CHƯƠNG III CHƯƠNG III NHI T Đ NG H C ỆỘỌ
4.5 N Ả H HƯỞNG CỦA XÚC TÁC ĐẾN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG
a. Khái niệm ch tấ xúc tác:
Chất xúc tác là chất tham gia vào một giai đoạn của phản ứng làm tăng t cố độ phản ứng nhưng sau phản ứng lại được ph cụ h iồ và không bị biến đ iổ cả về lượng và ch tấ.
HI ỆN TƯ Ợ NG B Ề M
T Ặ VÀ DUNG DỊ CH KEO
10.
1 HIN Ệ TƯ Ợ NG B Ề M
T Ặ Lự c giữ a các phâ n t ử giả m r t ấ nha nh the o kho
n ả g cách (t ỉ l ệ nghch ị r6), nh ư vậ y các phân t ử ch ỉ tác dụ ng v i ớ nhau tro ng phm ạ vi kho ản g các h r không l n ớ lắ m (gấ p vài l n ầ đư
n ờ g kính hiệ u dụ ng củ a phân t ). ử Kh oả ng các h r đó đư c ợ g i ọ là bán kín h tác dụ ng phâ n t ử và hìn h cầ u có bán kín h tác dụ ng phâ n t ử đư c ợ g i ọ là hìn h cầ u tác dụ ng phân t .ử Các phâ n t ử nằ m ở l p ớ b ề mặ t củ a v t ậ r nắ , l nỏ g khá c v i ớ tín h cht ấ củ a các phâ n t ử ở tro ng lòn g củ a chú ng (tín h ch ất th ể tích ).
❖ Tín h chất bề mặ t củ a các pha ng ưn g tụ thể hiệ n ở mọ i b ề mặ t phâ n chi a hai pha nh ưn g v i ớ mứ c đ ộ khá c nhau.
❖ Bề mặ t riê ng (bề mặ t tính cho 1 đơ n vị khối lư ợn g) củ a pha ngưn g tụ càn g lớn thì sự đóng góp củ a ph ần năn g lư ợn g củ a lớp bề mặ t vào năn g lư ợn g củ a toà n bộ hệ sẽ càn g lớn . Nế u h ệ có b ề mặ t riê ng ké m phá t triể n thì có th ể b ỏ qua tính ch t ấ b ề mặ t củ a các pha . Còn đ i ố v i ớ h ệ có đ ộ phâ n tán cao , v t ậ r n ắ có nhi ều l , ỗ s ự đón g góp củ a phn ầ năn g lư n ợ g b ề mặ t vào năn g lư
n ợ g củ a toà n b ộ h ệ r t ấ qua n trọ ng.
Tro ng các h ệ này tính ch t ấ b ề mặ t s ẽ ản h hư
n ở g lên kh
ả năng ph
n ả ứn g củ a các ch
t, ấ v ị trí cân bằ ng củ a các ph ản
n ứ g, đ ộ hòa tan củ a các ch
t, ấ áp suấ t h i ơ bão hòa, nhi
t ệ đ ộ nón g ch ảy
… và là nguyên nhâ n củ a nhi
u ề hiệ n tư n ợ g nh
ư hấ p ph , ụ thấ m ướ t…
10.
1.1 SỨ C CĂ NG B Ề MT Ặ a.
Biu ể thứ c Gi
ả thi ết có mộ t c c ố nư
c ớ v i ớ b ề mặ t phâ n các h pha nư
c ớ – khô ng khí . (Hì nh 10.
1)
Kh ông khí
H2 O
Hìn h 10.1 Nế u so sán h 1 phân t ử nư ớc nằ m tro ng th ể tích và 1 phâ n t ử nư c ớ nằ m trên b ề mặ t ta s ẽ thấ y phân t ử th ứ nht ấ tư
n ơ g tác (hú t) đồ ng đề u v i ớ các phâ n t ử xun g qua nh (lự c hút biể u th ị bằ ng các mũ i tên).
Cò n phân t ử th ứ hai ch ỉ tư
n ơ g tác v i ớ các phân t ử phí a dư
i.
ớ Ở phía trê n các hóa tr ị t ự do khô ng đư ợc bão hòa , ngườ i ta nói các phâ n t ử b ề mặ t có năn g lư
n ợ g t ự do cao hơ n so v i ớ tro ng th ể tích . S ự chê nh l cệ h v ề năn g lư n ợ g t ự do DG củ a các phâ n t ử b ề mặ t (so v i ớ thể tích ) qui v ề mộ t đơ n v ị diệ n tích b ề mặ t, đư
c ợ g i ọ là s c ứ căn g b ề mặ t, kí hiệ u s.
s = DGDS
DG
= A là côn g tiêu t nố .
b.
Đ nị h ngh ĩa
❖ Địn h nghĩa:
Sứ c căn g b ề mặ t là công tiêu t n ố đ ể t o ạ ra 1 đơ n v ị diệ n tích b ề mặ t (dấ u – ch ỉ công ph
i ả tiêu t n ố ch
n ố g l i ạ s c ứ hút đ ể đư a các phân t ử t ừ th ể tích ra b ề mặ t).
Sứ c căn g b ề mặ t cũng có th ể đ nị h ngh ĩa:
Là l c ự tác dụ ng trê n mộ t đơ n v ị đ ộ dài củ a b ề mặ t, tiế p tuy n ế v i ớ b ề mặ t và hư ớn g the o chiu ề giả m diệ n tích b ề mặ t.
❖ Như vậ y, sự tạo ra bề mặ t là khô ng lợi về năn g lư ợn g.
Hệ dị thể luô n luôn có xu hư ớn g thu hẹ p b ề mặ t. V ề mặ t hình họ c, đ i ố v i ớ mộ t th ể tích xác đ nị h b ề mặ t bé nht ấ là mặ t cầ u, điề u này giả i thích t i ạ sao giọ t nư
c ớ có hìn h cầ u.
❖ Đơ n vị:
Tro ng hệ SI sức căn g bề mặ t có thứ ngu yên là J.m2 ho ặc N.m
1 ( trong h ệ CG S th ứ ngu yên củ a s là ec.
cm2 ho
c ặ dyn.cm
1) V ề giá tr ị s c ứ căng b ề mặ t bằ ng năn g lư
n ợ g b ề mặ t do đó hai đ i ạ lư ợn g này thư ờn g đư
c ợ kí hiệ u bằ ng cùn g mộ t ch
ữ s.
Nă ng lư ợn g b ề mặ t đư
c ợ đo bằ ng côn g thun ậ ngh
ch ị và đẳ ng nhi ệt cầ n tiêu t n ố đ ể t o ạ ra mộ t đơ n v ị diệ n tích b ề mặ t.
❖ Vì bề mặ t ch
t ấ l nỏ g là đồ ng nh ất nên s c ứ căn g b ề mặ t củ a nó
ở mọ i điể m là nh ư nha u.Đố i v i ớ v t ậ r nắ , vấ n đ ề ph
c ứ t p ạ hơ n vì mậ t đ ộ h t ạ củ a các cạ nh, góc và trê n b ề mặ t là khác nha u nên s c ứ căn g b ề mặ t ở các điể m khá c nhau là khá c nhau.
Tro ng trư n ờ g hợ p này ch
p ấ nhn ậ l y ấ giá tr ị tru ng bìn h và ch ỉ đo đư
c ợ bằ ng phươ ng phá p giá n tiế p.
c.
Các yế u t ố
n ả h hư ởn g đế n năng lư
n ợ g b ề mặ t Nă ng lư ợn g b ề mặ t ph
ụ thu ộc vào cấ u t o ạ củ a pha ngn ư g t ụ và pha tiế p xúc v i ớ nó và nhit ệ đ .ộ
❖ Ản h hưởn g cấ u tạo củ a pha ngưn g tụ có thể là l c ự giữ a các phâ n t , ử l c ự tĩn h điệ n cou lomb , liên k t ế ki m loạ i…
Sứ c căng b ề mặ t giả m the o chi u:
ề Phân cự c + liên k t ế hid ro
>
phâ n cự c >
khô ng phâ n cự c.
