Bài giảng + bài tập hóa đại cương 1 Thầy Nguyễn Văn Đồng – đại học Nông Lâm tp HCM

196 12 0
Bài giảng + bài tập hóa đại cương 1 Thầy Nguyễn Văn Đồng – đại học Nông Lâm tp HCM

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Khi pư đạt trạng thái cb, nếu ta thay đổi 1 yếu tố tác dụng lên hệ,thì cb sẽ dịch chuyển theo chiều ngược lại với sự thay đổi đó.. b..[r]

(1)

CHƯƠNG I

CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

I Các cấu tử chánh:

1 Các hạt bản:

Nguyên tử Electron(e) -1

Nhân Proton(p) +1 1dvc

Neutron(n) 1dvc

me/mp = 1/1840  Kl(ng.t) = Kl(nhân)

(2)

2 Ký hiệu nguyên tử:

Z: Bậc số ng.tử= ∑p nhân A= Số khối = ∑p + ∑n

∑p =

∑n = 12 – =

Nguyên tử trạng thái trung hòa điện

 ∑e = ∑p =6

X A

Z

C 12

6

(3)

3 Ng.tử đồng vị:

1 protn Có 0; 1; neutron

6 proton Có 6; 7; neutron

17 proton có 18; 19; 20 neutron

Các ng.t đồng vị có Z  ∑e  hóa tính giống

H 1 H H C 12 C 13 Cl 35 17 Cl 37 17

Cùng Z, khác A

(4)

4 Nguyên tố – nguyên tử:

*1 ng.tố x.định có giá trị Z x.định

*Trong ng.tố gồm nhiều ng tử

đồng vị với thành phần xác định

*1H gồm: 1H(99,985%) 2H(0,015%)

*17Cl gồm: 35Cl(75,4%) 37Cl(24,6%)

*6C gồm: 12C(98,982%) 13C(1,108%)

*Klnt (ng.tố) =

Td: klnt(Cl) =

100 ) .%(i Ai ∑ 453 , 35 100 , 24 37 , 75 35 = +

(5)

II Cấu tạo ng.tử theo thuyết lượng tử

e di chuyển orbital ng.tử (AO)

* Về ph.d vật lý: AO:vùng k.g quanh nhân

trên x.s tìm thấy e cực đại từ 90→99%

*Về ph.d toán học:

AO biểu diễn

hàm số Ѱn,l,m :nghiệm p.t Schrodinger

∂2 Ѱ ∂2 Ѱ ∂2 Ѱ 8π2m

── + ── + ── + ─── (E – V) Ѱ = ∂x2 ∂y2 ∂z2 h2

Giải p.t các cặp nghiệm E; Ѱ

(6)(7)

1 Hệ electron:

1H : nhân 1+ 1e di chuyển quanh nhân 2He→2He++e : nhân 2+ 1e quanh nhân 3Li →3Li2++2e: nhân 3+và 1e quanh nhân

 Hệ 1e Nhân có Z+ 1(e) quanh nhân

Giải p.t Schrodinger áp dụng cho hệ 1(e)

Các hàm Ѱn,l,m biểu diễn AO,và En

AO có dạng x.định hàm Ѱn,l,m x.định

Ѱn,l,m xác định số lượng tử n,l,m có giá trị xác định

(8)

a Các số lượng tử:

α Số l.tử chánh n: lớp mà e di chuyển đó, kích thước AO

n = 7… ∞

Lớp K L M N O P Q……

En< En ↑ n↑ n↑kích thước AO↑

Td: 1H:

n=1 n=2 eV

E 13,6

1 , 13

1  = −

     − = eV

E 3,4

2 , 13

2  = −

     − = eV n Z En , 13       − =

(9)

2He+(Z=2):

ZXn+ :

n = ∞

eV

E 54,4

1 , 13

1  = −

     − = eV

E 13,6

2 , 13

2  = −

     − =

n =1=> n =2=>

eV

E 6,05

3 , 13

3  = −

     − =

n =3=>

eV Z

E 13,6

2 =       ∞ − = ⇒ ∞

(10)

β Số lượng tử phụ Với1giá trị n l:

l có n trị số: 0;1;2; 3; 4; 5;…; n-1

Slt phụ l: hình dạng AO phân lớp

có lớp thứ n nguyên tử

l 7…… Ph.l s p d f g h i j……

γ Số lượng tử từ m (m

l):

Với giá trị l  m có (2l+1) trị số:

m = -l; -(l-1); -(l-2); … ; 0; 1; 2; … ; +l

Số lượng tử từ m cho biết định hướng

của AO không gian

(11)

n l m Ѱn,l,m (nl) AO 0 Ѱ1,0,0 1s 1s

lớp K(n=1) có1 phân lớp(1s) có 1AO(1s)

(12)

n l m Ѱn,l,m (nl) AO

1

0 Ѱ2,0,0 2s 2s

-1

+1

Ѱ2,1,-1

Ѱ2,1,0 Ѱ2,1,+1

2p

2px

2py 2pz

lớp L(n=2) có phân lớp: 2s có AO (2s)

và 2p có AO ( 2px; 2py; 2pz )

(13)(14)(15)

n l m Ѱn,l,m nl AO

3

1

2

0 Ѱ3,0,0 3s 3s -1 +1 Ѱ3,1,-1 Ѱ3,1,0 Ѱ3,1,+1

3p 3p3px

y 3pz -2 -1 +1 +2 Ѱ3,2,-2 Ѱ3,2,-1 Ѱ3,2,0 Ѱ3,2,+1 Ѱ3,2,+2 3d 3dxy 3dyz 3dz2 3dxz

3dx2 – y2

 lớp M(n=3) có phân lớp: 3s (1AO); 3p(3AO) ; 3d(5AO)

(16)(17)(18)

n = l= 0;1;2;3có phân lớp: 4s;4p;4d;4f

Phân lớp 4f (l=3) =>m có (2.3+1)=7 giá trị

7AO

Lớp thứ n có n phân lớp: ns;np;nd;nf;…

(19)

δ Số lượng tử spin ms

Trạng thái chuyển động elctron

được biểu diễn slt thứ tư ms:

di chuyển quanh nhân electron tự

quay quanh trục đối xứng theo chiều trái nhau( thuận ngược chiều kim đồng hồ)

Slt ms có gjá trị :

Trạng thái chuyển động e xác

định số lượng tử: n,l,m,ms.Mỗi e

trong ng.tử có slt n,l,m,ms xác định

2 − = s m + = s m

(20)

b Ghi chú: *trong hệ 1(e)

Các ph.l ϵ lớp có En

*e di.ch lớp từ n=1→∞

*Khi e di chuyển lớp nàoEn lớp

*Ở tr.th bản: Hệ có E nhỏ e Є n=1

*e từ n=1→n=2 ∆E1→2=E2–E1>0

*e từ n=2→n=1 ∆E2→1=E1-E2<0

*e từ Enthấp →Encao Hệ nhận lượng

*e từ Encao →Enthấp  Hệ phát lượng

eV n Z En . 6 , 13       − =

(21)(22)(23)(24)

2 Hệ nhiều electron:

Gồm nguyên tố chứa từ 2e trở lên:

* Các e đẩy lẫn nhaucác phân lớp

cùng lớp có E khác

* Các e di chuyển quanh nhân

các lớp phân lớp tương tự trường hợp hệ 1e

* Trạng thái chuyển động e

hệ nhiều e phải tuân theo nguyên lý lượng tử

(25)

a Các nguyên lý lượng tử:

α Nguyên lý ngoại trừ Pauly:

Trong ng.tử nhiều e, khơng có cặp e

có số lượng tử hồn tồn giống nhau.

* Số e tối đa 1AO:

Các e di chuyển 1AO(Ѱn,l,m) phải

có slt n,l,m giống ms khác

Vì ms có giá trị: - 1/2 + 1/2

1AO có tối đa 2e với ms ngược chiều

ms =+1/2 ms = -1/2

AO chứa 2e Còn

↑ ↓

↑↓ ↑↑

(26)

* Số electron tối đa phân lớp:

Trong1ph.l thứ l:Có (2l+1) AOcó2(2l+1)e

Ph.lớp s(l=0)  tối đa 2(2.0+1)=2e s2

Ph.lớp p(l=1) tối đa 2(2.1+1) = 6e  p6

Ph.lớp d(l=2) tối đa 2(2.2+1) = 10ed10

Ph.lớp f (l=3)tối đa 2(2.3+1) =14e f14

ns: s0 ; s1 ; s2

np: p0; p1 ; p2 ; p3 ; p4 ; p5 ; p6

nd: d0; d1; d2; d3; d4; d5; d6 ; d7 ; d8 ; d9 ; d10

nf:f0; f1; f2; f3; f4; f5; f6; f7; f8; f9; f10; f11; f12;

(27)

* Số electron tối đa lớp

Trong lớp thứ n: Chứa tối đa (2.n2 )e

n=1  tối đa 2.12= e

n=2  tối đa 2.22 = 8e

n=3  tối đa 2.32 = 18 e

n=4  tối đa 2.42 = 32 e

n=5  tối đa 2.52 = 50 e

n=6  tối đa 2.62 =72 e

n=7  tối đa 2.72 = 98 e

(28)

β Nguyên lý vững bền

Trong nguyên tử nhiều electron,các

electron di chuyển quanh nhân nào để lượng hệ nhỏ nhất.

* Các phân lớp nl: Có (n + l)↑ E↑

Td: 3s(3 + 0)< 3p(3 + 1)E3s < E3p

* Trường hợp ph.lớp có (n + l) nhau:

Phân lớp có n↑ En ↑

Td: 3d(3 + 2) 4p(4 + 1) E3d < E4p

4p(4 + 1) 5s(5 + 0) E4p < E5s

(29)

* Quy tắc Kleckowski:

Trong ng.tử nhiều e, e vào

chiếm ph.l có E nhỏ trước(mỗi AO chỉ chứa tối đa 2e với spin ngược

chiều).Khi ph.l có E nhỏ bão

hịa e,thì e vào chiếm ph.l có

E cao Thứ tự tiến E

ph.l xác định qui tắc KlecKowski.

