Mục tiêu 1) Định nghĩa và tính toán được những loại nồng độ khác nhau sữ dụng trong hóa học 2) So sánh và giải thích được sự khác nhau về nhiệt độ sôi, nhiệt độ đông đặc của dung môi và chất tan. 3)Mô tả được hiện tượng thẩm thấu và giải thích được biểu thức của định luật Van t Hoff về áp suất thẩm thấu 4) Nêu lên được những ứng dụng của việc đo áp suất thẩm thấu, độ tăng nhiệt độ sôi, độ hạ nhiệt độ sôi, độ thẩm thấu
MỤC TIÊU 1. Định nghĩa và tính toán được những loại nồng độ khác nhau sử dụng trong hóa học. 2. So sánh và giải thích được sự khác nhau về nhiệt độ sôi, nhiệt độ đông đặc của dung dòch và dung môi. 3. Mô tả được hiện tượng thẩm thấu và giải thích được biểu thức của đònh luật Van’t Hoff về áp suất thẩm thấu. 4. Nêu lên được những ứng dụng của việc đo áp suất thẩm thấu, độ tăng nhiệt độ sôi, độ hạ nhiệt độ đông đặc của dung dòch trong việc xác đònh khối lượng mol của các chất. 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ DUNG DỊCH 2 1. Sự hình thành dung dòch 1.1 Đònh nghóa – phân loại - Hệ phân tán là hệ gồm có pha phân tán phân tán trong môi trường phân tán. - Pha phân tán bao gồm một hay nhiều chất được phân chia thành những tiểu phân có kích thước nhất đònh phân bố trong môi trường. - Theo ĐN rộng, tất cả các HPT gọi là dung dòch. Chất phân tán thành những hạt rất nhỏ (phân tử, ion) gọi là chất tan, môi trường phân tán gọi là dung môi. - Nhưng thông thường, dung dòch là hệ phân tán mà dung môi là một chất lỏng. Các hệ phân tán Pha phân tán Môi trường phân tán Tên hệ phân tán Ví dụ Rắn Rắn 1. R/R : Dung dòch rắn Hợp kim vàng bạc Lỏng Rắn 2. L/R : Hơi nước bò hấp phụ trong than hoạt hay silicagen Khí Rắn 3. K/R : Hydro bò hấp phụ trong platin Rắn Lỏng 4.R/L : Huyền phù, keo, các muối đường hòa tan trong nước Nước sông Lỏng Lỏng 5. L/L : Nhũ tương, cồn trong nước Sữa bò Khí Lỏng 6. K/L : Nước uống có gas (CO 2 ), nước thiên nhiên có oxy hòa tan Rắn Khí 7. R/K : Khói, bụi trong không khí Khói bếp Lỏng Khí 8. L/K : Sương mù Sương mù Khí Khí 9. K/K : Không khí 3 Phân loại các dung dòch lỏng dựa trên kích thước tiểu phân chất tan 4 Loại Kích thước Đặc tính dung dòch Ví dụ chất tan Dung dòch thật, gồm : - Dung dòch các chất không điện li - Dung dòch các chất điện li < 1 nm - Chất tan không nhìn thấy được trong kính hiển vi điện tử - Qua các màng siêu lọc và màng bán thấm - Khuếch tán nhanh. O 2, glucosse , ion đơn giản , … Dung dòch keo 1 100 nm - Chất tan không nhìn thấy được trong kính hiển vi thường, nhưng có thể phát hiện được trong kính siêu hiển vi, thấy được trong kính hiển vi điện tử. - Qua giấy lọc thường, nhưng không qua được màng bán thấm - Khuếch tán chậm Keo bạc clorid , polymer thiên nhiên hoặc tổng hợp Hệ thô gồm: - Nhũ tương, hệ L/L - Huyền phù, hệ R/L > 100 nm - Chất tan nhìn thấy được trong các KHV - Không qua được giấy lọc thường - Không thẩm tích qua màng bán thấm - Không khuếch tán Phù sa, nhũ tương , huyền phù … - Sự phân loại dung dòch ( hệ phân tán lỏng) theo những giới hạn kích thước của tiểu phân chất tan chỉ là tương đối. Các đại phân tử như polysaccharid, các protein và các polimer ở kích thước đủ lớn, có thể vừa tạo ra dung dòch phân tử (dung dòch thật), vừa tạo dung dòch keo … - Những dung dung dòch chứa chất tan tinh khiết được điều chế trong PTN hoặc trong công nghệ dùng cho mục đích nghiên cứu hoặc làm thuốc. - Dung dòch trong thiên nhiên, đặc biệt