❖ Ản h hưởn g cấ u tạo củ a pha tiế p xúc :
Vì mậ t đ ộ khí hoc ặ h i ơ nh ỏ hơ n so v i ớ pha ng
n ư g t ụ nên nế u trê n b ề mặ t pha ng ưn g t ụ là khí ho
c ặ h i ơ thì s c ứ căn g b ề mặ t l n ớ hơ n so v i ớ khi tiế p xúc v i ớ pha l nỏ g khác.
Lự c tư ơn g tác giữ a các ph
n ầ t ử củ a pha tiế p xúc v i ớ pha ng n ư g t ụ càn g l n ớ thì s c ứ căn g b ề mặ t càn g nh
ỏ do đó s c ứ căn g b ề mặ t giữ a các pha ng ưn g t ụ nói chung nh
ỏ hơ n s c ứ căn g b ề mặ t củ a pha t ự do (ph a ng ưn g t ụ khí ).
❖ Ản h hư ởn g củ a nhi ệt độ: Khi nhi ệt đ ộ tăn g thì s c ứ căn g b ề mặ t giả m vì s ự tăn g chu yể n độ ng nhi t ệ củ a các ph ần t ử làm giả m l c ự tác dụ ng tư
n ơ g h ỗ giữ a chú ng. Khi nhi
t ệ đ ộ tăn g t i ớ nhit ệ đ ộ t i ớ hạ n thì khô ng còn ran h giớ i phâ n chia l nỏ g và h i ơ nữ a . Khi đó s c ứ căn g b ề mặ t bằ ng khô ng.
10.
1.2 NH IỆ T ĐỘ NG HỌ C CỦ A HIN Ệ TƯ Ợ NG B Ề M
T Ặ
❖ Nế u gọi DG bm là sự biế n đổi entapi tự do (thế đẳ ng nhiệt đẳ ng áp) tro ng quá trình tạo thà nh diệ n tích bề mặ t S mộ t các h thuận ngh ịch và đẳ ng nhi ệt thì:
DG bm
= sS
S:
diệ n tích b ề mặ t.
Hi n ệ tư ợn g b ề mặ t ch ỉ xả y ra khi : DG bm <
0.
Đ ể thỏ a mã n điề u kiệ n trê n thì s c ứ căn g b ề mặ t s ho
c ặ diệ n tích b ề mặ t S ph
i ả giả m.
Nh ư vậ y hiệ n tư
n ợ g b ề mặ t t ự xả y ra the o chiu ề làm giả m s c ứ căn g b ề mặ t ho ặc diệ n tích b ề mặ t.
❖ Hiện tư ợn g bề mặ t rất qua n trọ ng đối với các hệ phâ n tán cao, ch ất rắn có nhi ều lỗ (di ện tích b ề mặ t S l nớ )… Đố i v i ớ nhn ữ g h ệ này s ự biế n đ i ổ ent api t ự do t o ạ thà nh củ a h ệ gồ m hai ph
n:
ầ DG h ệ
= DGth ể tích + DGbm
Vì s ự biế n thiê n ent api t ự do củ a quá trình t o ạ b ề mặ t là luô n luôn dư
n ơ g nên s ự biế n đ i ổ ent api t ự do củ a quá trìn h t o ạ thành các h ệ có b ề mặ t riêng l n ớ s ẽ dư
n ơ g hơ n so v i ớ các h ệ có b ề mặ t dư
n ơ g nh ỏ (lấ y cùng mộ t cht).
ấ Chí nh vì vậ y các cht ấ
ở trạ ng thái phâ n tán cao l i ạ tan nhiu ề hơ n so v i ớ
ở trạ ng thái có đ ộ phân tán nh ỏ và đây cũn g là ngu yên nhâ n củ a hiệ n tư
n ợ g chm ậ hóa l nỏ g ch
m ậ đôn g và s ự t o ạ thành các dun g d cị h bão hòa.
Cá c ch
t ấ
ở trạ ng thái phâ n tán cao , v t ậ r n ắ xố p có ent api t ự do t o ạ thà nh dư
n ơ g hơ n so v i ớ
ở trạ ng thái phâ n tán thấ p do đó có kh ả năn g ph ản
n ứ g l n ớ hơ n.
10.
1.3 S Ự HẤ P PHỤ a.
Khái niệ m Hấ p ph ụ: Nế u các phn ầ t ử củ a ch t ấ b ị hấ p thu ch ỉ t p ậ tun g ở trê n b ề mặ t củ a ch
t ấ hấ p thu (ph a ng
n ư g t ) ụ thì s ự hấ p thu đư
c ợ g i ọ là s ự hấ p ph . ụ Trong trư
n ờ g hợ p các phn ầ t ử củ a ch t ấ b ị hấ p thu đi sâu vào lòn g cht ấ hấ p thu thì s ự hấ p thu đư
c ợ g i ọ là s ự hấ p thụ . b. Phâ n loạ i Tù y thuc ộ vào bả n ch
t ấ củ a l c ự tư
n ơ g tác giữ a cht ấ hấ p ph ụ và ch ất b ị hấ p ph, ụ ng ườ i ta chi a ra làm s ự hấ p ph ụ lí họ c và s ự hấ p ph ụ hóa họ c.
❖ Sự hấ p ph ụ lý họ c:
Nế u l c ự hấ p ph
ụ là l c ự giữ a các phâ n t ử (lự c Va nde r Wa als) thì s ự hấ p ph ụ đư
c ợ g i ọ là hấ p ph ụ lí họ c.
S ự hấ p ph ụ lý họ c ít có tín h ch t ấ ch ọn l cọ , thu ận ngh
ch ị và nhit ệ lư
n ợ g nh
. ỏ
Khi nhi ệt đ ộ tăn g thì s ự hấ p ph ụ lý họ c giả m.
❖ Sự hấ p phụ hóa họ c:
Nế u l c ự hấ p ph ụ có bả n ch
t ấ hóa họ c thì s ự hấ p ph ụ đư
c ợ g i ọ là hấ p ph ụ hóa họ c.
S ự hấ p ph
ụ hóa họ c có tính ch t ấ chn ọ l cọ , không thu
n ậ nghch ị và nhi ệt lư
n ợ g l nớ .
Khi nhi
t ệ đ ộ tăn g, s ự hấ p ph
ụ hóa họ c tăn g.
10.2.1 KH ÁI NIỆ M 10.2 DU NG DỊ CH KE O
❖ Dung dịc h keo (ha y hệ keo hay hệ phâ n tán ) là hệ thố ng phâ n tán (cá c hạt phân tán tạo thành pha riê ng g i ọ là pha phân tán ) và mô i trư ờn g phâ n tán (là mô i trư
n ờ g ch ứa đự ng pha phân tán ).
Trong đó các h t ạ củ a pha phân tán có kích thư
c ớ t ừ 10
5 đế n 10
7c m.
Nh ư vậ y dun g d cị h keo là trạ ng thái đặ c biệ t củ a các ch
t.
ấ Tr ạn g thái này đư
c ợ đặ c trư ng ch
ủ yế u bằ ng kích thư
c ớ củ a các h t ạ củ a pha phâ n tán.
❖ Ví dụ:
Sư n ơ g mù t ự nhi ên là mộ t h ệ phân tán (h ệ keo hay dun g d cị h keo ) gồ m các h t ạ nư
c ớ nh
li ỏ ti, l nử g l ơ (gọ i là pha phâ n tán ) tro ng khô ng khí (môi trư n ờ g phâ n tán ).
Khí, b iụ , nư
c, ớ xà phò ng, s aữ ,…
là các h ệ phâ n tán khá c nha u.
❖ Tù y thu ộc vào bả n ch ất môi trư ờn g phâ n tán và pha phâ n tán mà các hệ phân tán cụ thể có tên gọi khác nha u.
Ví d : ụ Mô i trư
n ờ g phân tán là khí, còn pha phân tán:
l nỏ g, r n ắ g i ọ là Sol Khí .