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

Thứ tự tiến lượng phân lớp:

(30)(31)(32)

γ Quy tắc Hund:

Trường hợp ph.l có nhiều AO đồng năng:

p.l: npx

p.l: ndx

e vào chiếm AO để:

∑ms cực đại ∑m cực tiểu

P1 P2 P3 P4 P5 p6

d1 d6

d2 d7

d3 d8

d4 d9

d5 d10 m = -1 +1

m = -2 -1 +1 +2

↑ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑

ml -2 -1 +1 +2 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑ ↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑↓ ↑ ↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑ ↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓

(33)

δ Ghi chú:

* Các phân lớp p d: Cấu hình bền

cấu hình bão hịa cấu hình bán bão hịa

p.l p Bền p6 p3

p.l d Bền d10

và d5

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓

(34)

b Cấu hình electron:

1H(1s1): ↑ 2He(1s2) ↑↓

3Li(1s22s1) ↑↓ ↑

4Be(1s22s2) ↑↓ ↑↓

5B(1s22s22p1) ↑↓ ↑↓ ↑

6C(1s22s22p2) ↑↓ ↑↓ ↑ ↑

7N(1s22s22p3) ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ 8O(1s22s22p4) ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 9F(1s22s22p5) ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑

10Ne(1s22s22p6) ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑

(35)

Có thể viết cấu hình electron nguyên tố biết Z

11Na (1s22s22p63s1) (KL 3s

1)…

26Fe (KL3s

23p64s23d6) …

29Cu (KL3s23p64s23d9) …

Nhưng:cơ cấu d9 không bền cấu d10

 Cu hiệu chỉnh thành cấu 4s1 3d10

29Cu(KL3s23p64s13d10) …

↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑

(36)

c Hiệu ứng chắn hiệu ứng xâm nhập:

α.Trong ng.tử nhiều e, di chuyển

ej bị ei lại đẩy lực đẩy

tổng cộng Sj

e(j) bị nhân hút < tr.hợp ng.tử có 1e(j)

Sj: hiệu ứng chắn ei tác

dụng lên ej

1ei gây1hiệu ứng chắn σij lên ej(Sj =∑σij)

* ej xa nhânSj ↑;ej gần nhânSj↓

* ei xa nhânσij↓e: i gần nhânσij↑

Trong lớp: s p d f

(37)

β Hiệu ứng xâm nhập: Các e di chuyển,

lực hút nhân

tác dụng lêntạo nên hiệu ứng xâm nhập

(e xâm nhập vào gần nhân hơn)

 e tạo hiệu ứng chắn σ mạnh hơn

Trong lớp s p d f

(38)

III Bảng phân loại tuần hồn.

1 Vị trí ngun tố bảng phân loại tuần hoàn

Là xác định chu kỳ phân nhóm ng.tố:

Chu kỳ:số lượng tử chánh n lớn

ng.tố

Phân nhóm: Phân nhóm chánh A

Phân nhóm phụ B

(39)

* Nguyên tố phân nhóm chánh A:

Là ng.tố mà e cuối x.d ph.lớp ns

hoặc np ph.lớp (n-1)d khơng chứa

đã chứa bão hịa e nsx: ns1p.nh I

A

ns2

p.nh IIA

ns2 npy ns2 np1

p.nh IIIA

ns2 np2 p.nh IV

A

ns2 np3 p.nh V

A

ns2 np4 p.nh VI

A

ns2 np5

p.nh VIIA

ns2 np6

khí trơ

Họ S

(40)

* Nguyên tố thuộc phân nhóm phụ B:

Ng.tố mà e cuối x.d ph.lớp (n-1)d

ns2 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10

p.nh IIIB

p.nh IVB

p.nh VB

p.nh VIB

p.nh VIIB

p.nh VIIIB

…ns1 (n-1)d10 p.nh IB

p.nh IIB

(41)(42)

2 Tính chất nguyên tố:

a Tính kim loại phi kim:

α K.l: ng.tố mà ∑e lớp ≤

K.l gồm:ph.nh IA; IIA; IIIA p.nh B

β Phi kim:là ng.tố mà∑e lớp ≥

phi kim gồm:phân nhóm IVA;VA;VIA;VIIA

*Ng.tố thuộc ch.kỳ lớn p.nh IVA;VAlà k.l b.Soh (+) cao soh (-) thấp

* Soh (+) cao ng.tố = ∑e hóa trị

của ng.tố

(43)

Số oxyd hóa (-) thấp nhất= ∑e hóa trị -

→Kim loại có số oxyd hóa (+)

→phi kim có : số oxyd hóa (+) (-)

* ZX (ns2 npy) + (6-y)e  X(6-y)- {…ns2 np6}

→ Các ng.tố phân nhóm chánh A có soh(+)

cao = cột phân nhóm ng.tố

b.Năng lượng ion hóa thứ (I1) ng.tố

I1 ng.tố n.l cần thiết mà ng.tố nhận vào để tách 1e khỏi ng.tố →ion M+.

M → M+ + e  I

1 = EM+ - EM I1 >

I1↑  ng.tố khó ion hóa,tính khử

tính Kl ↓

(44)

c Ái lực electron:

Ái lực electron lượng trao đổi ng.tố nhận thêm 1e → ion X

-X + e → -X-A

1=EX EX (A1: <0 >0)

A1 càng<0 nhận e ↑tính oh,đađ,pk↑

d Bán kính ng.tử

* Trong ph.nh, từ xuống

số lượng tử chánh n↑bán kính ng.tử↑

*Cùng1chu kỳ: ng.tố thuộc ph.nh A,

khi từ trái sang phải Z↑rng.tố ↓

rng.tử,tính khử, kl ↑,I1↓

rng.tử↓, oh,pk,đađ ↑

(45)

CHƯƠNG II

LIÊN KẾT HÓA HỌC

I Các đặc trưng liên kết hóa học

1 Độ dài liên kết::khoảng cách ngắn nối

Liên kết H─F H─Cl H─Br H─I

d(Ao) 0,92 1,28 1,42 1,62

2 hạt nhân nguyên tử tham gia liên kết

(46)

2 Góc liên kết:

Góc tạo thành đoạn thẳng nối liền

ng.tử với nhân ng.tử liên kết với

C O Cl

Cl

111.4o

124.3o

(47)

3 Bậc liên kết:

Số mối l.kết hình thành ng.tử

Etan H3C─CH3 blk =

Eten H2C = CH2 blk =

Etin HC ≡ CH blk =3

4 Năng lượng liên kết

a Phân tử nguyên tử: AB(k)

  → Q

: Q nhiệt hấp thu pư Q>0  EAB = Q

b Phân tử nhiều nguyên tử:

CH4(k)

  → Q

EAB > EAB↑  độ bền liên kết↑

Blk↑ EAB, đblk,↑ dAB↓

A(k)+B(k)

C(k) + 4H(k) ⇒ ECH = 14 Q

(48)

5 Các loại liên kết

Gồm:

Liên kết ion

Liên kết cộng hóa trị Liên kết Hidro

Lực Van Der Walls

Liên kết phức chất

Các loại liên kết yếu

Để phân biệt lk ion lkcht:căn vào độ âm điện nguyên tử tham gia liên kết.

Lk (AB) ≤│χ│χ A - χB│< 1,7 lkcht

A – χB │≥ 1,7 lk ion

(49)

II LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ

1 Nguyên tắc:

Liên kết AB:0 ≤│χA – χB │< 1,7 lkcht

*2 ng.tử A B tiến lại gần nhau, AOht tiến lại gần nhau, đến khoảng cách xđ

các AO chúng che phủ lên

các Orbital ph.tử:Molecular Orbital (MO)

* MO :vùng không gian quanh nhân, xác suất tìm thấy e cực đại từ 90→99% Mỗi MO chứa tối đa 2e với spin ngược chiều

(50)

AO(A) AO(B) MO(AB)

+ →

+ →

+ →

Liên kết phối trí (cho nhận)

▪ Chỉ có AO hóa trị(AO chứa e hóa trị) tham gia che phủ tạo liên kết

▪ Qui tắc che phủ hữu hiệu

*Che phủ cực đại:các AO tiến lại với

theo hướng

để cácAO che phủ phủ lên nhiều tốt

* ∆E2AO ↓

Che phủ hữu hiệu ↑độ bền lk ↑

↑ ↑ ↑↓

↑↓ ↑↓

↑↓ ↑↓

(51)

HUI© 2006 General Chemistry:

Slide 51 of 48

Các kiểu xen phủ : tạo liên kết σ,π

•Liên kết sigma ma: Hình thành xen phủ trục, tức xen phủ xãy dọc theo trục liên kết nguyên tử Kí hiệu σ

s-s s-p p-p

p-d d-d

(52)

HUI© 2006 General Chemistry:

Slide 52 of 48

• Liên kết π: Hình thành xen phủ bên, Kí hiệu π

p-d d-d

(53)

2 Các thí dụ: * H2

H(1s1) H(1s1)

↑↓ H

2

+ → → MO σs

↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓

H:H H─H

* HF

H(1s1)

F(1s2 2s2 2p5)

↑↓ ↑↓ ↑

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 2s 2p σsp

H:F̤̈:H─F̲̅׀

* Cl2 Cl( 3s

2 3p5) Cl( 3s2 3p5)

(54)(55)

*N2 N(1s

2 2s2 2p3) N(1s2 2s2 2p3)

