Physical Chemistry, Part 1, Sixth Ed.. Oxford University Press, 1998.
Trang 1NHI T NG HOÁ H C
VÀ HÓA KEO
I H C QU C GIA HÀ N I
I H C KHOA H C T NHIÊN KHOA HOÁ H C
*******
Nguy n Xuân Hoàn
Ki m tra, đánh giá: theo hình th c Tín ch
M c tiêu h c ph n:
Các nguyên lí c a nhi tđ ng h c
ng d ng các nguyên líđó vào cân b ng hoá h c, cân b ng pha và dung d ch
Các ki n th c v h phân tán và m t s tính ch t
Th i gian : 30 gi (S TC = 3 ) (Lý thuy t : 70%– Bài t p : 30%- Th c hành thí nghi m : Th c t p Hoá Lý)
N i dung chi ti t h c ph n
Ph n 1: Nhi t đ ng hóa h c
Ph n 1: Nhi t đ ng hóa h c
Ph n 2: Hóa h c ch t keo
Ü M đ u
Ü Nguyên lý 1 c a Nhi t đ ng h c
Ü Nguyên lý 2 c a Nhi t đ ng h c
Ü Cân b ng hóa h c
Ü Nguyên lý 3 c a Nhi t đ ng h c
Ü Cân b ng pha
Ü M đ u
Ü Tính ch t các h keo
Ü Gi i thi u m t s h th ng keo
Tài li u tham kh o môn h c
1 Tr n V n Nhân, Nguy n Th c S u, Nguy n V n Tu Hóa lí, t p I và t p II, Nhà xu t b n Giáo d c, Hà N i, 1998
2 V Ng c Ban Giáo trình Nhi t đ ng hoá h c, NXB i
h c Qu c gia, 2004
3 Nguy n ình Hu Giáo trình Hoá lý, T p I và T p II, NXB GD, Hà N i, 2000
4 Atkins P W Physical Chemistry, Part 1, Sixth Ed
Oxford University Press, 1998
5 Tr n V n Nhân, Hóa keo, Nhà XB HQG Hà n i
6 http://www
HÓA LÝ ?
Khoa h c
Hóa h c
Hóa lý
V mô (Macroscopis)
Nhi t đ ng h c
Phân t (Molecular)
Nhi t đ ng h c th ng kê
ng h c
Bi n đ i
HÓA LÝ ?
Trang 2NHI T NG HÓA H C?
đi n, hóa,…) và s bi n đ i tr ng thái c a h
lý 1, 2 và 3 c a N H
b ng pha và dung d ch
chuy n d ch cân b ng c a ph n ng)
h i,…)
th c ti n c a các quy lu t
2
m
a b V
RT
−
=
Sadi Carnot
Máy h i n c: S quay bánh và tr c nh vào s giãn n c a h i n c và là m t quá trình
liên ti p Trong th c t , c n ph i có s m i ban đ u cho bánh và tr c quay.
2
m
a b V
RT
−
=
Sadi Carnot
Le Chaterlier Gibbs François-Marie Raoult
KHÁI NI M
• H (System)
• Môi tr ng (Surrounding)
• Không gian (Universe)
H
Môi tr ng
Các lo i H (Types of Systems)
• H m - Open System
• H kín - Closed System
• H cô l p - Isolated System
Trang 3KHÁI NI M
Ü Tr ng thái (State)
Hàm tr ng thái
Ü Quá trình (Process)
HÀM TR NG THÁI – HÀM QUÁ TRÌNH ?
KHÁI NI M
Ü Cân b ng (Equilibrium)
• Cân b ng t nh
• Cân b ng đ ng
KHÁI NI M
Ü Các lo i cân b ng
• Cân b ng nhi t (Thermal equilibrium)
• Cân b ng c h c (Mechanical equilibrium)
• Cân b ng pha (Phase equilibrium)
• Cân b ng hóa h c (Chemical equilibrium)
Tr ng thái c a 1 h đ c xác đ nh b i t p h p các thông s nh T, P,
V, C Các thông s tr ng thái m i tr ng thái ch có 1 giá tr xác đ nh và ch
ph thu c vào tr ng thái : g i là hàm tr ng thái
¦
T 1 , P 1 , V 1 , C 1 T
2 , P 2 , V 2 , C 2
• Phtrình KLT
R = 0.0820578 L atm K-1 mol-1
V
nRT
Các h t gi ng nhau có kích th c vô cùng nh
so v i th tích c a kh i khí và không t ng tác
v i nhau
• Khí th c
• Phtrình tr ng thái
2
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
−
=
V
n a nb V
nRT p
a,b : h ng s
Trang 4Ph ng trình tr ng thái c a khí th c
Khí th c: CO2
2
⎟
⎜
−
−
=
V n nb
V
nRT
p
• C-D-E: p = constant khi V mgi m:
ch t l ng và khí n m trong cân
b ng (t i áp su t h i)
• A: Khí, E: L ng
• T i đi m t i h n (T c , p c , V c ) pha khí và pha l ng n m trong cân
b ng
• Pha l ng không hình thành khi nhi t đ l n h n nhi t đ t i h n
(T c )
• T > Tcthì PV g n nh không đ i nên khí coi nh lý t ng.
