKh n

Ox n

mH n

Kh n

Trang 26

_

(2)

]

[

]

[ lg

059 ,

0

(1)

]

[

] ][

[ lg

059 ,

0

2

2 2

2

0 2

1

1 1

1

0 1

Kh

Ox n

E E

n

Kh

H

Ox n

E E

n

tđ

p

m tđ

]

[ ]

[

] ][

[ lg(

.

059 ,

0

E

2

2 1

1 2

1

2

0 2

1

0 1

tđ

Kh

Ox Kh

H

Ox n

n n

n

E n

Trang 27

• Số ĐL Ox2 và Kh1 sinh ra: A

• Tại CB: dd (V 1 +V 2 ) ml với nồng độ cuả các cấu

tử tương ứng [Ox 1 ]; [Kh 1 ]; [Ox 2 ]; [Kh 2 ]

Trang 28

3 2

1 1

1

3 2

1 1

1

3 1

1 N

1

1 1

-10)

VV

:CBtại

rasinh

Khcủa

ĐL

Số

10)

VV

].(

Ox.[

nA

10

).V(Ox

C

:CBtại

lạicòn

Oxcủa

ĐL

Số

pKh

en

Trang 29

3 2

1 2

2

3 2

2 N

2

3 2

1 2

2

2 2

-10)

VV

].(

Kh.[

nA

10

V)

Kh(

C

:CBtại

lạicòn

Khcủa

ĐLSố

10)

VV

].(

Ox.[

n A

:CBtại

rasinh

Oxcủa

ĐLSố

Kh

e

n

Trang 30

3

2

-1 1

1 3

2

-1 2

2

1 2

3

2

-1 2

2

3

2

-1 1

1

2 1

).10 V

].(V

.[Kh p

n ).10

V ].(V

.[Ox

n

ra sinh

Kh của

ĐL Số

ra sinh

Ox của

ĐL

Số

).10 V

].(V [Kh

n ).10

V ].(V

.[Ox

n

Kh của

lại còn

ĐL Số

Ox của

lại còn

ĐL

Số

: CB tại

Trang 31

) ] Kh

[

] Ox

[ ]

Kh [

] H

][

Ox

[ lg(

n

059 ,

0

n n

E n E

.

n E

: vào Thế

.p n

n ]

[Kh

]

[Ox và

n

n ]

[Kh

] [Ox

: ra Suy

2

2 p

1

m 1

2 1

2

0 2

1

0 1

tđ

2

1 1

2 1

2 2

Trang 32

21

2

o2

1

o1

tñ

] Kh

.[

p

] H

[ lg

n n

059 ,

0

n n

E n

E

n E

Trang 34

0,153) 6.1.(1,33-

059 ,

0

) E

E (

n n

10

10 K

10

10 K

2

0 1

0 2

Trang 35

V 176 ,

1 E

] Cr

.[

2

] 10

[ lg

1 6

059 ,

0 1

6

153 ,

0 1 33

, 1

6 E

M 0111 ,

0 ]

Cr

[

3

1 200 100

100

1 ,

0 3

) Cr

(

C ]

Cr

[

] Kh [

p

] H

[ lg

n n

059 ,

0 n

n

E n

E

n E

tñ

1 2 3

14 0

tñ 3

3 N

3

1

p 1

m

2 1

2

o 2

1

o 1

Trang 36

1 Bán cân bằng trao đổi tiểu phân

Bán cân bằng tạo phức

Bán cân bằng acid – baz

Bán cân bằng tạo tủa

2 Cân bằng trao đổi tiểu phân

II CÂN BẰNG TRAO ĐỔI TIỂU PHÂN

Trang 37

Là quá trình cho - nhận tiểu phân giữa hai dạng cho D (donor) và nhận A (acceptor) trong dung dịch

] ][

[

1 k

D

p A

D

Trang 39

1 Bán CB trao đổi tiểu phân

Tổng cộng quá trình trao đổi n tiểu phân:

) , ,

, (

n,





Trang 40

A + 2p ß1,2 D2

2 1

2

2 2

,

1

2 2

1 1

2

2 2

,

1

]

p ][

A [

] D [

] p ][

D [

] D

[

và

]

p ][

A [

] D [

:

Mà

] p ][

A [

] D [

Trang 41

• CM được : hằng số bền tổng cộng ứng với quá trình nhận một lúc nhiều tiểu phân bằng tích các hằng số bền từng nấc.