↑↓ ↑ ↑

↑↓

y y

X X

z

y y

X X

z

σz

׀N≡N׀

↑ ↑↓

πy πx

z z

y y

(56)

z z

y y

x

(57)

* H2O

H(1s1)

O(1s2 2s2 2p4) H(1s1)

↑↓ ↑↓ ↑

H O──H

Lý thuyết: HOH=900

nhưng thực nghiệm:= 104,50

(58)(59)

* NH3:

3H(1s1)

N(1s2 2s2 2p3)

↑↓ ↑ ↑

H

N H H

Lý thuyết: HNH= 900

nhưng thực nghiệm= 1070

(60)(61)

* CH4 4H(1s1)

C(1s2 2s2 2p2)→C*(1s2 2s1 2p3) H

H

C H

H

Lý thuyết: CH4 gồm loại liên kết C─H

3 C─H tạo thành tam diện vuông, C─H thứ tư không định hướng

Thực nghiệm: CH4 có dạng tứ diện đều,

góc HCH=109,50

(62)(63)

3 Thuyết lai hóa AO

Trước tạo liên kết, ng.tử tự che phủ

các AO hóa trị

→những AO lai hóa có hình

dáng, kích thước, E hồn tồn giống Sau đó, dùng AO l.hóa che phủ với AO ng.tử khác để tạo l.k

a Các trạng thái lai hóa:

α Lai hóa sp:1(s) + 1(p) →2(sp)

(64)

Trạng thái lai hóa sp dùng để giải thích cấu phân tử thẳng hàng

Trong hóa hữu cơ, lai hóa sp dùng để giải thích cấu carbon liên kết ba (C ≡ )

sp sp sp

Td: O=C=O ; HC≡CH

(65)

phân tử BeH2

Td: BeH2: Be(2 + 2.1=4)=> Be(sp)

BeCl2: Be(2 + 2.1 = 4)=> (sp)

(66)(67)

β.Trạng thái lai hóa sp2: 1(s) + 2(p) → 3(sp2)

Có cấu tam giác đều: tâm nhân ng.tử,

3 trục đ.x 3(sp2) hướng đỉnh ∆

Trạng thái lai hóa

sp2 dùng để giải

thích ph.tử có dạng ∆

góc.Trong hóa hữu cơ: giải thích

cấu C liên kết đôi (C = )

(68)(69)(70)

γ Trạng thái lai hóa sp3:

1(s) + 3(p) → 4(sp :3) tứ diện đều,4 trục đx

Hướng đỉnh tứ diện

Trạng thái lai hóa sp3 dùng để giải

thích cấu phân tử có dạng tứ diện, tháp tam giác,góc.Trong hóa hữu cơ,dùng để giải thích cấu C nối đơn

(71)(72)(73)

ε Trạng thái lai hóa d2sp3

1(s) + 3(p) + 2(d) →6(d2sp3)

Có dạng hình mặt (lưỡng tháp đáy

hình vng)

δ Trạng thái lai hóa dsp3;

1(s) + 3(p) + 1(d)  5(dsp3)

Dạng hình mặt ( lưỡng tháp đáy tam giác)

(74)

4 Dự đốn cấu lập thể hóa chất

Xem chất: MLn ; MLnx+ ; Ml

n

y-M:ng.tố tr.tâm(ng.tố có số ng.tử nhỏ nhất.) L:ligand(các ng.tố chung quanh l.k với M) n; số ligand ( n ≥ 2)

X+: đ,t(+) cation Y- :đ.t (-) anion

▪∑ehtlh(M) =∑ehtcb(M)+∑e: L(1L góp 1e trừ O;S = 0e)

+ y(e) anion - x(e) cation Để xác định dạng lập thể:

(75)

▪ Xác định trạng thái lai hóa (M) dạng lập thể

∑ehtlh: ∑AOlh: tr.thái lh dạng lập thể

4 sp thẳng hàng

6 sp2 tam giác; góc

8 sp3 tứ diện, tháp,

góc

10 dsp3 lưỡng tháp đáy ∆

12 d2sp3 hình bát diện

(76)

HUI© 2006 General Chemistry:

Slide 76 of 48

*Các cặp e hóa trị phải phân bố cách xa để có lực đẩy nhỏ chúng

* Hiệu ứng lập thể giãm dần: Cặp e không liên kết(K) > cặp e liên kết(L) > e không liên kết [K(1)]

*Lực đẩy cặp e giảm dần theo thứ

tự sau: KK > KL > LL > K(1)L

*e liên kết bội đẩy > e

liên kết đơn Cl C O

Cl

111.4o

124.3o

(77)

Td: CO2: C(4 + 2.0 = 4)  sp  O =C = O

O - C - O

▪▪ ▪▪ z z y y z y x ) ( 2 ) (

1 + =

= σ e π

Blk

phân tử BeH2

Blk=

BeCl2:Be(2+2.1=4)=> sp

(78)

CO32-: C (4 + 3.0 + =6)  sp2 ▪▪

▪▪

O

C O O

▪▪

1.2(e)

Blk = 1(σ) + ─── (π) = 1,33 3.2

CH≡CH

▪▪ ▪▪

(79)

BF3: B(3+3.1=6e)=> sp2

1.2(e)

Blk = 1(σ) + ─── (π) = 1,33 3.2

(80)(81)(82)(83)(84)

HUI© 2006 General Chemistry:

Slide 84 of 48

Cl Cl Cl 3p 3p 3p 3p 3p 3p sp2 sp2 2p B 33 , ) ( ) (

1 + =

= σ e π

Blk

BCl3: 3+3.1=6=> sp2

(85)

NO2: ∑ehtlh = + 2.0 =  lh sp2

N O O

• ▪▪

•• Blk=1(σ)+─── (π) = 1,5 1.2e

2.2

CH4 ∑ehtlh = + 4.1= 8lh sp3 Blk CH =

(86)

NO2- : ∑ehtlh = + 2.0 +1 =  lh sp2

N O O •• •• •• 2.2e

Blk = 1(σ) + ─── (π) = 1,5 2.2

NO2+ : ∑ehtlh = + 2.0 – = 4lh sp

O───N───O

••

•• 2.2e

Blk = 1(σ) + ─── (π) = 2.2

ONO < 120o

NO2+ thẳng hàng

(87)

NH3: ∑ehtlh = + 3.1 = 8 lh sp3

Blk =

NH4+ : ∑ehtlh = + 4.1 -1 =

lh sp3 :Blk =

NO3- : ∑ehtlk = + 3.0 +1 = 6 lh sp2

O

N──O O

•• ••

•• 1.2e

Blk=1(σ) + ──(π) 3.2

= 1,33

;HNH < 109,5o

; HNH=109,5o

ONO = 120o

(88)

H2O : ∑ehtlh = + 2.1 = 8sp3

SO2: ∑ehtlh = + 2.0 =  lh sp2

S──O O

•• ••

•• 1.2eBlk = 1(σ) + ── (π) = 1,5 2.2

OSO < 120o

HOH<109,5o

H

H O

(89)

O

H H

104.5O

107O

N

H H

H C

H

H H

H

109.5O

(90)

SO3: ∑ehtlk = + 3.0 =  sp2

O

S──O O

••

•• ••

1.2e

Blk = 1(σ) + ─── (π) = 1,33 3.2

SO32- :∑ehtlh = + 3.0 +2 =8  lh sp3

••

OSO = 120o

OSO < 109,5o

(91)

SO42- : ∑ehtlh = + 4.0 + =  lh sp3 O

S

O O O

2-PCl5 : ∑ehtlh = + 5.1 =10  lh dsp3

OSO = 109,5o

(92)

5 Tính chất:

a Cộng hóa trị nguyên tố số liên

kết cộng hóa trị xuất phát từ nguyên tố Td: H─O─H {cht(H) = 1; cht(O) = }

b Bán kính ng.tố: ½ độ dài liên kết đơn tạo ng.tử ng.tố

Td:N-NcódN-N=1,45A°rN=1,45/2=0,725Aͦ

(93)

c Lkcht có tính bão hịa, định hướng, khơng phân cực phân cực

Lk: AB có │χA – χB │=  AB không

phân cực; μAB =0

0<│χA – χB│<1,7AB phân cực; μAB ≠

Td: HF có χF > χH H──F

μHF= 4,8.dHF.δ (Deby)

μ↑  độ phân cực ↑

dHF

Td: H2 có μ =  • •

(94)

Trường hợp ph.tử nhiều ng.tử:MLn l.k

M─L có gía trị μML  μMLn = hợp lực

nμML

Td: NH3 và NF3 CH4 có μ =

(95)

III LIÊN KẾT ION

1 Nguyên tắc:

A + B nếu│χA - χB│≥ 1,7  lk ion

χA > χB A + ne → A

n-B → n-Bm+ + me mAn-+nBm+→AmBn

Các ion An- Bm+ phải có cấu hình e bền

* Cấu hình e bền ion:

▪ cấu 8e :(…ns2 np6): ng.tố p.nh chánh A

▪ Cơ cấu 18e(….ns2 np6 nd10): p.nh phụ B

▪ Cơ cấu ns2 (….ns2)

(thường gặp

ng.tố chu kỳ lớn phân nhóm IVA,VA )

(96)

Td:

(97)

2 Tính chất:

a Bán kính ion:

Xem phân tử AB:A-B+

dAB= rA- + rB+

A + e → A-  r

A-

rA

>

B→ B+ +e  <

Trong dãy ion đẳng e: N3-; O2-; F-; Ne; Na+; Mg2+; Al3+

Z↑  rion↓

P3-; S2-; Cl-; Ar; K+; Ca2+; Z↑  rion↓

 Trong ion đẳng e:

Ion có Z↑rion↓

+ B

r rB

(98)

b Tính cộng hóa trị liên kết ion ( tính ion liên kết cộng hóa trị)

