Bài giảng hóa đại cương ĐH Nông Lâm tp HCM – Dương Văn Hiền

Nguyên lý Le Chatelier về sự chuyển dịch cân bằng: Với một hệ ở trạng thái cân bằng, nếu ta thay đổi bất kỳ một yếu tố xác định điều kiện cân bằng p, T, C thì cân bằng sẽ dịch chuyển the[r]

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC/ BỘ MÔN HÓA HỌC Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com NỘI DUNG (tập 1):  Chương 1: Cấu tạo nguyên tử  Chương 2: Liên kết hóa học  Chương 3: Nhiệt động hóa học  Chương 4: Động hóa học  Chương 5: Dung dịch Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & BẢNG PHÂN LOẠI TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com I Sơ lược các thuyết cấu tạo nguyên tử Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Thuyết Rutherford “Electron quay chung quanh hạt nhân nguyên tử giống hành tinh quay xung quanh mặt trời” Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Hạt Proton (p) Electron (e) Neutron (n) Điện tích +1 -1 Khối lượng (Kg) 1,6726.10-27 9,1095.10-31 1,6750.10-27 q = 1,602.10-19 Culong Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Cấu tạo nguyên tử Số khối Số điện tích h.nhân A Z X Kí hiệu nguyên tử + Khối lượng hạt nhân ≈ khối lượng nguyên tử A= Số khối = N + Z + Trong nguyên tử trung hòa số electron = số proton Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Thuyết Bohr Bohr Rutherford  Hai tiên đề Bohr  Electron quay xung quanh hạt nhân trên quỹ đạo tròn, đồng tâm, có bán kính xác định và mức lượng xác định (quỹ đạo dừng) Electron không phát xạ hay hấp thu lượng trên các quỹ đạo dừng  Năng lượng (E) phát hay thu vào electron chuyển từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khác E = hν = E3 - E2 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Thành công thuyết Bohr * Tính bán kính quỹ đạo bền, tốc độ, lượng e chuyển động trên các quỹ đạo bền đó v= n Ze o h va r n = n2 En = - (13,6/ n2 ) eV  h2  me2Z 10 Đỏ, Lam, Chàm, Tím - * Giải thích chất vật lý quang phổ nguyên tử Hydro Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com II Thuyết cấu tạo nguyên tử đại theo học lượng tử 11 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Những luận điểm học lượng tử  Tính chất sóng-hạt hạt vi mô Thuyết lượng tử Plank: “ Năng lượng xạ không giải phóng hay hấp thu cách liên tục mà lượng gián đoạn gọi là lượng tử ε=hν Thuyết sóng kết hợp De Broglie λ = h/mv 12 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Tieåu phaân Khối lượng (kg) Tốc độ (ms-1) Độ dài sóng (pm) e khí (300K) 9.10 -31 1.10 7000 e ngtử hidro 9.10 -31 2,2.10 33 e ngtử Xe (n=1) 9.10 -31 1.10 Ngtử He khí (300K) 9.10 –27 1000 90 Ngtử Xe khí (300K) 9.10 –25 250 10 Traùi banh bay nhanh 0,1 20 3.10 -22 Traùi banh bay chaäm 0,1 0,1 7.10 -20 13 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Nguyên lý bất định Heisenberg Không thể xác định chính xác đồng thời vị trí và tốc độ hạt vi mô Δv: độ bất định tốc độ Δx: độ bất định vị tr tríí 14 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ  Đối với electron m= 9,110-28g, chuyển động với với độ chính xác vận tốc ∆v = 108cm thì độ bất định vị trí nhỏ ∆x là: h 6,625.10 27 8 x ≥ 2m.v  2.3,14.9,1.10  28.108  1,6.10 cm  1,6 A  Do đó người ta nói xác suất tìm thấy electron (hay các hạt vi mô khác) vị trí nào đó không gian thời điểm nào đó 15 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Phương trình sóng Schrodinger       8 m    E V   x y z h 2 2 h : số Plank m: khối lượng hạt vi mô E : lượng toàn phần hạt vi mô V : hạt vi mô phụ thuộc vào tọa độ x, y, z  : hàm sóng hạt – mô tả chuyển động hạt không gian x, y, z 16 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ý nghĩa hàm sóng   Hàm sóng  xác định xác suất có mặt hạt vi mô vị trí cụ thể thời điểm nào đó  2dV cho biết xác suất có mặt hạt vi mô thể tích dV thời điểm cụ thể 17 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Trạng thái electron nguyên tử electron và các số lượng tử  2  2  2 8 m  e2        E  x y z h  4 r  Hàm sóng  electron luôn chứa thông số là các số nguyên: n, l, ml  Trạng thái chuyển động electron Hydro phụ thuộc vào số (n, l, ml): CÁC SỐ LƯỢNG TỬ 18 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Mỗi số (n, l, ml)  n ,l , ml : xác định vùng không gian bao quanh hạt nhân mà electron có thể có mặt thời điểm nào với xác suất có mặt khác Vùng không gian gọi là đám mây điện tử hay ORBITAL nguyên tử (Atomic Orbital - AO) 19 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com AO quy ước là vùng không gian quanh hạt nhân, đó xác suất có mặt electron trên 90% và có hình dạng xác định n = 1, l = 0, ml = n = 2, l = 1, ml = 20 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Các số lượng tử  Số lượng tử chính n Xác định lượng E và kích thước orbital nguyên tử n Lớp En = K L me4 8on h 2 r = aon Z M Z = - 2,18.10 1+ N -18 …… …… Z2 Z J = - 13,6 eV n n2 l (l+1) n2 21 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Số lượng tử phụ l  Xác định hình dạng các orbital  Ứng với giá trị n nhận các giá trị nguyên dương từ  (n-1), nghĩa là có n giá trị l …… Phân lớp s p d f …… l=0 l=1 22 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Số lượng tử từ ml  Quyết định số lượng & định hướng các orbital ng tử  ml nhận (2l + 1) giá