9.3.Bài tập có lời giải chi tiết:
Câu 1: Tính lượng rượu etylic bị hấp phụ ở 150C trên bề mặt dung dịch có nồng độ 0,12M cho biết ở 150C sức căng bề mặt của nước là 73,49.10-3 N/m và của dung dịch trên là 63,3.10-3 N/m. Giải: Áp dụng công thức: σ .σdm dd G RT
Thế các số liệu vào công thức ta có: 3 2 dm dd σ .σ 10,19.10 G mol.m RT 8,314.(15 273)
Câu 2: Xác định ngưỡng keo tụ của dung dịch điện ly
K2Cr2O7 nồng độ 0,01M đối với keo nhôm. Biết rằng để keo tụ 1 lít keo đó phải thêm vào một lượng chất điện ly là 0,0631 lít.
Giải:
Ta có công thức tính ngưỡng keo tụ như sau:
= C.V 1000
Trong đó:
C: Nồng độ của dung dịch điện ly (mol/l) V: thể tích của dung dịch chất điện ly (ml)
98 Thế các giá trị có được vào công thức trên ta có:
3C.V 0,01.0,0631 C.V 0,01.0,0631 .1000 .1000 0,631.10 mol / lit 1000
Câu 3: Điều chế keo hydronol sắt (III) bằng cách cho từ từ
dung dịch FeCl3 vào nước đang sôi. Hãy viết cấu tạo và ký hiệu keo đó.
Giải:
Phương trình phản ứng điều chế hạt keo: FeCl3 + 3H2O = Fe(OH)3 + 3HCl Cấu tạo Mixen keo:
{mFe(OH)3.nFe3+.(3n-x)Cl-}x+.xCl-.
Vì đây là quá trình thủy phân không hoàn toàn nên trong dung dịch còn dư FeCl3. Keo này là keo dương.
Câu 4: Viết công thức và sơ đồ cấu tạo của mixen keo được
tạo thành khi cho Na2SO4 tác dụng với BaCl2 trong hai trường hợp.
a. Cho một lượng dư Na2SO4. b. Cho một lượng dư BaCl2.
c. Các chất điện ly dưới đây gây keo tụ như thế nào đối với các dung dịch keo nói trên: Al(OH)3; Na3PO4.
Giải: Phương trình phản ứng:
Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4 a. Nếu dư Na2SO4 thì mixen keo có dạng:
{mBaSO4.nSO42-.(2n-x)Na+}.xNa+ Đây là keo âm
99 b. Nếu dư BaCl2 thì mixen keo có dạng:
{mBaSO4.nBa2+.(2n-x)Cl-}.xCl- Đây là keo dương
c. Các chất gây sự keo tụ:
Với hạt keo {mBaSO4.nSO42-.(2n-x)Na+}.xNa+ thì chất gây keo tụ tốt nhất là Al(OH)3 vì đây là keo âm nên ion trái dấu với nó sẽ quyết định khả năng keo tụ. Ion Al3+ có bậc cao hơn so với ion Na+.
Với hạt keo {mBaSO4.nBa2+.(2n-x)Cl-}.xCl- thì chất gây keo tụ tốt nhất là Na3PO4 vì đây là keo dương nên ion trái dấu với nó sẽ quyết định khả năng keo tụ. Ion PO43-
có bậc cao hơn so với ion OH-
.
Câu 5: Keo As2S3 thu được từ phản ứng sau với lượng dư H2S:
2H3AsO3 + 3H2S = As2S3 + 6H2O
a. Khi đặt hệ vào điện trường, các hạt keo di chuyển về điện cực nào. Giải thích.
b. Viết công thức của mixen keo và cho biết dấu của hạt keo.
Giải:
a. Công thức của Mixen keo có dạng: {mAs2S3.nS2-.(2n-x)H+}.xH+
b. Khi đặt hệ vào điện trường thì các hạt keo sẽ di chuyển về điện cực dương. Vì các hạt keo mang điện tích âm nó sẽ chuyển động dưới tác dụng của điện trường.
100 KI + AgNO3 = AgI + KNO3, với lượng dư KI.
Tiếp theo người ta dùng dung dịch K2SO4 và dung dịch (CH3COO)2Ca để keo tụ dung dịch keo thu được. Hỏi dung dịch nào trong hai dung dịch trên gây keo tụ mạnh hơn. Vì sao? (Các dung dịch trên có cùng nồng độ mol/l).