❖ Nế u hạt keo tư ơn g tác mạ nh (Solvat hóa mạ nh) với mô i trư ờn g lỏn g, ta gọi đó là hệ keo
a ư l nỏ g.
Tư n ơ g t ự nế u môi trư n ờ g là nư
c ớ thì g i ọ là h ệ keo ưa nư
c.
ớ Ngượ c l i, ạ nế u tư
n ơ g tác yế u thì g i ọ đó là h ệ keo k ỵ l nỏ g (Nu ế mô i trư
n ờ g là nư ớc thì g i ọ là h ệ keo k ỵ nư ớc) hay k ỵ l u ư hoc ặ ghé t l uư . S ự t n ồ t i ạ các h ệ keo vi d ị th ể chn ứ g t ỏ hai pha tác h biệ t nha u không hòa vào nhau.
Ch úng khác v i ớ mộ t pha đồ ng nht ấ nh
ư trong trư n ờ g hợ p các dung d cị h phân t ử điệ n ly thô ng thư n ờ g mà ta đã ngh iên cứ u ở các chươ ng trư c, ớ khi kíc h thư ớc củ a h t ạ (phân t ử ho ặc ion ) vào khon ả g t ừ 107 đế n 108c m.
Ở ch ươ ng này ta ch ỉ ngh iên cứ u loạ i h ệ keo ghé t l u ư (k ỵ l uư ).
10.
2.2 ĐẶ C ĐI Ể M CỦ A DU NG DỊ CH KE O
Có kh ả năn g phâ n tán ánh sán g
Kh uy ếc h tán r t ấ chm ậ
Có kh
ả năng thẩ m tính
Kh ông bề n vữ ng t p ậ hợ p
Th ườ ng có hiệ n tư ợn g điệ n di.
10.
2.3 PHÂN LO
I Ạ DUNG DỊ CH KEO
a.
Phân loạ i theo kíc h thư
c ớ h t ạ ho ặc đ ộ phâ n tán
❖ Phâ n loạ i the o kíc h thước hạt :
Đố i v i ớ h ệ phâ n tán là dun g d cị h phâ n t ử thì kíc h thư
c ớ củ a h t ạ nh
ỏ hơ n 10
7 cm.
Đây là mộ t h ệ đồ ng th ể (hay còn g i ọ là cùn g mộ t pha ).
Du ng d cị h keo : kích thư
c ớ củ a h t ạ t ừ 105 đế n 107c m.
Đâ y là h ệ mà h t ạ đi qua giấ y l c ọ khô ng nhì n thấ y tro ng kín h hiể n vi.
H ệ phâ n tán thô : kíc h thư
c ớ củ a h t ạ l n ớ hơ n 10
5c m.
Trong h ệ này , h t ạ khô ng đi qua giấ y l c ọ khô ng nhì n thấ y tro ng kín h hiể n vi thư
n ờ g.
❖ Phâ n loạ i the o độ phâ n tán:Đ ộ phâ n tán (ký hiệ u D) là đ i ạ lư ợn g ngh
ch ị đả o củ a kích thư
c ớ h t ạ và bằ ng s ố h t ạ xế p sát nha u trê n 1 đơ n v ị chiu ề dài (1c m).
D=
1 l b.
Phâ n loạ i the o trạ ng thái t p ậ hợ p
❖ Mộ t hệ keo vi dị thể bao gồ m pha phân tán và môi trư ờn g pha phâ n tán.
Tù y the o pha phâ n tán và mô i trư
n ờ g phâ n tán ở trạ ng thái l nỏ g (L), r n ắ (R) hoc ặ khí (K) ta gặ p các h ệ phâ n tán khác nha u.
Ví d : ụ H ệ R L t c ứ là pha phâ n tán r nắ , mô i trư
n ờ g l nỏ g s ẽ đư
c ợ g i ọ là huy
n ề phù nế u đ ộ phân tán thấ p (nư c ớ phù sa) ho
c ặ g i ọ là Sol nế u đ ộ phâ n tán cao.
❖ Tùy the o bả n ch ất củ a mô i trư ờn g, ngườ i ta phâ n biệ t:
Sol nư
c ớ (môi trư n ờ g là nư
c) ớ
Sol hữ u c ơ (m ôi trư
n ờ g là dun g mô i hữ u c )ơ
Sol khí (m ôi trư n ờ g là khí)
c.
Phân loạ i theo tư
n ơ g tác giữ a các h tạ
Tù y the o tư ơn g tác giữ a các h t ạ phâ n tán, ng ườ i ta phâ n biệ t: các h ệ phâ n tán t ự do hoc ặ phâ n tán k t ế dín h.
❖ Hệ phâ n tán tự do:
các hạt có nhiều hìn h dạ ng khá c nha u nh ư hìn h cầ u, hìn h que , hìn htấ m nh ưn g t t ấ c ả các h t ạ khô ng k t ế dín h v i ớ nhau mà độ c l p ậ v i ớ nha u.
Ví d : ụ Sol nư c, ớ Sol khí, huy
n ề phù loã ng, nhũ tư
n ơ g.
Cá c h ệ này có tính ch y, ả giữ a các h t ạ không có s ự tiế p xúc , chúng chu yể n độ ng hỗ n loạ n.
❖ Hệ phâ n tán kết dín h:
các hạt dín h với nha u tại các điể m tiế p xúc tạo thà nh mạ ng lưới khô ng gia n g i ọ là gen . Tù y the o s ố điể m tiế p xúc củ a mỗ i h tạ , gen có th ể ở dạ ng liên k t ế l nỏ g l o ẻ hoc ặ s p ắ xế p đặ c khí t. Cá c h t ạ cũng có th ể k t ế dín h v i ớ nhau đ ể l i ạ các l ỗ xố p g i ọ là các h ệ mao qu
n.
ả Ví d ụ v ề các h ệ phâ n tán k t ế dín h dạ ng gen : Huyề n phù đậ m đặ c (kem), nhũ tư ơn g đậ m đặ c, b tọ . Ví d ụ v ề các h ệ ma o qun:
ả g , ỗ da, giấ y, các loạ i mà ng.
CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG X
1.
Trình bày v ề s c ứ căn g b ề mặ t:
đ nị h nghĩa, biể u thứ c, các yế u t ố n ả h hư
n ở g, nhi ệt độ ng họ c?
2.
Kh ái niệ m và phân loạ i s ự hấ p ph ụ? 3.
Du ng d cị h keo là gi?
Ch o ví dụ
? 4.
Th ế nào là h ệ keo
a ư nư
c?
ớ H ệ keo k ị nư c?
ớ Ch o ví dụ
? 5.
Trì nh bày v ề đặ c điể m và các cách phâ n loạ i dun g d cị h keo
? M
C Ụ LỤ CCH Ư Ơ NG I ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
10 CẤ U TẠ O NGUY ÊN T Ử
ĐỊ NH LU ẬT TU
N Ầ HO ÀN ...
...
...
...
...
...
...
...
...
10 CÁ C NG UY ÊN T Ố HÓ A HỌ C ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
.. 10 1.1 M Ở ĐẦ U...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
10 1.2 HẠ T NH ÂN NG UY ÊN T Ử ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
111.3 C
Ơ S Ở C
Ơ HỌ C LƯ Ợ NG T Ử ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
111.4 NG UY ÊN T Ử M
T Ộ ELEC TR ON ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
13 1.5 NGUY ÊN T Ử NHIỀ U EL ECTR ON ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
161.6 H Ệ TH ỐN G TU
N Ầ HOÀN CÁ C NGUY ÊN T Ố HÓA HỌ C ..
...
...
...
...
...
...
19 CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG I ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
25 CHƯ Ơ NG II...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
.. 26 LI ÊN KẾ T HO Á HỌ C VÀ CẤ U TẠ O PH ÂN T Ử ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
26 2.1 CÁ C ĐẶ C TRƯ NG C
Ơ BẢ N CỦ A LIÊN KẾ T HÓA HỌ C...
...
...
...
...
...
...
