CHƯƠNG 7 DUNG DỊCH

CHƯƠNG DUNG DỊCH 7.1 Một số khái niệm 7.2 Dung dịch lỏng phân tử, chất tan khơng điện li, khơng bay 7.3 Dung dịch điện li 7.4 Cân ion dung dịch axit – baz 7.5 Cân ion chất điện li khó tan 7.1 Một số khái niệm 7.1 Một số khái niệm 7.1.1 Hệ phân tán là hệ có chất phân tán mơi trường phân tán dạng hạt có kích thước nhỏ bé Có tính chất phụ thuộc chủ yếu vào kích thước chất phân tán Phân loại: o Hệ phân tán thơ o Hệ keo o Hệ phân tán phân tử - ion Chương 7: Dung dịch 7.1.1 Hệ phân tán Các loại Kích thước hạt Tính hệ chất Hệ phân d >10-5 cm (có thể khơng tán thơ nhìn thấy bền mắt thường hay nhiệt kính hiển vi) động 10-7 Cân hòa tan kết tinh cân động Chương 7: Dung dịch 7.1.2 Dung dịch Q trình tạo thành dung dịch Q trình hồ tan: gồm giai đoạn Giai đoạn chuyển pha Các tiểu phân bề mặt tinh thể tác dụng chuyển động nhiệt tương tác phân tử dung mơi bị tách khỏi bề mặt tinh thể  q trình phá vỡ mạng tinh thể chất tan để tạo thành ngun tử, phân tử hay ion  QT vật lý, thu nhiệt, tăng độ hỗn loạn: ΔHchuyển pha > ; ΔSchuyển pha > Chương 7: Dung dịch 7.1.2 Dung dịch Q trình tạo thành dung dịch Q trình hồ tan: gồm giai đoạn Giai đoạn hydrat hóa (hay solvat hóa) Các tiểu phân chất tan sau tách khỏi bề mặt tinh thể khơng tồn độc lập mà bị phân tử dung mơi bao quanh tạo tương tác tĩnh điện  q trình solvat hóa (dung mơi hóa; dung mơi nước gọi hydrat hóa)  QT hóa học, phát nhiệt, giảm độ hỗn loạn: ΔHsolvat hóa < ; ΔS solvat hóa< Chương 7: Dung dịch 7.1.2 Dung dịch Q trình tạo thành dung dịch Q trình hồ tan: gồm giai đoạn  Gđ chuyển pha: ΔHchuyển pha > ; ΔSchuyển pha >  Gđ hydrat hóa (solvat hóa): ΔHsolvat hóa < ; ΔS solvat hóa< Tương tác tiểu phân dung mơi chất tan yếu tố hàng đầu định tạo thành dd Q trình kết tinh Đồng thời với QT hồ tan, tồn QT ngược chiều: tiểu phân chất tan dung dịch va đập lên bề mặt 10 tinh thể kết tinh lên Chương 7: Dung dịch 7.4.2 Chỉ số hydro pH mơi trường dung dịch pH = -lg[H+] pOH = -lg[OH-] pKn = pH + pOH =14  Mơi trường dung dịch: Mơi trường trung tính: [H+] = [OH-] = 10-7 Mơi trường axit: [H+] > [OH-] Mơi trường baz: [H+] < [OH-] pH = -lg[H+] = pH < pH > 61 Chương 7: Dung dịch 7.4.2 Chỉ số hydro pH mơi trường dung dịch Các phương pháp đo pH cho dung dịch nước (a) Giấy đo pH (định tính) (b) Máy đo pH(định lượng) Chương 7: Dung dịch 7.4.3 Lý thuyết axit - baz  Thuyết hệ dung mơi phân (Franklin)  Thuyết proton H+ Bronsted – Lowry  Thuyết electron Lewis Axit Thuyết Franklin Baz điện li cho ion H+(H3O+): điện li cho ion OH-: HCl, CH3COOH, HCN… KOH, NH4OH Thuyết cho proton H+: Bronsted HA  H+ + A -Lowry nhận proton H+: B + H+  BH+ Thuyết Lewis Cho cặp electron Nhận cặp electron 63 Chương 7: Dung dịch 7.4.4 Tính pH dung dịch pH dung dịch axit mạnh, baz mạnh  Axit mạnh: pH = - lg C H +  Baz mạnh: pH = 14 + lg COH - pH dung dịch axit yếu, baz yếu  Axit yếu: pH =  pK a - lg Ca   Baz yếu: pH = 14 -  pK b - lg C b  64 Chương 7: Dung dịch 7.4.4 Tính pH dung dịch BT Tính a pH dd CH3COOH có Ka = 10-4,75 nồng độ: Ca = 0,1M ; Ca = 0,01M CH3COOH(dd) + H2O  CH3COO-(dd) + H3O+(dd) Điện li Ca a Cân Ca(1-a) Ca a Ca a Ca2a Caa 2 K= =  Ca a Ca (1 - a ) (1 - a ) C= 0,1M C= 0,01M a = 0,013 a = 0,042 Chương 7: Dung dịch Ca a Ca a 7.5 Cân ion chất điện li khó tan 7.5.1 Cân ion chất điện li khó tan dung dịch 7.5.2 Tích số tan độ tan chất điện li khó tan 66 7.5.1.Cân ion chất điện li khó tan dung dịch Dễ tan (các muối nitrat, acetat…) Chất điện li Khó tan (các halogenua Ag, Pb, Hg(I); sulfate kim loại kiềm thổ, Pb…) Cân ion chất điện li khó tan: Am Bn  mA n+ + nB m- 67 Chương 7: Dung dịch 7.5.2.Tích số tan độ tan chất điện li khó tan Độ tan chất điện li khó tan n+  dd  Am Bn r   mA m dd  + nB K= C Amn+ CBn mC AmBn Vì nồng độ chất rắn đại lượng khơng đổi: K C AmBn = C m A n+ C n B m- = const Trong dung dịch bão hòa chất điện li khó tan, tích số nồng độ ion tự với số mũ tương ứng số nhiệt độ xác định Tích số tan TAm Bn = C m A n+ C n B m- = const Phụ thuộc: chất dung mơi chất tan nhiệt độ 68 Chương 7: Dung dịch 7.5.2.Tích số tan độ tan chất điện li khó tan Độ tan chất điện li khó tan n+  dd  Am Bn r   mA Điện li: T Am Bn = C S(mol/l) m An + C n Bm- m dd  + nB mS nS m n = mS  nS  = m n S S = m + n  m n m + n  T Am Bn m m n n Trong điều kiện: chất có T nhỏ  S nhỏ  tan 69 Chương 7: Dung dịch 7.5.2.Tích số tan độ tan chất điện li khó tan BẢNG TÍCH SỐ TAN Hợp chất Công thức Nhiệt độ T Aluminum Hydroxide anhydrous Al(OH)3 25°C 3×10–34 Aluminum Phosphate AlPO4 25°C 9.84×10–21 Barium Bromate Ba(BrO3)2 25°C 2.43×10–4 Barium Carbonate BaCO3 25°C 8.1×10–9 Barium Sulfate BaSO4 25°C 1.08×10–10 Barium Sulfate BaSO4 50°C 1.98×10–10 Beryllium Hydroxide Be(OH)2 25°C 6.92×10–22 Cadmium Sulfide CdS 18°C 3.6×10–29 Calcium Carbonate calcite CaCO3 25°C 0.87×10–8 Calcium Hydroxide Ca(OH)2 25°C 5.02–6 Calcium Phosphate tribasic Ca3(PO4)2 25°C 2.07×10–33 Calcium Sulfate CaSO4 25°C 4.93×10–5 7.5.2 Tích số tan độ tan chất điện li khó tan Hợp chất Công thức Nhiệt độ T Cupric Hydroxide Cu(OH)2 25°C 4.8×10–20 Cupric Sulfide CuS 18°C 8.5×10–45 Cuprous Iodide CuI 18°C20°C 5.06×10–12 Ferric Hydroxide Fe(OH)3 18°C 1.1×10–36 Ferrous Carbonate FeCO3 18°C25°C 2×10–11 Ferrous Hydroxide Fe(OH)2 25°C 1×10–15; 8.0×10–16 Ferrous Sulfide FeS 18°C 3.7×10–19 Lead Chloride PbCl2 25.2°C 1.0×10–4 Lead Hydroxide Pb(OH)2 25°C 1×10–16; 1.43×10–20 Lead Sulfate PbSO4 18°C 1.06×10–8 Lead Sulfide PbS 18°C 3.4×10–28 Magnesium Carbonate MgCO3 12°C 2.6×10–5 Magnesium Hydroxide Mg(OH)2 18°C 1.2×10–11 Hợp chất Công thức Nhiệt độ T 18°C 4×10–14 Manganese Sulfide (green) MnS 25°C 10–22 Mercuric Chloride HgCl2 25°C 2.6×10–15 