• •

Cation Mm+ có tính phân

cực↑khi

• rM+ ↓

• m(+) ↑

Anion An- có tính bị phân

cực ↑

• n(-) ↑ • rA- ↑

Tính cht ↑ Tính ion ↓

• • •

100% ion lkcht ph.cực lkcht khơng cực

Tính cht ↑  độ bền↓; t0

(99)

•Trường hợp cation có bán kính điện tích nhau, tính phân cực tăng theo thứ tự:

(100)

IV: Các loại liên kết yếu:

1 Liên kết Hydro:

Là l.k tạo thành ng.tử H linh động( H l.k với ng.tử hay nhóm ng.tử có độ âm

diện lớn như: O, F, Cl, C≡C) với ng.tử hay nhóm có độ âm điện lớn có cặp e không liên kết A←H+δ … ׀B←R

Td: H→F … H→F

a Phân loại

Có loại: lkH liên phân tử lkH nội phân tử

(101)

α Liên kết Hydro liên phân tử:

Được tạo thành p.tử riêng biệt nhau;

Td: H2O

H─O̅׀…H─O C2H5─O̅׀…H─O

H H H H

β Liên kết Hydro nội phân tử:

Được tạo thành thân phân tử

O H N

O O

O H C

O H

octo- Nitrobenzen andehit salyxilic

(102)

b Tính chất

α Liên kết hydro bền H linh động tâm B giàu e

Td: C2H─O̅׀…H─O̅׀ bền C2H5─O̅׀

H H H…׀O̅─H

(103)

β Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy:

Hóa chất cho l.k(H) l.p.t ↑ t0

s, t0nc, ↑ Td: C2H5─O̅׀…H─O̲̅─C2H5 bền CH3─O̲̅─CH3 H

Chất cho liên kết Hydro nội phân tử

càng mạnh to

s , tonc, thấp

Td: O─H O─H

O có to

s, tonc> N

O O N

O

(104)

γ Độ tan

Chất cho l.k(H) l.p.t với d.mơi ↑ tan ↑ d,mơi

Td: C2H5OH tan H2O > CH3OCH3

b Lực Van Der Walls (VDW)

Là lực liên ph.tử, tạo thành gữa ph.tử trung hịa, lực VDW dùng để giải thích hóa lỏng chất khí, đông đặc chất lỏng

α Phân loại:

Lực VDW gồm loại:

(105)

* Lực định hướng:

Được tạo thành ph.tử phân cực

* Lực cảm ứng:

Được tạo thành phân tử phân cực phân tử không phân cực

(106)

* Lục khuếch tán

Tạo thành chất khơng phân cực

.

:

• : • : μ=0 μ≠0

He

Lục định hướng > lực cảm ứng > lực khuếch tán

Lực VDW↑ μ↑r(phân tử)↑

M↑

(107)

β Tính chất

* Chất cho lực VDW↑ tos, tonc↑

* Các chất có độ phân cực giống nhau

hòa tan tốt vào nhau, ngược lại Td: F2 Cl2 Br2 I2

Td: HCl hòa tan H2O tốt CH4

CH4 hòa tan CCl4 tốt HCl

 to

(108)

CHƯƠNG III: NHIỆT HÓA HỌC

I Các khái niệm bản:

1 Hệ:

Là phần vũ trụ có giới hạn

phạm vi khảo sát phương diện hóa học Phần lại vũ trụ quanh hệ gọi mơi trường ngồi (mtng) hệ Td: cốc chứa nước đậy kín: phần bên

trong cốc hệ, cịn thành cốc khoảng khơng gian quanh cốc (mtng)

(109)

* Hệ hở: Có thể trao đổi E,vật chất với(mtng)

* Hệ kín: trao đổi E khơng trao

đổi chất với (mtng)

* Hệ cô lập: không trao đổi E vật chất

với (mtng)

Td: Cốc chứa dd hóa chất khơng đậy nắp hệ hở, cịn bình đậy kín hệ kín,

trong bình cách nhiệt đậy kín hệ lập

*Hệ đồng thể: Chỉ có pha,cịn từ pha trở

lên hệ dị thể [Hệ gồm nước(l) ng.chất đồng thể, nước(l) nước đá dị thể]

(110)

2 Thông số trạng thái hàm trạng thái; a Thông số trạng thái:

Các đại lượng vật lý như:(p),(V),(T),(n) dùng để biểu diễn trạng thái hệ gọi thông số trạng thái

Giữa thơng số trạng thái có 1f.t liên hệ:

Khi xđ trị số,trị số thứ xđ Do đó: thường dùng thông số: p,V,T

pV= nRT

Pt trạng thái

p: (atm),V:(lit),T:(oK)

0,082 l.atm.mol-1

R 1,987cal.mol-1 hs klt

(111)

b Hàm trạng thái:

Trạng thái hệ thay đổi cần thông số trạng thái thay đổi

Hàm trạng thái đại lượng có giá trị phụ thuộc vào thơng số trạng thái hệ

c Quá trình:

Xem1hệ tr.thái (1): (p1,V1,T1),

1 thông số tr.thái thay đổi →tr.thái (2):

(p2,V2,T2) hệ thực trình từ trạng

thái(1)→trạng thái(2)

*1 (p1,V1,T1) → *2 (p2,V2,T2)

• Q.t đẳng áp: p khơng đổi( ∆p=0;p=const) •Q.t đẳng tích:V khơng đổi(∆V=0;V=const) •Q.t đẳng nhiệt:T khơng đổi(∆T=0;T=const)

(112)

•Q.t đoạn nhiệt: khơng trao đổi nhiệt (Q=0) •Q.t tn: khả xãy theo chiều thuận hay chiều nghịch nhau(↔).Q.t xãy chiều qt tự nhiên ( → )

c Nhiệt công

Khi thực q.t từ tr.th(1) đến tr.th (2), hệ trao đổi E với mtng dạng:

nhiệt công

α Nhiệt: Q = mc∆T c: nhiệt dungm: khối lượng (gam) ∆T= T2 – T1

m=1g ; ∆T=1 c=Q → c: nhiệt dung riêng

(113)

m=M, ∆T= 1 Q= Mc = cc̅ : nhiệt dung mol Có n mol chất Q = nc̅ ∆T

β Công

Công A * Công thay đổi thể tích hệ

* Cơng hóa học

Trường hợp có cơng thay đổi thể tích:

A = pngoài ∆V { ∆V = V2 –V1}

•png=0(q.t xảy chân khơng)A =

•∆V=V2 - V1=0(q.t đẳng tích)A =

• Quá trình đẳng áp thuận nghịch:

png = phệ = p  A = p.∆V

(114)

Qui ước dấu: Q < phát nhiệt Q > nhận nhiệt A< nhận công A>  sinh công

II Áp dụng nguyên lý I nhiệt động lực học

1 Nguyên lý I nội

Xem hệ thực q.t từ tr.th (1) đến tr.th (2) theo nhiều đường q.t khác nhau:

* * Q1 , A1

Q2 , A2 Q3 ,A3 Qn ,An

Q1 ≠ Q2 ≠ Q3 ≠ Qn;A1 ≠ A2 ≠ A3 ≠ An Q1-A1=Q2-A2=Q3-A3=Qn-A=hs= ∆U

∆U= U2 - U1( U1 và U2 nội hệ trạng thái (1) (2)

(115)

Nội U tất dạng lượng tích chứa bên hệ

∆U = Q - A

A = png.∆V  ∆U = Q – png.∆V

Trong trường hợp hệ thực chu trình:

1*2

∆U = U2 – U1 = Q – A =

 Q = A

• Q > 0A > 0: hệ nhận nhiệt→sinh cơng • A <  Q < 0: hệ nhận công→phát nhiệt

(116)

2 Entalpi:

pư thường thực theo cách sau:

* Bình kín,Vhệ=Vbìnhq.t đẳng tích(∆V=0)

∆U=Q-A=Q-png∆V∆U=QV: nh đẳng tích

•QV>0∆U>0hệ nhận nhiệt→U2>U1 hệ

nóng lên

•QV<0∆U<0hệ phát nhiệt→U2<U1:

hệ lạnh

(117)

*Bình hở, p tác dụng lên hệ p khí =

1atm  trình đẳng áp

∆U = Q – A = Q - p∆V  Q =∆U + p∆V

Qp=U2-U1+p(V2 – V1) =(U2+pV2)-(U1+pV1)

Đặt: H2 = U2 + pV2 ; H1 = U1 + pV1

Là Entalpi hệ trạng thái (2) (1)

∆H = H2 – H1 = Qp nhiệt đẳng áp

Với H = U + pV

Qp>0∆H>0hệ nhận nhiệt:H2>H1hệ

nóng lên

Qp<0∆H<0hệ phát nhiệt:H2<H1hệ

lạnh

(118)

3 Hiệu ứng nhiệt

Hiệu ứng nhiệt p.ư Q trao đổi pư với mtng điều kiện ∆V=0 ∆p =

*∆V=0:∆U=QV: hiệu ứng nhiệt đẳng tích

* ∆p=0∆H = Qp : hiệu ứng nhiệt đẳng áp

Sự liên quan ∆H ∆U

Ta có: H = U + pV ∆H = ∆U + p∆V

∆H = ∆U + p(V2 – V1) = ∆U + pV2 –pV1

∆H=∆U+ n2RT – n1RT = ∆U + (n2 – n1)RT

∆H =∆U + ∆n.RT ∆n=∑n(k)(sp)-∑n(k)(tc)

Qp = QV + ∆n.RT

Trong trình:

(119)