là trong các môi trường sinh học, đều là những dung dòch phức tạp. 5 Sữa động vật: là dung dòch phức tạp 87 – 89 % nước ( dung môi ) 2,7 – 4,5 % lipid (nhũ tương) 2,7 – 3,8 % casein (là protid sữa ở dạng dung dòch keo) 4,5 – 4,7 % lactose, cùng với các muối khoáng, các vitamin ( ở dạng dung dòch thật) 6 Máu người: gồm cả 3 loại dung dòch lỏng và rất phức tạp HC, BC, TC là những tế bào máu, chiếm 40-46% thể tích máu, tạo thành hệ phân tán thô (hỗn dòch) trong huyết tương. Huyết tương chiếm 54-60% thể tích máu (chủ yếu là nước (90%), dung môi) o vừa là dung dòch keo : vì chứa các đại phân tử như albumin, protein, phức hợp protein – lipid. o vừa là dung dòch thật : vì chứa các chất hòa tan là những phân tử nhỏ: O 2 , glucose, hormon, enzyme; các chất vô cơ Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , Cl - , HCO 3 - , phosphat, sắt đồng, selen, …; các chất cặn bã do tế bào thải ra như CO 2 , ure, creatinin, các acid, sắc tố mật, … 7 1.2 Các loại nồng độ 8 Loại nồng độ Ký hiệu Đònh nghóa + Phần trăm theo khối lượng %( kl/kl ) Số g chất tan trong 100g dung dòch + Phần nghìn theo khối lượng ‰ ( kl/kl) Số g chất tan trong 1000g dung dòch + Phần trăm theo thể tích % (V/V) Số ml chất tan trong 100ml dung dòch + Phần trăm theo khối lượng -thể tích % ( kl/V) Số g chất tan trong 100ml dung dòch + Phần nghìn theo khối lượng -thể tích ‰ ( kl/V) Số g chất tan trong 1000ml dung dòch 9 Loại nồng độ Ký hiệu Đònh nghóa + Mol M, mol/l Số mol chất tan trong 1 lít dung dòch + Đương lượng N, đlg/l Số đlg chất tan trong 1lít dung dòch + Molan m Số mol chất tan trong 1000g (1kg) dung môi + Phần mol X, N i Tỉ số giữa số mol một chất trong dung dòch và tổng số mol các chất có trong dung dòch ( Nếu tính ra % thì gọi là % mol) + phần triệu ppm 1mg chất tan trong 1kg dung dòch + phần tỉ ppb 1 g chất tan trong 1kg dung dòch Đương lượng của một nguyên tố Ví dụ: Đương lượng của C trong CO là 6, trong phân tử CO 2 là 3; đương lượng của Cu trong CuO là 31,8 trong Cu 2 O là 63,6 Mối liên quan giữa khối lượng nguyên tử và đương lượng của nguyên tố: M A = n.E A với n = 1,2 ,3… 10 [...]... từng chất tan Ví dụ 2: Dung dòch H2SO4 27% có khối lượng riêng d = 1,198 g/ml Tìm nồng độ mol và nồng độ molan của dung dòch (3,774 mol/kg) Ví dụ 3: Để trung hòa 30 ml dung dòch kiềm 0,2 đlg/l cần đúng 12 ml dung dòch axit Đònh nồng độ đương lượng gam dung dòch axit (0,5 đlg/l) Ví dụ 4: Để trung hòa 25 ml dung dòch NaOH cần 28 ml dung dòch axit 0,1 N Tính lượng NaOH có trong 1 lít dung dòch đó 16 1.3... 2.1 Sự giảm áp suất hơi của dung dòch Đònh luật Raoult I - Khi hòa tan một chất không điện ly và không bay hơi vào một dung môi, một phần các tiểu phân dung môi trên bề mặt thoáng sẽ được thay thế bằng các tiểu phân chất tan không bay hơi - Số tiểu phân dung môi bay hơi bề mặt thoáng giảm đi nên áp suất hơi của dung môi trên dung dòch (P) cũng giảm đi so với áp suất của dung môi nguyên chất (Po) Tức:... đặc của dung dòch để xác đònh phân tử lượng của chất tan trong dung dòch - Từ đó có thể thu được các thông tin về mức độ polyme hóa của chất tan, số tiểu phân trong các đại phân tử protit,… 35 Bài tập áp dụng: 1 Trong 4450g nước có chứa 1kg chất chống đông etylen glycol (C2H6O2) Cho biết nhiệt độ sôi, nhiệt độ đông đặc của dung dòch này Nước có Ks = 0,512, Kđ = 1,86 2 Nhiệt độ đông đặc của dung dòch... mmHg, áp suất hơi của dung dòch ure là 22,98 