7. 2Q TRÌNH HỊA TAN
7.6NHIỆT ĐỘ KẾT TINH CỦA DUNGDỊCH
7.6.1 NHIỆT ĐỘ KẾT TINH CỦA CHẤT LỎNG.
Nhiệt độ kết tinh của chất lỏng là nhiệt độ tại đó chất lỏng và các tinh thể của chất đó đồng thời tồn tại và cân bằng với nhau. Cả 2 pha (lỏng, rắn) đó đều bay hơi.
Tại nhiệt độ kết tinh tồn tại cân bằng Hơi
Lỏng Rắn
Cân bằng trên tồn tại khi ASHBH của 2 pha (rắn, lỏng) bằng nhau. Ph(r) Ph(l)
(7.13)
Nếu ASHBH không bằng nhau thì pha nào có ASHBH lớn hơn sẽ biến mất
Ví dụ, nước kết tinh ở 00C, vì ở đó ASHBH của nước đá và nước lỏng bằng nhau và bằng 4,6mmHg.
81
7.6.2 NHIỆT ĐỘ KẾT TINH CỦA DUNG DỊCH CHỨA CHẤT TAN KHÔNG BAY HƠI KHÔNG ĐIỆN LI.
Khi dung dịch lỗng kết tinh thì dung mơi kết tinh trước, khi đó ASHBH của dung dịch bằng ASHBH của tinh thể dung môi nguyên chất.
Ở nhiệt độ, khi mà ASHBH của dung môi ở pha lỏng và pha rắn bằng nhau (dung mơi kết tinh) thì ASHBH của dung dịch chưa bằng ASHBH của dung môi ở pha rắn, nên dung dịch chưa kết tinh, muốn dung dịch kết tinh ta phải tiếp tục hạ nhiệt độ. Trong quá trình hạ nhiệt độ, ASHBH của tinh thể dung môi sẽ giảm nhanh hơn ASHBH của dung dịch vì chất rắn bay hơi thu nhiều nhiệt hơn chất lỏng bay hơi. Đến khi ASHBH của tinh thể dung mơi và của dung dịch bằng nhau thì dung dịch mới kết tinh. Như vậy nhiệt độ kết tinh của dung dịch loãng bao giờ cũng thấp hơn nhiệt độ kết tinh của dung môi. Điều này được minh hoạ trên giản đồ sau.
Hình 7.2. Sự hạ nhiệt độ kết tinh của dung dịch.
OA: Biểu diễn ASHBH của dung môi lỏng OB: Biểu diễn ASHBH của dung mơi rắn
CC': Biểu diễn ASHBH của dung mơi có nồng độ C1
BB': Biểu diễn ASHBH của dung mơi có nồng độ C2 (Với C2>C1)
0 đ
t >t1đ>t2đ
0 đ
t : Nhiệt độ kết tinh của dung môi tđ: Nhiệt độ kết tinh của dung dịch
1 đ
t : Nhiệt độ kết tinh của dung dịch có nồng độ C1
2 đ
t : Nhiệt độ kết tinh của dung dịch có nồng độ C2
đ 0 đ
đ t t
t = −
: Độ giảm nhiệt độ kết tinh của dung dịch
Định luật Raoult: Độ giảm nhiệt độ kết tinh của dung dịch chứa chất tan không bay
hơi, không điện li, không phụ thuộc vào bản chất chất tan, chỉ phụ thuộc vào bản chất của dung môi và tỉ lệ thuận với nồng độ molan của dung dịch.
82
tđ = kđ.Cm. (7.14)
kđ: Hằng số nghiệm đông của dung môi, chỉ phụ thuộc vào bản chất của dung mơi Nước có kđ = 1,86
Benzen có kđ = 5,14
Cm: Nồng độ molan của dung dịch
7.6.3 QUÁ TRÌNH KẾT TINH CỦA DUNG DỊCH LOÃNG
Đối với chất lỏng nguyên chất, trong q trình kết tinh nhiệt độ kết tinh khơng thay đổi. Đối với dung dịch lỗng, dung mơi kết tinh trước, tách ra khỏi dung dịch làm nồng độ chất tan tăng dần, nên nhiệt độ kết tinh giảm dần, đến khi dung dịch đạt trạng thái bão hoà lẫn nhau giữa chất tan và dung mơi. Khi đó xảy ra sự kết tinh đồng thời cả chất tan và dung môi, làm cho nồng độ của dung dịch khơng thay đổi. Tồn bộ dung dịch kết tinh thành một khối, gọi là khối Ơtecti, ứng với nồng độ gọi là nồng độ Ơtecti, nhiệt độ lúc đó gọi là nhiệt độ Ơtecti.