. 26 2.2 LIÊN KẾ T ION...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
272.3 LI ÊN KẾ T CỘ NG HÓA TR
...
Ị ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 29 2.4 THUY T Ế LA I HÓ A ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
....
342.5 Đ Ộ PH ÂN C Ự C CỦ A LI ÊN KẾ T – Đ Ộ PH ÂN C Ự C CỦ A PH ÂN T Ử ...
...
...
... 36 2.6 M ỘT S Ố LI ÊN KẾ T YẾ U GIỮ A CÁ C PH ÂN TỬ ...
...
...
...
...
...
...
...
...
37 CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG II...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 39CH Ư Ơ NG III . ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
40 HIU Ệ Ứ NG NHIỆ T CỦ A QU Á TR ÌNH HO Á HỌ C ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
403.1 M
T Ộ S Ố KH ÁI NIỆ M C
Ơ BẢ N ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
403.2 NỘ I NĂNG , EN TANP I, HI ỆU Ứ NG NH IỆ T CỦ A QUÁ TR ÌN H ...
...
...
...
....
40 3.3 ĐỊ NH LU
T Ậ HESS ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 44 CÂU HỎ I ÔN TẬ P CHƯ Ơ NG III . ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 51 CHƯ Ơ NG IV ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
... 51 CH IỀ U VÀ GI
I Ớ HẠ N CÁ C QUÁ TR ÌN H HO Á HỌ C ...
...
...
...
...
...
...
...
...
51 4.1 ENTR OP I THƯ Ớ C ĐO Đ Ộ HỖ N LON Ạ CỦ A HỆ . ....
...
...
...
...
...
...
...
...
52 4.2 TH Ế ĐẲ NG NHIỆ T, ĐẲ NG ÁP VÀ CH IỀ U T Ự XẢ Y RA CỦ A QUÁ TR ÌN H...
54 CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG IV ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
59 CHƯ Ơ NG V ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
.. 59 TỐ C Đ Ộ PH
N Ả Ứ NG HO Á HỌ C ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
....
595.1 M
T Ộ S Ố KH ÁI NIỆ M . ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 60 5.2 TỐ C Đ Ộ PH ẢN Ứ NG V ỚI NĂ NG LƯỢ NG HO
T Ạ HOÁ VÀ ...
...
...
...
...
...
61 EN TR OPI HO
T Ạ HOÁ ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
61 5.3 N Ả H HƯ Ở NG CỦ A NỒ NG Đ Ộ CÁC CH T Ấ ĐẾ N TỐ C Đ Ộ PH
N Ả Ứ NG...
...
...
625.5 N Ả H HƯ Ở NG CỦ A XÚ C TÁC ĐẾ N TỐ C Đ Ộ PH ẢN Ứ NG ...
...
...
...
...
...
. 64 CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG V...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 66CH Ư Ơ NG VI ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
67 CÂN BẰ NG HOÁ HỌ C...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 67 6.1 PH ẢN Ứ NG TH UẬ N NG HỊ CH VÀ TR
N Ạ G TH ÁI CÂ N BẰ NG HO Á HỌ C ..
...
.. 67 6.2 PHƯ Ơ NG TR ÌNH ĐẲ NG NHIỆ T VA N'T HO FF VÀ HẰ NG S Ố CÂ N BẰ NG ...
..
68 6.3 CÁ C YẾ U T Ố
N Ả H HƯ Ở NG ĐẾ N CÂ N BẰ NG HO Á HỌ C NG UY ÊN LÝ CH UY ỂN DỊ CH CÂ N BẰ NG ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
71 CÂU HỎ I ÔN TẬ P CHƯ Ơ NG VI ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
73 CHƯ Ơ NG VII...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
74 DU NG DỊ CH PH ÂN T Ử ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
747.1 CÁ C H Ệ TH
N Ố G KHUẾ CH TÁ N VÀ NỒ NG Đ Ộ DU NG DỊ CH ...
...
...
...
...
74 7.2 QUÁ TR ÌN H HÒ A TA N ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
... 75 7.3 Đ Ộ TAN...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
....
76 7.4 ÁP SU T Ấ H ƠI BÃ O HO À CỦ A DU NG DỊ CH ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
77 7.5 NHIỆ T Đ Ộ SÔI CỦ A DUNG DỊ CH ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
79 7.6 NH IỆ T Đ Ộ KẾ T TI NH CỦ A DU NG DỊ CH ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
807.7 ÁP SU ẤT TH Ẩ M THU Ấ CỦ A DUNG DỊ CH ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
82 7.8.
ĐI U Ề KI ỆN ÁP DỤ NG CÁC ĐỊ NH LUT Ậ CỦ A RAOU LT VÀ VAN’
T HO FF ...
84 CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG VII ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 84 CH Ư Ơ NG VII I ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
....
86DU NG DỊ CH ĐI
N Ệ LI..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
86 8.1 THUY T Ế AR RHEN IU S ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
....
868.2 Đ Ộ ĐI ỆN LI . ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
88 8.3 TR ẠN G TH ÁI CÂN BẰ NG TRON G DU NG DỊ CH ...
...
...
...
...
...
...
...
....
90CH T Ấ ĐI ỆN LI YẾ U ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
90 8.4 CÂN BẰ NG TRON G DU NG DỊ CH CH ẤT ĐI
N Ệ LI ÍT TA N ..
...
...
...
...
...
....
92 8.5 S Ự ĐIN Ệ LI CỦ A N Ư Ớ C. TÍ CH S Ố ION CỦ A NƯ Ớ C.
KHÁI NI Ệ M V Ề pH.
...
....
94 8.6 CÂ N BẰ NG TH ỦY PH ÂN ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 97 CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG VII I ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
97 CHƯ Ơ NG IX.
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
... 98 PH
N Ả Ứ NG OX I HOÁ KH Ử VÀ CÁ C QU Á TR ÌN H ĐIN Ệ HO Á ..
...
...
...
...
...
...
. 98 9.1 PHN Ả Ứ NG OXI HÓ A KH..
Ử ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
.. 98 9.2 HÓ A HỌ C V Ề PIN ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
99 9.3 TH
Ế ĐI ỆN C Ự C ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
102 CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG IX ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 109 CHƯ Ơ NG X ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 109 HI
N Ệ TƯ Ợ NG B Ề MT Ặ VÀ DU NG DỊ CH KE O ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
11010.
1 HI ỆN TƯ Ợ NG B Ề M
T Ặ ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 110 10.2 DU NG DỊ CH KE O...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
.. 113 CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG X ..
...
...
...
...
...
...
...
...
....
HI ỆN TƯ Ợ NG B Ề M
T Ặ VÀ DUNG DỊ CH KEO
10.
1 HIN Ệ TƯ Ợ NG B Ề M
T Ặ Lự c giữ a các phâ n t ử giả m r t ấ nha nh the o kho
n ả g cách (t ỉ l ệ nghch ị r6), nh ư vậ y các phân t ử ch ỉ tác dụ ng v i ớ nhau tro ng phm ạ vi kho ản g các h r không l n ớ lắ m (gấ p vài l n ầ đư
n ờ g kính hiệ u dụ ng củ a phân t ). ử Kh oả ng các h r đó đư c ợ g i ọ là bán kín h tác dụ ng phâ n t ử và hìn h cầ u có bán kín h tác dụ ng phâ n t ử đư c ợ g i ọ là hìn h cầ u tác dụ ng phân t .ử Các phâ n t ử nằ m ở l p ớ b ề mặ t củ a v t ậ r nắ , l nỏ g khá c v i ớ tín h cht ấ củ a các phâ n t ử ở tro ng lòn g củ a chú ng (tín h ch ất th ể tích ).
❖ Tín h chất bề mặ t củ a các pha ng ưn g tụ thể hiệ n ở mọ i b ề mặ t phâ n chi a hai pha nh ưn g v i ớ mứ c đ ộ khá c nhau.