mmHg Tính nồng độ molan của dung dòch ure 30 2.2 Sự tăng nhiệt độ sôi và sự giảm nhiệt độ đông đặc của dung dòch Đònh luật Raoult II - Vì P < Po tại cùng nhiệt độ nên: Dung dòch có nhiệt độ sôi cao hơn và nhiệt độ đông đặc thấp hơn dung môi nguyên chất Đònh luật Raoult II: Độ tăng nhiệt độ sôi cũng như độ giảm nhiệt độ đông đặc của dung dòch tỉ lệ với nồng... phụ thuộc vào độ mạnh tương đối của các lực liên kết giữa các phân tử chất tan – chất tan, dung môi – dung môi, chất tan – dung môi - Khi biết được lực liên kết, chúng ta có thể dự đoán những chất tan nào sẽ tan trong dung môi nào - Quy tắc thực nghiệm: giống nhau thì hòa tan 23 vào nhau - Bài tập vận dụng: Dung môi nào hòa tan nhiều hơn đối với chất đã cho? Vì sao? 1 NaCl trong CH3OH hay CH3CH2CH2OH... đối áp suất hơi bão hòa P Po Po > P Đònh luật Raoult I: Độ giảm tương đối áp suất hơi bão hòa của dung dòch loãng, chất tan không điện li bằng phần mol chất tan trong dung dòch số mol chất tan số mol (dung môi chất tan) ΔP n2 Po n1 29 Bài tập vận dụng: 1 Tính độ hạ áp suất hơi P của dung dòch 10 ml glycerol (C3H8O3) hòa tan trong 500ml nước ở 500C Tại nhiệt độ này, áp suất hơi bão hòa... biểu diễn bằng số đương lượng gam chất tan có trong 1 lít dung dòch Số eq = m/E và E = M/n CN = n.CM Nồng độ molan - Được biểu diễn bằng số mol chất tan có trong 1000g (1kg) dung môi (mol/kg) Cm = nct / mdm 14 Nồng độ molan (mol/kg) Khối lượng dung môi Khối lượng chất tan Phân tử lượng Số mol chất tan Khối lượng dung dòch Tỉ trọng Thể tích dung dòch Nồng độ mol 15 (mol/l) Ví dụ 1: Hòa tan 20 g đường... nồng độ molan của chất tan trong dung dòch và phụ thuộc vào bản chất của dung môi mà không phụ thuộc vào bản chất của chất tan 31 Ts KsCm ΔTđ Kđ Cm Ts: độ tăng nhiệt độ sôi của dd, Ts = Ts – T0s (dd – dm) Tđ:độ giảm nhiệt độ đông đặc, Tđ = T – Tđ (dm – dd) C: nồng độ molan của dung dòch Ks, Kđ: hằng số sôi và hằng số đông đặc của dung môi (oC/mol.kg-1) 33 Dung mơi Water, H2O Tsơi (°C) Ks (0C/m)... chất tan trong dung dòch bão hòa Xảy ra quá trình kết tinh (Ght > 0) 18 Đònh nghóa độ tan: - Độ tan của một chất trong một dung môi là nồng độ dung dòch bão hòa bền vững của chất đó ở nhiệt độ và áp suất nhất đònh - Có bao nhiêu cách biểu thò nồng độ thì có bấy nhiêu cách biểu thò độ tan - Thông thường, người ta chọn cách biểu thò độ tan bằng số gam chất tan được bão hòa trong 100g dung môi, hoặc... chất tan tách rời nhau - Một lượng các tiểu phân dung mơi tách rời nhau để dành chỗ cho các tiểu phân chất tan - Các tiểu phân chất tan và dung mơi hòa hợp với nhau tạo thành một pha đồng thể (dung dịch) 21 • • - Lực liên kết trong phân tử: Ion : Cation-anion Cộng hóa trị: Hạt nhân – cặp e Kim loại: Các cation-e khơng định xứ Lực liên kết giữa các phân tử Liên kết hydro: H2O Ion-lưỡng cực: NaOH Ion – . khí 3 Phân loại các dung dòch lỏng dựa trên kích thước tiểu phân chất tan 4 Loại Kích thước Đặc tính dung dòch Ví dụ chất tan Dung dòch thật, gồm : - Dung dòch các chất không điện li - Dung dòch các. protein và các polimer ở kích thước đủ lớn, có thể vừa tạo ra dung dòch phân tử (dung dòch thật), vừa tạo dung dòch keo … - Những dung dung dòch chứa chất tan tinh khiết được điều chế trong PTN. 12 ml dung dòch axit. Đònh nồng độ đương lượng gam dung dòch axit. (0,5 đlg/l) Ví dụ 4: Để trung hòa 25 ml dung dòch NaOH cần 28 ml dung dòch axit 0,1 N. Tính lượng NaOH có trong 1 lít dung