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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC MƠN HỌC Hóa ĐẠI CƯƠNG 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 – 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 phần tử nhỏ nguyên tố hoá học, phân chia nhỏ mặt hoá học Trong phản ứng hoá học, nguyên tử không thay đổi Nguyên tố hoá học – Là chất tạo thành từ nguyên tử có điện tích hạt nhân giống Phân tử – Phân tử tập hợp nhóm nguyên tử (có thể khác loại) Các nguyên tử liên kết với phân tử theo kiểu liên kết khác Đơn chất, hợp chất: -Đơn chất chất cấu thành từ nguyên tố (Oxy O2, Kim cương C, Nitơ N2…) -Hợp chất chất cấu thành từ nguyên tố trở lên (H2O, Rượu, Dấm…) Luật thành phần không đổi: - Một hợp chất hóa học xác đònh chứa số nguyên tố với tỉ lệ khối lượng xác đònh  Định luật bảo tồn khối lượng (Hay định luật Lomonossow - Lavoisier) định luật lĩnh vực hóa học, phát biểu: – Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng sản phẩm tạo thành  (mtrước) =  (msau)  Lịch sử: – Năm 1748 Mikhail Lomonossow đặt định đề – Năm 1789 Antoine Lavoisier phát biểu định luật Khối lượng nguyên tử (Nguyên tử lượng) • Khối lượng 1H = 1.6735 x 10-24 g 16O 2.6560 x 10-23 g • Đònh nghóa: Khối lượng 12C = xác 12 đvC hay amu (đơn vò Carbon, đơn vò nguyên tử, atomic mass unit) • Từ đó: amu = 1.66054 x 10-24 g g = 6.02214 x 1023 amu Đồng vị   Các ngun tử ngun tố khác số neutron hạt nhân (được định số khối) Ví dụ: – Đồng vị Hydrogen H-1, 1H, protium (một proton, khơng có neutron hạt nhân) – Đồng vị Hydrogen H-2 or D, 2H, deuterium (1 proton neutron hạt nhân) – Đồng vị Hydrogen H-3 or T, 3H, tritium (1 proton neutron hạt nhân) Nguyên tử lượng trung bình • Trong tự nhiên, nguyên tố tồn dạng đồng vò 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 NTL trung bình  Đònh luật tỉ lệ bội (Đònh luật Đalton) – Nếu hai nguyên tố hóa hợp với tạo thành số hợp chất lượng khối lượng nguyên tố so với lượng khối lượng nguyên tố tỉ lệ với số nguyên đơn giản  Ví dụ:  FeS, FeS2, với 56 đơn vò khối lượng Fe tỉ lệ S: Fe 32:56; 64:56 Do tỉ lệ S 32:64 = 1:2  N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5 với 14 đơn vò khối lượng N tỉ lệ N : (8/14):(16/14):(24/14):(32/14):(40/14)  8:16:32:40 1:2:3:4:5 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 đònh luật đương lượng Đương lượng: Đ Đương lượng nguyên tố hay hợp chất số phần khối lượng nguyên tố hay hợp chất kết hợp thay vừa đủ với đương lượng nguyên tố hay hợp chất khác Cách tính đương lượng: Công thức chung để tính đương lượng là: ĐA = M/n (n tạm gọi số đương lượng) Trường hợp cụ thể A nguyên tố M: khối lượng nguyên tử, n: Hóa trò nguyên tố Ví dụ: Trong CO ĐC=12/2=6 CO2 ĐC=12/4=3 A axit: M: Phân tử lượng axit n: Số H+ tham gia phản ứng Ví dụ: H2SO4 + NaOH  NaHSO4 + H2O ĐA = 98/1=98 H2SO4 + NaOH  Na2SO4 + H2O ĐA = 