trị từ –l  + l kể giá trị 23 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 24 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Số lượng tử spin ms Đặc trưng cho tự quay e xung quanh trục mình, nhận hai giá trị từ -1/2 & +1/2 25 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nguyên tử nhiều electron & cấu hình electron  Trạng thái electron phụ thuộc vào số lượng tử n, l, ml, ms  Hình dạng AO tương tự AO nguyên tử hydro Trạng thái lượng electron có đặc điểm khác Phụ thuộc vào giá trị n và l Hiệu ứng chắn 26 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com QUY TẮC SLATER XEM TRANG 19 GIÁO TRÌNH HÓA ĐẠI CƯƠNG TẬP 27 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com CẤU HÌNH ELECTRON  Quy tắc Klechkowski Chu kyø 1s Chu kyø 2s 2p Chu kyø 3s 3p 3d Chu kyø 4s 4p 4d 4f Chu kyø 5s 5p 5d 5f Chu kyø 6s 6p 6d 6f Chu kyø 7s 7p 7d 7f 28 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Nguyên lý ngoại trừ Pauli: Trong nguyên tử không thể có hai e có cùng số lượng tử  Mỗi AO đặc trung số lượng tử n,l, ml định, chứa tối đa e có spin khác  phân lớp có (2l+ 1)AO, chứa tối đa 2( 2l+1) e 29 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Quy tắc Hund Trong phân lớp electron có khuynh hướng điền vào các AO cho tổng số spin là cực đại 30 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Ví dụ 1: Electron cuối cùng (thuộc phân mức lượng cao nhất) nguyên tử có Z = 30 có số lượng tử là: a n = 3; l = 2; ml = -2; ms = +1/2 b n = 4; l = 0; ml = 0; ms = -1/2 c n = 3; l = 2; ml = 2; ms = -1/2 d n = 4; l = 0; ml = 0; ms = +1/2 31 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Ví dụ 2: số lượng tử electron cuối cùng ng.tử A: n=4; l=2; ml=0; ms=-1/2 Vậy cấu hình A là: a 5s2 4d3 b 5s2 4d8 c 5s2 4d10 5p4 d 5s2 4d6 32 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Ví dụ 3: Tính giá trị điện tích hiệu dụng Z* electron 3d nguyên tử Zn (Z = 30) a 8,75 b 9,25 c 7,85 d 10,5 33 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com III Bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học 34 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Bảng HTTH Nhóm chính Nhóm phụ KL chuyển tiếp Nhóm chính Lanthanides và Actinides Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Sự biến đổi tuần hoàn tính chất các nguyên tố bảng HTTH Bán kính nguyên tử, ion Năng lượng ion hóa Ái lực electron Độ âm điện 36 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Bán kính nguyên tử Trong chu kì (khi từ trái sang phải) • Bán kính nguyên tử giảm dần Trong phân nhóm (khi từ trên xuống dưới) • Bán kính nguyên tử tăng dần 37 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 38 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Bán kính ion  Khi chuyển nguyên tử trung hòa  cation thì bán kính Giảm??? rNa   rNa  Khi chuyển nguyên tử trung hòa  anion thì bán kính tăng rCl   rCl 39 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Chỉ so sánh bán kính ion có cùng số electron Vd1: r Na+ < r F- Vd2: r Al3+ < r Mg 2+ < rNa+ 40 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Tính kim loại, phi kim Tính phi kim Tính phi kim Tính kim loại Tính kim loại 41 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Năng lượng ion hóa Năng lượng ion hóa I là lượng cần thiết để tách electron khỏi nguyên tử thể khí không bị kích thích X(k) + I  X+(k) + e 42 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 43 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Ái lực electron Ái lực eletron F là lượng phát (-) hay thu vào (+) kết hợp electron vào nguyên tử thể khí không bị kích thích X (k) + e  X- (k)  F 44 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com IA IIA IIIA IVA VA VIA H -73 Li -60 Na -53 K -48 Rb -47 Cs -45 Be +48 Mg +39 Ca +29 Sr +29 Ba +29 B -27 Al -44 Ga -29 In -29 Tl -30 C -122 Si -134 Ge -118 Sn -121 Pb -110 N +7 P -72 As -77 Sb -101 Bi -110 O -141 S -200 Se -1985 Te -190 Po ? VIIA VIIIA He >0 F Ne -328 >0 Cl Ar -349 >0 Br Kr -325 >0 I Xe -295 >0 At Rn ? >0 45 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Độ âm điện Độ âm điện  là đại lượng đặc trưng cho khả nguyên tử (trong phân tử) hút electron phía mình tạo liên kết với nguyên tử (của nguyên tố khác) 46 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA Li 0,98 Be 1,57 B 2,04 C 2,55 N 3,04 O 3,44 F 3,98 Na 0,93 Mg 1,31 Al 1,61 Si 1,9 P 2,19 S 2,58 Cl 3,16 K 0,82 Ca 1,0 Ga 1,81 Ge 2,01 As 2,18 Se 2,55 Br 2,96 Rb 0,82 Sr 0,95 In 1,78 Sn 1,96 Sb 2,05 Te 2,1 I 2,66 Cs 0,79 Ba 0,89 Tl 2,04 Pb 2,33 Bi 2,02 Po 2,0 At 2,2 H 2,2 47 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC & CẤU TẠO PHÂN TỬ Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nội dung Những khái niệm liên kết hóa học Liên kết cộng hóa trị Liên kết ion Liên kết hyđro Liên kết Van Der Vaal Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Những khái niệm liên kết hóa học 1.1 Bản chất liên kết  Các loại liên kết hoá học cùng có chất điện, tương tác hạt nhân nguyên tử và electron  Chỉ có các electron hóa trị (electron lớp ngoài cùng tham gia vào liên kết hóa học) Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 1.2 Độ dài liên kết là khoảng cách hai hạt nhân nguyên tử liên kết với Ví dụ Liên kết: d (A0) H-F 0,92 H-Cl 1,28 