Td: 2NH3(k) + 3/2 O2(k) →N2(k) + 3H2O(k) ∆H =∆U+∆n.RT = ΔU+ ½ RT

a Nhiệt tạo thành nhiệt phân hủy

α Nhiệt tạo thành mol tiêu chuẩn

Là hiệu ứng nhiệt phản ứng tạo thành 1 mol hóa chất từ đơn chất bền điều kiện chuẩn (p=1atm, T = 298oK{25oC}

Td: H2(k) + ½ O2 (k) → H2O(l)

∆Ho

298 = ∆H̅ott,298 [H2O(l)]

∆H̅0

tt,298 thường <0 ∆H̅0tt,298 ↓ bền

∆H̅0

(120)

β Nhiệt phân hủy mol tiêu chuẩn

Là nhiệt trao đổi phân hủy hồn tồn mol hố chất thành đơn chất bền đkc

H2O(l) → H2(k) + ½ O2(k)

∆H0

298 = ∆H̅0ph,298 [H2O(l)]

∆H̅0

ph,298 thường>0 ∆H̅0ph,298↑càng bền

b Nhiệt đốt cháy mol tiêu chuẩn

Là hiệu ứng nhiệt pư đốt cháy hồn

tồn mol hố chất O2(k),sản phẩm

tạo thành oxyt bền nguyên tố tạo thành hoá chất đkc

(121)

H2(k) + ½ O2(k) →H2O(l)

∆H0

298 = ∆H̅0ch,298 [H2(k)]

∆H̅o

ch,298 thường <

∆H̅o

ch,298

[đơn chất] ≠

(122)

4 Định luật Hess hệ

a Định luật Hess

Một pư xảy theo nhiều giai đoạn, hiệu ứng nhiệt tổng quát tổng hiệu

ứng nhiệt giai đoạn trung gian Và hiệu ứng nhiệt tổng quát phụ vào trạng thái đầu trạng thái cuối pư

I + J

∆H1 ∆H2 A + B → C + D ∆H3 ∆H4 ∆H5 E + F → G + H

∆H0

(123)

C(tc) + O2 (k) → CO2(k)

∆H

0

298 = ∆H1 + ∆H2

Có thể biểu diễn định luật Hess dạng:

C(tc) + ½ O2 (k) → CO(k) (1) ∆H1

CO(k) + ½ O2(k) → CO2(k) (2) ∆H2

(1)+(2)→(3) C(tc)+O

2(k)→CO2(k)

∆H3=∆H1+∆H2

b Hệ quả:

α Phản ứng thuận nghịch

A + B ↔ C + D

∆Hth ∆Hng

∆H = ∆Hth + ∆Hng =

∆Hth = - ∆Hng

ΔH1 ΔH2 CO(k)

ΔH

(124)

β Tính h.ư nhiệt pư theo nhiệt tạo thành

AB + CD → AC + BD A + B

C + D

∆H1 ∆H2 ∆H

∆H

∆H = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

∆H1 = -1.∆H̅0

tt,298[AB] ∆H2 = -1.∆H̅0

tt,298[CD]

∆H3 = + 1.∆H̅0

tt,298[AC] + 1.∆H̅0tt,298[BD]

∆H= {1.∆H̅0

tt,298[AC] + 1.∆H̅0tt,298[BD]}

- {1.∆H0

298[AB] + 1.∆H0298[CD]}

(125)

Xem pư tổng quát

mA + nB → pC + qD

∆H0

298 = {m∆H0tt,298[C] + n∆H0tt,298[D] }

- { p∆H0

tt,298[A] + q∆H0tt,298[B] }

∆H0

298 = ∑∆H0tt,298[s.p] - ∑∆H0tt,298[t.c]

Td: 2NH3(k)+3/2O2(k) → N2(k) + 3H2O(k)

∆H0

298=3∆H0tt,298[H2O(k)]-2∆H0tt,298[NH3(k)]

∆H0

298= 3.(-241,8) - 2.(- 46,2) = - 633kj

(126)

γ Tính h.ư nhiệt pư theo nhiệt cháy Xem pư:H2C=CH2(k) +H2(k) →H3C-CH3(k)

C2H4(k) +3O2(k) → 2CO2(k)+2H2O(l) (1) ∆H1 H2(k) +1/2 O2(k) → H2O(l) (2) ∆H2 C2H6(k) +7/2O2(k)→2CO2(k) +3H2O(l) (3) ∆H3

(1) + (2) – (3) →pư cần phải tính

∆Ho

298= ∆H1 + ∆H2 - ∆H3

∆Ho

298= 1.∆Hoch,298[C2H4(k)] + 1.∆Hoch,298[H2(k)] - 1.∆Ho

ch,298[C2H6(k)]

∆Ho

298= ∑∆Hoch,298[tc] - ∑∆Hoch,298[sp]

(127)

δ Tính hiệu ứng nhiệt theo lượng lk

Xem pư: H2C=CH2(k) + H2(k) → H3C─CH3(k) 2C(k) + 4H(k)

∆Ho

298= ∆H1 + ∆H2 + ∆H3 ∆H1= EC=C + 4ECH

∆H2= EH-H

∆H3= -EC-C + -6EC-H ∆Ho

298= {EC=C + 4EC-H +EH-H } - {EC-C + 6EC-H}

∆Ho

298= ∑Eđứt - ∑Eráp

∆H1 ∆H2 ∆H3 2H(k)

(128)

Xét dấu ∆Ho

298 phản ứng:

∆Ho

298 <  pư phát nhiệt: pư dễ xảy

∆Ho

298 >  pư thu nhiệt: pư khó xảy

∆Ho

298 =  pư đoạn nhiệt: pư khó xảy

Pư có ∆H <  dễ xảy

Td: pư: H2 + X2 → 2HX X( halogen)

F2 Cl2 Br2 I2

∆Ho

298 ↑ pư khó xr

(129)

III.Ng.lý nhiệt động lực học - chiều q.t

1 Nguyên lý nhiệt động lực học – Entropi

VA = VB V = VA + VB nAmol

khí

Chân

khơng nAmol khí

(1) (2)

Độ:( tự do, xáo trộn, bất trật tự), xác suất diện phân tử khí ↑

Khi hệ thực trình từ(1) →(2) :

Trong q.t tự nhiên,hệ từ trạng thái có độ tự ,xs diện p.tử khí thấp đến trạng thái có độ tự do, xs diện ph.tử khí cao

(130)

VA = VB ; TA = TB

Đxt,đtd (A) = (B)

Q

QA > QB

Đxt,đtd (A)↑ > (B)

Biến thiên đxt,đtd hệ tỷ lệ thuận với lượng nhiệt Q trao đổi hệ

VA = VB ; TA > TB

Q

QA = QB

Đtd(A) > (B) ∆đtd(A) < (B)

∆ đtd hệ tỷ lệ nghịch với nhiệt độ khảo sát hệ

nA nA nA nA

nA nA

nA nA

(131)

Vậy: Mỗi trạng thái hệ biểu diễn h.số x.s entropi S (S h.số biểu diễn độ tự do,xáo trộn,bất trật tự,và x.s diện ph.tử hệ),mà biến thiên S cho hệ thức:

Q.t thuận nghịch∆Shê=Qtn/T

Q.t tự nhiên  ∆Shệ >Qktn/T

Mỗi hóa chất có giá trị S̅o

298 > x.đ

Hóa chất có S↑  độ tự ↑ Với hóa chất: Sk > Sl > Sr

T Q S

(132)

2 Tính biến thiên entropi phản ứng Xem pư: mA + nB → pC + qD

∆So

298 ={ pS̅o298[C]+qS̅o298[D]}-{mS̅o298[A]+nS̅o298[B]} ∆So

298 = ∑So298[sp] - ∑So298[tc] Td: CaCO3(r) → CaO(r) + CO2(k) ∆So

298=1.S̅o298[CaO(r)]+1.S̅o298[CO2(k)] -1.S̅o

298[CaCO3(r)] ∆So

298 = 39,7 + 213,7 – 88,7 = 164,7 kj/oK

* Có thể dự đốn dấu ∆S dựa vào ∆n pư: ∆n > ∆S > 0; ∆n<0∆S<0; ∆n=0tính cụ thể

(133)

3 Xét dấu ∆S pư:

Một pư có: ∆S > dễ xảy ra.∆S =  khó xảy ra. ∆S <  khó xảy

∆S↑ dễ xr

4 Chiều pư

Ng.lý 1; không kết luận pư xảy hay khơng Do phải kết hợp ng.lý

G=H-TS (G: hàm Gibb, lượng tự do)

Khi hệ thực trình từ (1) → (2):

∆G= G2 – G1 = (H2 – TS2) – (H1 – TS1)

∆G=(H2 – H1) – T(S2 – S1)= ∆H - T∆S

∆Go

(134)

∆G̅o

tt,298 [hóa chất]: ∆Go298 pư tạo thành

mol hóa chất từ đơn chất bền đkc

H2(k) + ½ O2(k) → H2O(k)

∆Go

298 = ∆G̅ott,298[H2O(k)]

∆G̅ott,298[đơn chất] =

Xem pư: mA + nB → pC + qD

∆Go

298 = {p∆G̅ott,298[C] + q∆G̅ott,298[D]}

- {m∆G̅o

tt,298[A] + n∆G̅ott,298[B]}

∆Go

(135)

* ∆H<0, ∆S>0 ∆G<0: pư tự xảy (→)

* ∆H>0,∆S<0∆G>0: pư tự xảy (←)

∆H<0, ∆S<0:

│∆H│>│T∆S│∆G<0: (→) │∆H│<│T∆S│∆G>0: (←)

∆H>0,

∆S>0: │∆H│>│T∆S│∆G>0: (←)

│∆H│<│T∆S│∆G<0: (→)

Vẽ đường biểu diễn ∆G theo T ta có:

│∆H│=│T∆S│∆G=0:(↔)

