slide 1 chương i một số kiến thức về phản ứng hóa học chiều phản ứng department of inorganic chemistry hut khái niệm chất điện li mạnh và yếu phương trình ion của phản ứng xảy ra trong dung dịch nước

Phương trình ion của phản ứng xảy ra trong dung dịch nước Hóa trị và số oxi hóa của nguyên tố.. Phương pháp cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa khử6[r]

(1)

CHƯƠNG I

MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ PHẢN ỨNG HÓA HỌC CHIỀU PHẢN ỨNG

1 Khái niệm

Chất điện li mạnh yếu

Phương trình ion phản ứng xảy dung dịch nước Hóa trị số oxi hóa nguyên tố

2 Phương pháp cân phương trình phản ứng oxi hóa khử

3 Chiều giới hạn phản ứng oxi hóa khử xảy dung dịch nước 4 Giản đồ khử ứng dụng

5 Mối liên hệ khử lượng liên kết

6 Chiều phản ứng không đổi số oxi hóa dung dịch chất điện ly

CHIỀU PHẢN ỨNG

(2)

2

Department of Inorganic Chemistry - HUT Department of Inorganic Chemistry - HUT

1 Khái niệm

(3)

(4)

(5)

(6)

6

HCl Cl  H 

  

3 3

CH COOH CH COO H 

 

tan

1

phanly hoa

n n

  

1 Chất điện li 2 Độ điện li α

3 Chất điện li mạnh 4 Chất điện li yếu

5 Quá trình thuận nghịch 6 Quá trình bất thuận nghịch 7 Cân hóa học

(7)

tan 1 phanly hoa n n    Axit mạnh

HX (X = Cl, Br, I)

OmX(OH)n (m số nguyên tử O liên kết trực tiếp X, m ≥ 2)

Bazơ mạnh

Muối trung hòa

Phân tử khơng cịn nhóm H axit nhóm OH bazơ

2 4

2

4 10

H SO HSO H

HSO SO H K

           

2( 3) 2 3

Fe SO Fe  SO 

  

2

( ) ( )

( )

Ba OH Ba OH OH

Ba OH Ba OH

 

  

  

(8)

8

tan 1 phanly hoa n n    3 3 2 3 3

NaHCO Na HCO

HCO H CO

 

   



3

3 3

3

[ ( ) ] [ ( ) ] [ ( ) ] [ ( )]

[ ( )]

Ag NH Cl Ag NH Cl

Ag NH Ag NH NH K

Ag NH Ag NH K

            

1 Axit yếu 2 Bazơ yếu

3 Muối trung hòa Hg(CN)2, HgCl2 4 Muối axit bazơ yếu

5 Phức chất

2

3 2

[ ][ ]

[ ( ) ] 2

[ ( ) ]

Ag NH

Ag NH Ag NH K K

Ag NH          ( ) ( ) ( )

Ca OH Cl Ca OH Cl Ca OH Ca OH

 

  

  

(9)

1 Khái niệm

(10)

10

2 2

4 3 4

2 2

4 2

2 2 10 5 6 3

2 8 10 2 3

K MnO Na SO H SO

Mn SO Na K H O

                     2 4 3 2 2 4 2

2 5 6

2 5 3

MnO SO H

Mn SO H O

  

 

 

   

4 2 3 2 4

4 2 4 2 4 2

2 5 3

KMnO Na SO H SO

MnSO Na SO K SO H O

 

(11)

3 2 3 2

( ) ( ) 2 2

Ca HCO  Ca OH   CaCO   H O

2 2

3 3 2

2 2 2 2

Ca  HCO Ca  OH  CaCO H O

      

2

3 3 2

2Ca  2HCO 2OH  2CaCO 2H O

(12)

12

3 3

CH COONa HCl  CH COOH NaCl

3 3

CH COO Na H  Cl CH COOH Na Cl

     

3 3

CH COO H  CH COOH

(13)

1 Khái niệm

Phương trình ion phản ứng xảy dung dịch nước

Hóa trị số oxi hóa nguyên tố

(14)

14

N N |

|

H

H N

H



O

H H

Hóa trị nguyên tố:

