Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Hóa đại cương - Chương 11: Dung dịch lỏng cung cấp cho người học các kiến thức: Khái niệm về dung dịch, sự thay đổi năng lượng khi tạo thành dung dịch, các loại nồng độ dung dịch, độ tan và dung dịch bảo hòa,... Mời các bạn cùng tham khảo.
Chương 11 DUNG DỊCH LỎNG CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt KHÁI NIỆM VỀ DUNG DỊCH • Định nghóa • Dung dịch hệ đồng thể gồm chất tan (chiếm phần nhỏ) dung môi (chiếm phần lớn), thành phần dung dịch thay đổi giới hạn rộng • • Dung dịch pha khí, lỏng hay rắn • Mỗi chất dung dịch gọi cấu tử • Dung môi chất dùng để hòa tan chất tan CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tùy thuộc kích thước hạt chất phân ta có: • Huyền phù: Hệ dị thể gồm cấu tử có kích thước lớn 1μm, lớn hệ keo • • Hệ keo: Hệ dị thể có hạt phân tán có kích thước từ đến 1000 nm – Nguồn: http://en.wikipedia.org/wiki/Colloid (and suspension) • • (Nhũ tương: Hệ hạt chất lỏng không tan dung môi lỏng) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các loại dung dịch • Vậy dung dịch lỏng tạo thành hòa tan chất K, L, R vào dung môi lỏng • Trong giới hạn chương trình, xét tính chất dung dịch lỏng, loãng phân tử CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Sự tạo thành dung dịch • Xét trình hòa tan NaCl vào nước: • Liên kết hydro nước phải bị phá vỡ • NaCl phân ly thành Na+và Cl- • Lực lưỡng cực-ion thiết lập: • Na+ … -OH2 Cl- … +H2O • Sự tương tác chất tan dung môi gọi solvat hóa (solvation) –Nếu dung môi nước ta gọi hydrat hóa CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Sự thay đổi lượng tạo thành dung dịch • Có loại (bước) lượng tạo thành dung dịch: – Năng lượng tách phân tử chất tan (H1) – Năng lượng tách phân tử dung môi (H2) – Năng lượng tạo thành liên kết phân tử chất tan – dung môi (H3) • Enthalpy trình hòa tan là: Hhoà tan = H1 + H2 + H3 • Hhòa tan âm dương phụ thuộc vào lực nội phân tử trình CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Phân bố Enthalpy • Quá trình phá vỡ liên kết phân tử thu nhiệt • Quá trình tạo liên kết phân tử tỏa nhiệt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Tính chất enthalpy dung dịch • Để xác định Hht dương hay âm, ta xem xét độ mạnh liên kết phân tử chất tan-chất tan chất tandung môi: • H1 H2 dương • H3 âm • Nếu H3 > H1 + H2 trình hòa tan tỏa nhiệt (ví dụ hòa tan NH4NO3 vào nước có Hht = + 26.4 kJ/mol) • Nếu H3 < H1 + H2 trình hòa tan tỏa nhiệt (ví dụ hòa tan NaOH vào nước có Hht = -44.48 kJ/mol) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Quá trình hòa tan • Qui luật: Chất phân cực hòa tan dung môi phân cực, chất không phân cực hòa tan dung môi không phân cực (độ phân cực gần độ tan lớn) Nếu Hht dương không tạo thành dung dịch • NaCl xăng: lực ion-lưỡng cực yếu xăng chất không cực Do lực ion-lưỡng cực không đủ bù với lực phân ly ion • Nước octane: Nước có liên kết Hydro mạnh Không có lực hút nước octane để bù vào lực liên kết hydro CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CÁC LOẠI NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH Phần khối lượng, ppm (parts per million) vaø ppb (parts per billion ) Definitions: mass % of component mass of component total ppm of component mass ppb of component mass in solution 10 10 of solution of component total CuuDuongThanCong.com mass 100 of solution of component total mass mass in solution in solution of solution https://fb.com/tailieudientucntt Nồng độ molan (Cm, mol/kg dung môi) Cm CuuDuongThanCong.com moles solute kg of solvent https://fb.com/tailieudientucntt Độ tan Dung dịch bão hòa • Hòa tan: chất tan + dung môi dung dịch • Kết tinh: dung dịch chất tan + dung môi Cân động • Sự bão hòa: Khi cân hòa tan – kết tinh thiết lập • Độ tan: Lượng