Chương VI CÂN BẰNG GIỮA DUNG DỊCH LỎNG VÀ PHA RẮN (SỰ HÒA TAN VÀ KẾT TINH) I. Tính chất và nồng độ của dung dòch II. Sự kết tinh của dd hai cấu tử Hệ không tạo dd rắn, không tạo hợp chất hóa học Hệ không tạo dd rắn, tạo hợp chất hóa học bền-khi kết tinh. Hệ không tạo dd rắn, tạo hợp chất hóa học không bền-khi kết tinh. Hệ tạo dd rắn tan lẫn vô hạn. Hệ tạo dd rắn tan lẫn có giới hạn. I. TÍNH CHA Á T CAÙC DUNG DÒCH LOAÕNG CHAÁT TAN KHOÂNG BAY HÔI 1. Độ giảm áp suất hơi của dung dòch Đối với dd các chất tan không bay hơi, thì áp suất hơi trên bề mặt dd là do hơi dung môi gây ra. P = P dung môi = = − 00 11 1 .(1) l P xP x : áp hơi bão hoà của dung môi nguyên chất. x : tổng phần mol các chất tan không bay hơi. 0 i P 0 00 i ii PP P x PP − Δ == Đònh luật Raoult II: độ giảm áp suất hơi tương đối của dd bằng tổng phần mol các chất tan không bay hơi. • 2. Độ tăng điểm sôi và độ hạ điểm kết tinh Độ tăng điểm sôi Độ hạ điểm đông Khi hòa tan một chất không bay hơi vào dd, nhiệt độ sôi của hệ sẽ tăng và nhiệt độ đông đặc giảm so với dung môi nguyên chất. Độ tăng điểm sôi và độ hạ điểm kết tinh của dung dòch các chất tan không bay hơi tỉ lệ thuận nồng độ molan của dung dòch: ΔT S = K S .C m = T Sdd – T Sdm ΔT Đ = K Đ .C m = T Đdm –T Đdd K Đ : hằng số nghiệm đông K S : hằng số nghiệm sôi K Đ , K S chỉ phụ thuộc dung môi, không phụ thuộc chất tan. Đối với dd vô cùng loãng hoặc dd lý tưởng: 1 1 2 0 1000 M.T.R K λ = T 0 : nhiệt độ sôi (hay nhiệt độ đông đặc) của dung môi M 1 : khối lượng phân tử dung môi λ 1 : nhiệt ngưng tụ (hay nhiệt nóng chảy) của dung môi • 3. AÙp suaát thaåm thaáu Phần dd trong ống bán thấm có nồng độ C, phần chất lỏng ngoài chậu là dung môi. Do chênh lệch nồng độ, dung môi thấm qua màng vào trong, mực chất lỏng trong ống dâng lên độ cao h, tạo chênh lệch áp suất gọi là áp suất thẩm thấu: Π = ρ.g.h Áp suất Π phụ thuộc vào nồng độ dd và nhiệtđộ: Π = C.R.T Nếu chất tan điện ly: Π = i.C.R.T với i là hệ số Van’t Hoff. • 4. Các phương pháp xác đònh khối lượng phân tử bằng thực nghiệm -Phép nghiệm áp: dựa vào độ giảm áp suất hơi của dd -Phép nghiệm sôi: dựa vào độ tăng điểm sôi của dd -Phép nghiệm lạnh: dựa vào độ giảm nhiệt độ kết tinh của dd -Phép nghiệm thẩm thấu: dựa vào áp suất thẩm thấu của dd VI.2. SỰ KẾT TINH CỦA DUNG DỊCH HAI CẤU TỬ VI.2.1. HỆ KHÔNG TẠO DD RẮN, KHÔNG TẠO HP CHẤT HOÁ HỌC L=RB AE r e R A và RB RA=L B r' T a L A-B b a. Giản đồ nhiệt độ, thành phần: [...]... đòn bẩy Tại T2: Hệ Q2 = lỏng l2 + rắn r2 Tại Te: hệ H = lỏng e + rắn chung RC g B l 2 Q 2 lượngrắnB = = lượnglỏngl 2 g l 2 Q 2 r2 HR C lượnglỏn ge = lượngrắnchung eH hệ rắn chung RC = rắn A + rắn B lượngrắnA = R C R B lượngrắnB RARC Quá trình kết tinh kết thúc khi điểm rắn chung chạy đến điểm H c Hỗn hợp eutecti: Điểm e có nhiệt độ và thành phần là Te và xe Tại điểm eutecti, hệ lỏng A-B bão hoà cả hai... alb - đường lỏng, biểu diễn các dd bão hòa và bắt đầu kết tinh Đường arb - đường rắn, biểu diễn các hệ rắn bắt đầu nóng chảy Vùng giữa hai đường cong, biểu diễn các hệ dò thể có hai pha lỏng – rắn VI.2.5 HỆ HAI CẤU TỬ TẠO THÀNH DD RẮN TAN LẪN CÓ GIỚI HẠN a Hệ có điểm eutectic Hệ Pb – Sn thuộc loại này o o TC 400 a r 300 200 b 1 2 (P) r1 3 100 3' K Pb Pha lỏng (L) 1' 4 (P) = L 5 e Pha rắn TC b (S)... và Tp < Tnóng chảy D) T b r1 L=RB a p RA A rB L=RD RA=L e RA và RD RD và RB D B Các đường kết tinh của chất rắn: ae (Rắn