Bài giảng hóa học đại cương (đại học thủy lợi )

Chương 16 Cân hóa học Mục đích chương - Khái niệm, tính chất cân hóa học - Hằng số cân K tỉ số phản ứng Q - Sử dụng K để khảo sát cân hóa học - Các yếu tố ảnh hưởng đến cân hóa học 16.1 Trạng thái cân hóa học a Phản ứng thuận nghịch Xét phản ứng: KClO3 → 2KCl + O2 (1) H2 + I2 U 2HI (2) Nhận xét: - Phản ứng xảy toàn KClO3 phân hủy thành sản phẩm Phản ứng theo chiều - Phản ứng vừa có tạo thành HI, vừa có phân li tạo thành H2 I2 Phản ứng theo hai chiều - Phản ứng gọi phản ứng thuận nghịch Theo chiều mũi tên từ trái qua phải phản ứng thuận Theo chiều mũi tên từ phải qua trái phản ứng nghịch b Cân hóa học Xét phản ứng: aA + bB U cC + dD v thuận = k1 CAa CBb c v nghịch = k2 CC CD d Tại t = 0: v thuận đạt cực đại, v nghịch Theo thời gian: v thuận giảm dần, v nghịch tăng dần v v thuận v thuận = v nghịch t v nghịch Cân hóa học: cân động, phản ứng diễn theo hai chiều với v 16.2 Hằng số cân tỷ số phản ứng a Hằng số cân hệ đồng thể: a.1 Xét phản ứng thuận nghịch: aA+bB U cC+dD v thuận = v nghịch k1 CAa CBb = k2 CCc CDd Tại thời điểm cân bằng, nồng độ kí hiệu [ ] Đặt Kc = k1/k2 thu được: “Khi hệ đồng thể k1 [C ] [ D ] Kc = = a k2 [ A] [ B ]b đạt tới trạng thái cân c d Kc: số cân tính theo nồng độ tích số nồng độ chất phản ứng luôn số nhiệt độ định“ K phụ thuộc vào phản ứng vào nhiệt độ Ý nghĩa: K lớn: Phản ứng thuận chiếm ưu K nhỏ: Phản ứng nghịch chiếm ưu Bảng 16.1 giá trị số cân (trang 236) 10 Xác định số axit, số bazơ, pH • Axit yếu đơn bậc Hãy xác định pH dung dịch CH3COOH 0,01M Biết -5 KA,CH3COOH 1,8.10 o Độ điện li dung dịch CH3COOH 0,01M 25 C 0,042 Hãy xác định số axit CH3COOH Cho dung dịch axit lactic CH3CH(OH)COOH 0,1M có pH 2,43 Hãy xác định Ka axit 19 • Bazơ yếu đơn bậc Ví dụ: Dung dịch NH4OH có độ điện li α = 1,4% KNH4OH = 1,8 x 10-5 Hãy xác định pH nồng độ ban đầu dung dịch NH4OH 20 17.5 Phản ứng axit bazơ a Dự đoán chiều phản ứng Axit + Bazơ U Bazơ liên hợp + Axit liên hợp HCl + H2O → H3O+ + ClCH3COOH + H2O U + - H3O + CH3COO → Phản ứng theo chiều từ axit bazơ mạnh sang axit bazơ yếu → Độ mạnh yếu axit, bazơ: tra bảng Ka, Kb 21 b Các loại phản ứng axit – bazơ Loại phản ứng axit - bazơ Ví dụ Axit mạnh bazơ mạnh HCl NaOH Axit mạnh bazơ yếu HCl NH3 Axit yếu bazơ mạnh CH3COOH NaOH Axit yếu bazơ yếu CH3COOH NH4OH → Dự đoán pH muối 22 17.6 Hiện tượng thủy phân pH muối a “Sự tương tác ion điện li từ muối nước dẫn đến việc tạo nên chất điện li yếu làm giá trị pH dung dịch thay đổi gọi tượng thủy phân” Ví dụ: CH3COONa = CH3COO- + Na+ CH3COO- + H2O U CH3COOH + OHNH4Cl = NH4+ + ClNH4+ + H2O U NH3 + H3O+ 23 b pH muối Ví dụ 17.7 CH3COONa (trang 297) Ví dụ 17.8 NH4Cl (trang 298) 24 Ví dụ: Hãy dự đoán pH dung dịch sau pH 7 hay =7 ? a/ NaHSO4 b/ NaNO3 c/ NH4Br e/ Na2CO3 g/ FeCl3 25 Lời giải: a NaHSO4: pH < b NaNO3: pH = c NH4Br; pH < g FeCl3: pH < e Na2CO3, pH > 26 17.7 Axit bazơ đa bậc • Axit H3PO4 + H2O U H3O+ + H2PO4- K1= 7,5.10-3 H2PO4- + H2O U H3O+ + HPO42- K2= 6,2.10-8 HPO42- + H2O U H3O+ + PO43- K3= 3,6.10-13 • Bazơ CO32- + H2O U HCO3- + OH- HCO3- + H2O U CO32- + OH- K1 = 2,1.10-4 K2 = 2,4.10-8 27 Một số axit đa bậc 28 o Ví dụ: Tính pH dung dịch Na2CO3 0,1M 25 C Hướng dẫn: CO32- + H2O U HCO3- + H2O HCO3- + OH- K1 = 2,1.10-4 U CO32- + OH- K2 = 2,4.10-8 → K2