CÂN BẰNG GIỮA DUNG DỊCH LỎNG VÀ PHA RẮN docx

Sự kết tinh của dd hai cấu tử Hệ không tạo dd rắn, không tạo hợp chất hóa học Hệ không tạo dd rắn, tạo hợp chất hóa học bền-khi kết tinh.. Độ tăng điểm sôi và độ hạ điểm kết tinhĐộ tăng

Chương VI CÂN BẰNG GIỮA DUNG DỊCH

LỎNG VÀ PHA RẮN

(SỰ HÒA TAN VÀ KẾT TINH)

I Tính chất và nồng độ của dung dịch

II Sự kết tinh của dd hai cấu tử

Hệ không tạo dd rắn, không tạo hợp chất hóa học

Hệ không tạo dd rắn, tạo hợp chất hóa học bền-khi kết tinh Hệ không tạo dd rắn, tạo hợp chất hóa học không bền-khi kết tinh.

Hệ tạo dd rắn tan lẫn vô hạn

Hệ tạo dd rắn tan lẫn có giới hạn

I TÍNH CHẤT CÁC DUNG DỊCH LOÃNG

CHẤT TAN KHÔNG BAY HƠI

1 Độ giảm áp suất hơi của dung dịch

Đối với dd các chất tan không bay hơi, thì áp suất hơi trên bề mặt dd là do hơi dung môi gây ra.

P = P dung môi = 0 = 0 −

: áp hơi bão hoà của dung môi nguyên chất.

x : tổng phần mol các chất tan không bay hơi.

0 iP

= = độ giảm áp suất hơi tương đối Định luật Raoult II:

của dd bằng tổng phần mol các chất tan không bay hơi

• 2 Độ tăng điểm sôi và độ hạ điểm kết tinh

Độ tăng điểm sôi

Độ hạ

điểm đông

Khi hòa tan một chất không bay hơi vào dd,

nhiệt độ sôi của hệ sẽ tăng và nhiệt độ đông đặc giảm

so với dung môi nguyên chất

Độ tăng điểm sôi và độ hạ điểm kết tinh của dung dịch các chất tan không bay hơi tỉ lệ thuận nồng độ molan của dung dịch:

ΔTS = KS.Cm = TSdd – TSdm

ΔTĐ = KĐ.Cm = TĐdm – TĐdd

K Đ : hằng số nghiệm đông

K S : hằng số nghiệm sôi

KĐ, KS chỉ phụ thuộc dung môi,

không phụ thuộc chất tan

Đối với dd vô cùng loãng hoặc dd lý tưởng:

1

1

2 0

1000

M

T

R K

λ

=

T0 : nhiệt độ sôi (hay nhiệt độ đông đặc) của dung môi

M1: khối lượng phân tử dung môi

λ1 : nhiệt ngưng tụ (hay nhiệt nóng chảy) của dung môi

• 3 Áp suất thẩm thấu

Phần dd trong ống bán thấm có nồng độ C, phần chất lỏng ngoài chậu là dung môi

Do chênh lệch nồng độ, dung môi thấm qua màng vào trong, mực chất lỏng trong ống dâng lên độ cao h, tạo chênh lệch áp suất gọi là áp suất thẩm thấu:

Π = ρ.g.h

Áp suất Π phụ thuộc vào nồng độ dd và nhiệtđộ:

Π = C.R.T Nếu chất tan điện ly: Π = i.C.R.T

với i là hệ số Van’t Hoff

• 4 Các phương pháp xác định khối lượng phân tử

bằng thực nghiệm

-Phép nghiệm áp: dựa vào độ giảm áp suất hơi của dd

-Phép nghiệm sôi: dựa vào độ tăng điểm sôi của dd

-Phép nghiệm lạnh: dựa vào độ giảm nhiệt độ kết

tinh của dd

-Phép nghiệm thẩm thấu: dựa vào áp suất thẩm thấu

của dd

VI.2 SỰ KẾT TINH CỦA DUNG

DỊCH HAI CẤU TỬ

VI.2.1 HỆ KHÔNG TẠO DD RẮN, KHÔNG TẠO

HỢP CHẤT HOÁ HỌC

A E

r

e

B r'