KHÁI NI M Quá trình và chu trình
• Quá trình
• Chu trình (Cycle)
State A i j k l State B
KHÁI NI M
Quá trình (bi n đ i)
• Quá trìnhđ ng nhi t
• Quá trình đ ng áp
• Quá trình đ ng tích
• Quá trình đo n nhi t
• Quá trình thu n ngh ch
• Quá trình không thu n ngh ch
Các d ng Quá trình
State A State B
KHÁI NI M
• Quá trình thu n ngh ch
D n h liên ti p qua các tr ng thái cân b ng
c đi m c b n c a quá trình thu n ngh ch là sau khi quá trình th c hi n ta có th đ a h tr l i tr ng thái đ u
(không nh n và không m t công)
KHÁI NI M
• Quá trình thu n ngh ch: Giãn n thu n ngh ch khí
System
P
H
1 2P ext
P
Gi m P ext
P>P ext
Cân b ng
Cân b ng m i
H
2 1
P
T ng P ext P<P ext
P ext
P ext
Công
Nhi t
N ng l ng c a h bao g m : đ ng n ng chuy n đ ng t nh ti n c a h , th n ng
t ng tác c a h trong tr ng tr ng và n ng l ng n i t i bên trong h g i là n i
n ng.
N H th ng xét nh ng h không chuy n đ ng và không ch u tác đ ng c a tr ng ngoài, khi đó E h = U (N i n ng)
Hình th c truy n n ng l ng có liên quan đ n s chuy n đ ng đ nh h ng c a
c h
Hình th c chuy n n ng l ng t h này sang h khác ch liên quan đ n s t ng
c ng đ chuy n đ ng c a các phân t trong h nh n n ng l ng
Trang 5S trao đ i n ng l ng
Ü H nh n nhi t Q > 0
Ü H phát nhi t Q < 0
Ü H sinh công A > 0 (*)
Ü H nh n công A < 0
CaCO 3 CaO
CO2 Heat Heat
Melting Ice
Công A
Nhi t Q
(*): P Atkin - H sinh công A < 0
• Nguyên lý 0 c a N H:
TA=TB, TB=TC→TA=TC
Nhi t dung
• Nhi t dung c a 1 h là t s gi a l ng nhi t h trao đ i v i
bi n thiên t ng ng nhi t đ c a h ,
• Nhi t dung có ý ngh ĩa là l ng nhi t c n thi t đ nâng h
lên 1 Kenvin,
• Nhi t dung c a 1 h không có giá tr xác đ nh vì Q là hàm
quá trình nên C ph thu c vào cách ti n hành c a quá trình
d n nhi t vào h ; có giá tr xác đ nh khi ch rõ đi u ki n d n
nhi t vào h
Q dT ; C =
dT Q δ
Công giãn n
Pext
System
dV
1 2
P
Pext
V1 V2 Th tích
∫
=
=
dV P A
dV P dA ext ext
dx F
dA = ext
V P
nh nghiã V t lý
Nhi t đ ng h c
H sinh công A > 0
H th ng th nguyên
Ü mét (m) - đ n v chi u dài,
Ü kilôgam (kg) - đ n v kh i l ng,
Ü giây (s) - đ n v th i gian,
Ü mole (mol) - đ n v l ng ch t
Üđ Kelvin (K) - đ n v nhi t đ theo nhi t đ ng h c,
Ü canđêla (cd) - đ n v đ sáng,
7 đ n v c b n là:
H th ng th nguyên
L c : n v là Niut n (N) 1N = 1 kg.m.s−2
Áp su t : n v là N.m−2 hay pascal (Pa)
Th tích : n v là m3
N ng l ng : n v là Jun (J) 1J = 1N.m = 1 kg.m2.s−2
1 cal = 4,18 jun = 0,0413 l atm = 413 cm3.atm
1 atmôtphe k thu t (kí hi u at) = 9,81.104 N.m−2= 0,981 bar