│∆H│=│T∆S│∆G=0:(↔) ΔG = ΔH - TΔS

(136)

ΔG

T ΔH > ; ΔS <

(137)

ΔG

T ΔH > 0; ΔS >0

(138)

ΔG

T ΔH > ; ΔS =

(139)

ΔG

T ΔH < ; ΔS <

(140)

ΔG

T ΔH < ; ΔS >

(141)

ΔG

T ΔH < ; ΔS =

(142)

ΔG

T ΔH = ; ΔS <

(143)

ΔG

T ΔH = ; ΔS >

(144)

ΔG

T ΔH = ; ΔS =

(145)

CHƯƠNG IV

TỐC ĐỘ PƯ-CÂN BẰNG HÓA HỌC

I Tốc độ phản ứng

1 Biểu thức tốc độ phản ứng

Xem pư: m A + nB → pC + qD

v=k(CA)m(C

B)n

k:hs tốc độ pư;k> 0;k=f(T) Bậc m theo A,bậc n theo B

Pư bậc (m + n) tổng quát

* m,n trị số thực nghiệm: số

nguyên, thập phân

* m,n ≠hệ số pư,chỉ pư đơn giản(

xảy giai đoạn): bậc pư trùng hệ số pư

(146)

* Trường hợp chất tham gia pư chất

khí, ta dùng nồng độ áp suất

v = kCAm.C

Bn v = kpAm.pBn

* trường hợp chất pư gồm(lỏng rắn)

Ta có: v=kS.Cim : S

i bề mặt hoạt động

chất rắn

* Trường hợp chất pư gồm khí rắn,

ta ý đến chất khí: v = kpim

(147)

2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ pư

a Ảnh hưởng nồng độ(T= const)

mA + nB → pC +qD: pư đơn giản v1 = kCAm.C

Bn : C’A= xCA C’B= yCB

v2=k(C’A)m.(C’

B)n = k(xCA)m.(yCB)n

=kxmynC

AmCBn v2/v1= xm.yn

* Hỗn hợp pư chất khí: Có thể dùng áp suất:

v1= kpAm.p

Bn ;v2= k(xpA)m.(ypB)n

 v2/v1= xm.yn

(148)

Td1:pư: 2A + B → C :C’A= 2CA; C’B= CB :x=2; y=1;v2/v1= x2.y1=22.11=4

Td2; mA + nB → pC + qD

.C’A=2CA;C’B=CB:v2/v1=4=2m.1n=2mm=2 C’A=CA; C’B=2CB:v2/v1=2=1m.2n=2nn=1

 v = kCA2C B

Td3:2NO(k)+O2(k)→2NO2(k)

Khi tăng Vbình lên lầnáp suất khí

giảm lần

p’A =½pA; p’B= ½ pB:v2/v1=(1/2)2.(1/2)1=1/8

v = kCA2.C

B

:V = kCAm.C

Bn

:v = kpNO2.p

(149)

b Ảnh hưởng nhiệt độ.(nồng độ không đổi)

α Hệ thức Van’t Hoff

T1→v1,k1,t1; T2→v2,k2,t2 v1= k1CAmC

Bn ;v2= k2CAmCBn

γ: hệ số nhiệt độ k,

γ >1

∆T = T2 – T1

∆T = 100 => v

2/v1 = γ

γ 10 1 2 T tt k k v v ∆ = = =

(150)

*Td1: T1=20oC→T

2=50oC; γ=3

v2/v1=3(50-20)/10=27

*Td2: T1=20oC→T

2=50oC;

v2/v1=8=γ(50-20)/10=γ3γ=2

*Td3: T1=20oC,t

1=3h→T2=400C;γ=3t2=?

t1/t2=γ(40-20)/10=γ2=32=9 = 180/t

t2=180/9= 20’

Td4: T1=20oC,t

1=3h,γ=3→t2=20’  T2=?

.t1/t2=γ∆T/10=3∆T/10=180/20=9∆T/10=2

T2=40oC

(151)

β Hệ thức Arhénius

k = α.e-Ea/RT

Ea:năng lượng hoạt hóa pư

α=hs: thừa số tần số

T→∞Ea/RT→0 k=α (hs tốc độ T=∞)

lnk = -Ea/RT+lnα ;vẽ lnk = f(1/T)

lnk

1/T

lnk nghịch biến với 1/T lnk đồng biến với T T↑k↑; T↓k↓

Ea>0; Ea↑=>k↓

(152)

T1,k1lnk1=-Ea/RT1+lnα

T2,k2lnk2=-Ea/RT2+lnα

Ea 1

lnk2 – lnk1= - — ─ - ─

R T2 T1

k2 Ea ln ─ = - ─ ─ - ─ k1 R T2 T1

(153)

c Ảnh hưởng chất xúc tác(cxt)

Cxt chất cho vào pư với lượng nhỏ, làm v↑ định hướng pư theo chiều mong muốn.Sau pư, cxt hoàn trả lại mt

Td: RCOOH + R’OH → RCOOR’ + HH+ 2O

NH3(k)+O2(k)

∆,xt

Cxt làm v↑ làm giảm Ea pư

Xt đồng thể: cxt chất pư pha Xt dị thể: cxt cpư pha khác nhau

N2(k) + H2O(l)

NO(k) + H2O(l)

(154)

II Cân hóa học

1 Hằng số cân

Xem pư tn: mA + nB ⇄ pC + qD

vth,kth vng,kng

vth= kthCm.C

Bn v

tq= vth – vng

vtq= kthCAm.C

Bn - kngCCp.CDq

t → t0: CA CB >> CC và CD vth>>vngv>>0

t↑:CA CB↓; CC CD↑vth↓; vng↑vtq↓ vng = kngCCp.C

Dq

(155)

vth = vng vtq = 0→pư đạt trạng thái cân (tcb)

tcb: kth[A]m[B]n = k

ng[C]p[D]q

kth [C]p[D]q

KC= ── = ─────

kng [A]m[B]n

KC:hs cb độ;KC=f(T)

KC>0;KC↑,cb ≡>thuận

KC↓, cb ≡> nghịch

Khi phản ứng đạt trạng thái cb, hỗn

hợp pư cịn đủ chất có thành phần xác định biểu thức số cb

(156)

Khi hỗn hợp pư chất khí:có thể dùng Kp

(pC)p.(pD)q

Kp = ──────

(pA)m.(p

B)n cb

Kp: hs cb áp suất

Kp↑;cb≡>thuận

Kp↓;cb≡>nghịch

Kp=KC.(RT)∆n; K

p = f(T)

2NO(k) + O2(k) ↔ 2NO2(k) (1): K1

a.(1)=>2aNO(k)+aO2(k)↔2aNO2(k)(2): K2

(pNO2)2 (pNO2)2a

K1= ────── ; K2 = ──────

(pNO)2(p

O2) (pNO)2a(pO2)a

(157)

C(tc) + ½ O2(k) ↔ CO(k) (1) K1

CO(k) + ½ O2(k) ↔ CO2(k) (2) K2

(1)+(2)→(3): C(tc) + O2(k) ↔ CO2(k) (3)K3

 K3 = K1.K2

2NO2(k) ↔ N2O4(k) (1) K1

N2O4(k) ↔ 2NO2(k) (2) K2

 K1.K2 =

Pư có mặt chất (r,l,k), ta dùng Kp

chỉ ghi áp suất chất khí biểu thức Kp

.Pư có mặt chất (l,r), ta dùng KC

ghi nồng độ chất lỏng biểu thức KC

(1) (2): th ng

(158)

2 Các yếu tố ảnh hưởng đến cân

a Định luật Le Châtelier

Khi pư đạt trạng thái cb, ta thay đổi yếu tố tác dụng lên hệ,thì cb dịch chuyển theo chiều ngược lại với thay đổi

b Ảnh hưởng nồng độ

A + B ↔ C + D

+ A vào hệ: CA↑ cb ≡> CA↓: thuận(→)

- A ra: CA↓ cb ≡> CA↑: nghịch(←)

+ D vào hệ: CD↑ cb ≡> CD↓: nghịch(←)

- D ra: CD↓ cb ≡> CD↑: thuận(→)

(159)

c Ảnh hưởng áp suất

Áp suất ảnh hưởng đến cb hệ có mặt chất khí

Xét ∆n = ∑n khí (sp) - ∑n khí (tc) pư: Khi p↑ cb ≡> ∆n < ; p↓ cb ≡> ∆n >

Td:N2(k) + 3H2(k) ↔ 2NH3(k): ∆n= -2

p↑ cb ≡> ∆n < : thuận(→) p↓ cb ≡> ∆n > 0: nghịch(←)

nếu ∆n =  cb không dịch chuyển

(160)

d Ảnh hưởng nhiệt độ

Khi T↑ cb ≡> thu nhiệt(∆H > 0) Khi T↓ cb ≡> phát nhiệt(∆H < 0)

Nếu ∆H =  cb không dịch chuyển

Td: CaCO3(r) ↔ CaO(r) + CO2(k) ∆H >

T↑ cb ≡> ∆H > ; thuận(→) T↓ cb ≡> ∆H < : nghịch(←)

e Ảnh hưởng chất xúc tác

Trong pư cb, thêm chất xt ,nó làm vth↑đồng

thời làm vng↑; ∆vth=∆vng. chất xt không

làm dịch chuyển mức cb mà làm pư nhanh chóng đạt trạng thái cb

(161)

Td: A + B ↔ C + D

t0

kxt: tcb 0,3 0,3 0,7 0,7 ∆tcb= 10h Có xt: tcb 0,3 0,3 0,7 0,7 ∆tcb = 1h Sự liên hệ ∆G0

298 K pư

Xem pư: mA + nB ↔ pC + qD

Ta tính được∆H0

298,∆S0298,∆G0298,và K

∆G0

T = - RTlnK ∆G0↑lnK↓K↓

Td: A + B ↔ C + D ∆G0

298 = - 10kj

∆G0

298 - 10.1000

lnK= - ──── = - ────── = 4 K= 54,6

(162)

* Đương lượng gam chất số phần

khối lượng chất kết hợp, thay với phần khối lượng Hydro(đlg=1)

hoặc phần khối lượng Oxy(đlg=8)

MA(g)

ĐA= ───

n

A: ng.tử MA: ng.tử gam

A: p.tử MA: p.tử gam

A: nguyên tử; n: hóa trị nguyên tử đó.