Mercuric Hydroxide (equilib with HgO + H2O) Hg(OH)2 25°C 3.6×10–26 Mercuric Iodide HgI2 25°C 3.2×10–29 Manganese Hydroxide Mn(OH)2 Mercuric Sulfide HgS 18°C 4×10–53 to 2×10–49 Nickel Hydroxide Ni(OH)2 25°C 5.48×10–16 Silver Bromide AgBr 25°C 7.7×10–13 Silver Chloride AgCl 25°C 1.56×10–10 Silver Chloride AgCl 50°C 13.2×10–10 Silver Chloride AgCl 100°C 21.5×10–10 Silver Iodide AgI 25°C 1.5×10–16 Zinc Hydroxide Zn(OH)2 18°C -20°C 1.8×10–14 Zinc Sulfide ZnS 18°C 1.2×10–23 7.5.2 Tích số tan độ tan chất điện li khó tan Ảnh hưởng ion dung dịch đến độ tan Ion loại: độ tan chất điện li giảm Ion khác loại: độ tan chất điện li tăng BT7 Tính độ tan AgI nước (S) dd KI 0,1M (S’) Cho TAgI = 10-16 Chương 7: Dung dịch 7.5.2.Tích số tan độ tan chất điện li khó tan Điều kiện hòa tan kết tủa chất điện li khó tan A m B n r   mA [A ] [B ] = T [A ] [B ]  T n+ m n+ m m- n Am B n m- n Am Bn [A ] [B ] n+ m m- n  TAm Bn n+  dd  + nB m dd  Dung dịch bão hòa Chất điện li kết tủa Chất điện li tan Chương 7: Dung dịch 7.5.2.Tích số tan độ tan chất điện li khó tan Điều kiện hòa tan kết tủa chất điện li khó tan BT8 Trường hợp có xuất kết tủa a 100ml dd NaCl 2.10- M + 100ml dd AgNO3 2.10- M Cho biết TAgCl = 10-10 250C b 200ml dd CaCl2 5.10- M + 800ml dd Na2CO3 1,25.10- M Cho biết TCaCO3 = 10-8 250C c 20ml dd K2CrO4 1,2.10- M + 100ml dd AgNO3 1,2.10- M Cho biết TAg2CrO4 = 2.10-12 250C Chương 7: Dung dịch [...]... Chương 7: Dung dịch 7. 2 Dung dịch lỏng phân tử, chất tan không điện li, không bay hơi 7. 2.2 Độ tăng nhiệt độ sôi và độ giảm nhiệt độ đông đặc Định luật Raoult II 1 Nhiệt độ sôi của dung dịch: Dung dịch có nhiệt độ sôi cao hơn dung môi nguyên chất Dung dịch có nồng độ chất tan càng cao thì nhiệt độ sôi sẽ càng cao  trong quá trình sôi nhiệt độ sôi sẽ tăng dần 35 Chương 7: Dung dịch 7. 2 Dung dịch lỏng... của chất, sự có mặt của chất lạ… 22 Chương 7: Dung dịch 7. 1.2 Dung dịch Các loại nồng độ dung dịch mi  100%  mi Nồng độ phần trăm C% = Nồng độ mol CM = Nồng độ molan n ct Cm = 1000g dm Nồng độ phần mol ni Ni =  ni n ct 1000ml dd 23 Chương 7: Dung dịch 7. 1.2 Dung dịch Các loại nồng độ dung dịch BT 1 Xác định nồng độ phần mol của các cấu tử ZnI2 và H2O trong dung dịch ZnI2 bão hòa ở 20oC, biết độ tan... tạo dung dịch bão hòa ở nhiệt độ xác định othường biểu biễn bằng số gam chất tan tan tối đa trong 100g dung môi ở một nhiệt độ xác định (Hoặc nồng độ C% hoặc C M) 12 Chương 7: Dung dịch 7. 1.2 Dung dịch Độ tan của các chất và các yếu tố ảnh hưởng Khái niệm về độ tan S Độ tan = nồng độ của chất tan trong dd bão hòa CÁC DUNG DỊCH BÃO HOÀ Ở 200C và 500C Độ TAN CHẤT TAN 13 Chương 7: Dung dịch 7. 1.2 Dung dịch. .. tan 14 Chương 7: Dung dịch 7. 1.2 Dung dịch Độ tan của các chất và các yếu tố ảnh hưởng Khái niệm về độ tan S ĐỘ TAN CỦA CÁC HALOGENUA KIM LOẠI KIỀM TRONG H2O Độ TAN (số gam muối/100g dung môi) 15 Chương 7: Dung dịch 7. 