Hóa vô cơ Bài 4 nồng độ Hydro

9/11/2017 BÀI I NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH Bài giảng dành cho dược sĩ đại học quy năm ThS Trần Thị Vân Anh tranthivananh06@gmail.com CHUẨN NĂNG LỰC Trình bày cách biểu thị nồng độ dung dịch Tính đương lượng chất phản ứng Tính toán để pha dung dịch 9/11/2017 NỘI DUNG Dung dịch nồng độ dung dịch Nồng độ phần trăm Nồng độ mol Nồng độ đương lượng DUNG DỊCH VÀ NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH 1.1 Dung dịch • hệ đồng thể gồm hai hay nhiều cấu tử (phân tử, ion) • Dung dịch = chất tan + dung môi 1.2 Nồng độ • Lượng chất tan/1 thể tích (hoặc khối lượng) xác định dung dịch (hoặc dung môi) • Vd: dung dịch NaCl 0,9 %; dung dịch glucose % 9/11/2017 DUNG DỊCH VÀ NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH 1.3 Các cách biểu thị nồng độ dung dịch • Nồng độ phần trăm • Nồng độ phân tử (nồng độ mol) CM • Nồng độ đương lượng NỒNG ĐỘ PHẦN TRĂM • Nồng độ phần trăm khối lượng – khối lượng C % (kl/kl) • Nồng độ phần trăm khối lượng – thể tích C % (kl/tt) • Nồng độ phần trăm thể tích – thể tích C % (tt/tt) 9/11/2017 2.1 Nồng độ phần trăm khối lượng – khối lượng C % (kl/kl) • C % (kl/kl) biểu thị số gam chất tan có 100 g dung dịch • Ký hiệu: C % (kl/kl) • Trường hợp hòa tan m gam chất tan vào b gam dung môi m: Khối lượng chất tan (gam) m1: Khối lượng dung dịch (gam) V: Thể tích dung dịch (ml) d: Khối lượng riêng dung dịch (g/ml) 2.1 Nồng độ phần trăm khối lượng – khối lượng C % (kl/kl) • Ví dụ: Nồng độ C % (kl/kl) Dung dịch Khối lượng chất tan (m g) Khối lượng dung dịch (m1 g) Amoniac 25 % 25 100 Natri bicarbonat 10 % 10 100 9/11/2017 2.1 Nồng độ phần trăm khối lượng – khối lượng C % (kl/kl) • Ví dụ: Tính nồng độ phần trăm C% (kl/kl) dung dịch natri carbonat cân 25 g Na2CO3 pha 250 ml nước (dnước = 1) Giải: • m: Khối lượng chất tan = 25 g • b: Khối lượng dung môi = V x d = 250 x = 250 g • (m + b): Khối lượng dung dịch = 25 g + 250 g • Nồng độ phần trăm natri carbonat: 2.1 Nồng độ phần trăm khối lượng – khối lượng C % (kl/kl) • Ví dụ: Alizarin dùng làm thuốc thử Khi pha người ta hòa tan 0,25 g alizarin 100 ml nước, nồng độ phần trăm C% (kl/kl) alizarin là: • Trong hóa phân tích, nồng độ phần trăm coi gần đúng, hóa chất cân cân kỹ thuật 9/11/2017 2.2 Nồng độ phần trăm khối lượng – thể tích C % (kl/tt) • C % (kl/tt) biểu thị số gam chất tan 100 ml dung dịch • Ký hiệu: C% (kl/tt) • Công thức: mct : Khối lượng chất tan (g) Vdd: Thể tích dung dịch (ml) • Khối lượng chất tan tính: 2.2 Nồng độ phần trăm khối lượng – thể tích C % (kl/tt) • Ví dụ: Nồng độ C % (kl/tt) Dung dịch Khối lượng Thể tích chất tan (g) dung dịch (ml) Glucose 20 % 20 100 Natri clorid 0,9 % 0,9 100 9/11/2017 2.2 Nồng độ phần trăm khối lượng – thể tích C % (kl/tt) • Ví dụ: Khi pha dung dịch glucose ưu trương, sử dụng 200 g glucose pha thành 1000 ml, nồng độ dung dịch glucose tính theo nồng độ phần trăm: • Ví dụ: Để pha lít dung dịch tiêm truyền NaCl 0,9 %, lượng NaCl tính theo công thức: 2.3 Nồng độ phần trăm thể tích – thể tích C% (tt/tt) • C% (tt/tt) biểu thị số ml