❖ Bề mặ t riê ng (bề mặ t tính cho 1 đơ n vị khối lư ợn g) củ a pha ngưn g tụ càn g lớn thì sự đóng góp củ a ph ần năn g lư ợn g củ a lớp bề mặ t vào năn g lư ợn g củ a toà n bộ hệ sẽ càn g lớn . Nế u h ệ có b ề mặ t riê ng ké m phá t triể n thì có th ể b ỏ qua tính ch t ấ b ề mặ t củ a các pha . Còn đ i ố v i ớ h ệ có đ ộ phâ n tán cao , v t ậ r n ắ có nhi ều l , ỗ s ự đón g góp củ a phn ầ năn g lư n ợ g b ề mặ t vào năn g lư
n ợ g củ a toà n b ộ h ệ r t ấ qua n trọ ng.
Tro ng các h ệ này tính ch t ấ b ề mặ t s ẽ ản h hư
n ở g lên kh
ả năng ph
n ả ứn g củ a các ch
t, ấ v ị trí cân bằ ng củ a các ph ản
n ứ g, đ ộ hòa tan củ a các ch
t, ấ áp suấ t h i ơ bão hòa, nhi
t ệ đ ộ nón g ch ảy
… và là nguyên nhâ n củ a nhi
u ề hiệ n tư n ợ g nh
ư hấ p ph , ụ thấ m ướ t…
10.
1.1 SỨ C CĂ NG B Ề MT Ặ a.
Biu ể thứ c Gi
ả thi ết có mộ t c c ố nư
c ớ v i ớ b ề mặ t phâ n các h pha nư
c ớ – khô ng khí . (Hì nh 10.
1)
Kh ông khí
H2 O
Hìn h 10.1 Nế u so sán h 1 phân t ử nư ớc nằ m tro ng th ể tích và 1 phâ n t ử nư c ớ nằ m trên b ề mặ t ta s ẽ thấ y phân t ử th ứ nht ấ tư
n ơ g tác (hú t) đồ ng đề u v i ớ các phâ n t ử xun g qua nh (lự c hút biể u th ị bằ ng các mũ i tên).
Cò n phân t ử th ứ hai ch ỉ tư
n ơ g tác v i ớ các phân t ử phí a dư
i.
ớ Ở phía trê n các hóa tr ị t ự do khô ng đư ợc bão hòa , ngườ i ta nói các phâ n t ử b ề mặ t có năn g lư
n ợ g t ự do cao hơ n so v i ớ tro ng th ể tích . S ự chê nh l cệ h v ề năn g lư n ợ g t ự do DG củ a các phâ n t ử b ề mặ t (so v i ớ thể tích ) qui v ề mộ t đơ n v ị diệ n tích b ề mặ t, đư
c ợ g i ọ là s c ứ căn g b ề mặ t, kí hiệ u s.
s = DGDS
DG
= A là côn g tiêu t nố .
b.
Đ nị h ngh ĩa
❖ Địn h nghĩa:
Sứ c căn g b ề mặ t là công tiêu t n ố đ ể t o ạ ra 1 đơ n v ị diệ n tích b ề mặ t (dấ u – ch ỉ công ph
i ả tiêu t n ố ch
n ố g l i ạ s c ứ hút đ ể đư a các phân t ử t ừ th ể tích ra b ề mặ t).
Sứ c căn g b ề mặ t cũng có th ể đ nị h ngh ĩa:
Là l c ự tác dụ ng trê n mộ t đơ n v ị đ ộ dài củ a b ề mặ t, tiế p tuy n ế v i ớ b ề mặ t và hư ớn g the o chiu ề giả m diệ n tích b ề mặ t.
❖ Như vậ y, sự tạo ra bề mặ t là khô ng lợi về năn g lư ợn g.
Hệ dị thể luô n luôn có xu hư ớn g thu hẹ p b ề mặ t. V ề mặ t hình họ c, đ i ố v i ớ mộ t th ể tích xác đ nị h b ề mặ t bé nht ấ là mặ t cầ u, điề u này giả i thích t i ạ sao giọ t nư
c ớ có hìn h cầ u.
❖ Đơ n vị:
Tro ng hệ SI sức căn g bề mặ t có thứ ngu yên là J.m2 ho ặc N.m
1 ( trong h ệ CG S th ứ ngu yên củ a s là ec.
cm2 ho
c ặ dyn.cm
1) V ề giá tr ị s c ứ căng b ề mặ t bằ ng năn g lư
n ợ g b ề mặ t do đó hai đ i ạ lư ợn g này thư ờn g đư
c ợ kí hiệ u bằ ng cùn g mộ t ch
ữ s.
Nă ng lư ợn g b ề mặ t đư
c ợ đo bằ ng côn g thun ậ ngh
ch ị và đẳ ng nhi ệt cầ n tiêu t n ố đ ể t o ạ ra mộ t đơ n v ị diệ n tích b ề mặ t.
❖ Vì bề mặ t ch ất lỏn g là đồ ng nhất nên sức căn g bề mặ t củ a nó ở mọ i điể m là nh ư nha u.Đố i v i ớ v t ậ r nắ , vấ n đ ề ph
c ứ t p ạ hơ n vì mậ t đ ộ h t ạ củ a các cạ nh, góc và trê n b ề mặ t là khác nha u nên s c ứ căn g b ề mặ t ở các điể m khá c nhau là khá c nhau.
Tro ng trư n ờ g hợ p này ch
p ấ nhn ậ l y ấ giá tr ị tru ng bìn h và ch ỉ đo đư
c ợ bằ ng phươ ng phá p giá n tiế p.
c.
Các yế u t ố
n ả h hư ởn g đế n năng lư
n ợ g b ề mặ t Nă ng lư ợn g b ề mặ t ph
ụ thu ộc vào cấ u t o ạ củ a pha ngn ư g t ụ và pha tiế p xúc v i ớ nó và nhit ệ đ .ộ
❖ Ản h hưởn g cấ u tạo củ a pha ngưn g t ụ có th ể là l c ự giữ a các phâ n t , ử l c ự tĩn h điệ n cou lomb , liên k t ế ki m loạ i…
Sứ c căng b ề mặ t giả m the o chi u:
ề Phân cự c + liên k t ế hid ro
>
phâ n cự c >
khô ng phâ n cự c.
❖ Ản h hưởn g cấ u tạo củ a pha tiế p xúc :
Vì mậ t đ ộ khí hoc ặ h i ơ nh ỏ hơ n so v i ớ pha ng
n ư g t ụ nên nế u trê n b ề mặ t pha ng ưn g t ụ là khí ho
c ặ h i ơ thì s c ứ căn g b ề mặ t l n ớ hơ n so v i ớ khi tiế p xúc v i ớ pha l nỏ g khác.
Lự c tư ơn g tác giữ a các ph
n ầ t ử củ a pha tiế p xúc v i ớ pha ng n ư g t ụ càn g l n ớ thì s c ứ căn g b ề mặ t càn g nh
ỏ do đó s c ứ căn g b ề mặ t giữ a các pha ng ưn g t ụ nói chung nh
ỏ hơ n s c ứ căn g b ề mặ t củ a pha t ự do (ph a ng ưn g t ụ khí ).
❖ Ản h hư ởn g củ a nhi ệt độ: Khi nhi ệt đ ộ tăn g thì s c ứ căn g b ề mặ t giả m vì s ự tăn g chu yể n độ ng nhi t ệ củ a các ph ần t ử làm giả m l c ự tác dụ ng tư
n ơ g h ỗ giữ a chú ng. Khi nhi
t ệ đ ộ tăn g t i ớ nhit ệ đ ộ t i ớ hạ n thì khô ng còn ran h giớ i phâ n chia l nỏ g và h i ơ nữ a . Khi đó s c ứ căn g b ề mặ t bằ ng khô ng.
10.
1.2 NH IỆ T ĐỘ NG HỌ C CỦ A HIN Ệ TƯ Ợ NG B Ề M
T Ặ
❖ Nế u gọi DG bm là sự biế n đổi entapi tự do (thế đẳ ng nhiệt đẳ ng áp) tro ng quá trình tạo thà nh diệ n tích b ề mặ t S mộ t các h thu ận ngh
ch ị và đẳ ng nhi t ệ thì:
DG bm
= sS
S:
diệ n tích b ề mặ t.