1.2 Dung dịch Tính tan của một số ion thông dụng trong nước TAN KHÔNG TAN Ngọai trừ Ngọai trừ Ngọai trừ 16 7. 1.2 Dung dịch Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan  Bản chất của chất tan và dung. .. cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận 28 Chương 7: Dung dịch 7. 2 Dung dịch lỏng phân tử, chất tan không điện li, không bay hơi 7. 2.1 Độ giảm áp suất hơi bão hòa- Định luật Raoult I o Khi cho chất tan không bay hơi vào dung môi nguyên chất để tạo thành dung dịch thì: áp suất hơi bão hoà của dung môi trên dung dịch (gọi tắt là áp suất hơi bão hoà của dung dịch P1 ) giảm -> vì nồng độ dung môi giảm o... này không xảy ra hiệu ứng thể tích và hiệu ứng nhiệt (DH ≈ 0, DV ≈ 0)  xem như dung dịch lý tưởng Khảo sát tính chất của dung dịch chính là khảo sát tính chất của dung môi trong dung dịch chứ không phải của chất tan trong dung dịch 27 Chương 7: Dung dịch 7. 2 Dung dịch lỏng phân tử, chất tan không điện li, không bay hơi 7. 2.1 Độ giảm áp suất hơi bão hòa- Định luật Raoult I o Trên mặt thoáng của một... hiệu ứng nhiệt (DHht = 0) Có thể xem dung dịch lý tưởng là dung dịch có nồng độ chất tan thật loãng để tính chất của dung môi thay đổi không đáng kể so với dung môi nguyên chất 26 Chương 7: Dung dịch 7. 2 Dung dịch lỏng phân tử, chất tan không điện li, không bay hơi Dung dịch lỏng phân tử, chất tan không điện li, không bay hơi: Giả sử khi tạo thành loại dung dịch này không xảy ra hiệu ứng thể tích... của cung dịch (P1) luôn nhỏ hơn áp suất hơi bão hoà của dung môi nguyên chất (P0) 29 Chương 7: Dung dịch 7. 2 Dung dịch lỏng phân tử, chất tan không điện li, không bay hơi 7. 2.1 Độ giảm áp suất hơi bão hòa- Định luật Raoult I Định luật Raoult I: o Phát biểu 1: Áp suất hơi bão hòa của dung dịch bằng áp suất hơi bão hòa của dung môi nguyên chất nhân với nồng độ phần mol của dung môi trong dung dịch P1... tan Vd: C2H5OH tan trong H2O theo mọi tỉ lệ > do tạo liên kết hidro 18 Chương 7: Dung dịch 7. 1.2 Dung dịch Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan Bản chất của chất tan và dung môi Ví dụ: NaCl Độ phân cực của dung môi tăng dần •Tan tốt trong nước •Tan ít trong rượu etylic •Không tan trong ete và benzen 19 Chương 7: Dung dịch 7. 1.2 Dung dịch Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan  Nhiệt độ và áp suất  Hòa tan chất... P0 o Phát biểu 2: Độ giảm tương đối áp suất hơi bão hòa của dung dịch so với dung môi nguyên chất bằng nồng độ phần mol của chất tan trong dung dịch 31 Chương 7: Dung dịch 7. 2 Dung dịch lỏng phân tử, chất tan không điện li, không bay hơi 7. 2.1 Độ giảm áp suất hơi bão hòa- Định luật Raoult I BT3 Tính áp suất hơi bão hòa của nước trong dung dịch chứa 5g chất tan không điện ly trong 100g nước ở nhiệt