H-Br 1,42 H-I 1,62 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 1.3 Góc hóa trị Là góc tạo thành đoạn thẳng nối hạt nhân nguyên tử trung tâm với hạt nhân nguyên tử liên kết Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 1.4 Bậc liên kết Bậc liên kết là số liên kết tạo thành nguyên tử tương tác trực tiếp với Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 1.5 Năng lượng liên kết Năng lượng cần tiêu tốn để phá hủy liên kết có mol phân tử trạng thái khí EH-H = 431 kj/mol Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Năng lượng liên kết phụ thuộc vào độ dài liên kết, độ bội liên kết  Năng lượng liên kết càng lớn  liên kết càng bền Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ Liên kết cộng hoá trị theo Lewis (1916) CH4:     H F     H O H   H O H   H N H  H H  H C H  H  NH3: H  F  H2O:   HF:  H N H H H H C H H Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com   N 2: N N  O =O    O 2: 10 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ THEO CƠ HỌC LƯỢNG TỬ PHƯƠNG PHÁP LIÊN KẾT HÓA TRỊ (VB) PHƯƠNG PHÁP ORBITAL PHÂN TỬ (MO) 11 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Thuyết liên kết hoá trị (Valence bond-VB) 12 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Liên kết cộng hóa trị hình thành xen phủ hai orbital, đó có electron có spin trái dấu Liên kết cộng hóa trị càng bền độ che phủ các orbital nguyên tử càng lớn 13 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Các kiểu xen phủ  Xen phủ trục liên nhân Liên kết sigma σ s-p s-s p-p 14 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com H-H Cl - Cl H - Cl 15 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Xen phủ trục hông (bên) Liên kết pi  p-p 16 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Xác định công thức cấu tạo (số bậc liên kết, loại liên kết, góc hóa trị) các phân tử sau: F2, O2, N2, H2O 17 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Thuyết lai hóa các orbital nguyên tử  Trước tham gia liên kết, các orbital s, p, d tổ hợp lại với để tạo các orbital lai hóa  Các orbital lai hóa có lượng, hình dạng và kích thước giống  Có bao nhiêu AO tham gia lai hóa thì có nhiêu AO lai hóa tạo thành, và bố trí đối xứng không gian  Các kiểu lai hóa sp3, sp2, sp, sp3d, sp3d2 18 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Lai hóa sp  Sự tổ hợp orbital s và orbital p để hình thành orbital sp  orbital sp phân bố đối xứng có cùng trục nằm trên đường thẳng (1800) p s 1800 19 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 20 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 21 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Lai hóa sp2 1200 22 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 23 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Lai hóa sp3 109,50 24 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com C  2s   2p     2sp3 CH4 25 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 2s    2p  N      2sp3 NH3 26 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 27 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Thuyết đẩy các cặp electron hóa trị (VSEPR) NH3 28 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com NH3 29 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com H2O 30 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com H2O 31 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Xác định trạng thái lai hóa nguyên tử C và công thức cấu tạo HCHO 32 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 33 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Dự đoán trạng thái lai hóa SỐ ĐiỆN TỬ (Te ) TRẠNG THÁI LAI HÓA sp sp2 sp3 10 sp3d 12 sp3d2 34 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Tính Te x n Xét các hợp chất: MLn, ML , MLny  M: nguyên tử trung tâm L: các nguyên tử biên (ligand) Te Số e hóa trị M Mỗi ligand đóng góp e (trừ O và S) Cộng y(e): là anion Trừ x(e): là cation 35 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ PHÂN TỬ/ ION NGUYÊN TỬ TRUNG TÂM CO2 C NO2 N NH 4 N NH 2 N  N 2 C NO CO Te TRẠNG THÁI LAI HÓA 36 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Toång soá e tham gia lieân keát Baäc lieân keát  Soá lieân keát  * 37 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Độ phân cực phân tử Momen lưỡng cực 38 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 39 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com LIÊN KẾT ION Liên kết ion là loại liên kết tạo thành nhờ lực hút tĩnh điện các ion trái dấu + Na - Cl 40 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Mạng tinh thể ion NaCl Lập phương tâm diện CsCl Lập phương tâm khối 41 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com QUAN HỆ GIỮA NĂNG LƯỢNG MẠNG LƯỚI VÀ NHIỆT ĐỘ SÔI, NHIỆT ĐỘ NÓNG CHẢY Tinh thể NaF NaCl NaBr NaI Uml[kcal/mol] 217 183 176 164 Nhiệt độ sôi [0C] 1695 1441 1393 1300 Nhiệt độ n.chảy [0C] 993 801 766 665 42 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com So sánh nhiệt độ nóng chảy NaCl và MgO MgO NaCl Tnc = 2500oC Tnc = 800oC Mg2+ O2Na+ Cl- 43 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com So sánh LK Cộng hóa trị & LK ion TÍNH CHẤT LK CÔNG HÓA TRỊ LK ION ∆χ < 1,7 ∆χ > 1,7 Có tính định hướng Bất định hướng Có tính bão hòa Bất