Td1: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑

n =  đlg(Fe) = 56/2 = 28g

Td2: Fe + 3/2Cl2 → FeCl3

(163)

* A: hợp chất

Acid:

Baz n = ∑H+ = ∑OH- trao đổi

Td:H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

n = n =

Muối Oxyt

n = ∑(+) = ∑(-) công thức phân tử

Td: NaCl:(n=1); Na2SO4(n=2); MgO(n=2)

Chất oxy hóa khử: n= ∑e trao đổi

5Fe2++MnO

4- +8H+ →5Fe3+ +Mn2+ + 4H2O

n= n=5

(164)

Với hóa chất A có khối lượng mA(g):

mA nA= ─── MA

mA ; NA= ─── ĐA

NA mA/ĐA MA

── = ──── = ── = n NA= n.nA

nA mA/MA ĐA nA

CM = ── V

NA ;CN = ── V

CN NA/V

── = ─── = n CN= nCM

CM nA/V

Td: hòa tan 4,9g H2SO4 vào nước để tạo thành 1l dd 4,9/98

CM = ──── = 0,05M

(165)

2 Dd không điện ly – dd điện ly

* Dd không điện ly dd mà chất tan chất

khơng điện ly(là chất hịa tan

nước không phân ly thành ion trái dấu)

* Dd điện ly dd: chất tan chất đ.ly(khi

→ ion trái dấu)

Chất đ.l mạnh: phân ly hồn tồn , q

trình phân ly chiều(→)

Chất điện ly yếu: phân ly phần,

trình phân ly thuận nghịch(↔)

HCl → H+ + Cl- ; NaCl → Na+ + Cl-

CH3COOH ↔ CH3COO- + H+ H2O

(166)

Độ điện ly chất đ.ly tỷ số số

mol đ.ly số mol ban đầu chất đ.ly x: số mol(hay nồng độ) đ.ly a: số mol(hay nồng độ) ban đầu α↑và α → 1chất điện ly mạnh

α↓ α →  chất điện ly yếu

Để tiện so sánh, người ta qui ước:

α > 0,3  chất điện ly mạnh α< 0,03  chất điệ ly yếu

0,03 ≤ α ≤ 0,3  chất diện ly trung bình ≤ x ≤ a => ≤ α ≤

a x

=

α

(167)

II TÍNH CHẤT DUNG DỊCH ĐIỆN LY

1 Sự điện ly nước – số pH pOH

Nước nguyên chất chất điện ly yếu

H2O H+ + OH- K đly [H+][OH-]

Kđly = ────── = 1,8.10-16 250C [H2O]

Vì lượng H2O đ.ly nhỏ so với lượng

H2O ban đầu [H2O] xem không đổi

Kn=Kđly[H2O]=(1000/18).1,8.10-16 = 10-14

Vậy Kn = [H+][OH-] = 10-14 250C

Kn: tích ion H2O

(168)

* Với dd (dm H2O) bất kỳ,ta có:

Kn = CH+.COH- = 10-14 250C

-lgKn = -lgCH+ -lgCOH- = 14

Đặt: pKn=-lgKn;pH=-lgCH+; pOH= -lgCOH

- pKn = pH + pOH = 14 250C

Môi trường trung tính: CH+ = COH- = 10-7

pH = pOH = -lg10-7 =

Môi trường axit: CH+ > COH- CH+ > 10-7

pH = -lgCH+ < ; pOH >

Môi trường baz: CH+<COH-  CH+< 10-7M

(169)

2 Tính pH dung dịch axit- baz

a Định nghĩa axit-baz

α Quan điểm Arhénius

AHn → An- + nH+

B(OH)m → Bm+ + mOH

- Dm = H2O;

Axit: n chức; baz: m chức

.CH+↑axit↑;COH-↑baz↑

Td:HCl(k) + NH3(k) → NH4Cl(r):

không pư(a-b)

(170)

β Quan điểm Bronsted

AHn → An- + nH+

B + mH+ → [B(OH)

m]m+

Dm không bắt buộc H2O

Axit n chức, baz m chức

Phóng thích H+↑axit↑ Nhận H+↑baz↑

Td: HCl(k) + NH3(k) → NH4Cl(r)

H+

(171)

xem pư: AH + BOH ↔ A- + BOH 2+ H+

H+

axit1 baz2

baz1 axit2

AH ↔ A-+H+;AH/A-:cặp axit/baz liên hợp(1)

BOH2+ ↔ BOH+H+

BOH2+/BOH: cặp a/b liên hợp(2)

pư(a-b) phải có tham gia cặp a/b

liên hợp

γ Quan điểm Lewis Axit + ne →

Baz → me

(172)

b pH dung dịch axit

α Dung dịch axit mạnh

AHn → An- + nH+

t0 CA(M) t∞ CA nCA

CH+ = nCA

CN = nCA

=>CH+ = CN = nCM

pH = -lgCH+ = -lg(nCA)

HCl 0,1N:  CH+= CN= 0,1(iong/l)pH= -lg0,1= HCl 0,1M:n=1CH+=CN=CM=0,1(iong/l)pH=1 H2SO4 0,1NCH+= CN=0,1(iong/l)pH= -lg0,1=1 H2SO4 0,1M: n=2CH+=CN=2CM=2.0,1=0,2(iong/l)

Vậy: pH= -lg0,2= 0,67

(173)

β Dung dịch axit yếu

* Dung dịch axit yếu đơn chức

AH ⇄ A- + H+ t0 Ca

tcb Ca – x x x

:α<<  1- α = Ka = α2C

a

Ka↑α↑

Ca↑α↓; Ca↓α↑

Ca AH

x

=

α =>x=αCa

α α α α α − − = = = − + ) ( ] [ ] [ ] [ Ca CaCa Ca

AH A H K a Ca Ka = ⇒ α

[H+] = x = αC

a =

Ca Ka

Ca Ka

Ca =

Đặt: pKa= - lgKa :Ka↑ pKa↓

) lg lg (

lg Ka Ca Ka Ca

pH = − = − −

) lg

(

1 pKa Ca

pH = −

(174)

Td: dd CH3COOH 0,1M, Ka = 10-5 có: 01 . 0 10 10 10

10

1 = = = = = − − − − CaKa α 3 ) 10 lg 5 ( ) lg

( 12

2

= =

= pKaCa − −

pH

* Dung dịch axit yếu đa chức

H3PO4 ⇄ H+ + H

2PO4- Ka1 = [H+][H2PO4-]/[H3PO4]= 10-2,1

H2PO4- ⇄ H+ + HPO

42- Ka2 = [H+][HPO42-]/[H2PO4-]= 10-7,2

HPO42- ⇄ H+ + PO

43- Ka3 = [H+][PO43-]/[HPO42-] = 10-12,3

* trường hợp tổng quát: Ka1/Ka2/Ka3 ≥ 104

chỉ ý chức thứ nhất, xem axit yếu

đơn chức có Ka=Ka1

(175)

Với : H3PO4 có: Ka1/Ka2/Ka3 = 10-2,1/10-7,2/10-12,3=105

c pH dung dịch baz

α Dung dịch baz mạnh

B(OH)n → Bn+ + nOH t0 Cb t∞ Cb nCb

COH- = nCb ; CN= nCM COH- = CN = nCM

pOH = -lgCOH- pH = 14 - pOH

Vậy pH = 14 – (- lgCOH-)

55 , ) 10 lg 10 lg ( ) lg

( 12 2,1

2

= =

= pKaCa − − − −

pH

(176)

* Dd NaOH 0,1 N

COH-=CN=0,1iong/l pH =14-(-lg0,1)=13

* Dd NaOH 0,1 M

COH-= CN= CM = 0,1iong/l  pH = 13

* Dd Ba(OH)2 0,1 N

COH- = CN = 0,1iong/l

 pH= 14 – (-lg0,1) = 13

* Dd Ba(OH)2 0,1 M

COH- = CN = 2CM = 2.0,1 = 0,2iong/l

pH = 14 – (-lg0,2) = 13,33

(177)

β Dd baz yếu

* Dung dịch baz yếu đơn chức

BOH ⇄ B+ + OH -t0 Cb tcb Cb - x x x

Cbx

=

α x = αCb

α << 11 - α = Kb = α2C

b=> C

K b b = α α α α α α − − = = = − + 1 ) 1 ( ] [ ] [ ] [ C

CC C

BOH OH B K b b b b b

(178)

Đặt pKb = -lgKb=> pH = 14 – pOH=>

Td: dung dịch NH4OH 0,1 M có pKb =

*Baz yếu đa chức: Kb1/Kb2/Kb3≥104

ta ý đến chức thứ nhất,và xem

như baz yếu đơn chức với Kb = Kb1

C K CK C C x

OH b b

b b b

b = =

= = − α ] [ ) lg lg ( lg ]

lg[OH K C 21 K C

pOH = − = − b b = − bb

− ) lg ( C pK

pOH = bb

)] lg

( [

14 12 pK C

pH = − − bb

11 )] 10 lg ( [

14 − 12 − =

= − −

pH

(179)

c pH dung dịch muối

Muối xem sp pư axit baz

Axit + Baz → Muối + H2O

m y

m

y loại muối

α Muối tạo thành axit (m) baz (m)

mAHn + nB(OH)m → AmBn + m.nH2O

AmBn → mAn- + nBm+

An- Bm+ gốc axit baz mạnh 

không bị thủy phân : dung dịch có pH =

Td: NaCl, NaNO3, Na2SO4, KCl, KNO3,

K2SO4…

(180)

