Hóa đại cương phần 4 Liên kết hiđro Liên kết hiđro là mối liên kết phụ hay mối liên kết thứ 2 của nguyên tử H với nguyên tử có độ âm điện lớn như F, O, N….. Liên kết hiđro được hình
Trang 1Hóa đại cương ( phần 4 )
Liên kết hiđro
Liên kết hiđro là mối liên kết phụ (hay mối liên kết thứ 2) của nguyên
tử H với nguyên tử có độ âm điện lớn (như F, O, N…) Tức là nguyên tử
hiđro linh động bị hút bởi cặp e chưa liên kết của nguyên tử có độ âm điện lớn hơn
Liên kết hiđro được ký hiệu bằng 3 dấu chấm ( … ) và không tính hoá trị cũng như số oxi hoá
Liên kết hiđro được hình thành giữa các phân tử cùng loại Ví dụ: Giữa các phân tử H2O, HF, rượu, axit…
hoặc giữa các phân tử khác loại Ví dụ: Giữa các phân tử rượu hay axit với H2O:
hoặc trong một phân tử (liên kết hiđro nội phân tử) Ví dụ :
Do có liên kết hiđro toạ thành trong dung dịch nên:
+ Tính axit của HF giảm đi nhiều (so với HBr, HCl)
+ Nhiệt độ sôi và độ tan trong nước của rượu và axit hữu cơ tăng lên rõ rệt so với các hợp chất có KLPT tương đương
Các định luật về chất khí
Định luật Avôgađrô.
1 Nội dung: ở cùng một điều kiện (nhiệt độ và áp suất) những thể tích bằng nhau của mọi chất khí đều chứa số phân tử khí bằng nhau
2 Hệ quả:
a) Thể tích mol phân tử ở cùng điều kiện (T, P), 1 mol của mọi chất
khí đều chiếm thể tích bằng nhau
Đặc biệt, ở điều kiện tiêu chuẩn (T = 273K, P = 1atm = 760 mmHg) 1 mol khí bất kỳ chiếm thể tích 22,4 l Thể tích này được gọi là thể tích mol
ở đktc
Công thức liên hệ giữa số mol khí (n) và thể tích (Vo) ở đktc là
Trang 2
Khi n = 1 mol ® Vo = 22,4
Khối lượng mol: M = 22,4.D
D là khối lượng riêng của chất khí đo ở đktc, tính bằng g/l
b) Tỷ khối của khí này so với khí khác:
Tỷ khối của khí này (hay hơi) A so với khí B (ký hiệu là d A/B ) là tỷ số khối lượng của 1 thể tích khí A so với khối lượng của một thể tích tương đương khí B, khi đo ở cùng T và P
mA, mB là khối lượng của cùng thể tích khí A và khí B
Với n mol khí thì:
c) Tỷ lệ thể tích các chất khí trong phản ứng hoá học Các chất khí tham gia phản ứng và tạo thành sau phản ứng theo tỷ lệ thể tích đúng bằng tỷ lệ giữa các hệ số phân tử của chúng trong phương trình phản ứng và cũng chính bằng tỷ lệ mol của chúng Ví dụ:
N2 + 3H2 = 2NH3
Tỷ lệ mol: 1 : 3 : 2
Tỷ lệ thể tích : 1V : 3V : 2V (ở cùng T, P)
Phương trình trạng thái khí lý tưởng
- Phương trình
Công thức này thường được sử dụng để tính Vo (thể tích ở đktc), từ đó tính ra số mol khí n:
- Phương trình trên còn viết dưới dạng:
- Ta lại biết, số mol khí n = a / M (a là số gam khí) Do đó
Trang 3
Hỗn hợp khí
1 Áp suất riêng của chất khí trong hỗn hợp
Giả sử trong hỗn hợp có 3 khí A, B, C Các phân tử khí gây ra áp suất tương ứng là PA, PB, PC Người ta gọi PA, PB và PC là áp suất riêng của các chất khí A, B và C
Vậy áp suất riêng của một chất khí trong hỗn hợp là áp suất có được
nếu một mình khí đó chiếm toàn bộ thể tích hỗn hợp ở nhiệt độ đã cho
áp suất chung: P = PA + PB +PC
PA, PB và PC tỉ lệ với số mol của các khí A, B, C trong hỗn hợp
2 Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp khí là khối lượng của 22,4 lít hỗn hợp khí đó ở đktc
Ví dụ: của không khí bằng 29 gam
Cách tính :
+ Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp 3 khí
vào phương trình trên ta có:
VA, VB, VC, là thể tích các khí A, B, C (đo ở cùng điều kiện) khi trộn thành hỗn hợp
Dung dịch – Sự điện li – điện phân
Dung dịch
1 Định nghĩa
Dung dịch là hệ đồng thể gồm hai hay nhiều chất mà tỷ lệ thành phần của chúng có thể thay đổi trong một giới hạn khá rộng
Dung dịch gồm: các chất tan và dung môi
Dung môi là môi trường để phân bổ các phân tử hoặc ion chất tan Thường gặp dung môi lỏng và quan trọng nhất là H2O
2 Quá trình hoà tan
Khi hoà tan một chất thường xảy ra 2 quá trình
- Phá huỷ cấu trúc của các chất tan
Trang 4- Tương tác của dung môi với các tiểu phân chất tan
Ngoài ra còn xảy ra hiện tượng ion hoá hoặc liên hợp phân tử chất tan (liên kết hiđro)
Ngược với quá trình hoà tan là quá trình kết tinh Trong dung dịch, khi tốc độ hoà tan bằng tốc độ kết tinh, ta có dung dịch bão hoà Lúc đó chất
tan không tan thêm được nữa
3 Độ tan của các chất
Độ tan được xác định bằng lượng chất tan bão hoà trong một lượng dung môi xác định Nếu trong 100 g H2O hoà tan được:
>10 g chất tan: chất dễ tan hay tan nhiều
<1 g chất tan: chất tan ít
< 0,01 g chất tan: chất thực tế không tan
4 Tinh thể ngậm nước
Quá trình liên kết các phân tử (hoặc ion) chất tan với các phân tử dung
môi gọi là quá trình sonvat hoá Nếu dung môi là H2O thì đó là quá trình hiđrat hoá
Hợp chất tạo thành gọi là sonvat (hay hiđrat)
Ví dụ: CuSO4.5H2O ; Na2SO4.10H2O
Các sonvat (hiđrat) khá bền vững Khi làm bay hơi dung dịch thu được
chúng ở dạng tinh thể, gọi là những tinh thể ngậm H 2 O Nước trong tinh thể gọi là nước kết tinh
Một số tinh thể ngậm nước thường gặp:
FeSO4.7H2O, Na2SO4.10H2O, CaSO4.2H2O
5 Nồng độ dung dịch
Nồng độ dung dịch là đại lượng biểu thị lượng chất tan có trong một lượng nhất định dung dịch hoặc dung môi
a) Nồng độ phần trăm (C%) Nồng độ phần trăm được biểu thị bằng số gam chất tan có trong 100 g dung dịch
Trong đó : mt, mdd là khối lượng của chất tan và của dung dịch
V là thể tích dung dịch (ml), D là khối lượng riêng của dung dịch (g/ml)
b) Nồng độ mol (CM) Nồng độ mol được biểu thị bằng số mol chất tan trong 1 lít dung dịch Ký hiệu là M
c) Quan hệ giữa C% và C M
Trang 5
Ví dụ : Tính nồng độ mol của dung dịch axit H2SO4 20%, có D = 1,143
g/ml
Giải : Theo công thức trên ta có :