(aeb) đường lỏng

biểu diễn điểm bắt đầu kết tinh của

hỗn hợp

e: điểm eutecti

biểu diễn dd bão hoà hai cấu tử A-B, khi hạ nhiệt độ

A và B sẽ kết tinh đồng thời

a, b: điểm kết tinh của A, B nguyên chất

(rr’) đường rắn

t r

q

b Khảo sát quá trình đa nhiệt trên giản đồ (T-x)

Tại mỗi thời điểm: các điểm hệ, điểm rắn, điểm lỏng

là liên hợp, tuân theo quy tắc đòn bẩy

Tại T2:

Hệ Q2 = lỏng l2 + rắn r2 2 lB2 Q2 2r22

Q

l g

g gl

B

C

R R

R

R B

lượngrắn

A lượngrắn =

hệ rắn chung RC = rắn A + rắn B

Quá trình kết tinh kết thúc khi điểm rắn chung

chạy đến điểm H

c Hỗn hợp eutecti:

Điểm e có nhiệt độ và thành phần là T e và x e

Tại điểm eutecti, hệ lỏng A-B bão hoà cả hai cấu tử

Nếu hạ nhiệt độ hỗn hợp eutecti, A và B sẽ kết tinh

đồng thời Hệ kết tinh như một chất nguyên chất.

Ứng dụng của hỗn hợp eutecti:

- Tạo “thiếc hàn” nóng chảy ở nhiệt độ thấp

- Tạo các hỗn hợp sinh hàn: “muối – nước”

d Quá trình kết tinh đẳng nhiệt (T = const)

Giữ nhiệt độ không đổi, thay đổi thành phần của hệ.Xét hệ là dung dịch NaNO3 30% mol, ở 55oC

Quá trình chưng đẳng nhiệt

ứng dụng trong công nghệ

CÔ ĐẶC DD

VI.2.2 HỆ KHÔNG TẠO DD RẮN, KHI KẾT TINH

TẠO HỢP CHẤT HOÁ HỌC BỀN

Cho hệ hai cấu tử A và B Giả sử ở nồng độ nào đó, hệ

có phản ứng hóa học tạo chất D (D bền ở T< T nóngchảy D )

Các đường kết tinh của chất rắn:

ae 1 (Rắn A); e 1 de 2 (Rắn D); e 2 b (Rắn B)

Hai điểm eutectic:

e 1 (hệ AD)

e 2 (hệ DB)

VI.2.3 HỆ KHÔNG TẠO DD RẮN, KHI KẾT TINH

TẠO HỢP CHẤT HOÁ HỌC KHÔNG BỀN

Cho hệ hai cấu tử A và B Giả sử ở nồng độ nào đó,

hệ có phản ứng hóa học tạo chất D

(D chỉ tồn tại ở nhiệt độ T < T p và T p < T nóng chảy D )

Các đường kết tinh của

Hệ có xB< xB(p), quá trình kết tinh diễn ra giống như hệ

không tạo dung dịch rắn, không tạo hợp chất hóa học

a Quá trình đa nhiệt của hệ Q 1 (xB> xB(D))

b Quá trình đa nhiệt của hệ Q 2 (xB= xB(D))

Pha lỏng

VI.2.4 HỆ HAI CẤU TỬ TẠO THÀNH DD RẮN

TAN LẪN VÔ HẠN

Trong thực tế, có những hệ khi kết tinh tạo ra các

tinh thể hỗn hợp đồng thể như hệ Ag – Au

Đường alb - đường lỏng, biểu diễn các dd bão hòa

và bắt đầu kết tinh

Đường arb - đường rắn, biểu diễn các hệ rắn bắt

đầu nóng chảy

Vùng giữa hai đường cong,

biểu diễn các hệ dị thể có

hai pha lỏng – rắn

VI.2.5 HỆ HAI CẤU TỬ TẠO THÀNH DD RẮN

TAN LẪN CÓ GIỚI HẠN

a Hệ có điểm eutectic

Hệ Pb – Sn thuộc loại này

Sn

6

3

K 3'

5' 4'

b Hệ có điểm peritecti

Hệ Pt-Ag thuộc dạng này

TỰ ĐỌC

Sự kết tinh của dung dịch ba cấu tử

• BÀI TẬP

• 1, 2, 5, 6, 7 / 4, 5, 9