A) ep (Rắn D) pb (Rắn B) e: điểm eutecti p: điểm peritecti (điểm chuyển tiếp) Hệ có xB< xB(p), quá trình kết tinh diễn ra giống như hệ không tạo dung dòch rắn, không tạo hợp chất hóa học a Quá trình đa nhiệt của hệ Q1 (xB> xB(D)) T Q1 b r1 l T (1) L=RB a p RA A H L=RD RA=L e RA và. .. của chất rắn: ae1 (Rắn A); e1de2 (Rắn D); e2b (Rắn B) a Quá trình kết tinh đa nhiệt: Q2 T Q1 L A-D a R D=L R D=L b L=R B e2 R A=L R A và A L D-B d e1 E1 RD R D và R B D E2 B b Quá trình kết tinh đẳng nhiệt, đẳng áp: T Q l1 LA-D a RD=L d rD RD=L b l3 rB L=RB e2 RA=L RA và A l2 LD-B e1 E1 RD RD và RB D E2 B VI.2.3 HỆ KHÔNG TẠO DD RẮN, KHI KẾT TINH TẠO HP CHẤT HOÁ HỌC KHÔNG BỀN Cho hệ hai cấu tử A và B Giả... rC rB RD và RB D B (2) (3) b Quá trình đa nhiệt của hệ Q2 (xB= xB(D)) Q3 (xB(p)< xB< xB(D)) Q2 T Q3 a p RA A e (3) rC rB KH RA và RD E (2) l3 I d T r1 l2 L=RD RA=L b RD và RB D B t (thời gian) VI.2.4 HỆ HAI CẤU TỬ TẠO THÀNH DD RẮN TAN LẪN VÔ HẠN Trong thực tế, có những hệ khi kết tinh tạo ra các tinh thể hỗn hợp đồng thể như hệ Ag – Au o TC Pha lỏng 1080 Q 1040 l 1000 960 H b r L=R a 0 Ag Pha rắn 0,2... a RA=L L=RB r RA và A e RB E (aeb) đường lỏng biểu diễn điểm bắt đầu kết tinh của hỗn hợp r' (rr’) đường rắn B e: điểm eutecti biểu diễn dd bão hoà hai cấu tử A-B, khi hạ nhiệt độ A và B sẽ kết tinh đồng thời b Khảo sát quá trình đa nhiệt trên giản đồ (T-x) T T b q r1 T2 r r2 T1 Q l1 a l2 RA e Q2 H RC RB r' t s u A E B t (thời gian) Tại mỗi thời điểm: các điểm hệ, điểm rắn, điểm lỏng là liên hợp,... hệ là dung dòch NaNO3 30% mol, ở 55oC o TC 90 60 h Q l m r Quá trình chưng đẳng nhiệt ứng dụng trong công nghệ CÔ ĐẶC DD 30 0 -30 0 H2O 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 NaNO3 VI.2.2 HỆ KHÔNG TẠO DD RẮN, KHI KẾT TINH TẠO HP CHẤT HOÁ HỌC BỀN Cho hệ hai cấu tử A và B Giả sử ở nồng độ nào đó, hệ có phản ứng hóa học tạo chất D (D bền ở T< Tnóngchảy D) T LD-B d LA-D a RD=L RD=L L=RB e2 RA=L RA và A b e1 E1 RD RD và RB... thành phần là Te và xe Tại điểm eutecti, hệ lỏng A-B bão hoà cả hai cấu tử A, B Bậc tự do: c=k–f+2=2–3+2=1 Khi P thay đổi, Te và xe thay đổi theo: Te = f(P) và xe=g(P) Nếu P = const: c = k – f + 1 = 2 – 3 + 1 = 0 Mỗi hệ có Te và xe đặc trưng Nếu hạ nhiệt độ hỗn hợp eutecti, A và B sẽ kết tinh đồng thời Hệ kết tinh như một chất nguyên chất T T b b a e a e A E B t (thời gian) Ứng dụng của hỗn hợp eutecti:... (P) = L 5 e Pha rắn TC b (S) = L r2 (S) 6 2' 4' 3' 5' 6' Sn t (thời gian) b Hệ có điểm peritecti Hệ Pt-Ag thuộc dạng này o o TC 1800 Pha lỏng Q 1600 TC 1 1400 1200 R (Pt) = 3 Lỏng p 2 r2 r1 5 (P) (P) = (A) y (A) Pt 1' 3' b Ag 2' 4' 5' t (thời gian) TỰ ĐỌC Sự kết tinh của dung dòch ba cấu tử • BÀI TẬP • 1, 2, 5, 6, 7 / 4, 5, 9 . Chương VI CÂN BẰNG GIỮA DUNG DỊCH LỎNG VÀ PHA RẮN (SỰ HÒA TAN VÀ KẾT TINH) I. Tính chất và nồng độ của dung dòch II. Sự kết tinh của dd hai cấu tử Hệ không tạo dd rắn, không tạo hợp. R C . eH HR chunglượngrắn gelượnglỏn C = CA BC RR RR Blượngrắn Alượngrắn = hệ rắn chung R C = rắn A + rắn B Quá trình kết tinh kết thúc khi điểm rắn chung chạy đến điểm H. c. Hỗn hợp eutecti: Điểm e có nhiệt độ và. điểm hệ, điểm rắn, điểm lỏng là liên hợp, tuân theo quy tắc đòn bẩy. Tại T 2 : Hệ Q 2 = lỏng l 2 + rắn r 2 22 22 2l B 2 rQ Q.l g g gllượnglỏn Blượngrắn == Tại T e : hệ H = lỏng e + rắn chung R C . eH HR chunglượngrắn gelượnglỏn C = CA BC RR RR Blượngrắn Alượngrắn = hệ