Hi n ệ tư ợn g b ề mặ t ch ỉ xả y ra khi : DG bm <
0.
Đ ể thỏ a mã n điề u kiệ n trê n thì s c ứ căn g b ề mặ t s ho
c ặ diệ n tích b ề mặ t S ph
i ả giả m.
Nh ư vậ y hiệ n tư
n ợ g b ề mặ t t ự xả y ra the o chiu ề làm giả m s c ứ căn g b ề mặ t ho ặc diệ n tích b ề mặ t.
❖ Hiện tư ợn g bề mặ t rất qua n trọ ng đối với các hệ phâ n tán cao, ch ất rắn có nhi ều lỗ (di ện tích b ề mặ t S l nớ )… Đố i v i ớ nhn ữ g h ệ này s ự biế n đ i ổ ent api t ự do t o ạ thà nh củ a h ệ gồ m hai ph
n:
ầ DG h ệ
= DGth ể tích + DGbm
Vì s ự biế n thiê n ent api t ự do củ a quá trình t o ạ b ề mặ t là luô n luôn dư
n ơ g nên s ự biế n đ i ổ ent api t ự do củ a quá trìn h t o ạ thành các h ệ có b ề mặ t riêng l n ớ s ẽ dư n ơ g hơ n so v i ớ các h ệ có b ề mặ t dư
n ơ g nh ỏ (lấ y cùng mộ t cht).
ấ Chí nh vì vậ y các cht ấ
ở trạ ng thái phâ n tán cao l i ạ tan nhiu ề hơ n so v i ớ
ở trạ ng thái có đ ộ phân tán nh ỏ và đây cũn g là ngu yên nhâ n củ a hiệ n tư
n ợ g chm ậ hóa l nỏ g ch
m ậ đôn g và s ự t o ạ thành các dun g d cị h bão hòa.
Cá c ch
t ấ
ở trạ ng thái phâ n tán cao , v t ậ r n ắ xố p có ent api t ự do t o ạ thà nh dư
n ơ g hơ n so v i ớ
ở trạ ng thái phâ n tán thấ p do đó có kh ả năn g ph ản
n ứ g l n ớ hơ n.
10.
1.3 S Ự HẤ P PHỤ a.
Khái niệ m Hấ p ph ụ: Nế u các phn ầ t ử củ a ch t ấ b ị hấ p thu ch ỉ t p ậ tun g ở trê n b ề mặ t củ a ch
t ấ hấ p thu (ph a ng
n ư g t ) ụ thì s ự hấ p thu đư
c ợ g i ọ là s ự hấ p ph . ụ Trong trư
n ờ g hợ p các phn ầ t ử củ a ch t ấ b ị hấ p thu đi sâu vào lòn g cht ấ hấ p thu thì s ự hấ p thu đư
c ợ g i ọ là s ự hấ p thụ . b. Phâ n loạ i Tù y thuc ộ vào bả n ch
t ấ củ a l c ự tư
n ơ g tác giữ a cht ấ hấ p ph ụ và ch ất b ị hấ p ph, ụ ng ườ i ta chi a ra làm s ự hấ p ph ụ lí họ c và s ự hấ p ph ụ hóa họ c.
❖ Sự hấ p ph ụ lý họ c:
Nế u l c ự hấ p ph
ụ là l c ự giữ a các phâ n t ử (lự c Va nde r Wa als) thì s ự hấ p ph ụ đư
c ợ g i ọ là hấ p ph ụ lí họ c.
S ự hấ p ph ụ lý họ c ít có tín h ch t ấ ch ọn l cọ , thu ận ngh
ch ị và nhit ệ lư
n ợ g nh
. ỏ
Khi nhi ệt đ ộ tăn g thì s ự hấ p ph ụ lý họ c giả m.
❖ Sự hấ p phụ hóa họ c:
Nế u l c ự hấ p ph ụ có bả n ch
t ấ hóa họ c thì s ự hấ p ph ụ đư
c ợ g i ọ là hấ p ph ụ hóa họ c.
S ự hấ p ph
ụ hóa họ c có tính ch t ấ chn ọ l cọ , không thu
n ậ nghch ị và nhi ệt lư
n ợ g l nớ .
Khi nhi
t ệ đ ộ tăn g, s ự hấ p ph
ụ hóa họ c tăn g.
10.2.1 KH ÁI NIỆ M 10.2 DU NG DỊ CH KE O
❖ Dung dịc h keo (ha y hệ keo hay hệ phâ n tán ) là hệ thố ng phâ n tán (cá c hạt phân tán tạo thành pha riê ng g i ọ là pha phân tán ) và mô i trư ờn g phâ n tán (là mô i trư
n ờ g ch ứa đự ng pha phân tán ).
Trong đó các h t ạ củ a pha phân tán có kích thư
c ớ t ừ 10
5 đế n 10
7c m.
Nh ư vậ y dun g d cị h keo là trạ ng thái đặ c biệ t củ a các ch
t.
ấ Tr ạn g thái này đư
c ợ đặ c trư ng ch
ủ yế u bằ ng kích thư
c ớ củ a các h t ạ củ a pha phâ n tán.
❖ Ví dụ:
Sư n ơ g mù t ự nhi ên là mộ t h ệ phân tán (h ệ keo hay dun g d cị h keo ) gồ m các h t ạ nư
c ớ nh
li ỏ ti, l nử g l ơ (gọ i là pha phâ n tán ) tro ng khô ng khí (môi trư n ờ g phâ n tán ).
Khí, b iụ , nư
c, ớ xà phò ng, s aữ ,…
là các h ệ phâ n tán khá c nha u.
❖ Tù y thu ộc vào bả n ch ất môi trư ờn g phâ n tán và pha phâ n tán mà các hệ phân tán cụ thể có tên gọi khác nha u.
Ví d : ụ Mô i trư
n ờ g phân tán là khí, còn pha phân tán:
l nỏ g, r n ắ g i ọ là Sol Khí .
❖ Nế u h t ạ keo tư
n ơ g tác mạ nh (Solvat hóa mạ nh) v i ớ mô i trư
n ờ g l nỏ g, ta g i ọ đó là hệ keo
a ư l nỏ g.
Tư n ơ g t ự nế u môi trư n ờ g là nư
c ớ thì g i ọ là h ệ keo ưa nư
c.
ớ Ngượ c l i, ạ nế u tư
n ơ g tác yế u thì g i ọ đó là h ệ keo k ỵ l nỏ g (Nu ế mô i trư
n ờ g là nư ớc thì g i ọ là h ệ keo k ỵ nư ớc) hay k ỵ l u ư hoc ặ ghé t l uư . S ự t n ồ t i ạ các h ệ keo vi d ị th ể chn ứ g t ỏ hai pha tác h biệ t nha u không hòa vào nhau.
Ch úng khác v i ớ mộ t pha đồ ng nht ấ nh
ư trong trư n ờ g hợ p các dung d cị h phân t ử điệ n ly thô ng thư n ờ g mà ta đã ngh iên cứ u ở các chươ ng trư c, ớ khi kíc h thư ớc củ a h t ạ (phân t ử ho ặc ion ) vào khon ả g t ừ 107 đế n 108c m.
Ở ch ươ ng này ta ch ỉ ngh iên cứ u loạ i h ệ keo ghé t l u ư (k ỵ l uư ).
10.
2.2 ĐẶ C ĐI Ể M CỦ A DU NG DỊ CH KE O
Có kh ả năn g phâ n tán ánh sán g
Kh uy ếc h tán r t ấ chm ậ
Có kh
ả năng thẩ m tính
Kh ông bề n vữ ng t p ậ hợ p
Th ườ ng có hiệ n tư ợn g điệ n di.
10.
2.3 PHÂN LO
I Ạ DUNG DỊ CH KEO
a.
