IV. Năng lượng tự do và tiêu chuẩn tự diễn biến của một quá trình
I.Khái niệm về hệ phân tán và dung dịch
• Hệ phân tán
o Một chất là hạt rất nhỏ được phân bố vào trong chất kia
o Chất phân tán môi trường phân
tán
o Tính chất của hệ phân tán phụ thuộc vào d hạt phân tán o Phân loại
▪ Hệ phân tán thô ( hệ lơ lửng ): d > 100nm-> huyền phù và nhũ tương
▪ Hệ phân tán cao ( hệ keo ): 1nm < d < 100nm
▪ Hệ phân tán phân tử - ion ( dung dịch thực ): d < 1nm, kích thước phân tử, hay ion
• Dung dịch: là hệ đồng thể gồm hau hay nhiều chất mà thành phần của
chúng có thể thay đổi trong giới hạn rộng o Chất phân tán: chất tan
o Môi trường phân tán: dung môi ( trạng thái tập hợp không đổi, lượng chất nhiều hơn)
Chất nào có lượng lớn hơn là dung dịch ( mơi trường phân tán) • Sữa động vật là dung dịch phức tạp
o 87 -89% nước (dung môi) o 2,7 – 4,5% lipid ( nhũ tương)
o 2,7 -3,8% casein ( là protid sữa ở dạng dung dịch keo)
o 4,5-4,7% lactose, cùng với các muối khống và vitamin ( ở dạng dung dịch thật)
• Máu người: gồm cả 3 loại dung dịch lỏng và rất phức tạp
o HC, BC ,TC là những tế bào máu chiếm 40-46% thể tích máu, tạo thành hệ phân tán thô ( hỗn dịch) trong huyết tương
o Huyết tương chiếm 54-60% thể tích máu (chủ yếu là nước 90%, dung môi)
o Vừa là dung dịch keo: vì chứa các đại phân tử như albumin, protein, phức hợp protein – lipid
o Vừa là dung dịch thật: vì chứa các chất hịa tan là những phân tử nhỏ:
Molan
Đương lượng của một ngun tố
• Ví dụ: đương lượng của C trong CO là 6, trong phân tử CO2 là 3
• Mối liên quan giữa khối lượng nguyên tử và đương lượng của nguyên tố
• MA = n.EA với n =1,2,3
Đương lượng của hợp chất B
• Là số phần khối lượng của hợp chất đó phản ứng khơng thừa khơng thiếu với một đương lượng của hợp chất khác
• MB = n.EB
• Đương lượng của một oxit kim loại: n là tổng hóa trị của kim loại trong oxit o Ví dụ EAl2O3 = 102/6
• Đương lượng của một axit: n là số nguyên tử H được thay thế ở trong phân tử axit đo
o EH2SO4 = 98/1 = 98 (n=1) • Ví dụ
• Đương lượng của một bazo: n là hóa trị của nguyên tử kim loại trong bazo đó
o Ví dụ ENaOH = 40/1 = 40
• Đương lượng của một muối: n là tổng hóa trị của các nguyên tử kim loại trong phân tử
o Ví dụ EAl2(SO4)3 = 342/6 = 57
• Đương lượng của chất khử, chất oxi hóa: n là tổng số electron cho hay nhận
Nồng độ đương lượng gam ( đlg/l = N)
• Được biểu diễn bằng số đương lượng gam chất tan có trong 1 lít dung dịch o Số eq = m/E và E = M/n
o CN = n.CM
Nồng độ molan
• Được biểu diễn bằng số mol chất tan có trong 1000g (1kg) dung mơi (mol/kg)
o Cm = nct/mdm
•
Nhiệt độ hịa tan của một chất – Dung dịch bão hòa và quá bão hịa
• Nhiệt hịa tan của một chất: là lượng nhiệt tỏa ra hay thu vào khi hòa tan 1 mol chất trong một lượng đủ lớn dung môi ở nhiệt độ và áp suất nhất định. • Dung dịch bão hòa: Dung dịch nằm cân bằng với chất hịa tan
• Trong một số trường hợp, ta có thể tạo được dung dịch chứa lượng chất tan lớn hơn so với lượng cần để bão hịa. Dung dịch đó được gọi là dung dịch quá bão hịa. Dung dịch này khơng bền, chất tan dễ kết dính lại
• Chất tan là chất rắn
• S- thường biểu diễn số gam chất tan tan tối đa trong 100g dung mơi • S > 10g – chất dễ tan
• S < 1g – chất khó tan
• S < 0,01g – chất gần như khơng tan
• Chất tan là chất khí
• S – thường biểu diễn bằng số ml khí (tan tối đa) tan trong 100g dung mơi hoặc 100ml dung mơi
• Chất tan là chất điện ly khó tan
• S – thường biểu diễn bằng số mol chất điện ly khó tan (tan tối đa) trong 1 lit dung dịch
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tán
• Bản chất của dung mơi và chất tan • Nhiệt độ, áp suất
• Trạng thái tập hợp chất
• Mơi trường, sự có mặt của ion lạ
Ảnh hưởng của bản chất tan và dung mơi
• Chất tương tự tan trong chất trương tự
• Các hợp chất có cực tan tốt trong dung mơi có cực hơn là dung mơi khơng cực
o NaCl thì
▪ Tan tốt trong nước
▪ Tan ít trong ethyl alcohol
▪ Khơng tan trong Ether và Benzene ▪ Độ phân cực của dung mơi tăng dần
• Các chất khơng cực thì tan tốt trong dung mơi khơng cực hơn là các dung mơi có cực
o Benzene thì
▪ Không tan trong nước ▪ Tan trong Ether
▪ Độ phân cực của dung môi giảm dần
Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất đến độ tan
• Khí + dung mơi(l) <-> dung dịch • Kht = 𝑆
• Chất rắn + dung môi <-> dung dịch 𝛥Hht
o Áp suất hầu như không ảnh hưởng đến độ tan của chất rắn ở điều kiện bình thường
• Q trình vật lí - q trình chuyển pha o 𝛥Hcp, 𝛥Scp
• Q trình hóa học – q trình solvat hóa tương tác giữa chất tan và dung mơi
o 𝛥Hsol<0, 𝛥Ssol<0
• Tương tác giữa tiểu phân và chất tan là yếu tố hàng đầu quyết định sự tạo thành dung dịch