Các khái niệm và định luật cơ bản trong hóa phân tích

CHƢƠNG CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CHƢƠNG CÁC KHÁI NIỆM&ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN 2.1 Đương lượng 2.2 Dung dịch–nồng độ dung dịch 2.3 Cân hóa học-Định luật tác dụng khối lượng 2.4 Định luật tác dụng đương lượng Chương CHƢƠNG KHÁI NIỆM&ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN 2.1 Đương lượng – Định nghĩa – Đương lượng nguyên tố X – Đương lượng hợp chất AB Chương ĐỊNH NGHĨA ĐƢƠNG LƢỢNG Đƣơng lƣợng một nguyên tố hay một hợp chất là số phần khối lƣợng nguyên tố hay hợp chất kết hợp hay thay thế vừa đủ với: Một đơn vị đƣơng lƣợng 1,008 phần khối lƣợng H2 hay phần khối lƣợng O2 Một đƣơng lƣợng một nguyên tố hay hợp chất khác Chương ĐƢƠNG LƢỢNG CỦA NGUYÊN TỐ X MX ĐX  n n: hóa trị X hợp chất Ví dụ:đƣơng lƣợng N các hợp chất: Hợp chất N 2O NO N O3 NO2 N O5 ĐN 14 / 14 / 14 / 14 / 14 / Chương ĐƢƠNG LƢỢNG CỦA HỢP CHẤT AB M AB ĐAB  n n là số đơn vị đƣơng lƣợng AB tham gia phản ứng: AB là chất oxy hóa/khử AB acid/baz AB là muối/ hợp chất ion /phức chất n:số electron trao đổi ứng với mol n: số H+/OH– cho/nhận ứng với mol n: số ion điện tích +1/-1 thay vào AB mà không làm AB thay đổi điện tích Chương ĐƢƠNG LƢỢNG CỦA HỢP CHẤT AB Phản ứng MnO4 + 5e → Mn2+ ĐAB Đ(KMnO4) = M(KMnO4) / Đ(MnCl2) = M(MnCl2) / AB: Cl + 2e → 2Cl CHẤT OXY Cr O 2 + 6e→ 2Cr3+ HÓA/ KHỬ S O 2+ 2e → S O 2 Đ(Cl2 ) = M (Cl2 ) / Đ(HCl) = M(HCl) / Fe2(SO4)3+2e→2FeSO4 Đ(FeSO4) = M / Đ(Fe2(SO4)3 ) = M / Đ(K2Cr2O7) = M/ Đ(CrCl3 ) = M / Đ(Na2S4O6) = M / Đ(Na2S2O3) = M / Chương ĐƢƠNG LƢỢNG CỦA HỢP CHẤT AB Đ(HCl) = M/1 Đ(H2SO4) = M/2 Đ(H3PO4) = M/3 AB: ACID/ BAZ Đ(NaOH) = M/1 Đ(Ca(OH)2) = M/2 Đ(NH3)= M/1 Đ(Na2CO3 )= M/2 (Các phản ứng trung hòa hoàn toàn) Chương ĐƢƠNG LƢỢNG CỦA HỢP CHẤT AB AB: MUỐI/ HỢP CHẤT ION Đ(BaCl2) = M/ Đ(NaCl) = M/1 Đ(FeSO4) = M/2 Đ{Fe2(SO4)3 } = M/6 Đ(Cu2+) = M /2 Đ[Cu(NH3 )4]2+=M /2 Đ(NH3)=M/ ½ = 2M AB: AB là phức chất [MLx]n+ tạo thành bởi PHỨC ion kim loại Mn+ (nguyên tố kim loại CHẤT chuyển tiếp) với các ligand L (nguyên tố /nhóm nguyên tố có các electron tự do) Vd: Cu2+ + 4NH3 = [Cu(NH3 )4]2+ Chương CHƢƠNG KHÁI NIỆM&ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN 2.2 Dung dịch – Nồng độ dung dịch – Định nghĩa – Phân loại – Nồng độ dung dịch (định nghĩa-bài toán pha trộn- mối liên hệ số nồng độ thông dụng) – Hoạt độ dung dịch Chương NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH Tỷ số mol cấu tử Nồng độ i (ni) tổng số phân mol mol N các chất Ni tạo thành dung dịch ni Ni  N Nồng độ Đương Lượng CN m 1000 CN   Ñ V Số đƣơng lƣợng chất tan 1L (1000ml) dung dịch Đ:đƣơng lƣợng gram chất tan Chương NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH Nồng Độ Dung Dịch Sau Khi Pha Trộn Trộn dung dịch a% với dung dịch b% (của cùng một chất) sẽ đƣợc dung dịch c % với a > c > b nếu a>b Tỷ lệ pha trộn đƣợc xác định quy tắc đƣờng chéo: a c-b c b a-c mdda% c  b  mddb% a  c Chương NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH m 1000 m 1000 m Töø C M   ; CN   ; C%   100 , ta coù : M V Ñ V qm Mối Liên Hệ Giữa Một Số Nồng Độ Cg / l = CM.M = CN.