Hóa trị nguyên tố: số cặp e liên kết nguyên số cặp e liên kết nguyên tố liên kết trực tiếp với nguyên tử xung

tố liên kết trực tiếp với nguyên tử xung

quanh phân tử

Số oxi hóa nguyên tố:

Số oxi hóa nguyên tố: có giá trị đại số khác với có giá trị đại số khác với hóa trị

hóa trị

(15)

H O O H  

O

H H

Số oxi hóa nguyên tố: có giá trị đại số khác với hóa trị -Số OXH nguyên tố đơn chất

-Trong hợp chất, số OXH nguyên tố sau không đổi: Kim loại kiềm: số OXH +1

Kim loại IIA: số OXH +2 Al: số OXH +3 F: số OXH -1 -Trong hợp chất có H:

Hầu hết: số OXH +1 Hidrua kim loại: số OXH -1 -Trong hợp chất có O:

Hầu hết: số OXH -2 OF : số OXH +2

O

(16)

16

7

( 2) (2 ) ( 8) 0x

x S 

       

 

H O O O O H

S S

O O O O

  

H O O O O H

S S

O O O O

  

6

( 2) (2 ) ( 6) ( 2) 0x x S 

            

2 2 8

(17)

2 2

2 8 2

2 2

4 4

5 2 8

10 2 16

S O Mn H O

SO MnO H

 

  

 

   

S7+ số oxi hóa giả

S6+ số oxi hóa thật

7 2 2

2 8 2 2 4

S O  e SO 

(18)

18

1 Khái niệm

(19)

2 2

4 2 3 2 4 4

KMnO K SO H SO Mn  SO 

    

7 4 2 2 6 2

4 3 4

Mn O  S O  H  Mn  S O 

     2 4 2 4 2 4 2 5 5 8

5 8 4

MnO e Mn

MnO e H Mn

MnO e H Mn H O

                    2 2 3 4 2 2 3 4 2 2 2

SO e SO

SO e SO H

 

  

  

(20)

20

Department of Inorganic Chemistry - HUT

4 2 3 2 4

2 2

4

KMnO K SO H SO

Mn  SO 

 

  

2

4 3

2 2

4 2

4 2 3 2 4

4 2 4 2

2 5 6

2 5 3

2 6 3

MnO SO H

Mn SO H O

KMnO K SO H SO

MnSO K SO H O

  

 

 

   

 

   

(21)

Nguyên tắc:

1 Phản ứng mơi trường axit  thêm vế phải vế trái H+ để cân điện tích sản

phẩm khơng thể có OH-.

2 Phản ứng môi trường kiềm  thêm OH-.

3 Phản ứng mơi trường trung tính  thêm bên vế phải H+ OH-.

(22)

22

1 Khái niệm

(23)

Mối liên hệ ΔG phản ứng hóa học với các đại lượng nhiệt động khác

K RT

nFE

G  ln  

bKH ne

aOXH  

Cơng thức tính ΔG cho phản ứng oxi hóa-khử xảy dung dịch nước

p o

o nFE RT K

G   ln 

/ /

[ ] ln

[ ]

a o

OXH KH OXH KH b RT OXH

nF KH

  

(24)

24

Mối liên hệ ΔG phản ứng hóa học với các đại lượng nhiệt động khác

 J G G S T H G tg s tg sp s sp o o

o o o

           , , n N n n i i n n c

p K P

n P K RT K K                     ) (

Ở điều kiện chuẩn: P = atm, C = 1M

p

o RT K

G  ln



R = 0.082 latm/molK

P – áp suất chung hệ phản ứng cân [atm]

Σni – tổng số mol khí có mặt phản ứng cân

Δn – hiệu số mol khí sản phẩm số mol khí chất tham gia

Kp, Kc – phụ thuộc vào nhiệt độ

Phản ứng thuận nghịch

N n

c

p K K K

K

n     

(25)

3 4

3 3 2 2

2 2

H AsO I H

H AsO I H O

 

 



3 4 2 2

H AsO I H

H AsO I H O

 

 



Phương pháp ion-electron:

tính khử cặp OXH/KH phụ thuộc môi trường

(26)

26

3 4 3 3 2

0 0

/ 0.56 / 0.54

H AsO H AsO V I I V

     

3 4 2 2 3 3 2

H AsO e H  H AsO H O

   