chất tan cần thiết để tạo dung dịch bão hòa điều kiện xác định (g chất tan/ 100g dung môi) • Ví dụ: Độ tan NaCl 100 ml H2O 100oC 35.9g CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Dung dịch bão hòa CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ TAN Tương tác Chất tan – Dung môi Áp suất: Độ tan khí ảnh hưởng áp suất CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt • Định luật Henry: Nếu Sk độ tan chất khí A, k số, Pk áp suất riêng phần A: S k kP k • – Hằng số Henry, phụ thuộc chất trình, đơn vị l.atm/mol, atm/(NA) Pa.m3/mol • Một số giá trị k: – Oxygen (O2) : 769.2 l.atm/mol – Carbon dioxide (CO2) : 29.4 l.atm/mol – Hydrogen (H2) : 1282.1 l.atm/mol CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Equation: Dimension: O2 769.23 1.3 E-3 4.259 E4 H2 1282.05 7.8 E-4 7.099 E4 CO2 29.41 3.4 E-2 0.163 E4 N2 1639.34 6.1 E-4 9.077 E4 He 2702.7 3.7 E-4 14.97 E4 Ne 2222.22 4.5 E-4 12.30 E4 Ar 714.28 1.4 E-3 3.955 E4 CO 1052.63 9.5 E-4 5.828 E4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ảnh hưởng nhiệt độ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Định luật Raoult • Áp suất cấu tử i dung dịch loãng phụ thuộc vào áp suất riêng phần mol dung dịch Pi N i Pi • Nhắc lại định luật Dalton hỗn hợp khí: P A N A Ptotal CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt P solution N i Pi i • P0i áp suất cấu tử tinh khiết • Ni phần mol cấu tử i dung dịch •Định luật Raoult không lực hút dung môi – dung môi chất tan – chất tan lớn lực hút chất tan – dung môi dung dịch CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ĐỘ TĂNG NHIỆT ĐỘ SÔI • Tại điểm sôi chất lỏng tinh khiết, áp suất dung dịch < 1atm Do đó, cần nhiệt độ cao để đạt áp suất atm cho dung dịch (TS) Ta có: TS K S C m • KS số, phụ thuộc chất dung môi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ĐỘ HẠ NHIỆT ĐỘ ĐÔNG ĐẶC Độ hạ nhiệt độ đông đặc định nghóa: Tđ = Kđ.Cm Bảng Kđ Ks cho số dung môi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Boiling Point (°C) Kb (°C/(mol kg-1)) Freezing Point (°C) Kf (°C/(mol kg-1)) Aniline 184.3 3.69 –5.96 –5.87 Acetic Acid 118.1 3.07 16.6 –3.90 Benzene 80.1 2.65 5.5 –4.90 Carbon Disulfide 46.2 2.34 –111.5 –3.83 Carbon Tetrachloride 76.8 4.88 –22.8 –29.8 Chloroform 61.2 3.88 –63.5 –4.90 Cyclohexane 80.74 2.79 6.55 –20.2 Diethyl Ether 34.5 2.16 –116.2 –1.79 Ethanol 78.4 1.19 –114.6 –1.99 Formic acid 101.0 2.4 8.0 –2.77 Nitrobenzene 210.8 5.24 5.7 –7.00 Phenol 181.75 3.60 43.0 –7.27 Water 100.00 (exact) 0.52 0.0 –1.86 Solvent CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Sự thẩm thấu • Là di chuyển dung môi từ dung dịch có nồng độ cao đến dung dịch có nồng độ thấp thông qua màng bán thẩm • Màng bán thẩm: Chỉ cho số cấu tử dung dịch qua Ví dụ màng tế bào • Màng bán thẩm cho cấu tử chuyển qua theo hướng • Khi dung môi chuyển động qua màng, mức dung dịch cân CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Áp suất thẩm thấu (Định luật van’t Hoff) • Áp suất thẩm thấu, , áp suất cần thiết để chống lại thẩm thaáu: V nRT n RT V C M RT • Quá trình thẩm thấu trình tự xảy CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... O2 769.23 1.3 E-3 4.259 E4 H2 1282.05 7.8 E-4 7.099 E4 CO2 29.41 3.4 E-2 0.163 E4 N2 1639.34 6.1 E-4 9.077 E4 He 2702.7 3.7 E-4 14.97 E4 Ne 2222.22 4.5 E-4 12.30 E4 Ar 714.28 1.4 E-3 3.955 E4 CO... phân ly thành Na+và Cl- • Lực lưỡng cực-ion thiết lập: • Na+ … -OH2 Cl- … +H2O • Sự tương tác chất tan dung môi gọi solvat hóa (solvation) –Nếu dung môi nước ta gọi hydrat hóa CuuDuongThanCong.com... https://fb.com/tailieudientucntt ĐỘ HẠ NHIỆT ĐỘ ĐÔNG ĐẶC Độ hạ nhiệt độ đông đặc định nghóa: Tđ = Kđ.Cm Bảng Kđ Ks cho số dung môi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Boiling Point (°C) Kb (°C/(mol kg-1))