Chuong08 dungdichlong

5/10/2012 Chương DUNG DỊCH LỎNG Chương 8.1 Khái niệm dung dịch 8.2 Dung dịch lỗng chất khơng điện ly, khơng bay tính chất 8.2.1 Áp suất bão hòa 8.2.2 Nhiệt độ sơi nhiệt độ kết tinh 8.2.3 Áp suất thẩm thấu π 5/10/2012 8.1 Khái niệm dung dịch 8.1 Khái niệm dung dịch 8.1.1 Khái niệm hệ phân tán dung dịch • Hệ phân tán: hệ gồm hai hay nhiều chất chất dạng hạt nhỏ phân bố vào chất • Chất phân bố - chất phân tán, • Chất chứa chất phân tán - mơi trường phân tán 5/10/2012 8.1 Khái niệm dung dịch 8.1.1 Khái niệm hệ phân tán dung dịch • Phân loại: theo kích thước hạt d chất phân tán o Hệ phân tán thơ (hệ lơ lửng): d >100µm (có thể nhìn thấy mắt thường hay kính hiển vi thường) Hệ khơng bền Vd: huyền phù, nhũ tương, khói, mây… o Hệ phân tán cao (hệ keo): 1µm < d < 100µm (chỉ nhìn thấy kính siêu hiển vi) Hệ bền o Hệ phân tán phân tử - ion (dung dịch thực): d < 1µm (kích thước phân tử) Hệ bền 8.1 Khái niệm dung dịch 8.1.2 Khái niệm độ tan S • Độ tan: chất nồng độ chất dung dịch bão hòa điều kiện xác định • Độ tan thường biểu biễn số g (rắn) số ml (khí) chất tan 100g dung mơi o S > 10 : chất dễ tan o S < : chất khó tan o S < 10-3 : chất khơng tan 5/10/2012 8.1 Khái niệm dung dịch 8.1 Khái niệm dung dịch 8.1.2 Khái niệm độ tan S • Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan: o Bản chất dung mơi chất tan: chất tan tan tốt dung mơi tương tự o Nhiệt độ: Hòa tan chất khí chất lỏng: ∆Hht < 0, → T↑→ S↓ Hòa tan chất rắn chất lỏng: ∆Hht > 0, → T↑→ S↑ o Áp suất: Hòa tan chất khí chất lỏng: ↑P: S↑ Hòa tan chất lỏng chất rắn chất lỏng: khơng chịu ảnh hưởng áp suất 5/10/2012 8.1 Khái niệm dung dịch 8.1.3 Q trình hồ tan Sự hòa tan bao gồm hai q trình: a)Q trình phá vỡ cấu trúc chất tan, đặc biệt chất rắn, để tạo thành ngun tử, phân tử hay ion: q trình vật lý, thu nhiệt b)Q trình tương tác hạt chất tan với phân tử dung mơi, gọi q trình solvat hóa (dung mơi nước – hydrat hóa): q trình hóa học, phát nhiệt 8.1 Khái niệm dung dịch 8.1.3 Q trình hồ tan • Các tính chất nhiệt động ∆Ght = ∆Hht - T∆Sht ∆Hht = ∆Hcp + ∆H sol Chất khí tan chất lỏng < < → ∆Hht < Chất rắn tan chất lỏng > < → ∆Hht chưa biết ∆Sht = ∆Scp + ∆S sol Chất khí tan chất lỏng < < → ∆Sht < Chất rắn tan chất lỏng > < → ∆Sht chưa biết 10 5/10/2012 8.1 Khái niệm dung dịch 8.1.4 Nồng độ dung dịch • Nồng độ phần trăm C%: số g chất tan 100g dd • Nồng độ phân tử gam (nồng độ mol) CM: số mol chất tan lit dung dịch • Nồng độ molan Cm: số mol chất tan 1000g dung mơi ngun chất • Nồng độ phần mol N: tỷ số số mol chất tan tổng số mol chất tan dung mơi • Nồng độ đương lượng CN: số đương lượng gam chất tan lit dung dịch 11 8.1 Khái niệm dung dịch 8.1.4 Nồng độ dung dịch • Quan hệ nồng độ C% = m2 m m C %.d 100 = 100 ⇒ = m1 + m2 Vd