→ [D i ] = β 1,i [A][p] i (*)

1) n

i' (i

1

]

][

[

] [

'

1

2 1

n

i i

k k

k p

Trang 43

• Ký hiệu:

– [A] o : nồng độ A tại thời điểm ban đầu.

– [A]: nồng độ A tại cân bằng.

– [D i ]: nồng độ phức D i tại cân bằng.

Trang 44

A[]

A[

]p].[

A.[

]A[]

A[

]p].[

A.[

]D[

:Mà

n 1

i i

, 1 0

n 1

i i

, 1 0

i i

, 1 i

Trang 45

A(p)

o 1

i i,

1 o

1

i i,

1 A(p)

] A

[ }

] p [ 1

{

] A

[ ]

A [

p có

khi A

của

kiện điều

số hệ

: ] p [ 1

:

Trang 46

i i,

1

o i

i i,

1 i

} ]

p [

1 {

] p [

] A

[ ]

D [

] p ].[

A [

] D

[

: có Ta

Trang 47

i i,

1

o i

A(p)

o 1

i i,

1 o

} ] p [

1 {

] p [

] A

[ ]

D [

: Di phức

các độ

Nồng

] A

[ }

] p [

1 {

] A

[ ]

A [

: A độ Nồng

: CB tại

, lại Tóm

Trang 48

Hằng số đặc trưng

của các bán CB cụ thể

• Bán cân bằng tạo phức

• Bán cân bằng acid – baz

• Bán cân bằng tạo tủa

Trang 50

Bán cân bằng tạo phức

 Hằng số bền của phức EDTA với KL : trang 263

 Hằng số bền β1,i của phức KL với các ligand khác nhau: trang 245 - 262

FeY

Fe3+ + Y

Trang 52

] HA [

] A

][

H

[ k

k k

: 2 Chiều

: 1 Chiều

: acid bằng

cân số

hằng Các

A/B acid

Trang 53

A [

] OH

][

HA

[ k

Trang 54

14 A

HA

14 HA

O H

2

baz A

10 k

k

10 k

k

] H

[

] H

[ ] O H

].[

A [

] OH

].[

HA

[

] O H

].[

A [

] OH

].[

HA

[ k

k

Trang 55

• k HA tra trong sổ tay (trang 226 – 232)

• β HA , k A - : tính từ các biểu thức tương quan

Trang 58

st

n D

D

n D

D

D n

D

T

1 ]

p ][

A [

1

.

] D [

1

* ]

p ][

A [

] D

[

.

] D [

1 và

]

p ].[

A [

] D [

Trang 60

• Độ tan S của (D↓): tổng nồng độ của D chuyển vào dd (tất cả các dạng)

→ S = [D] + [A] ≈ [A]

(Thực tế: [D] rất nhỏ )

A + np ß D D ß D D

Trang 62

nm

n m

T S

: B

A chất

hợp của

tan Độ

n m





Trang 64

• Nếu các chất có biểu thức tích số tan giống nhau (cùng số mũ) so sánh độ bền của các chất thông qua T và S : T và S

• Nếu các chất có biểu thức tích số tan khác nhau (khác số mũ) so sánh độ bền của các chất thông qua S

Trang 65

15 AgCN

08

16 AgI

28

12 AgBr

75

9 AgCl

10 T

Trang 66

4 3

6 97

,

11 AgSCN

6 89

.