Phân loạ i theo kíc h thư
c ớ h t ạ ho ặc đ ộ phâ n tán
❖ Phâ n loạ i the o kíc h thước hạt :
Đố i v i ớ h ệ phâ n tán là dun g d cị h phâ n t ử thì kíc h thư
c ớ củ a h t ạ nh
ỏ hơ n 10
7 cm.
Đây là mộ t h ệ đồ ng th ể (hay còn g i ọ là cùn g mộ t pha ).
Du ng d cị h keo : kích thư
c ớ củ a h t ạ t ừ 105 đế n 107c m.
Đâ y là h ệ mà h t ạ đi qua giấ y l c ọ khô ng nhì n thấ y tro ng kín h hiể n vi.
H ệ phâ n tán thô : kíc h thư
c ớ củ a h t ạ l n ớ hơ n 10
5c m.
Trong h ệ này , h t ạ khô ng đi qua giấ y l c ọ khô ng nhì n thấ y tro ng kín h hiể n vi thư
n ờ g.
❖ Phâ n loạ i the o độ phâ n tán:Đ ộ phâ n tán (ký hiệ u D) là đ i ạ lư ợn g ngh
ch ị đả o củ a kích thư
c ớ h t ạ và bằ ng s ố h t ạ xế p sát nha u trê n 1 đơ n v ị chiu ề dài (1c m).
D=
1 l b.
Phâ n loạ i the o trạ ng thái t p ậ hợ p
❖ Mộ t hệ keo vi dị thể bao gồ m pha phân tán và môi trư ờn g pha phâ n tán.
Tù y the o pha phâ n tán và mô i trư
n ờ g phâ n tán ở trạ ng thái l nỏ g (L), r n ắ (R) hoc ặ khí (K) ta gặ p các h ệ phâ n tán khác nha u.
Ví d : ụ H ệ R L t c ứ là pha phâ n tán r nắ , mô i trư
n ờ g l nỏ g s ẽ đư c ợ g i ọ là huy
n ề phù nế u đ ộ phân tán thấ p (nư c ớ phù sa) ho
c ặ g i ọ là Sol nế u đ ộ phâ n tán cao.
❖ Tùy the o bả n ch ất củ a mô i trư ờn g, ngườ i ta phâ n biệ t:
Sol nư
c ớ (môi trư n ờ g là nư
c) ớ
Sol hữ u c ơ (m ôi trư
n ờ g là dun g mô i hữ u c )ơ
Sol khí (m ôi trư n ờ g là khí)
c.
Phân loạ i theo tư
n ơ g tác giữ a các h tạ
Tù y the o tư ơn g tác giữ a các h t ạ phâ n tán, ng ườ i ta phâ n biệ t: các h ệ phâ n tán t ự do hoc ặ phâ n tán k t ế dín h.
❖ Hệ phâ n tán tự do:
các hạt có nhiều hìn h dạ ng khá c nha u nh ư hìn h cầ u, hìn h que , hìn htấ m nh ưn g t t ấ c ả các h t ạ khô ng k t ế dín h v i ớ nhau mà độ c l p ậ v i ớ nha u.
Ví d : ụ Sol nư c, ớ Sol khí, huy
n ề phù loã ng, nhũ tư
n ơ g.
Cá c h ệ này có tính ch y, ả giữ a các h t ạ không có s ự tiế p xúc , chúng chu yể n độ ng hỗ n loạ n.
❖ Hệ phâ n tán kết dín h:
các hạt dín h với nha u tại các điể m tiế p xúc tạo thà nh mạ ng lưới khô ng gia n g i ọ là gen . Tù y the o s ố điể m tiế p xúc củ a mỗ i h tạ , gen có th ể ở dạ ng liên k t ế l nỏ g l o ẻ hoc ặ s p ắ xế p đặ c khí t. Cá c h t ạ cũng có th ể k t ế dín h v i ớ nhau đ ể l i ạ các l ỗ xố p g i ọ là các h ệ mao qu
n.
ả Ví d ụ v ề các h ệ phâ n tán k t ế dín h dạ ng gen : Huyề n phù đậ m đặ c (kem), nhũ tư ơn g đậ m đặ c, b tọ . Ví d ụ v ề các h ệ ma o qun:
ả g , ỗ da, giấ y, các loạ i mà ng.
CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG X
1.
Trình bày v ề s c ứ căn g b ề mặ t:
đ nị h nghĩa, biể u thứ c, các yế u t ố n ả h hư
n ở g, nhi ệt độ ng họ c?
2.
Kh ái niệ m và phân loạ i s ự hấ p ph ụ? 3.
Du ng d cị h keo là gi?
Ch o ví dụ
? 4.
Th ế nào là h ệ keo
a ư nư
c?
ớ H ệ keo k ị nư
c?
ớ Ch o ví dụ
? 5.
Trì nh bày v ề đặ c điể m và các cách phâ n loạ i dun g d cị h keo
? M
C Ụ LỤ CCH Ư Ơ NG I ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
10 CẤ U TẠ O NGUY ÊN T Ử
ĐỊ NH LU ẬT TU
N Ầ HO ÀN ...
...
...
...
...
...
...
...
...
10 CÁ C NG UY ÊN T Ố HÓ A HỌ C ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
.. 10 1.1 M Ở ĐẦ U...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
10 1.2 HẠ T NH ÂN NG UY ÊN T Ử ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
111.3 C
Ơ S Ở C
Ơ HỌ C LƯ Ợ NG T Ử ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
111.4 NG UY ÊN T Ử M
T Ộ ELEC TR ON ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
13 1.5 NGUY ÊN T Ử NHIỀ U EL ECTR ON ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
161.6 H Ệ TH ỐN G TU
N Ầ HOÀN CÁ C NGUY ÊN T Ố HÓA HỌ C ..
...
...
...
...
...
...
19 CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG I ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
25 CHƯ Ơ NG II...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
.. 26 LI ÊN KẾ T HO Á HỌ C VÀ CẤ U TẠ O PH ÂN T Ử ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
26 2.1 CÁ C ĐẶ C TRƯ NG C
Ơ BẢ N CỦ A LIÊN KẾ T HÓA HỌ C...
...
...
...
...
...
...
. 26 2.2 LIÊN KẾ T ION...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
272.3 LI ÊN KẾ T CỘ NG HÓA TR
...
Ị ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 29 2.4 THUY T Ế LA I HÓ A ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
....
342.5 Đ Ộ PH ÂN C Ự C CỦ A LI ÊN KẾ T – Đ Ộ PH ÂN C Ự C CỦ A PH ÂN T Ử ...
...
...
... 36 2.6 M ỘT S Ố LI ÊN KẾ T YẾ U GIỮ A CÁ C PH ÂN TỬ ...
...
...
...
...
...
...
...
...
37 CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG II...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 39CH Ư Ơ NG III . ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
40 HIU Ệ Ứ NG NHIỆ T CỦ A QU Á TR ÌNH HO Á HỌ C ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
403.1 M
T Ộ S Ố KH ÁI NIỆ M C
Ơ BẢ N ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
403.2 NỘ I NĂNG , EN TANP I, HI ỆU Ứ NG NH IỆ T CỦ A QUÁ TR ÌN H ...
...
...
...
....
40 3.3 ĐỊ NH LU
T Ậ HESS ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 44 CÂU HỎ I ÔN TẬ P CHƯ Ơ NG III . ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 51 CHƯ Ơ NG IV ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
... 51 CH IỀ U VÀ GI
I Ớ HẠ N CÁ C QUÁ TR ÌN H HO Á HỌ C ...
...
...
...
...
...
...
...
...
51 4.1 ENTR OP I THƯ Ớ C ĐO Đ Ộ HỖ N LON Ạ CỦ A HỆ . ....
...
...
...
...
...
...
...
...
52 4.2 TH Ế ĐẲ NG NHIỆ T, ĐẲ NG ÁP VÀ CH IỀ U T Ự XẢ Y RA CỦ A QUÁ TR ÌN H...
54 CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG IV ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
59 CHƯ Ơ NG V ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
.. 59 TỐ C Đ Ộ PH
N Ả Ứ NG HO Á HỌ C ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
....