bão hòa 44 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Sự phân cực ion Sự chênh lệch độ âm điện các nguyên tố càng lớn tính ion hợp chất càng cao ∆χ Độ ion % ∆χ Độ ion % ∆χ Độ ion % 0,2 1,2 30 2,2 70 0,4 1,4 39 2,4 76 0,6 1,6 47 2,6 82 0,8 15 1,8 55 2,8 86 1,0 22 2,0 63 3,0 89 45 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Điện tích cation càng lớn, bán kính cation càng nhỏ, tác dụng phân cực càng mạnh Tính cộng hóa trị tăng dần Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Bán kính anion càng lớn, anion càng dễ bị biến dạng Tính cộng hóa trị tăng dần Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ảnh hưởng phân cực ion đến tính chất các hợp chất  Sự phân cực ion làm giảm độ bền tinh thể hợp chất Chất Nhiệt độ nóng chảy (0C) LiF LiCl LiBr LiI 848 607 550 469  Sự phân cực ion làm giảm độ điện ly hợp chất ion dung dịch 48 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com LIÊN KẾT HYDRO Là liên kết hình thành nguyên tử H linh động (H liên kết với nguyên tử có độ âm điện lớn) với nguyên tử có độ âm điện lớn khác X- H+… Y X, Y là các nguyên tử có độ âm điện lớn (F, O, Cl, N) 49 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com PHÂN LOẠI  Liên kết hydro liên phân tử 50 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Liên kết hydro nội phân tử O H O N H O C O octo- Nitrobenzen H O andehit salyxilic 51 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ảnh hưởng liên kết Hydro  Liên kết Hydro liên phân tử làm tăng nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy hợp chất o C2H5OH có ts , tnc cao CH3OCH3 o CH3COOH có ts , tnc cao HCOOCH3 52 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Liên kết Hydro liên phân tử với dung môi làm tăng độ tan hợp chất dung môi đó o C2H5OH tan H2O tốt CH3OCH3 53 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Liên kết Hydro nội phân tử So sánh tính acid acid sau Acid ortho-hydroxy benzoic Acid meta-hydroxy benzoic 54 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com LIÊN KẾT VAN DER WALLS  Là liên kết hình thành các phân tử trung hòa  Có tính không định hướng, không bão hòa, không chọn lọc 55 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com PHÂN LOẠI  Tương tác định hướng 56 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Tương tác cảm ứng 57 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Tương tác khuếch tán 58 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com TÍNH CHẤT  Lực định hướng > Lực cảm ứng > Lực khuếch tán  Lực VDW càng lớn kích thước (khối lượng) càng lớn 59 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com CHƯƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nội dung Các khái niệm Nguyên lý NĐLH và hiệu ứng nhiệt quá trình HH Nguyên lý thứ NĐLH và chiều quá trình HH Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Các khái niệm Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Đối tượng nghiên cứu  Nhiệt động lực học là khoa học nghiên cứu các quy luật biến hóa từ dạng lượng này sang dạng lượng khác Cơ sở nhiệt động lực học là nguyên lý nhiệt động lực học  Nhiệt động lực học hóa học là khoa học nghiên cứu các quy luật biến đổi qua lại hóa và các dạng lượng khác các quá trình hóa học Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Hệ (nhiệt động ) là phần (trong phạm vi hóa học) khảo sát phương diện trao đổi lượng và vật chất Phần còn lại xung quanh là môi trường ngoài hệ  Hệ hở  Hệ kín  Hệ cô lập Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Hệ đồng thể là hệ có các tính chất lý hoá học giống điểm hệ nghĩa là không có phân chia hệ thành phần có tính chất hoá lý khác  Hệ dị thể là hệ có bề mặt phân chia thành phần có tính chất hoá lý khác  Hệ cân là hệ có nhiệt độ, áp suất, thành phần giống điểm hệ và không thay đổi theo thời gian Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Trạng thái hệ là toàn các tính chất lý, hoá hệ  Thông số trạng thái: Trạng thái hệ xác định các thông số nhiệt động là: nhiệt độ T, áp suất P, thể tích V, nồng độ C…  Hàm trạng thái là đại lượng nhiệt động có giá trị phụ thuộc vào các thông số trạng thái hệ mà không phụ thuộc vào cách biến đổi hệ Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Quá trình là biến đổi xảy hệ gắn liền với thay đổi ít thông số trạng thái  Quá trình xảy áp suất không đổi (P= số) gọi là quá trình đẳng áp  thể tích không đổi gọi là quá trình đẳng tích  nhiệt độ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt…  Quá trình thuận nghịch  Quá trình không thuận nghịch Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nhiệt & Công  Nhiệt Nhiệt lượng Q cần dùng để đem m (g) hóa chất từ lên khoảng nhiệt độ từ T1 đến T2 Q = m C (T2 - T1 ) C: nhiệt dung riêng Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Công Công thay đổi thể tích A = Pngoài ΔV (ΔV = V2 – V1 ) V1 V2 10 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Quy ước dấu Nếu hệ tỏa nhiệt Q<0 Nếu hệ thu nhiệt Q>0 Nếu hệ nhận công A<0 Nếu hệ sinh công A>0 11 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nguyên lý NĐLH & Hiệu ứng nhiệt các quá trình hóa học 12 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nguyên lý NĐLH Q2 , A2 U2 U1 Q1 , A1 ΔU = Q - A Q3 , A3 Trong đó: ΔU = U2 – U1 là biến