Đ C % 10 d C % 10 d CM  ; CN  M Đ Chương HOẠT ĐỘ DUNG DỊCH Nếu chất tan dung dịch hiện diện dưới dạng ion Nếu d/dịch đồng thời hiện diện nhiều ion Giữa chúng có lực tương tác  làm cho khả hoạt động của các ion thay đổi theo chiều hướng giảm Ion không còn hiện diện với nồng độ thực C mà xem hiện diện với nồng độ hiệu dụng a (hoạt độ): a = f.C Chương HOẠT ĐỘ DUNG DỊCH f là hệ số hoạt độ, thay đổi theo lực tương tác (lực ion) : n    Ci Z i2 i 1 Ci, Zi - nồng độ và điện tích của ion i d/dịch Sự thay đổi của f theo  được biểu diễn bằng các công thức thực nghiệm có giá trị gần đúng trình bày các sổ tay hóa lý Chương HOẠT ĐỘ DUNG DỊCH Trong HPT, các nồng độ đƣợc sử dụng thƣờng khá nhỏ, điều này làm cho f tiến gần đến Trong các chƣơng sau, để đơn giản hóa việc tính toán, f thƣờng đƣợc lấy = Chương CHƢƠNG KHÁI NIỆM&ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN 2.3 Cân hóa học – Định luật tác dụng khối lượng – Khái niệm – Hằng số cân K – Sự hòa tan tạo tủa – Tích số tan – độ tan Chương KHÁI NIỆM-HẰNG SỐ CÂN BẰNG K Một số ít p/ứng hóa học xảy hoàn toàn 2H2 + O2  2H2O Trong thực tế, đa số các phản ứng thường gặp là thuận nghịch: H2 + I2 2HI Xét phản ứng thuận nghịch tổng quát aA + bB (1) dD + eE (2) ( D ) d ( E ) e [ D ]d [ E ]e  ĐL tác dụng khối lượngK (1)  a b [ A]a [ B ]b ( A) ( B ) K(1)>1: Cân bằng ưu tiên theo (1) K(1)>=107: CB (xem như) hoàn toàn theo (1) Chương SỰ HÒA TAN VÀ SỰ TẠO TỦA Hòa tan tạo tủa là hai tƣợng ngƣợc một phản ứng thuận nghịch, ví dụ: AgNO3 + NaCl Hay Ag+ + Cl- (1) (2) (1) (2) AgCl  + NaNO3 AgCl  Theo (1) : phản ứng tạo tủa AgCl với vkt Theo (2) : phản ứng hòa tan AgCl với vht (1) (2) xảy song song đến vkt = vht, DD đạt trạng thái cân Chương SỰ HÒA TAN VÀ SỰ TẠO TỦA Lúc đó, tích hoạt độ (Ag+)(Cl) = const, đƣợc gọi tích số tan AgCl, ký hiệu TAgClvới TAgCl = (Ag+)(Cl) = aAg+.aCl Tổng quát, với hợp chất AmBn AmBn (1) n+ + nBm mA (2) TAmBn = aAnm  aBmn = [An+]m [Bm]n  fAm  fBn (fA,fB : hệ số hoạt độ A,B) Chương ĐỘ TAN Độ tan S của một chất điện ly ít tan là khả tan tối đa của chất đó và tạo thành ion hiện diện dung dịch (nồng độ mol/ L hay ion g/ L) Liên hệ giữa độ tan và tích số tan: AmBn mAn+ + nBm S mS nS Nếu AmBn là chất điện ly ít tan, DD không có ion nào khác hiện diện : f ~1  a ~ c TAmBn = [An+]m.[Bm]n Chương ĐỘ TAN S m n TAm Bn m m n n Ví dụ: TAgCl = 10– 10  SAgCl = 10 – 5M TAg2CrO4  10 12  S Ag2CrO4 12 10 3 2 1 Tủa AgCl bền dù có tích số tan lớn Chương CHƢƠNG KHÁI NIỆM&ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN 2.4 Định luật tác dụng đương lượng Chương ĐỊNH LUẬT TÁC DỤNG ĐƢƠNG LƢỢNG Danton: “Trong một phản ứng hóa học, một đƣơng lƣợng chất này thay thế hay kết hợp với một đƣơng lƣợng chất khác mà thôi” A+B C+D Định luật tác dụng đương lượng: mA mB m A ÑA  hay  ÑA ÑB m B ÑB mA, mB : khối lƣợng A, B ĐA, ĐB : đƣơng lƣợng gam A, B Chương ĐỊNH LUẬT TÁC DỤNG ĐƢƠNG LƢỢNG Lƣu ý nếu VA(ml) dung dịch A (nồng độ đƣơng lƣợng CA) tác dụng vừa đủ với VB(ml) dung dịch B (nồng độ đƣơng lƣợng CB): VAx CA= VBx CB Chương ...CHƢƠNG CÁC KHÁI NIỆM&ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN 2.1 Đương lượng 2.2 Dung dịch–nồng độ dung dịch 2.3 Cân hóa học -Định luật tác dụng khối lượng 2.4 Định luật tác dụng đương lượng Chương CHƢƠNG KHÁI NIỆM&ĐỊNH LUẬT... gần đến Trong các chƣơng sau, để đơn giản hóa việc tính toán, f thƣờng đƣợc lấy = Chương CHƢƠNG KHÁI NIỆM&ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN 2.3 Cân hóa học – Định luật tác dụng khối lượng – Khái niệm –... Cu2+ + 4NH3 = [Cu(NH3 )4]2+ Chương CHƢƠNG KHÁI NIỆM&ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN 2.2 Dung dịch – Nồng độ dung dịch – Định nghĩa – Phân loại – Nồng độ dung dịch (định nghĩa-bài tốn pha trộn- mối liên hệ số