Giải:
Trong hai dung dịch trên thì dung dịch (CH3COO)2Ca sẽ gây keo tụ với tốc độ mạnh hơn. Vì keo được hình thành là keo âm, nó có công thức như sau:
{mAgI.nI-.(n-x)K+}.xK+
Mà khả năng gây keo tụ tỷ lệ thuận với bậc của điện tích ion trái dấu. Dung dịch (CH3COO)2Ca có ion Ca2+
có bậc lớn hơn ion K+ của dung dịch K2SO4.
Câu 7: Viết công thức của mixen keo Al(OH)3 với chất ổn định là AlCl3 và keo Fe(OH)3 với chất ổn định là FeCl3. Dung dịch Na2SO4 là chất keo tụ tốt đối với keo nào? Vì sao?.
Giải:
Mixen keo: {mFe(OH)3.nFe3+.(3n-x)Cl-}.xCl-. Và {mAl(OH)3.nAl3+.(3n-x)Cl-}.xCl-.
Dung dịch Na2SO4 là chất keo tụ tốt với keo Fe(OH)3 vì Fe3+ và Al3+ có cùng điện tích nên khả năng keo tụ tỷ lệ thuận với bán kính Ion. Bán kính của ion Fe3+
lớn hơn Al3+ nên nó bị keo tụ mạnh hơn.
Câu 8: Ngưỡng keo tụ của Al2(SO4)3 đối với keo As2S3 là = 96.10-6 kmol/m3. Hỏi cần bao nhiêu ml dung dịch Al2(SO4)3
101 nồng độ 0,01 kmol/m3 để keo tụ 0,1 m3 dung dịch keo As2S3 nói trên.
Giải:
Ta có công thức tính ngưỡng keo tụ như sau.
= C.V 1000
Trong đó:
C: Nồng độ của dung dịch điện ly (mol/l) V: thể tích của dung dịch chất điện ly (ml)
: thể tích của dung dịch keo (ml)
Thế các giá trị có được vào công thức trên ta có:
6 0,01.V 2
96.10 V 96.10 ml
100
Câu 9: Keo Fe(OH)3 điều chế bằng cách thủy phân không hoàn toàn sắt (III) clorur, bị keo tụ bằng các dung dịch sau: Na2S, NaCl, BaCl2. Chất điện ly nào có tác dụng keo tụ mạnh hơn ?Vì sao?
Giải:
Khi điều chế keo Fe(OH)3 điều chế bằng cách thủy phân không hoàn toàn sắt (III) clorur thì sẽ tạo ra keo có điện tích dương. Với công thức như sau:
{mFe(OH)3.nFe3+.(3n-x)Cl-}.xCl-.
Trong 3 dung dịch trên thì bậc của ion trái dấu cao nhất là S2- nên dung dịch sẽ gây keo tụ mạnh nhất là dung dịch Na2S.
Câu 10: Thời gian bán keo tụ của keo AgI có nồng độ hạt bằng 3,2.1011
102 Giải: Áp dụng phương trình: k o 1 9 11 1 1 k 2,72.10 l / hat.giay 3,2.10 .11,5 9.4.Bài tập tự giải.
Câu 1: Keo AgI được điều chế từ phản ứng trao đổi:
KI + AgNO3 = AgI + KNO3, với lượng dư KI. Tiếp theo người ta dùng dung dịch CaSO4 và dung dịch CH3COONa để keo tụ dung dịch keo thu được. Hỏi dung dịch nào trong hai dung dịch trên gây keo tụ mạnh hơn.Vì sao? (Các dung dịch trên có cùng nồng độ mol/l).
Câu 2: Viết công thức và sơ đồ cấu tạo của mixen keo được
tạo thành khi cho K2SO4 tác dụng với Ba(NO3)2 trong hai trường hợp:
a. Cho một lượng dư K2SO4. b. Cho một lượng dư Ba(NO3)2.
Câu 3: Viết phương trình phản ứng và cấu tạo của mixen keo
được tạo thành khi cho KAuO2 tác dụng với K2CO3 trong HCHO.
Câu 4: Thời gian bán keo tụ của keo BaSO4 có nồng độ hạt bằng 3,5.1011 hạt.l-1 là 10,5 giây. Xác định hằng số tốc độ keo tụ.
103