thieân noäi naêng cuûa heä 13 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nhiệt đẳng tích & Nhiệt đẳng áp Nguyên lý U  Q  A  Q  Pngoài V  Nếu quá trình là đẳng tích ΔV = A=0 U  Qv 14 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Nếu quá trình là đẳng áp Pngoài = Pkhí = P U  Q  A  Q  U  A QP  U  U1   P(V2  V1 ) QP  (U  PV2 )  U1  PV1  Đặt H = U + PV : hàm lượng entalpi QP  H  H1  H 15 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Hiệu ứng nhiệt các quá trình hoá học (Nhiệt hóa học) a Nhiệt tạo thành (sinh nhiệt) hợp chất là hiệu ứng nhiệt phản ứng tạo thành mol chất đó từ các đơn chất ứng với trạng thái tự bền vững điều kiện đã cho áp suất và nhiệt độ Ví duï: C (r) than chì + O2 (k) CO2(k) ΔH0tt (CO2,k) = - 393,51 kJ/mol (ΔH0f) Nhieät taïo thaønh chuaån cuûa ñôn chaát baèng 0: H0298 = 16 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com b Nhiệt phân hủy hợp chất là hiệu ứng nhiệt phản ứng phân hủy mol chất đó thành caùc ñôn chaát Ví duï: H2O (l) → H2 (k) + 1/2O2 (k) ΔH0ph (H2O,l) = + 285,84 kJ/mol 17 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com c Nhiệt đốt cháy là hiệu ứng nhiệt phản ứng đốt cháy mol chất oxy để tạo thành sản phẩm cháy áp suất không đổi Ví duï: CH4 (k) + 2O2 (k) = CO2 (k) + H2O (l) ΔH0đc (CH4,k) = - 212,7 kcal/mol 18 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Entanpi phản ứng Entanpi tỷ lệ với hệ số hợp thức phương trình CH4(g) + 2O2(g)  CO2(g) + 2H2O(g) ∆H = -802 kJ 2CH4(g) + 4O2(g)  2CO2(g) + 4H2O(g) ∆H = -1604 kJ Khi đổi chiều phản ứng thì đổi dấu entanpi: CO2(g) + 2H2O(g)  CH4(g) + 2O2(g) ∆H = +802 kJ CH4(g) + O2(g)  CO2(g) + H2O(g) ∆H = -802 kJ Entanpi phụ thuộc trạng thái CH4(g) + O2(g)  CO2(g) + H2O(g) ∆H = -802 kJ CH4(g) + O2(g)  CO2(g) + H2O(l) ∆H = -890 kJ 19 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Định luật Hess và hệ A ΔH X Y ΔH3 ΔH5 A ΔH4 B Theo định luật Hess H  H1  H  H  H  H 20 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Hệ 1: Hiệu ứng nhiệt phản ứng tổng nhiệt tạo thành (sinh nhiệt) các sản phẩm trừ tổng nhiệt tạo thành caùc taùc chaát (có kể các hệ số phản ứng tác chất) ΔH0298 = ΣΔH0tt (sản phẩm) – ΣΔH0tt(tác chất) Ví dụ: Cho phản ứng PCl3 (r )  Cl2 (k )  PCl5 (r ) H 298  131,2kJ Tính sinh nhiệt mol tiêu chuẩn PCl5 (r), biết sinh nhiệt mol tiêu chuẩn PCl3(r) là -607,2 kJ/mol 21 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Hệ 2: Hiệu ứng nhiệt phản ứng tổng nhiệt đốt cháy các tác chất trừ tổng nhiệt đốt cháy các sản phaåm (có kể các hệ số phản ứng tác chất) ΔH0298 = ΣΔH0ñc (tc) – ΣΔH0ñc(sp) Ví duï: CH3COOH (l) + C2H5OH (l) → CH3COOC2H5 (l)+ H2O (l) ΔH0ñc - 871,69 - 1366,91 - 2284,05 ΔH0298 = - 871,69 - 1366,91 + 2284,05 = + 45,45 kJ 22 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Hệ 3: Hiệu ứng nhiệt phản ứng tổng lượng các liên kết bị đứt trừ tổng lượng liên kết ráp (có kể các hệ số phản ứng tác chất) ΔH0298 = ΣE(đứt) – ΣE(ráp) Ví dụ: Tính hiệu ứng nhiệt phản ứng: CH  CH (k )  H (k )  CH  CH (k ) H 298  EC  H  EC C  EH  H  EC  H  EC C 23 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Xác định nhiệt phản ứng cho phản ứng sau: 4NH3(k) + 5O2(k)  4NO(k) + 6H2O(k) Sử dụng hệ phản ứng sau N2(k) + O2(k)  2NO(k) H = 180.6 kJ N2(k) + 3H2(k)  2NH3(k) H = -91.8 kJ 2H2(k) + O2(k)  2H2O(k) H = -483.7 kJ 24 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nguyên lý NĐLH và chiều quá trình HH 25 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Tăng độ xáo trộn, độ trật tự Độ tăng entropi S ΔS > Rắn ΔS > Lỏng Khí 26 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Entropi S  Entropi là đại lượng đặc trưng cho trạng thái hệ  Nó biểu diễn độ tự do, xáo trộn, trật tự các phân tử (nguyên tử) hệ xét Q S hê  T Q  Đối với hệ biến đổi thuận nghịch  S hê  T Q  Đối với hệ biến đổi không thuận nghịch  S hê  T 27 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com H O (l )  H O ( k ) S  Cl ( k )  2Cl ( k ) S  N ( k )  H ( k )  NH ( k ) S  CaCO ( r )  CaO ( r )  CO ( k ) S  28 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Biến thiên Entropi phản ứng hóa học ∆So = Σ So (sản phẩm) - Σ So (tác chất) (có kể các hệ số phản ứng tác chất) Ví dụ: Tính biến thiên Entropi tiêu chuẩn phản ứng: N ( k )  H ( k )  NH ( k ) S 298 ( J / mol.K ) 192 131 193 0 0 S 298  S 298 ( NH )  S 298 ( N )  3S 298 ( H )  199( J / K ) 29 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Kết hợp nguyên lý & NĐHH : CHIỀU PHẢN ỨNG Phương trình NĐHH G  H  TS ΔG (kJ/mol): đẳng nhiệt, đẳng áp (Năng lượng tự Gibbs) ΔG < 0: phản ứng xảy tự nhiên ΔG > 0: phản ứng xảy chiều nghịch ΔG = 0: phản ứng đạt cân 30 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ở điều kiện tiêu chuẩn G 298  H 298  TS 298 Thế đẳng áp tạo thành tiêu chuẩn chất (tinh khiết) là độ biến thiên đẳng áp phản ứng tạo thành mol chất đó từ các đơn chất bền điều kiên tiêu chuẩn Kí hiệu ΔG0 tt298 Đối với đơn chất thì ΔG0 tt298 quy ước 31 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Tính biến thiên đẳng áp phản ứng hóa học Gopö = SGott (sp) - SGott (tác chất) C2H4(k) + H2O(l) C2H5OH(l) Tính ∆G°pư, cho các giá trị sau ∆G°tt(C2H5OH(l)) = -175 kJ/mol ∆G°tt(C2H4(g)) = 68 kJ/mol ∆G°tt(H2O (l)) = -237 kJ/mol ΔG°pư = – 175 – 68 + 237 = –6 (kJ/mol) 32 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Tính biến thiên đẳng áp tiêu chuẩn phản ứng sau: Mg (r )  CO2 (k )  MgO(r )  C ( gr ) Htt0298 (kJ / mol) 0 S298 ( J / mol.K ) 32,5 G 298 -393,5 -601,8 213,6 26,78 5,69  H 298  TS 298 H 298  2(601,8)  1(393,5)  810,1kJ S 298  2(26,78)  5,69  2(32,5)  213,6  219,35 J G 298  H 298  TS 298 3  810,1  298(219,35.10 )  744,7 kJ 33 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com CHƯƠNG 4: ĐỘNG HÓA HỌC & CÂN BẰNG HÓA HỌC Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nội dung I ĐỘNG HÓA HỌC Một số khái niệm Phương trình động học số phản ứng đơn giản Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng II CÂN BẰNG HÓA HỌC Hằng số cân Các yếu tố ảnh hưởng đến cân Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com I ĐỘNG HÓA HỌC I.1 Một số khái niệm  Vận tốc phản ứng Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Tại t = [A] = [B] = [C] = Tại t = 16 [A] = [B] = [C] = 4 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Tại t = 32 [A] = [B] = [C] = Tại t = 48 [A] = [B] = [C] = Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Vận tốc phản ứng C  A v  t t Vận tốc tức thời thời điểm t: d C  d A v  dt dt Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Biểu thức vận tốc phản ứng Xét phản ứng: A  B  C  D v  k A B  m n Trong đó: k: gọi là số vận tốc m: bậc phản ứng theo A n: bậc phản ứng theo B (m+n): bậc phản ứng tổng quát Hai giá trị m,n suy từ giá trị thực nghiệm, có thể mang giá trị dương, âm, là số nguyên hay số thập phân Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nếu tác chất tham gia phản ứng là chất khí, thì dùng áp suất các khí để tính vận tốc phản ứng A (k )  B (k )  C  D v  k p p m A n B Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Phản ứng đơn giản & phức tạp  Phản ứng đơn giản (phản ứng sơ cấp) là phản ứng xảy giai đoạn (bậc phản ứng trùng với hệ số tỷ lượng phản ứng) NO(k) + O2(k)  NO2(k) v = k[NO]2[O2]  Phản ứng phức tạp là phản ứng xảy nhiều giai đoạn (bậc phản ứng là các giá trị thực nghiệm) Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Phản ứng Pt vận tốc CH3CHO  CH4 + CO v = k[CH3CHO]3/2 N2O5  NO2 + O2 v = k[N2O5] H2 + Br2  HBr v = k[H2][Br2]1/2 10 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Hợp chất trung gian & lượng hoạt hóa Hợp chất trung gian Năng lượng hoạt hóa Tác chất Sản phẩm 11 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: 12 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Hợp chất trung gian Năng lượng hoạt hóa Ea 13 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com I.2 Phương trình động học số phản ứng đơn giản  Phản ứng bậc không Tốc độ phản ứng không phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng A → Sản phẩm v  k A  k  const 14 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Phản ứng bậc A → Sản phẩm v  k A v = k [N2O4] 15 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Phản ứng bậc hai 2A → Sản phẩm v  k A v = k [NO2]2 A + B → Sản phẩm v  k  A  B  16 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com I.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng  Ảnh hưởng nồng độ tác chất A  B  C  D v  k A B  m n  Nồng độ tác chất tăng thì vận tốc phản ứng tăng  Vận tốc phản ứng giảm theo thời gian 17 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com + Đối với phản ứng thuận nghịch A  B Theo chiều thuận (AB) v th  k th  A  Theo chiều nghịch (BA) v ng  k ng  B  m n Theo thời gian  [A] giảm  vth giảm   [B] tăng  vng tăng  Khi vth = vng  phản ứng đạt cân 18 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Ảnh hưởng nhiệt độ Quy tắc Van’t Hoff Khi tăng nhiệt độ lên 100 thì vận tốc phản ứng tăng lên 24 lần Số lần tăng này gọi là hệ Với số nhiệt độ: γ v2 k   v1 k1 T 10 v2 , k2 là vận tốc và số vận tốc phản ứng nhiệt độ T2 v1 , k1 là vận tốc và số vận tốc phản ứng nhiệt độ T1 ΔT = T2 - T1 19 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Hệ thức Arrhenius k  A e Ea  RT Ea : lượng hoạt hóa phản ứng A : thừa số tần số (thể xác suất va chạm hữu hiệu các phân tử tham gia phản ứng) 20 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Xét phản ứng 21 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com k  A e Ea  RT Ea ln k  ln A  RT Xác định A & Ea 22 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Ảnh hưởng xúc tác  Chất xúc tác là chất có khả làm tăng vận tốc phản ứng Chất xúc tác tham gia vào phản ứng, sau phản ứng phục hồi, không bị biến đổi khối lượng và chất lượng Phân loại chất xúc tác:  Xúc tác đồng thể: có cùng pha với chất tham gia phản ứng  Xúc tác dị thể: không cùng pha với chất tham gia phản ứng, phản ứng hoá học xảy trên bề mặt chất xúc tác  Xúc tác enzym 23 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Chất xúc tác làm tăng vận tốc phản ứng (thuận & nghịch), không làm thay đổi mức độ cân phản ứng thuận nghịch  Chất xúc tác làm tăng vận tốc phản ứng cách làm giảm lượng hoạt hóa không có xúc tác Ea không có xúc tác có xúc tác Ea có xúc tác H 2O2  H 2O  O2 24 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: N (k )  3H (k )  NH (k ) Tốc độ phản ứng trên thay đổi nào tăng thể tích bình phản ứng lên lần a Tăng lên lần b Tăng lên 16 lần c