chất tan có 100 ml dung dịch • Ký hiệu: C% (tt/tt) • Công 4 = Na2C2O4 + H2O • HCl + AgNO3 = AgCl + HNO3 • Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4 + H2O • KMnO4 + FeCl2 + H2SO4 => FeCl3 + Mn2+ + H2O • CuCl2 + KOH = Cu(OH)2 + KCl 14 9/11/2017 NỒNG ĐỘ ĐƯƠNG LƯỢNG 4.2 Số đương lượng gam • Số đương lượng gam chất A số gam chất A chia cho đương lượng gam chất NỒNG ĐỘ ĐƯƠNG LƯỢNG 4.2 Số đương lượng gam Vd: NaOH + HCl = NaCl + H2O mol = 40g mol = 36,5g Tính đương lượng gam MNaOH 40   40( g ) n MHCl 36,5 EHCl    36,5( g ) n ENaOH  Tính số đương lượng gam mNaOH 40  1 ENaOH 40 mHCl 36,5 eqHCl   1 EHCl 36,5 eqNaOH  => Tại điểm tương đương, số đương lượng gam chất 15 9/11/2017 NỒNG ĐỘ ĐƯƠNG LƯỢNG 4.3 Nồng độ đương lượng • Nồng độ đương lượng biểu diễn số đương lượng gam chất tan có lít (1000 ml) dung dịch • Ký hiệu: CN eq(A): số đương lượng gam chất tan E: Đương lượng gam chất tan V: Thể tích dung dịch (ml) NỒNG ĐỘ ĐƯƠNG LƯỢNG 4.3 Nồng độ đương lượng • Ví dụ: Xác định nồng độ đương lượng dung dịch HCl hòa tan 3,65 g HCl thành 500 ml dung dịch • Biết khối lượng mol acid hydrocloric = 36,5, đương lượng gam acid hydrocloric = 36,5 (số proton H+ = 1) => 16 9/11/2017 BÀI II HYDRO Bài giảng dành cho dược sĩ đại học quy năm ThS Trần Thị Vân Anh tranthivananh06@gmail.com CHUẨN NĂNG LỰC Từ đặc tính nguyên tử hydro, giải thích lượng liên kết, tính khử oxy hóa nguyên tố hydro Biết điều chế hydro, thu khí hydro Trình bày ứng dụng hydro đời sống 17 9/11/2017 TÍNH CHẤT HÓA HỌC Bóng bay bơm khí hydro TÍNH CHẤT HÓA HỌC • Bóng thám không bơm khí H2 25 9/11/2017 TÍNH CHẤT HÓA HỌC 3.2 Tính khử  Hydro sinh chất khử mạnh Zn + H2SO4  H + ZnSO4 (trong dd) H + H+ + MnO4-  Mn2+ + H2O (trong dd) Ngoài ra: H sinh khử SO2  H2S ( môi trường acid) NO2- , NO3-  NH3 ( môi trường kiềm) TÍNH CHẤT HÓA HỌC 3.3 Tính oxy hóa: thể qua phản ứng tạo hydrid  Hydrid hợp chất hydro với nguyên tố khác  Phân loại hydrid dựa vào chất liên kết hóa học hợp chất • Hydrid ion: hydrid kim loại kiềm, kiềm thổ • Hydrid cộng hóa trị: hydrid hầu hết nguyên tố không kim loại nửa kim loại • Hydrid kiểu kim loại: hydrid kim loại chuyển tiếp Vd: UH3 , PdHx 26 9/11/2017 TÍNH CHẤT HÓA HỌC 3.3.1 Tạo hydrid ion với kim loại IA, IIA • Điều chế: đun nóng kim loại tương ứng khí H2 Li (r) + H2 (k)  LiH (r) Ca (r) + H2 (k)  CaH2 (r) • Trong nước, ion hydrid H- base mạnh phản ứng với H+ H2O tạo H2 OHNaH + H2O  Na+ + OH- + H2 • Ion hydrid H- chất khử mạnh TiCl4 + LiH  Ti + LiCl + H2 TÍNH CHẤT HÓA HỌC 3.3.2 Tạo hydrid cộng hóa trị với phi kim C + H2  CH4 N2 + H2  NH3 O2 + H2  H2O • Liên kết hydro nguyên tố X có chất cộng hóa trị 27 9/11/2017 TÍNH CHẤT HÓA HỌC 3.3.3.Tạo hydrid kiểu kim loại với nguyên tố chuyển tiếp d, f • Nhiều kim loại chuyển tiếp có khả hấp thụ khí hydro tạo nên hydrid kiểu kim loại • Hydrid so với kim loại: khả phản ứng với O2 H2 hơn, dòn hơn, chất dẫn điện bán dẫn bề giống kim loại • Hydrid kim loại xem dung dịch rắn TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ 4.1 Trạng thái tự nhiên • Hydro nguyên tố nhiều vũ trụ ( 90% dạng nguyên tử