595.1 M
T Ộ S Ố KH ÁI NIỆ M . ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 60 5.2 TỐ C Đ Ộ PH ẢN Ứ NG V ỚI NĂ NG LƯỢ NG HO
T Ạ HOÁ VÀ ...
...
...
...
...
...
61 EN TR OPI HO
T Ạ HOÁ ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
61 5.3 N Ả H HƯ Ở NG CỦ A NỒ NG Đ Ộ CÁC CH T Ấ ĐẾ N TỐ C Đ Ộ PH
N Ả Ứ NG...
...
...
625.5 N Ả H HƯ Ở NG CỦ A XÚ C TÁC ĐẾ N TỐ C Đ Ộ PH ẢN Ứ NG ...
...
...
...
...
...
. 64 CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG V...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 66CH Ư Ơ NG VI ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
67 CÂN BẰ NG HOÁ HỌ C...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 67 6.1 PH ẢN Ứ NG TH UẬ N NG HỊ CH VÀ TR
N Ạ G TH ÁI CÂ N BẰ NG HO Á HỌ C ..
...
.. 67 6.2 PHƯ Ơ NG TR ÌNH ĐẲ NG NHIỆ T VA N'T HO FF VÀ HẰ NG S Ố CÂ N BẰ NG ...
..
68 6.3 CÁ C YẾ U T Ố
N Ả H HƯ Ở NG ĐẾ N CÂ N BẰ NG HO Á HỌ C NG UY ÊN LÝ CH UY ỂN DỊ CH CÂ N BẰ NG ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
71 CÂU HỎ I ÔN TẬ P CHƯ Ơ NG VI ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
73 CHƯ Ơ NG VII...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
74 DU NG DỊ CH PH ÂN T Ử ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
747.1 CÁ C H Ệ TH
N Ố G KHUẾ CH TÁ N VÀ NỒ NG Đ Ộ DU NG DỊ CH ...
...
...
...
...
74 7.2 QUÁ TR ÌN H HÒ A TA N ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
... 75 7.3 Đ Ộ TAN...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
....
76 7.4 ÁP SU T Ấ H ƠI BÃ O HO À CỦ A DU NG DỊ CH ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
77 7.5 NHIỆ T Đ Ộ SÔI CỦ A DUNG DỊ CH ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
79 7.6 NH IỆ T Đ Ộ KẾ T TI NH CỦ A DU NG DỊ CH ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
807.7 ÁP SU ẤT TH Ẩ M THU Ấ CỦ A DUNG DỊ CH ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
82 7.8.
ĐI U Ề KI ỆN ÁP DỤ NG CÁC ĐỊ NH LUT Ậ CỦ A RAOU LT VÀ VAN’
T HO FF ...
84 CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG VII ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 84 CH Ư Ơ NG VII I ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
....
86DU NG DỊ CH ĐI
N Ệ LI..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
86 8.1 THUY T Ế AR RHEN IU S ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
....
868.2 Đ Ộ ĐI ỆN LI . ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
88 8.3 TR ẠN G TH ÁI CÂN BẰ NG TRON G DU NG DỊ CH ...
...
...
...
...
...
...
...
....
90CH T Ấ ĐI ỆN LI YẾ U ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
90 8.4 CÂN BẰ NG TRON G DU NG DỊ CH CH ẤT ĐI
N Ệ LI ÍT TA N ..
...
...
...
...
...
....
92 8.5 S Ự ĐIN Ệ LI CỦ A N Ư Ớ C. TÍ CH S Ố ION CỦ A NƯ Ớ C.
KHÁI NI Ệ M V Ề pH.
...
....
94 8.6 CÂ N BẰ NG TH ỦY PH ÂN ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 97 CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG VII I ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
97 CHƯ Ơ NG IX.
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
... 98 PH
N Ả Ứ NG OX I HOÁ KH Ử VÀ CÁ C QU Á TR ÌN H ĐIN Ệ HO Á ..
...
...
...
...
...
...
. 98 9.1 PHN Ả Ứ NG OXI HÓ A KH..
Ử ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
.. 98 9.2 HÓ A HỌ C V Ề PIN ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
99 9.3 TH
Ế ĐI ỆN C Ự C ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
102 CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG IX ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 109 CHƯ Ơ NG X ..
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 109 HI
N Ệ TƯ Ợ NG B Ề MT Ặ VÀ DU NG DỊ CH KE O ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
..
11010.
1 HI ỆN TƯ Ợ NG B Ề M
T Ặ ...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
. 110 10.2 DU NG DỊ CH KE O...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
.. 113 CÂ U HỎ I ÔN TẬ P CH Ư Ơ NG X ..
...
...
...
...
...
...
...
...
....
b. Phân lo iạ chất xúc tác:
Xúc tác đồng thể: Chất xúc tác cùng pha với chất tham gia phản ứng. Xúc tác đồng th ểthường được th cự hiện trong pha khí hoặc pha lỏng.
Xúc tác dị thể: Chất xúc tác không cùng pha với chất tham gia phản ứng. Thông thường chất xúc tác dị thể ở pha rắn, còn chất phản ứng ở pha khí hay pha l ng.ỏ
Xúc tác enzim (còn g iọ là xúc tác sinh hóa, men): là các protein có khả năng làm tăng t c đố ộ các phản ứng diễn ra trong cơ thể con người, đ ng ộ vật…
c. Đ cặ điểm c a ủ chất xúc tác
Chất xúc tác chỉ làm tăng tốc đ ộ phản ứng, không làm thay đ iổ G c aủ phản ứng, nghĩa là chất xúc tác chỉ có ý nghĩa đ iố với phản ứng có G < 0 và tốc độ nhỏ. Nếu phản ứng có giá tr ị G > 0 thì phản ứng không bao giờ xảy ra dù với bất kì chất xúc tác nào.
Chất xúc tác làm tăng tốc đ ộc aủ cả phản ứng thuận lẫn phản ứng nghịch ở m cứ đ nộ hư nhau nên chất xúc tác không làm dịch chuyển trạng thái cân bằng c aủ phản ứng.
Chất xúc tác còn lại nguyên vẹn sau phản ứng nên nó không làm thay đ i ổ các tính chất đặc trưng nhiệt động học c aủ quá trình.
Sự xúc tác có tính chất ch nọ lọc. M iỗ chất xúc tác chỉ xúc tác cho một loại phản ứng nhất định hay một phản ứng nhất định. Cùng m tộ chất tham gia phản ứng, nhưng nếu dùng các chất xúc tác khác nhau thì sẽ tạo là các sản phẩm khác nhau. Ví d , khiụ nhiệt phân C2H5OH nếu dùng xúc tác Al2O3 sẽ thu được etilen và nước, dùng Cu sẽ thu được axetanđehit, còn khi dùng h n ỗ hợp xúc tác là Al2O3/ZnO thi sản phẩm thu được là butađien.
4.5.2. Ảnh hưởng của ch t xấ úc tác đến t cố đ ộphản ứng
* Chất xúc tác làm tăng khả năng định hướng thuận lợi của các phân tử (làm tăng entropi hoạt hoá).
Ví d :ụ Chất xúc tác dị thể (ở thể rắn) đã hấp phụ phân tử các chất tham gia phản ứng ở th ểkhí hoặc thể l nỏ g lên bề mặt chất xúc tác làm tăng entropi hoạt hoá.
* Chất xúc tác tham gia vào m tộ giai đoạn nào đó của phản ứng và làm giảm năng lượng hoạt hoá của phản ứng, do đó làm tăng tốc độ phản ứng.
Ví d :ụ Phản ứng (1) : A + B → AB có E1* nên vận tốc phản ứng nhỏ. Khi có xúc tác K
thì phản ứng xảy ra theo 2 giai đoạn:
Giai đoạn a phản ứng (2): A + K → AK có E2*
Giai đoạn b phản ứng (3): AK + B → AB + K có E3*
E2* và E3* đều nhỏ hơn E1* nên vận tốc phản ứng (2) và (3) đều lớn hơn vận