Thay đổi pH: [H+] = 10-2 M

3 3 3

2

0 3 4

/ /

3 3

[ ][ ]

0.059 lg

2 [ ]

H AsO H AsO H AsO H AsO

H AsO H H AsO

 



 

3 3

3 3 2

2 /

0

/ /

0.059

0.56 lg10 0.442 2

0.442 0.54

H AsO H AsO

H AsO H AsO I I

(27)

1 Khái niệm

3 Chiều giới hạn phản ứng oxi hóa khử xảy dung dịch nước

4 Giản đồ khử ứng dụng

(28)

28

Thế khử chuẩn: môi trường acid pH = 0 Thế khử chuẩn: môi trường bazo pH = 14

/ /

[ ]

ln

[ ]

a o

OXH KH OXH KH b

RT OXH nF KH

  

Ý nghĩa Thế điện cực (thế khử) chuẩn

Thế khử chuẩn lớn chất oxi hóa càng mạnh chất khử yếu

1 Sức điện động pin = điện cực dương – điện cực âm.

2 Kim loại điện cực chuẩn < tan dung dịch acid lỗng giải phóng hydro.

(29)

0.56 2.26 0.95 1.51 1.18

7

4 2( )

V V V V V

Mn O  Mn O  Mn O r Mn  Mn   Mn

              

1.Biết chất không bền dung dịch 2.Tính khử cặp OXH/KH chưa biết

3.Dự đoán sản phẩm phản ứng

1.25 0.34

3 V V

Tl  Tl   Tl

     

0.56 2.26

7 6 2 4

4 4 2

0.95 3 1.51 2 1.18

( )

V V

V V V

Mn O Mn O Mn O r

Mn Mn Mn

    



 

     

(30)

30

2

4 4 2 2

3 2

2 2

3 4 2 ( ) 2

2 2 ( ) 4

MnO H MnO MnO r H O

Mn H O MnO r Mn H

  

  

    

0.56 2 2.26

4 4 2 ( )

V V

MnO MnO  MnO r

     

(0.56 1 + 2.26 . 2)/3 =

1.69 V

0.95 3 1.51 2 1.18

2 ( )

V V V

MnO r Mn  Mn   Mn

        

(0.95 + 1.51 1)/2 =

1.23 V

(31)

3

4 2 2

2MnO 3Tl 8H  MnO r( ) 3Tl  4H O

     

2 3

4

0 0

/ 1.51 / 1.25

MnO Mn V Tl Tl V

        

???

3

4 2

0 0 0

/ 1.69 / 1.25 / 1.23

MnO MnO V Tl Tl V MnO Mn V

           

3

4 2 2

2MnO 3Tl 8H  MnO r( ) 3Tl  4H O

(32)

32

1 Khái niệm

(33)

0

. ( )

( ) ( ) I ( )

G n

M aq ne M r aq

M k aq ne k M k aq

               h G

 

a G   e G 

0 0 0 *0 /

( h I a ) e Mn M

G G G G G nF 

         

0 0 *0

/ n

h I a e

M M

G G G G

nF nF

 

     

 

2

0 *0 *0

/ / /

n n

M M M M H H

      

0 0

G G G

    

ΔGh0-biến thiên đẳng áp chuẩn hidrat hóa ion Mn+

ΔGI0-biến thiên đẳng áp chuẩn ion hóa nguyên tử M

ΔGa0-biến thiên đẳng áp chuẩn nguyên tử hóa kim loại M

ΔGe0-biến thiên đẳng áp chuẩn chuyển ne kim loại

rắn thành ne thể khí

(34)

34

1 Khái niệm

(35)

Phản ứng làm

giảm nồng độ ion

trong dung dịch

Phản ứng tạo chất kết tủa

Phản ứng tạo chất bay hơi

Phản ứng tạo chất điện li yếu

2

3 2

( ) 2 2 2

Pb NO KI PbI KNO Pb  I  PbI

      

2

ln PbI

bd bd

G RT Pb I T

K

      

        

2

3 2 2

CaCO H Ba  CO H O

     

3 3

CH COONa HCl CH COOH NaCl CH COO H CH COOH

Định dạng
Số trang	35
Dung lượng	886,5 KB