98/2=49 A bazơ: M: Phân tử lượng bazơ n: Số OH- tham gia phản ứng Ví dụ: Ca(OH)2 + HCl  Ca(OH)Cl + H2O ĐA = M[Ca(OH)2]/1 Ca(OH)2 + HCl  CaCl2 + H2O ĐA = M[Ca(OH)2]/2 A muối: M: Phân tử lượng muối n: Số điện tích ion (anion cation) thay Ví dụ: Al2(SO4)3 ĐA = M[Al2(SO4)3]/(2x3) theo Al+3 ĐA = M[Al2(SO4)3]/(3x2) theo (SO4)-2 Trong phản ứng cụ thể Fe2(SO4)3 + 2NH4OH = 2Fe(OH)SO4 + (NH4)2SO4 Đ[NH4OH] = M[NH4OH] (vì có nhóm OH-) Đ[Fe2(SO4)3] = Đ[Fe2(SO4)3]/(1[SO4-2]x2) (vì 2Fe.2(SO4).(SO4) có nhóm SO4-2 bị thay thế) A chất oxi hóa-khử: – M: khối lượng phân tử chất – n: số e trao đổi phản ứng Ví dụ: 8Al+3KNO3+5KOH+2H2O=3NH3+8KAlO2 Đ[Al] = 27/3 (Số e trao đổi từ Al0Al+3=3e) Đ[KOH] = M[KOH] Đ[KNO3] = M[KNO3]/8 (N+5N-3 trao đổi 8e)  Đương lượng gam (đlg): – Đương lượng gam chất lượng tính g chất có số đo đương lượng  Ví dụ: – Đương lượng H2SO4 49 hay 98 đlg 49g hay 98g  Đònh luật đương lượng: – Trong phản ứng hóa học số đương lượng chất tham gia phản ứng phải – Trong phản ứng hóa họa đương lượng chất kết hợp thay đương lượng chất khác mà Phản ứng: aA + bB = cD + dD Số đlg chất i = mi/Đi Từ định luật viết thành: mA/ĐA = mB/ĐB hay mA/mB = ĐA/ĐB Và: NAVA = NBVB = NCVC… Trong Ni nồng độ đương lượng chất i   Nồng độ đương lượng: – Là số đương lượng gam chất tan lít dung dòch – Ký hiệu N hay CN  Tương quan nồng độ mol nồng độ đương lượng NA = nCA (n: Số đương lượng)  Ví dụ: Cho phản ứng H2SO4 + 2NH4OH = (NH4)2SO4 + 2H2O Tìm khối lượng NH4OH cần thiết để phản ứng vừa đủ với lít dd H2SO4 0.5N Ta có n H2SO4 đương lượng 49, nên CA=NA/2 = 0.25M Khối lượng axit 2x0.25x98=49g  m[NH4OH]=m[H2SO4]x(Đ[NH4OH]/Đ[H2SO4]) Phương trình trạng thái khí lý tưởng pV = nRT – p: áp suất (atm,mmHg) – V: thể tích (ml, lít) – T: nhiệt độ Kenvin – n: số mol – R: Hằng số khí R = 0.082 (l.atm/mol.K)  R = 62400 (ml.mmHg/mol.K)  R = 1.987 (cal/mol.K)   Đònh luật Avogadro – Một mol khí điều kiện tiêu chuẩn 00C, 760mmHg) phải chứa số phân tử 6.023x1023 N = 6.023x1023 số Avogadro – Từ tính khối lượng xác nguyên tử phân tử  Quy tắc Bát (octet - Lewis Langmuir) – “Để có trạng thái electron ổn định giống khí trơ, ngun tử có khuynh hướng nhận, cho, hay chia sẻ electron để tầng ngồi có góp phần vào cặp electron (bát bộ).”  Quy tắc bát có ngoại lệ Thí dụ với hydrogen helium, số electron tối đa thay 8; với phosphorus (P) số 10; với sulfur (S) số 12 ... 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... NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT CƠ SỞ CỦA HOÁ HỌC Nguyên tử – Nguyên tử phần tử nhỏ nguyên tố hoá học, phân chia nhỏ mặt hoá học Trong phản ứng hoá học, nguyên tử không thay đổi Nguyên tố hoá học – Là chất... Dấm…) Luật thành phần không đổi: - Một hợp chất hóa học xác đònh chứa số nguyên tố với tỉ lệ khối lượng xác đònh  Định luật bảo tồn khối lượng (Hay định luật Lomonossow - Lavoisier) định luật