Chuong1 những khái niệm và định luật cơ sở của hóa học

Nguyên tử– Nguyên tử là phần tử nhỏ nhất của một nguyên tố hoá học, không thể phân chia nhỏ hơn được nữa về mặt hoá học.. Đơn chất, hợp chất:-Đơn chất là các chất được cấu thành từ một n

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

MÔN HỌC

GIẢNG VIÊN: HUỲNH KỲ PHƯƠNG HẠ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

 HÓA ĐẠI CƯƠNG (1,2) GS NGUYỄN ĐÌNH SOA

 TẬP BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG (Bộ môn Công nghệ Vô cơ – Khoa Công Nghệ Hóa Học – Trường ĐH Bách Khoa TP HCM)

 HÓA ĐẠI CƯƠNG (GLINKA, N.L.)

 HÓA ĐẠI CƯƠNG VÔ CƠ (HOÀNG NHÂM)

 HÓA ĐẠI CƯƠNG (RENÉ DIDIER)

 HÓA ĐẠI CƯƠNG VÀ TRẮC NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG (NGYỄN ĐỨC CHUNG)

 CÁC TÀI LIỆU HĨA ĐẠI CƯƠNG HAY GENERAL CHEMISTRY

CHƯƠNG I

NHỮNG KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT CƠ SỞ CỦA HOÁ HỌC

Nguyên tử

– Nguyên tử là phần tử nhỏ nhất của một nguyên tố hoá học, không thể phân chia nhỏ hơn được nữa về mặt hoá học Trong các phản ứng hoá học, nguyên tử không thay đổi.

Nguyên tố hoá học

– Là chất được tạo thành từ các nguyên tử có điện tích hạt nhân giống nhau.

Phân tử

– Phân tử là tập hợp nhóm các nguyên tử (có thể cùng hoặc khác loại) Các nguyên tử liên kết với nhau trong phân tử theo những kiểu liên kết khác nhau.

Đơn chất, hợp chất:

-Đơn chất là các chất được cấu thành từ một nguyên tố (Oxy O2, Kim cương C, Nitơ N2…) -Hợp chất là các chất được cấu thành từ 2 nguyên tố trở lên (H2O, Rượu, Dấm…)

Luật thành phần không đổi:

- Một hợp chất hóa học xác định luôn chứa

cùng một số nguyên tố như nhau với tỉ lệ khối lượng xác định.

 Định luật bảo toàn khối lượng (Hay định luật

Lomonossow - Lavoisier) là định luật cơ bản tronglĩnh vực hóa học, được phát biểu:

– Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng các chất

tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng sản phẩm tạo thành.

 (mtrước) =  (msau)

 Lịch sử:

– Năm 1748 Mikhail Lomonossow đặt ra định đề – Năm 1789 Antoine Lavoisier phát biểu định luật này

• Khối lượng của 1H = 1.6735 x 10-24 g và 16O là 2.6560 x 10-23 g.

• Định nghĩa: Khối lượng của 12C = chính xác là 12 đvC hay amu (đơn vị Carbon, hay là đơn vị nguyên tử, atomic mass unit).

Đồng vị

 Các nguyên tử của cùng một nguyên tố nhưng khác nhau số neutron trong hạt nhân (được chỉ định bởi số khối).

Nguyên tử lượng trung bình

• Trong tự nhiên, các nguyên tố tồn tại ở các dạng đồng

vị với tỉ lệ khác nhau, ví dụ:

• C: 98.892 % 12C + 1.108 % 13C.

• Nguyên tử lượng trung bình C:

• (0.98892)(12 amu) + (0.0108)(13amu) = 12.011 amu.

• Trong hệ thống tuần hoàn là NTL trung bình.

Ví dụ: Chlorine có 2 đồng vị, Cl-35 and Cl-37, có nguyên tử lượng lần luợt là 34.96885 and 36.96590 amu Nguyên

tử lượng của nó trong tự nhiên là 35.453 amu Thành phần

 Định luật tỉ lệ bội (Định luật Đalton)

– Nếu hai nguyên tố hóa hợp với nhau tạo thành một sốhợp chất thì những lượng khối lượng của một nguyên tố

so với cùng một lượng khối lượng của nguyên tố kia sẽ tỉlệ với nhau như những số nguyên đơn giản

Chuyển đổi nhiệt độ

C = 5/9 * (F - 32)

F = (9/5)*C + 32

K = C + 273.15

- 40o F = - 40o C

BẢNG CHỮ CÁI HY LẠP TƯƠNG ỨNG

: alpha (a) : iota (i) : rho (r)

: beta (b) : kappa (k) : () sigma (s)

: gamma (g) : () lambda (l) : tau (t)

 (): delta (d) : mu(y) (m) : upsilon (u)

: epsilon (e) : nu(y) (n)  (): phi (f)

: zeta (z) : xi (x) : chi (c)

: eta (h) : omicron (o)  (): psi (y)

: theta (q) : pi (p)  (): omega (w)

Đương lượng và định luật đương lượng

Đương lượng: Đ

Đương lượng của một nguyên tố hay một hợp chất là số phần khối lượng của nguyên tố hay hợp chất đó kết hợp hoặc thay thế vừa đủ với một đương lượng của một nguyên tố hay hợp chất khác.

Cách tính đương lượng:

Công thức chung để tính đương lượng là:

ĐA = M/n

( n tạm gọi là số đương lượng)

Trường hợp cụ thể

A là một nguyên tố

M: khối lượng nguyên tử, n: Hóa trị nguyên tố.

Ví dụ: Trong CO thì Đ C =12/2=6

CO 2 thì Đ C =12/4=3

A là axit:

M: Phân tử lượng của axit

n: Số H+ tham gia phản ứng

A là bazơ:

M: Phân tử lượng của bazơ

n: Số OH- tham gia phản ứng

A là muối:

M: Phân tử lượng của muối

n: Số điện tích của ion (anion hoặc cation) đã thay thế

Ví dụ:

Al2(SO4)3

ĐA = M[Al2(SO4)3]/(2x3) theo Al +3

ĐA = M[Al2(SO4)3]/(3x2) theo (SO4) -2

A là chất oxi hóa-khử:

– M: khối lượng phân tử chất.

– n: số e trao đổi trong phản ứng.

 Đương lượng gam (đlg):

– Đương lượng gam của một chất là lượng tính

bằng g của chất đó có số đo bằng đương lượng

của nó.

 Ví dụ:

– Đương lượng của H2SO4 là 49 hay 98 thì 1 đlg là 49g hay 98g

 Định luật đương lượng:

– Trong một phản ứng hóa học số đương lượng của các chất tham gia phản ứng phải bằng nhau

– Trong các phản ứng hóa họa một đương lượng của chất này chỉ kết hợp hoặc thay thế một đương lượng của chất khác mà thôi

 Nồng độ đương lượng:

– Là số đương lượng gam chất tan trên một lít dung dịch.– Ký hiệu N hay CN

 Tương quan giữa nồng độ mol và nồng độ đương lượng

NA = nCA(n: S ố đương lượng)

 Ví dụ: Cho phản ứng

H 2 SO 4 + 2NH 4 OH = (NH4) 2 SO 4 + 2H 2 O Tìm khối lượng NH 4 OH cần thiết để phản ứng vừa đủ với 2 lít dd H 2 SO 4 0.5N.

Ta cĩ n của H2SO4 là 2 và đương lượng là 49, nên CA=NA/2 = 0.25M Khối lượng axit là 2x0.25x98=49g

 m[NH4OH]=m[H2SO4]x(Đ[NH4OH]/Đ[H2SO4])

Phương trình trạng thái khí lý tưởng

 Định luật Avogadro

– Một mol khí bất kỳ ở điều kiện tiêu chuẩn 00C, 760mmHg) phải chứa một số phân tử là 6.023x1023 N = 6.023x1023 là số Avogadro.

– Từ đó tính được khối lượng chính xác của nguyên tử và phân tử.

 Quy tắc Bát bộ (octet - Lewis và Langmuir)

– “Để có một trạng thái electron ổn định giốngkhí trơ, các nguyên tử có khuynh hướng nhận,cho, hay chia sẻ các electron để tầng ngoài cùng

có thể có hoặc góp phần vào 4 cặpelectron (bát bộ).”

 Quy tắc bát bộ có những ngoại lệ Thí dụ như với hydrogen và helium, số electron tối

đa là 2 thay vì 8; với phosphorus (P) số này

là 10; với sulfur (S) số này có thể là 12