Giảm xuống 16 lần d Giảm xuống lần 25 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Một phản ứng kết thúc sau 3h 200C Ở nhiệt độ nào phản ứng kết thúc sau 20 phút, biết hệ số nhiệt độ phản ứng là a 300C b 400C c 500C d 600C 26 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Khi thực phản ứng 200C thì số tốc độ phản ứng là k Khi tăng nhiệt độ phản ứng lên 300C thì số tốc độ phản ứng tăng lên lần Tính lượng hoạt hóa phản ứng 27 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com II CÂN BẰNG HÓA HỌC II.1 Hằng số cân Xét phản ứng (đơn giản) thuận nghịch aA + bB • vth = kth [A]a[B]b • = kn [C]c[D]d  cC + dD Ở trạng thái cân bằng:  vt = kt [A]a[B]b = kn [C]c[D]d [C]c[D]d kt = K = kn [A]a[B]b 28 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com +Nếu phản ứng dung dịch c Kc = d  CC CD   a b  C A C B  +Nếu hỗn hợp phản ứng là chất khí aA(k) + bB(k)  cC + dD a A c C b B d D P P KP  P P 29 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nồng độ  H2(g) + I2(g)  HI(g HI(g) Thời gian  30 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Cách viết biểu thức số cân CaCO3 (r )  CaO(r )  CO2 (k ) K P  PCO2 NH 4Cl (r )  NH (k )  HCl (k ) K P  PNH PHCl CH 3COOCH  H 2O  CH 3COOH  CH 3OH dư [CH 3COOH ].[CH 3OH ] KC  [CH 3COOCH ].[ H 2O] [CH 3COOH ].[CH 3OH ] KC  [CH 3COOCH ] 31 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com aA + bB  cC + dD C   D  a b A   B  c K1  cC + dD  aA + bB d A   B  c d C   D  a K2  b K1  K2 32 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 2aA + 2bB  2cC aA + bB  cC C  a b A   B  c K1  C  2c K2  K2  K A   B  c    C    a b   A   B   2a 2b 33 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com (1) aA  bB (2) bB  cC (3) aA  cC B  a A  K1  c [C ] K2  b [B]  C K 3 A a b c B   C  A a B b c b  K  K1  K 34 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Cho các cân 8500C C(r)  CO2 (k )  2CO(k ) CO(k )  Cl2 (k )  2COCl2 (k ) K p1  1,3.10 atm K p2  5,4.103 atm1 14 Tính số cân KP phản ứng: C (r )  CO2 (k )  2Cl2 (k )  COCl2 (k ) 11 a )7,54.10 b)3,79.10 c)7,54.10 11 d )4,37.10 9 35 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Sự liên hệ ΔG0 và K G   RT ln K  Nếu K >1 thì G0 < phản ứng diễn theo chiều thuận  Nếu K < thì G0 > phản ứng diễn theo chiều nghịch  Nếu K = thì G0 = hệ đạt trạng thái cân 36 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: NO2 (k )  N 2O4 (k ) Có ∆H và ∆S là -57,4Kcal và -176,74 cal.độ-1 a Tính nhiệt độ trạng thái cân b Tính giá trị số cân 250C 37 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com II.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến cân Nguyên lý Le Chatelier chuyển dịch cân bằng: Với hệ trạng thái cân bằng, ta thay đổi yếu tố xác định điều kiện cân (p, T, C) thì cân dịch chuyển theo chiều chống lại thay đổi đó 38 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: SO ( k )  O ( k )  SO  H pu   198 , kJ Để thu nhiều SO3 cần phải: a) Tăng áp suất, tăng nhiệt độ b) Giảm áp suất, tăng nhiệt độ c) Tăng áp suất, giảm nhiệt độ d) Giảm áp suất, giảm nhiệt độ 39 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Xét các hệ cân sau bình kín / C (r )  H 2O(k )  CO (k )  H (k ) / CO(k )  H 2O(k )  CO2 (k )  H (k ) H  131kJ H  41kJ Các cân trên chuyển dịch nào thay đổi các điều kiện sau: a Tăng nhiệt độ b Thêm lượng nước vào c Thêm khí H2 vào d Giảm thể tích bình kín e Dùng thêm chất xúc tác 40 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com CHƯƠNG 5: DUNG DỊCH Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nội dung Một số khái niệm Dung dịch chất điện ly Cân dung dịch chất điện ly khó tan Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Dung dịch Là hệ đồng thể gồm hay nhiều chất (chất tan & dung môi) mà thành phần chúng thay đổi giới hạn rộng  Dung dịch khí: không khí  Dung dịch lỏng  Dung dịch rắn: hợp kim Ag-Au Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nồng độ dung dịch  Nồng độ mol CM ( M )  n(mol ) V (l )  Nồng độ đương lượng (CN): số đương lượng chất tan có lít dung dịch C N  n * CM hệ số tỷ lệ Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Nếu là hợp chất Acid/ Baz n   H    OH  trao đổi Ví dụ: H SO  NaOH  Na SO  H O n2 n 1  Nếu là hợp chất Muối n   (  )   ( ) Ví dụ: NaCl (n  1); Na2 SO4 (n  2)  Nếu là hợp chất Oxy Hóa Khử n   e trao đổi Ví dụ: Fe 2  MnO4  H   Fe3  Mn 2  H 2O n 1 n5 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Quá trình hòa tan tạo thành dung dịch Nguyên tắc Các chất “giống nhau” thì hòa tan vào Các chất phân cực thì hòa tan vào các chất phân cực và ngược lại Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Xét quá trình hòa tan chất rắn vào chất lỏng: giai đoạn  Quá trình chuyển pha: quá trình phá vỡ mạng tinh thể chất rắn để tạo thành các phân tử/ ion Quá trình thu nhiệt ∆HCP >  Quá trình solvat hóa: quá trình tương tác các phân tử/ ion chất tan với dung môi Quá trình tỏa nhiệt ∆Hsolvat < H ht  H CP  H solvat Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Quá trình chuyển pha Na Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Quá trình solvat hóa (hydrat hóa) dd NaCl Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Dung dịch chất điện ly Là dung dịch có chất tan là chất điện ly (chất dung dịch phân