HĨA PHÂN TÍCH TS NGUYỄN THỊ LAN PHI Email: lanphi@hcmut.edu.vn Bộ mơn Kỹ thuật Hóa lý – Khoa Kỹ thuật Hóa học Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP Hồ Chí Minh CHƯƠNG II CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN Các khái niệm định luật Dung dịch Các loại nồng độ dung dịch Cân hóa học – Định luật tác dụng khối lượng Đương lượng – Định luật tác dụng đương lượng Dung dịch Định nghĩa Phân loại dung dịch Nồng độ dung dịch Hoạt độ dung dịch Dung dịch – Định nghĩa • Một hệ đồng thể phân tán phân tử hay ion hai hay nhiều chất • Thành phần thay đổi giới hạn rộng • Gồm chất phân tán (chất tan) môi trường phân tán (dung môi) Muối Chất tan Nước Dung môi Phân loại dung dịch • rắn/rắn • rắn/lỏng • lỏng/lỏng • rắn/khí • lỏng/khí • Khí /khí Phổ biến hóa phân tích dung dịch rắn/ lỏng lỏng/lỏng Một số ví dụ dung dịch Loại Ví dụ Dung dịch khí Khí/khí Khơng khí Dung dịch lỏng Khí / Lỏng Nước soda Chất tan Dung môi Oxy (K) Nitơ (K) Nước (L) Lỏng/Lỏng Dấm ăn Carbon dioxide (K) Acid acetic (L) Rắn /Lỏng Nước biển Natri clorua (R) Nước (L) Dung dịch rắn Lỏng / Rắn Hỗn hống Rắn / Rắn Thép Thủy ngân (L) Carbon (R) Nước (L) Bạc (R) Sắt (R) Dung dịch – Nồng độ dung dịch Nồng độ dd: lượng chất tan đơn vị dung môi Muối Chất tan Nước Dung mơi • DD lỗng: lượng chất tan chiếm tỷ lệ nhỏ • DD đậm đặc: lượng chất tan chiếm tỷ lệ lớn • DD bão hồ: lượng chất tan tối đa nhiệt độ áp suất xác định • DD q bão hồ: thêm chất tan vào dd bão hồ → đun nóng → làm nguội từ từ Dung dịch bền Dung dịch chưa bão hịa Dung dịch chưa bão hịa • Chứa hàm lượng chất tan tối đa • Có thể hịa tan thêm chất tan Chất tan Copyright © 2007 by Pearson Education, Inc Publishing as Benjamin Cummings Dung dịch bão hịa Dung dịch bão hịa • Chứa lượng chất tan tối đa hịa tan • Có chất tan lại đáy cốc chứa Chất tan Copyright © 2007 by Pearson Education, Inc Publishing as Benjamin Cummings Khái niệm đương lượng AB + nY ↔ C + D MY: Khối lượng đương lượng chất Y Đương lượng hợp chất AB: ĐAB = MAB/n (n: số đơn vị đương lượng AB tham gia pứ) Khái niệm đương lượng PHẢN ỨNG OXY HÓA KHỬ AB ± ne- ↔ C + D mol electron ↔ đương lượng n: số mol electron trao đổi vừa đủ với mol hợp chất AB Khái niệm đương lượng PHẢN ỨNG ACID – BAZ AB + nH+/OH- ↔ C + D mol H+/OH- ↔ đương lượng n: số mol H+/OH- thực tham gia trao đổi mol AB Khái niệm đương lượng PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION AB + nM+/M- ↔ C + D mol M+/M- ↔ đương lượng n: số mol M+/M- thực tham gia trao đổi với mol AB Cân hóa học – Định luật tác dụng khối lượng Khái niệm hoạt độ Cân hóa học Định luật tác dụng khối lượng Khái niệm hoạt độ - Nếu chất tan dung dịch diện dạng ion - Sự tác động nhiều ion khác dung dịch gây lực tương tác ion μ - Lực tương tác ion μ làm giảm khả hoạt động ion ion diện với nồng độ hiệu dụng a (hoạt độ) - Lực tương tác ion μ tỉ lệ thuận với nồng độ điện tích ion n μ = ∑ Ci Zi 2 Ci, Zi – nồng độ điện tích ion I dung dịch Khái niệm hoạt độ a = f.c (f : hệ số hoạt độ) lgf = φ(μ): thay đổi theo lực ion μ f≤1 DD loãng μ ≈ → f ≈ → a ≈ c Trong hóa phân tích → nồng độ thường nhỏ (0,01 - 0,1N) → quy ước f =1 Cân hóa học aA + bB (1) (2) dD + eE Trong thực tế, đa số phản ứng thuận nghịch → khơng xảy hồn tồn → diễn đến trạng thái cân → tồn song song tác chất sản phẩm Định luật tác dụng khối lượng Tỷ số tích hoạt độ sản phẩm tích hoạt độ tác chất số d e (D) (E) = const K(1) = a b (A) (B) Định luật tác dụng khối lượng aA + bB (1) dD + (2) eE Nếu dd loãng → thay hoạt độ nồng độ [D] [E] a b [A] [B] d K(1) = e Định luật tác dụng khối lượng Cân động → tuân theo nguyên lý Le Châtelier K(1) lớn → phản ứng theo chiều chiếm ưu K > 107: phản ứng hoàn toàn K nghiệm cho dung dịch lý tưởng, dung dịch thực không điện li hay điện li yếu Định luật tác dụng đương lượng Danton: Trong phản ứng hóa học, số đương lượng chất tham gia phản ứng phải V1.C1 = V2.C2 Quan trọng → dùng phân tích định lượng Định luật tác dụng đương lượng MnO4- + 5Fe2+ (1) a(mol) + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O (2) 5a(mol) Số ĐL(1) = n1.số mol (1) = 5a (ĐL) Số ĐL(2) = n2.số mol (2) = 1.5a = 5a (ĐL) Định luật tác dụng đương lượng m 1000 CN = Đ V m C N V ⇒ = Đ 1000 BÀI TẬP Dung dòch A (100ml) chứa 0,4166g BaCl2 Tính nồng độ mol, nồng độ đương lượng nồng độ khối lượng (g/l) BaCl2 dung dịch A? • Cân 2,8614g Na2CO3.10 H2O (M= 286) hòa tan nước thành 250 ml dd Tính nồng độ đương lượng dd đó?