H) • Trong mặt trời, hạt nhân H kết hợp với thành hạt nhân He ( Z = 2) giải phóng lượng cho Trái đất • Trên Trái đất, lượng nhỏ hydro tồn dạng H2, hầu hết kết hợp với oxy tạo thành nước • Hydro dạng hợp chất hữu với carbon có dầu mỏ, than đá, khí thiên nhiên sinh vật 28 9/11/2017 TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ 4.2 Phương pháp điều chế  Trong công nghiệp • Đi từ than • Đi từ khí thiên nhiên • Điện phân  Tổng hợp H2 phòng thí nghiệm TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ 4.2 Phương pháp điều chế 4.2.1 Đi từ than • Cho nước qua than cốc đốt nóng đến 1000 oC C + H2O  CO + H2 Ho = 130 kJ Khí than nước • Trộn khí than nước với nước dư cho qua chất xúc tác ( Fe2O3 hoạt hóa Cr2O3 hay NiO) 450 oC CO + H2 O  CO2 + H2 Ho = - 42 kJ • Rửa hỗn hợp khí thu với nước 25 atm, CO CO2 tan nước lại H2, thu khí H2 • Khí thu cho qua dd NaOH NH3 để loại lượng nhỏ CO CO2 lại 29 9/11/2017 TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ 4.2 Phương pháp điều chế 4.2.2 Phương pháp từ khí thiên nhiên • Cho khí thiên nhiên nước đốt nóng đến 1000o C qua xúc tác niken CH4 + H2O  CO + H2 Ho = 209 kJ • Quy trình với khí than nước giống phương pháp 4.2.1 TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ 4.2 Phương pháp điều chế 4.2.2 Phương pháp từ khí thiên nhiên • Khí thiên nhiên đốt cháy không hoàn toàn O2 hay không khí giàu O2 tạo thành khí than CH4 + O2  CO + H2 Ho = -71 kJ • Quy trình với khí than nước giống phương pháp 4.2.1 30 9/11/2017 TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ 4.2 Phương pháp điều chế 4.2.3 Điện phân • Điện phân nước: Cho khí H2 tinh khiết đắt tiền đp H2O  H2 + O2 Anod (+): H2O  O2 + H+ + eCatod (-): H+ + e  H2 Hình Sơ đồ điện phân nước TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ 4.2 Phương pháp điều chế 4.2.3 Điện phân • Điện phân dd NaOH hay KOH 25% nước: H2 bay lên cực âm, O2 bay lên cực dương • Anod (+): OH-  O2 + H2O + e• Catod (-): H2O + e-  H2 + OH- Hình Điện phân dung dịch NaOH 31 9/11/2017 TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ 4.2 Phương pháp điều chế 4.2.4 Điều chế H2 phòng thí nghiệm • Cho Zn hạt tác dụng với dd HCl H2SO4 loãng bình kíp Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2 Hình Điều chế H2 Hình Thu khí H2 5.ỨNG DỤNG • Tổng hợp NH3 • Tổng hợp methanol, aldehyd, aceton từ olefin • Hydro hóa hợp chất hữu chưa no • Điều chế H2O2 • Điều chế kim loại từ oxyd • Chế hóa dầu mỏ 32 ... biểu thị nồng độ dung dịch • Nồng độ phần trăm • Nồng độ phân tử (nồng độ mol) CM • Nồng độ đương lượng NỒNG ĐỘ PHẦN TRĂM • Nồng độ phần trăm khối lượng – khối lượng C % (kl/kl) • Nồng độ phần...9/11/2017 NỘI DUNG Dung dịch nồng độ dung dịch Nồng độ phần trăm Nồng độ mol Nồng độ đương lượng DUNG DỊCH VÀ NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH 1.1 Dung dịch • hệ đồng thể gồm hai hay... 4 = Na2C2O4 + H2O • HCl + AgNO3 = AgCl + HNO3 • Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4 + H2O • KMnO4 + FeCl2 + H2SO4 => FeCl3 + Mn2+ + H2O • CuCl2 + KOH = Cu(OH)2 + KCl 14 9/11/2017 NỒNG ĐỘ ĐƯƠNG LƯỢNG 4. 2