ly thành các ion trái dấu) Chất điện ly 10 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Chất điện ly mạnh: phân ly hoàn toàn thành ion  NaCl  Na  Cl   Chất điện ly yếu: phân ly phần thành ion CH COOH  CH COO  H  11 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Độ điện ly α Là tỷ số phân tử phân ly thành ion (n’) trên tổng số phân tử đã hòa tan dung dịch (n) n'  n Quy ước  α > 0,3  chất điện ly mạnh  α < 0,03  chất điện ly yếu  0,03 < α < 0,3  chất điện ly trung bình 12 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Cân dung dịch chất điện ly yếu Am B n  mA n   nB m  [ An ]m[Bm ]n KCB   const [ Am Bn ]  KCB phụ thuộc vào nhiệt độ  KCB càng lớn  chất điện ly càng mạnh 13 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Hằng số điện ly axit yếu CH 3COOH  CH 3COO   H  K CB [CH 3COO  ].[ H  ]  Ka   1,8.10 5 [CH 3COOH ] 14 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com H 2CO3  H   HCO3 [ H  ].[ HCO3 ] K a1   4.10 7 [ H 2CO3 ] HCO3  H   CO32 Ka2 [ H  ].[CO32 ] 11   , 10 [ HCO3 ] Đối với axit nhiều nấc K1 >> K2  Axit nhiều nấc chủ yếu phân ly nấc 15 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Hằng số điện ly baz yếu  NH 4OH  NH  OH K CB  [ NH 4 ].[OH  ]  Kb   1,8.10 5 [ NH 4OH ] 16 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Mối liên hệ số điện ly & độ điện ly Phương trình điện ly AB  AB  A  B  Ban đầu C0 Điện ly C = αC0 αC0 αC0 Cân C0 ‒ αC0 αC0 αC0 Co2 [ A ].[ B  ] K  [ AB] C0 (1   ) Nếu AB là chất điện ly yếu : α <<1  K  C0 17 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 2.1 pH dung dịch axit – baz 2.1.1 Lý thuyết axit – baz  Quan điểm Arrhenius H2O HCl(k) → H+ + ClH2O NaOH(r) → Na+ + OHHạn chế: o Không áp dụng cho chất nước không phân ly H+ OH- Ví dụ: NH3 o Chỉ xét dung môi nước 18 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Quan điểm Bronsted  Axit là chất cho proton H+ NH   H   NH  Baz là chất nhận proton H+ CH 3COO   H   CH 3COOH Ví dụ: Axit   HCO  H  CO 2 Baz liên hợp HCO3 và CO32 : là cặp axit, baz liên hợp 19 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Baz acid NH3 + H2O  NH4+ + OH- H+  Với cặp axit – baz liên hợp: Ka + Kb = 10-14 hay pKa + pKb = 14 Ví dụ: CH 3COOH  CH 3COO   H  Ka = 1,8.10-5 10 14 10 Kb   , 62 10 1,8.10 5 20 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Quan điểm Lewis  Axit là chất nhận cặp electron liên kết  Baz là chất cho cặp electron liên kết  N H  H  NH Baz Lewis  Axit Lewis 21 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 2.1.2 Tính pH dung dịch axit  Axit mạnh  H n A  nH  A Ca → n nCa pH   lg C H    lg(nCa ) 22 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Axit yếu đơn chức  HA  H  A  pH  ( pK a  lg Ca ) Với: Ca nồng độ ban đầu axit HA Ka số axit HA pKa = - lgKa 23 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 2.1.3 Tính pH dung dịch baz  Baz mạnh B(OH ) n  B Cb → n  nOH  nCb pOH   lg COH    lg(nCb ) pH = 14 – pOH 24 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Baz yếu đơn chức  BOH  B  OH  pH  14  ( pK b  lg Cb ) Với: Cb nồng độ ban đầu baz BOH Kb số baz BOH pKb = - lgKb 25 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 2.1.4 Tính pH dung dịch muối Acid mạnh Muối + Baz mạnh Acid yếu + Acid mạnh + Baz mạnh Baz yếu (CH3COONa) (NH4Cl) Acid yếu + Baz yếu (CH3COONH4) (NaCl) Giá trị pH =7 >7 <7 Tùy thuộc vào acid và baz Công thức tính 1 pH  (14  pK a  pK b ) pH  (14  pK a  lg Cm ) pH  (14  pK b  lg Cm ) 2 26 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Trộn lẫn 10ml dung dịch CH3COOH 0,2M và 10ml dung dịch NaOH 0,2M Dung dịch có pH ? (Cho pKa = 4,8) a 2,4 b c 8,9 d 12,5 27 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 2.1.5 Tính pH dung dịch đệm Dung dịch đệm là dung dịch thêm lượng nhỏ axit, lượng nhỏ baz hay pha loãng thì pH dung dịch ít thay đổi Dung dịch đệm axit Gồm axit yếu và muối axit yếu CH3COOH & CH3COONa Dung dịch đệm baz Gồm baz yếu và muối baz yếu NH4OH & NH4Cl 28 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Dung dịch đệm axit Ca pH  pK a  lg Cmuôi  Dung dịch đệm baz Cb pH  14  ( pK b  lg ) Cmuôi 29 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Trộn lẫn 10ml dung dịch NH4OH 0,4M và 10ml dung dịch HCl 0,2M Dung dịch có pH ? (Cho pKb = 4,8) a 2,4 b c 9,2 d 11,6 30 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Cân dung dịch chất điện ly khó tan Xét cân điện ly muối BaSO4 BaSO4 (r )  BaSO4 (l )  Ba 2  SO42 Dạng đơn giản BaSO4 (r )  Ba 2  SO42 Hằng số cân K CB  [ Ba 2 ].[ SO42 ]  TBaSO4 TBaSO4 tích số tan BaSO4 31 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Mối liên hệ tích số tan & độ tan (S) Am Bn (r )  Am Bn (l )  mAn   nB m  S mS nS TAm Bn  [ An  ]m [ B m  ]n  [mS ]m [nS ]n  m m n n S ( m  n )  S  m n TAm Bn m m n n (mol / lit ) 32 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Điều kiện để có kết tủa n mA  nB T’<TAmBn T’=TAmBn T’>TAmBn m  Am Bn Đặt T '  [ An  ]m [ B m  ]n • Dung dịch chưa bão hòa • Dung dịch bão hòa • Dung dịch quá bão hòa  Xuất kết tủa 33 Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Người ta đổ từ từ dung dịch chứa CaCl2 và BaCl2 (có cùng nồng độ) vào dung dịch H2SO4 xuất kết tủa Chất nào kết tủa trước? Cho TBaSO4  1,1.10 10 TCaSO4  2,4.10 6 34