hóa đại cương chuong 12 dung dich điện ly

Chương XII: Dung Dịch Điện Ly Chương XII: Nguyễn sơn Bạch DUNG DỊCH ĐIỆN LY I Sự khác biệt dung dịch phân tử dung dịch điện ly:  Đối với dung dịch chứa chất tan điện ly(axit, baz, muối), giá trị , P, Ts , Tđ xác định thực nghiệm luôn lớn so với tính toán lý thuyết i  P ' T '  '   1 P T  Theo Van’t Hoff, cần phải bổ sung thêm hệ số i vào công thức định luật Raoult áp dụng cho dung dịch axit, baz muối: P ' iP iP0 N Với: < i ≤ q = tổng số ion phân tử (nếu điện ly hoàn toàn) T ' iT iKCm  ' i iCM RT o P, T,  - tính theo định luật Raoult o P’, T’, ’ - đo thực nghiệm o i - hệ số đẳng trương hay hệ số Van’t Hoff Về ý nghĩa i số lần tăng lên tổng nồng độ tiểu phân chất tan (phân tử ion) so với nồng độ phân tử chất tan  Các dung dịch chất điện ly dẫn điện nước nguyên chất không dẫn điện *Những tính chất giải thích dung dịch chất tan axít, baz, muối điện ly, dung dịch phân tử không II Sự điện ly thuyết điện ly Sự điện ly a Thuyết cổ điển Arrhenius:  Sau hịa tan vào nước đun nóng, chất axít, baz muối phân ly thành ion dương (cation) ion âm (anion) gọi điện ly  Các tính chất bất thường dung dịch điện ly giải thích tăng số tiểu phân dung dịch điện ly so với dung dịch phân tử  Tính dẫn điện chúng giải thích di chuyển định hướng ion tác dụng điện trường *Ưu điểm: giải thích tính chất bất thường dung dịch điện ly *Hạn chế: không kể đến tương tác chất tan dung môi b Thuyết điện ly đại (Cablucop): 75 Chương XII: Dung Dịch Điện Ly Nguyễn sơn Bạch Khi cho chất điện ly vào nước, phân tử nước hướng đầu lưỡng cực phía ion trái dấu bề mặt tinh thể chất tan hình thành mối tương tác tónh điện Cùng với chuyển động nhiệt nội tại, lực tương tác ion bề mặt tinh thể bị suy yếu làm cho ion tách rời vào dung dịch Đó tượng điện ly *Trong dd nước ion tự do, có ion bị hydrat hóa Hình 12.2 Sự điện ly  Nếu phân tử chất tan có nhiều kiểu liên kết phân ly xảy ưu tiên theo thứ tự: liên kết ion trước, đến liên kết cộng hóa trị phân cực mạnh Ví dụ: NaHSO4 ⇄ Na+ + HSO4HSO4- ⇄ H+ + SO42- Độ điện ly : tỉ lệ số phân tử điện ly (n) tổng số phân tử hòa tan dung dịch (n0), nồng độ điện ly nồng độ hịa tan Q trình điện ly mAn+ + nBm- AmBn Q trình phân tử hóa   n C đl  n0 C ht 0≤≤1 Phân loại: o Chất điện ly mạnh:  = (HCl, HNO3, NaOH, KCl…) Thực tế dù chất điện ly mạnh  =1 nồng độ dung dịch thật loãng Chất điện ly yếu:  < (HCN, H2CO3, CH3COOH, o NH4OH…) o  Chất không điện ly:  = (C6H12O6, glycerin…) Các yếu tố ảnh hưởng đến độ điện ly: o Bản chất chất tan dung môi o Nồng độ dung dịch lớn độ điện ly giảm o Nhiệt độ tăng độ điện ly tăng  Quan hệ  hệ số Van’t Hoff i: AmBn ⇄ mAn+ + Ban đầu n0 Phân ly n0 mn0 Cân n0(1-) mn0 nBmnn0 nn0 76 Chương XII: Dung Dịch Điện Ly Nguyễn sơn Bạch  => i q o q = m + n (tổng số ion phân tử điện ly) o  : độ điện ly biểu kiến  Quy ước dung dịch nước 0,1N  > 30% + Chất điện ly mạnh: + Chất điện ly trung bình: 3% <  < 30%  < 3% + Chất điện ly yếu: III Cân dung dịch chất điện ly yếu số điện ly: Xét chất điện ly yếu đơn bậc: AB ⇄ A+ + B Ban đầu: C0 Điện ly: C0 C0 C0 Cân bằng: C0(1 - ) C0 C0 Khi đạt cân số cân số điện ly: K AB  C A C B  (C0 )  C0 (1   ) C AB Đối với chất điện ly yếu ( K = C0α2  K C0 =>Khi pha lỗng (C0 giảm), độ điện ly  tăng Đối với chất điện ly yếu đa bậc: nấc điện ly có số điện ly, nấc điện ly sau yếu:  H . HCO    TD: H2CO3 ⇄ H + HCO3 + - K1  H 2CO3  _  H .CO    HCO  2_  >> K  HCO3- ⇄ H+ + CO32*Chú ý:  Khi tính [H+] dung dịch H2CO3 tính [H+] nấc thứ  [H+] [HCO3-] K1 K2 IV Cân dung dịch chất điện ly mạnh hoạt độ Lý thuyết chất điện ly mạnh:  Trong dung dịch chất điện ly mạnh xuất lực tương tác ion, ion dd bao quanh ion trái dấu (bầu khí ion), cịn xa ion dấu Như dd ion khơng hồn tồn tự 77 Chương XII: Dung Dịch Điện Ly Nguyễn sơn Bạch  Ngoài ra, dung dịch chất điện ly mạnh xảy liên hiệp ion (ví dụ NaCl2 , Na2Cl  …), pha lỗng liên hiệp ion lại phân ly thành ion đơn giản  Do vậy, số ion dung dịch chất điện ly mạnh nhỏ số lượng tính theo lý thuyết Độ điện ly thực tế thể gọi độ điện ly biểu kiến Hoạt độ a:  Trong dung dịch chất điện ly mạnh, người ta dùng khái niệm hoạt độ a thay cho khái niệm nồng độ C: a = f.C 0< f