V 100 CM = n2 m2 m 1000 = 1000 ⇒ = M 2C M 1000 V M V V CN = a2 m m 1000 = 1000 ⇒ = D2C N 1000 V D2 V V 12 5/10/2012 8.1 Khái niệm dung dịch 8.1.4 Nồng độ dung dịch • Quan hệ nồng độ N2 = m2 M2 n2 = m1 m2 n1 + n2 + M1 M m2 C %d = = M 2CM 1000 = D2C N 1000 V 100 13 8.1 Dung dịch lỗng chất khơng điện ly, khơng bay tính chất 14 5/10/2012 8.2 Dung dịch lỗng • Khi tạo thành dd lỗng: ∆H ≈ 0, ∆V ≈ • Trong dd, hạt chất tan cách xa nhau, tương tác chúng khơng đáng kể dung mơi thực tế khơng biến đổi tính chất → dd lỗng ≈ dd lý tưởng 15 8.2 Dung dịch lỗng 8.2.1 Áp suất bão hòa: Trong tự nhiên pha lỏng khí có q trình thuận nghịch: Bay hơi, ∆H > Lỏng Hơi Ngưng tụ, ∆H < 16 5/10/2012 8.2 Dung dịch lỗng 8.2.1 Áp suất bão hòa: Định luật Raoult I (F Raoult, 1830 – 1901, giáo sư hóa học người Pháp, đưa năm 1886): áp suất bão hòa dung dịch áp suất bão hòa dung mơi ngun chất nhân với nồng độ phần mol dung mơi dung dịch p1 = p0 N1 • P0: Áp suất bão hòa dung mơi ngun chất • P1: Áp suất bão hòa dung dịch • N1: nồng độ phần mol dung mơi dd 17 8.2 Dung dịch lỗng 8.2.1 Áp suất bão hòa: Thay: N1 = – N2 Ta được: p1 = p0(1 – N2) = p0 – p0N2 → N2 = ( p0 − p1 ) p0 = ∆p p0 • N1: nồng độ phần mol chất tan dd Cách phát biểu khác định luật Raoult I: Độ giảm tương đối áp suất bão hòa dd nồng độ phần mol chất tan dd 18 5/10/2012 8.2 Dung dịch lỗng 8.2.2 Nhiệt độ sơi nhiệt độ kết tinh: • Nhiệt độ sơi chất lỏng nhiệt độ áp suất bão hòa áp suất mơi trường xung quanh • Đối với dd: T : 100 C : > 100 C : → p1T < p0T p1100 < p100 = 1atm p1>100 = 1atm Tdds > Tdms 19 8.2 Dung dịch lỗng 8.2.2 Nhiệt độ sơi nhiệt độ kết tinh: 20 10 5/10/2012 8.2 Dung dịch lỗng 8.2.2 Nhiệt độ sơi nhiệt độ kết tinh: • Chất lỏng kết tinh nhiệt độ, áp suất pha lỏng áp suất pha rắn • Đối với dd: kt Tddkt < Tdm 21 8.2 Dung dịch lỗng 8.2.2 Nhiệt độ sơi nhiệt độ kết tinh: • Định luật Raoult II: “độ tăng nhiệt độ sôi độ giảm nhiệt độ đông đặc dung dòch loãng tỷ lệ với nồng độ molan dung dòch” ∆T s = k s C m ∆Tkt = k kt C m o ∆Ts ∆Tkt – độ tăng nhiệt độ sôi độ giảm nhiệt độ đông đặc o ks kkt – số nghiệm sôi số nghiệm đông, phụ thuộc vào chất dung môi, khơng phụ thuộc chất chất tan o Cm – nồng độ molan dung dòch 22 11 5/10/2012 8.2 Dung dịch lỗng 8.2.2 Nhiệt độ sơi nhiệt độ kết tinh: Dung môi ks kkt Nước (H2O) 0.516 1.86 Benzen (C6H6) 2.67 5.12 Axit axetic (CH3COOH) 3.1 3.9 Nitro benzen (C6H5) 5.27 6.9 23 8.2 Dung dịch lỗng 8.2.3 Áp suất thẩm thấu π: • Sự chuyển dm vào dd qua màng bán thấm – tượng thẩm thấu 24 12 5/10/2012 8.2 Dung dịch lỗng 8.2.3 Áp suất thẩm thấu π: Van’t Hoff (1887): Áp suất thẩm thấu dung dòch loãng áp suất gây chất tan trạng thái khí nhiệt độ chiếm thể tích dung dòch π = CM RT đó: π - áp suất thẩm thấu CM – nồng độ mol dung dòch 25 13