19 PO

Ag

PO Ag

hôn beàn

AgSCN Tuûa

M 10

035 ,

1 S

10 T

M 10

15 ,

6 S

Trang 67

2 Cân bằng

trao đổi

tiểu phân

Trang 69

2 CB trao đổi tiểu phân

1

n 2 D

2

n 1 D

n 2

2 D

n 1

1 D

n 1

n 2

n 1

) (

)

( )

1 ( K

].[p]

[A

]

[D và

].[p]

[A

]

[D

Mà

] A [

] D [

] A [

] D

[ )

1

(

K

2 2

1 1

2 1

1 2

Trang 70

2

n1

D

) (

)

( )

1 (

K





Trang 71

] D

[ ]

D [

] A

[

1

1 2



Trang 72

Nồng độ của các tiểu phân ở điểm

tương đương

1 2

2 1

1 2

n D

n

n 1

n

n 1

n 2

n 1

n 2

n 1

) (

)

( ]

A [

] D

[

] D

[ ]

A [

] A

[ ]

D

[ )

Trang 74

Nồng độ của các tiểu phân ở điểm

tương đương

Trang 75

1 Xét tính định lượng của một cân bằng hoá học - mức độ hữu hiệu của biện pháp tách

2 Tính pH của dung dịch

III ỨNG DỤNG

Trang 77

Nồng độ H + trong dd là nghiệm của một phương trình tổng quát được tổ hợp từ các phương trình.

– Pt trung hòa điện tích trong dd

– Pt tích số ion của nước

– Pt bảo toàn vật chất

– Pt hằng số phân ly acid –baz.

2 Tính pH của dung dịch

Trang 78

Từ đó áp dụng cho các trường hợp sau:

– Phương trình tính pH của dd acid.

– Phương trình tính pH của dd chứa 2 đơn

acid HA 1 , HA 2 .

– Phương trình tính pH của dd baz.

– pH của dd gồm acid và baz liên hợp.

2 Tính pH của dung dịch

Trang 79

XÂY DỰNG CÔNG THỨC TÍNH pH

CHO DD ĐƠN ACID HA CÓ

[HA]0 = CHA

Trang 81

pH của dd đơn acid HA

(4)

]

HA [

] ].[A

[H k

: acid CB

số hằng

PT

(3)

C ]

[A [HA]

: lượng khối

toàn bảo

PT

(2) 10

k ]

].[OH [H

: nước của

ion số

tích

PT

(1) ]

[A ]

[OH ]

[H

: tích điện

hòa trung

PT

HA

-HA -

14

O

-H -

-

Trang 82

] OH [

] H

[

])) OH

[ ]

H ([

C (

k ]

H [ )

1

(

] A [

]) A

[ C

.(

k ]

H [ )

3

(

] A [

] HA [

k ]

H [ )

4

(

HA HA

Trang 83

] [H

10 ]

H [

)) ] [H

10 ]

H ([

C (

k ]

H

[

] [H

10 ]

[OH

: Mà

14 -

14 - HA

HA

-14 -

Trang 84

14 - 2

14 HA

HA HA

2 HA

10 ]

H [

10 k

] H [

C k

] H [

k ]

Trang 85

0 10

k

] H

)[

10 C

k

(

] H

[ k

] H

[

14 HA

HA

2 HA

Trang 86

Một số công thức

đơn giản dùng tính pH DD

Trang 87

[

Trang 88

pH DD ch a 1 acid y u ứa 1 acid yếu ếu

HA HA

2

1 HA

HA

HA HA

2

C

lg 2

1

-

pK 2

1 pH

) C

k

lg(

] H

lg[

pH

C k

] H

Trang 89

[

Trang 90

A -

A

Ai Ai

2

C

lg 2

1 pK

2

1 14

pH

C

lg 2

1

-

pK 2

1 pOH

C k

] OH

[

Trang 91

pH DD ch a 1 ứa 1 acid yếu baz y u ếu

HA A

HA

14 A

HA

14 A

pK 2

1 7

pK 2

1

k

lg 2

1 7

pK 2

1

) k

/ 10

lg(

pK

k /

10 k

Trang 92

1 7

pH

Trang 93

DD đệm có thể cấu tạo bởi:

• Acid yếu và baz liên hợp

Trang 94

pK pH

: đệm

dd pH







Trang 95

pH DD đ m ệm

Trang 96

pH DD đ m ệm

pH

C pH

Trang 97

• pH của hợp chất ion cấu tạo

bởi acid mạnh + baz mạnh

→ pH = 7

Trang 98

bởi acid mạnh + baz yếu

(*)

C

lg 2

1 pK

2 1

Trang 99

bởi acid yếu + baz mạnh:

2

1 7

Trang 101



Định dạng
Số trang	101
Dung lượng	503,2 KB