Sự hình thành và các tính chất của dung dịch Mai Xuân Bách

SỰ HÌNH THÀNH VÀ CÁC TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH ThS Mai Xuân Bách Tài liệu học tập Lý thuyết Hóa đại cương v.ơ cơ(Tập 2), Lê Thành Phước, NXB Y học, 2015 Hóa học vơ (Tập 2), Hoàng Nhâm, NXB Giáo dục, 2003 General chemistry ( 5th Edition), Kenneth W Whiten, 1996 Mục tiêu học tập Trình bày định nghĩa, loại nồng độ Giải thích thơng tin trạng thái chất nguyên chất giản đồ pha Trình bày khái niệm tượng sơi, nóng chảy, thăng hoa Trình bày khái niệm độ tan, yếu tố ảnh hưởng đến độ tan chất rắn, lỏng, khí Trình bày tính chất dung dịch: nội dung, biểu thức, ý nghĩa định luật Henry, phân bố, Raoult, Van‘t Hoff I ĐẠI CƯƠNG Hệ phân tán Dung dịch Nồng độ Pha Quy tắc pha Hệ phân tán • Một chất phân tán thành hạt nhỏ chất khác làm thành hệ phân tán Có tất hệ phân tán Hệ phân tán Ví dụ K/K Khơng khí L/K Sương mù R/K Hơi bụi, khói khơng khí K/L oxy, carbonat nước L/L Cồn nước, nhũ tương R/L K/R Các muối, đường hòa tan nước, huyền phù, keo Hydro hấp phụ platin L/R Hơi nước bị hấp phụ than hoạt R/R Các hợp kim, khoáng chất, Dung dịch • Theo nghĩa rộng: Tất hệ phân tán gọi dung dịch Các chất phân tán thành hạt nhỏ gọi chất tan, môi trường phân tán gọi dung mơi • Theo nghĩa hẹp: Thơng thường người ta gọi dung dịch hệ phân tán mà dung mơi chất lỏng • Dung dịch chất lỏng chia thành loại tùy theo kích thước tiểu phân chất tan Dung dịch thật Loại Kích thước chất tan  Dung dịch 100 Chất tan nhìn thấy (nhũ dịch), nm loại hệ L/L kính hiển vi, khơng • Huyền phù, qua giấy lọc hệ R/L thường, khơng thẩm tích qua màng bán thấm, khơng khuếch tán Ví dụ chất tan Các hạt khống, phù sa, nhũ tương huyền phù dược dụng a Khuếch tán • Hiện tượng khuếch tán di chuyển chất tan từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp (DM di chuyển ngược lại) b Thẩm thấu • Hiện tượng thẩm thấu tượng khuếch tán cho DM qua màng bán thấm c Áp suất thẩm thấu  d Định luật Van‘t Hoff • Áp suất thẩm thấu dung dịch tỷ lệ thuận với nồng độ dung dịch • 𝝅V= nRT hay 𝝅 = CMRT • Ví dụ: Nồng độ chất tan máu 370C 0,295 mol/L Tính áp suất thẩm thấu gây nên máu ÁpdụngcôngthứcVan’tHoff  = CMRT = 0,295 0,082 310 = 7,5 atm e Phân loại dung dịch • Đẳng trương 𝝅 = 7,3, Tế bào giữ nguyên hình dạng • Ưu trương 𝝅> 7,3, Tế bào teo xẹp • Nhược trương 𝝅 < 7,3, Tế bào trương phồng, vỡ f Vai trò 𝝅 • Duy trì hoạt động sống tế bào – Cây hút nước chất dinh dưỡng – Cá nước mặn không sống nước • Khi áp suất thẩm thấu trong/ngoài tế bào sai khác nhiều với giá trị sinh lý dẫn tới bệnh lý g Ứng dụng 𝝅 • • • • Bào chế: Thuốc tiêm, nhỏ mắt Bảo quản: Siro thuốc Giải thích: Thuốc chống táo bón Sản xuất: Nước VII Tính chất dung dịch chất điện ly • Các tính chất dung dịch tuân theo định luật Raoult Van‘t Hoff phụ thuộc vào số hạt chất tan khối lượng định dung mội, không phụ thuộc chất chất tan • Các phương trình Van‘t Hoff Raoult áp dụng cho dung dịch điện ly VII Tính chất dung dịch chất điện ly • Đối với độ hạ áp suất hơi: P = i.Xct.Podm • Đối với độ tặng nhiệt độ sơi: ts= i.Ks.m • Đối với độ hạ nhiệt đơng đặc:  tđ= i.Kđ.m • Đối với áp suất thẩm thấu: 𝝅= i.C.R.T VII Tính chất dung dịch chất điện ly • Nếu dung dịch chất điện ly lý tưởng i số tiểu phân mà phân tử chất điện ly phải phân ly • Thực tế hầu hết dung dịch chất điện ly không lý tưởng nên i nhỏ giá trị dự đốn • Hòa tan 50ml etylenglicol (C2H6O2), chất tan không điện ly, vào 450ml H2O nhiệt độ 50oC Cho biết áp suất bão hoà H2O nguyên chất nhiệt độ 92 mmHg, khối lượng riêng nước 1,0 g/ml etylenglicol 1,1g/ml a) Tính áp suất dung dịch 50oC b) Tính áp suất thẩm thấu dung dịch 50oC c) Tính thay đổi nhiệt độ sôi nhiệt độ đông dung dịch so với nước nguyên chất Ks=0,512 Kd= 1,86 • a nethylenglicol=55/62=0,8871 ndm = 450/18= 25 xdm=25/25,8871=0,9657  phbh= 92*0,9657= 88,8444mmHg • b Giả thiết sau hồ tan, V 0,5l CM = 0,8871/0,5= 1,7742M π = CMRT = 1,7742 * 0,082 * 323= 46,99 atm • c nồng độ molan 0,8871/0,45= 1,9713 molan • Thay đổi nhiệt độ sôi = +1,01oC, thay đổi nhiệt độ đơng đặc – 3,67oC Ví dụ 1: Acid lactic, C2H4 (OH)COOH acid yếu đơn chức, chất điện ly yếu Nhiệt độ đông đặc dung dịch acid lactic 0,0100 m nước -0,02060 C Tính hệ số i dung dịch acid nồng độ cho Giải: Trước hết tính n(hiệu dụng) tức nồng độ thực tế: tđ = Kđ(H2O)  nhiệu dụng nhiệu dụng = i= tđ = KH2O nhiệu dụng nđã cho = – ( -0,0206) = 0,0111 m 1,86 0,0111 0,0100 = 1,11 ... thước tiểu phân chất tan Dung dịch thật Loại Kích thước chất tan  Dung dịch