β Muối axit (y) baz (m) (đơn chức)

AH + BOH → AB + H2O

AB → A- + B+

A- + H

2O ⇄ AH + OH

t0 Cm 0 t∞ Cm Cm

pH >

) lg ( C pK pK

pH = n + a + m

Td: dd CH3COONa 0,1 M

9 ) 1 , 0 lg 5 14 ( = = + + pH

(181)

γ Muối baz yếu axit mạmh

AH + BOH → AB + H2O

AB → A- + B+

B+ + H

2O ↔ BOH + H+  pH <

Gọi Cm nồng độ muối ban đầu

Td: dd NH4Cl 0,1 M, pKb =

) lg ( C pK pK

pH = nbm

5 ) 1 , 0 lg 5 14 ( = = − − pH

(182)

δ Muối tạo axit yếu baz yếu

AH + BOH → AB + H2O

AB → A- + B+

A- + H

2O ⇄ AH + OH

-B+ + H

2O ⇄ BOH + H+

pH dd tùy thuộc vào so sánh

giữa Ka Kb

Ka > Kb pKa < pKb  pH < Ka < Kb pKa > pKb pH >

Ka = Kb pKa = pKb pH =

) (

2

pK pK

pK

pH = n + ab

(183)

d Dung dịch độn

Dung dịch độn dd có pH thay đổi không đáng kể, thêm vào dd lượng nhỏ axit mạnh hay baz mạnh, pha loãng dd

α Dd độn tạo axit yếu muối với baz mạnh( dd độn axit yếu)

Xem dd độn ( CH3COOH + CH3COONa)

CH3COONa → CH3COO- + Na+

CH3COOH ⇄ CH3COO- + H+

* + H+ cb ≡> nghịch(H+↓); H+ bị pư hếtpH không đổi * + OH- : OH- + H+ →H2OCH+↓; cb≡>thuận(H+↑)

(184)

Gọi Ca Cm nồng dộ axit yếu muối; CH3COONa → CH3COO- + Na+

t0 Cm

t∞ Cm Cm CH3COOH ↔ CH3COO- + H+ t0 Ca tcb Ca – x x x

[CH3COOH] = Ca – x = Ca ;[CH3COO-] = Cm + x = Cm Ka = [ [] [ ] ]

3

COOH

CH COOH

CH

H + −

[H+] =

] [ ] [ 3 COO CH COOH CH KaCm Ca Ka Cm Ca Ka

pH = − lg( ) = − lg − lg

Cm Ca pKa

pH = − lg

pH <

(185)

pH = – lg(0,1/0,01) = – lg10 =

β.dd độn tạo baz (y) muối với axit (m)

Xem dd độn( NH4OH NH4Cl): dd độn axit yếu NH4Cl → NH4+ + Cl

-NH4OH ⇄ NH4+ + OH -Thêm H+ : H+ + OH- → H

2O OH- ↓: cb≡> thuận (OH-↑) H+ bị pư hết pH không đổi

Thêm OH-OH-↑ cb≡> nghịch(OH-↓) OH -bị pư hết pH không đổi

pH >

(186)

Gọi Cb Cm nồng độ NH4OH

NH4Cl, chứng minh tương tự trường hợp dd

độn axit:

) lg

( 14

Cm Cb pKb

pH = − −

Td: dd độn: NH4OH 0,1 M NH4Cl 0,1 M

có:

pH = 14 – ( – lg 0,1/0,1) =

Cb = Cm  pH = 14 - pKb

(187)

3 Chuẩn độ Axit - Baz

Axit{Ca,Va}? + Baz{Cb,Vb}đã biết → Muối + H2O Baz{Cb,Vb}? + Axit{Ca,Va}đã biết → Muối + H2O

Dd cần ch.độ dd chuẩn ↑ ch.độ (có thể mạnh (mạnh)

yếu)

* Chất cần chuẩn độ: bình tam giác

* Dung dịch chuẩn: ống giọt

(188)

a phản ứng :

AHn + NaOH → NaA + H2O

Ca,Va Cb,Vb Với Ca,Cb: nồng độ(CN)

* Tại điểm tương đương (là thời điểm mà lượng chất

cần chuẩn độ pư vừa hết với lượng chất chuẩn nhỏ từ ống giọt xuống)

Theo định luật đương lượng ta có: NA = NB  CaCa = CbVb

b Để xác định điểm tương đương: dùng chất thị màu

(189)

* Chất thị màu thường axit baz yếu, mà

màu dd thay đổi tùy theo pH dd

Mỗi chất thị màu có khoảng pH đổi màu xác định

(190)

c Các thí dụ:

Td1: Chuẩn độ 10ml dd HCl phải dùng hết 12ml dd NaOH 0,1 N  CHCl = ?

Tại điểm tương đương:

CaVa = CbVb  Ca = =

Va Vb Cb. 10 12 ,

= 0,12 N Td2: Chuẩn độ 10ml dd NaOH phải dùng hết 15 ml dd HCl 0,1N ,  CNaOH = ?

CaVa = CbVb Cb =

Vb Va Ca. = 10 15 ,

= 0,15 N

Td3: nhỏ giọt metyl da cam vào nước , có màu ? Nước có pH = 7, khoảng pH đổi màu metyl da cam từ 3,3→ 4,4 màu vàng

(191)

4 Trộn lẫn dd axit – baz

a Trộn lẫn dd axit mạnh baz mạnh

mAHn + nB(OH)m → AmBn + m.nH2O (Na=CaVa) = (Nb=CbVb) M(trung tinh)pH = CaVa < CbVb

pH > CaVa > CbVb AHn

AmBn pH < B(OH)m

(192)

b Trộn lẫn dd axit yếu baz mạnh

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O CaVa = CbVb M[a(y)+b(m)] pH>7 CaVa < CbVb NaOHCH

3COONa

pH>7 CaVa > CbVb CH3COOH

CH3COONa

dd độn axit pH<

c Trộn lẫn dd baz yếu axit mạnh

NH4OH + HCl → NH4Cl + H2O

CbVb = CaVa M[b(y)+a(m)]pH< CbVb < CaVa HClNH

4Cl

pH < CbVb > CaVa NH4OH

NH4Cl

(193)

III Cân hịa tan chất khó tan(tích số tan)

Tích số tan

Đem hịa tan chất khó tan AmBn(r) vào nước: lượng hịa tan nhỏ,  Dd lỗng:

phần hịa tan xem diện ly hồn tồn: có cb AmBn ↔ mAn- + nBm+ : dd bảo hòa A

mBn/H2O Nồng độ dd bảo hòa gọi độ tan(S) AmBn t0 a

tcb -S mS nS

Kc = [An-]m[Bn+]n = (mS)m(nS)n = mmnnS(m+n)

) (m n

n m AmBn AmBn n mT

S = +

S n

m T

Kc AmBn m n m n

) ( +

= =

(194)

* TAmBn ↑  SAmBn ↑

* Các chất có cơng thức tương tự nhau(AmBn ≡ CmDn) chất có T ↑ S ↑

Td: AgX TAgX SAgX = (TAgX)1/2 (M) AgCl AgBr AgI 10-10 10-13 10-16 10-5 10-6,5 10-8

* Các chất có cơng thức khơng tương đương(AmBn CpDq), phải tính cụ thể

Td: AgCl TAgCl = 10-10  S

AgCl = 10-5 Ag2CrO4 T = 4.10-12 

* Pha lỗng ddtan nhiều

* Đun sơi:H2O bay hơiC(ion)↑ kết tủa nhiều

(195)

2 Điều kiện để có kết tủa

a Hịa tan lượng xác dịnh chất khó tan AmBn

* Nếu tan hết :

AmBn → mAn- + nBm+ t∞ -C’

0 mC’0 nC’0 Với C’0 = m0/MAmBn T’

AmBn = (mC’0)m.(nC’0)n So sánh T’

AmBn TAmBn: ta có

T’ < T dd chưa bảo hòa: tan hết T’ = T  dd bảo hòa: tan hết

T’ > T dd q bảo hịa: tan phần, có (r ↔ l) Td: hòa tan 10-3 mol Ag

2CrO4(r) vào nước → 1l dd C’

0=10-3M T’=(2.10-3)2.(10-3) =4.10-9 >Ttan phần Ag2CrO4 → 2Ag+ + CrO

(196)

b Trộn lẫn dd:

dd(1)An-{C

1,V1} + dd(2)Bm+{C2,V2}→ dd(3) có↓?

* Sau trộn lẫn chưa pư:

C’

1 = ; C’2 = mAn- + nBm+ → A

mBn ↓

T’

AmBn = (An-)m.(Bn+)n ; so sánh với TAmBn T’ < T  dd chưa bảo hịa  chưa có ↓

T’ = Tdd bảo hịachưa có ↓ T’ > Tdd q bảo hịa có ↓

dd(3){C’

1,C’2,V3=V1+V2) n1=C1V1=n’

1=C’1V3 n2=C2V2=n’

2=C’2V3 V V C 1 VV C 2

10ml dd(1) AgNO3(2.10-3 M) +10ml dd(2) Na

2CrO4(2.10-3M)

C’

Ag+ = 2.10-3.10/20 = 10-3M ;C’CrO4 = 2.10-3.10/20 = 10-3M

T’

Ag2CrO4 = (10-3)2.(10-3) = 10-9 > Tag2CrO4  có ↓

Ngày đăng: 06/04/2021, 19:22

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan