CHƯƠNG 12: TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH - CÁC CHẤT ĐIỆN LY pot

CHƯƠNG 12: TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH - CÁC CHẤT ĐIỆN LY... Chương 12 TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LY I.. • Nguyên nhân:• Sự phân ly của chất điện ly trong dd • làm cho số phần t

CHƯƠNG 12: TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH - CÁC CHẤT ĐIỆN LY

Chương 12

TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH

CÁC CHẤT ĐIỆN LY

I Dung dịch các chất điện ly

II Phân loại chất điện ly

III Tính chất nhiệt động của dung dịch

điện ly

I DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LY

- Áp suất thẩm thấu:

- Độ giảm áp suất hơi

bão hòa:

- Độ tăng nhiệt độ sôi:

- Độ hạ nhiệt độ đông

đặc:

.

o

o bh

dm o

• Nguyên nhân:

• Sự phân ly của chất điện ly trong dd

• làm cho số phần tử trong dd điện ly lớn hơn

trong dd không điện ly

• Các phần tử phân ly mang điện tích

Sự tồn tại của ion trong dd chất điện ly

v

Sự điện ly: là sự phân ly thuận nghịch chất

thành ion trong dung dịch.

Tính chất của dd điện ly:

• - Đồng nhất về tính chất hóa lý trong thể

tích, có thành phần có thể thay đổi liên tục trongmột giới hạn

• - Dung dịch điện ly cho dòng điện đi qua nhờsự chuyển động của các ion

Chất điện ly: (chất điện phân) có thể tạo ra dung

dịch ion hoặc ion khi nóng chảy

Giá trị i

của dd có

C = 0,2N

2,18 0,461

0,186 Ca(NO 3 ) 2

2,79 0,519

0,186 MgCl 2

1,78 0,664

0,372 KNO 3

1,81 0,673

0,372 KCl

T

o Đ

T i

T

Δ

= Δ

i là hệ số Vant’ Hoff (hệ số đẳng trương)

phụ thuộc vào bản chất & nồng độ của chất tan

khi dd càng loãng thì i = 2 - 4

số phần tử sau phân ly số phần tử trước phân ly

i =

Độ phân ly (độ điện ly): số phần tử phân ly

số phần tử ban đầu

ν ν

A

M

Hằng số điện ly:

:tổng số ion trong một phân tử chất điện ly

ν ν ν = + + −

1 1

1

THUYẾT ĐIỆN LY HIỆN ĐẠI

• Nguyên nhân cơ bản của sự điện ly là

• sự tác dụng tương hỗ giữa các chất điện ly

và các phân tử dung môi để tạo thành

• các ion bị solvat hóa

Sự điện ly của phân tử phân cực

= +

Ảnh hưởng của dung môi

• Bản chất của dung môi quyết định sự tương

tác hóa học giữa dung môi và chất tan

Ví dụ:

• HCl : không dẫn điện trong dm C6H6, C6H12

• CH 3 COOH : phân ly không hoàn toàn trong H2O

• phân ly hoàn toàn trong dd NH3

• Dung môi có độ thẩm điện môi ε cao

• thì có tác dụng ion hóa tốt

• Ví dụ: HF lỏng, HCN, H2 O 2 , NH 3 lỏng ,

• Metyl formamid

• Lực tĩnh điện giữa hai hạt ion:

• ε nhỏ ⇒ F lớn ≈ các ion trái dấu tương tác với

q

q F

ε π

=

SỰ SOLVAT HÓA

• TỰ ĐỌC

II PHÂN LOẠI CHẤT ĐIỆN LY

• Dựa vào độ phân ly:

• Chất điện ly mạnh: α ≈ 1

• Chất điện ly yếu: α << 1

• Dung dịch chất điện ly yếu:

– dd rất loãng ≈ dd lý tưởng

– α giống nhau khi xác định bằng pp khácnhau

Dung dịch chất điện ly mạnh

• - dd rất loãng ≠ dd lý tưởng

• - Thực tế:

• α khác nhau khi xác định bằng pp khác nhau

• α < 1 ; α = 1 khi dd rất loãng;

• Nguyên nhân: lực tương tác giữa các ion tạo ra

“KHÍ QUYỂN ION” bao quanh mỗi ion →

giảm tốc độ di chuyển & khả năng hoạt động

của ion

• α chỉ là giá trị biểu kiến

Phân loại dựa vào bản chất của liên kết trong

phân tử và trong tinh thể chất điện ly:

Chất điện ly thực: ở nút mạng là ion Chất điện ly thế: ở nút mạng là phân tử phân cực.

Cơ chế hòa tan trong nước:

tương tác hóa học với nước → phá hủy tinh thể

chất điện ly và tạo ra các ion hydrat

Chất điện ly thực:

- ion đứt khỏi mạng tinh thể và đi vào trong

dung môi tương tác với dung môi

Chất điện ly thế:

- các phân tử có cực phân ly thành ion

→ ion bị hydrat hóa → ion tương tác proton với nước như một bazơ và tạo ion oxoni H3O+

Sự tạo ion trong dung môi không phải là H 2 O

• Dung môi proton (cho proton do chứa nhóm –

OH hay –NH2 ):

• Phân tử dm tạo liên kết hydro với chất tan →hòa tan → phân ly → solvate hóa ion

• Dung môi aproton (có các cặp e dùng chung)

• Dm này solvat hóa tốt các cation, tạo dd ion

• Sự phân ly có thể do kết quả của phản ứng hóa học giữa dm và chất điện ly.

III TÍNH CHẤT NHIỆT ĐỘNG

CỦA DUNG DỊCH ĐIỆN LY

• Xét chất điện ly mạnh:

• m : nồng độ molan

• x : nồng độ phần mol

• C : nồng độ mol

• 1 : tính cho dung môi

• 2 : tính cho chất tan

• + : tính cho ion dương

• – : tính cho ion âm

• ± : tính trung bình cho

các ion

Nồng độ ion:

Hoạt độ ion : .

Hoạt độ trung bình của ion:

ν ν γ

γ

=

=

=

=

aν a aν+ . ν−

± = + −

Nồng độ và hoạt độ

Liên hệ giữa nồng độ và hoạt độ

γ γ

Tính trung bình cho các ion

Thế hóa học

+γ

+μ

=+

0

0

.ln.ln

Ý nghĩa

( ) γ±

ν RT ln là thế hóa dư do tương tác giữa :

- các ion

- ion và phân tử dung môi

- các phân tử dung môi

Nếu dung dịch loãng: ν.RT.ln( )γ±

tức γ± = 1 thì hóa thế của dd bằng hóa thế lý tưởng

→ 0

γ± : đại lượng đặc trưng cho sự sai lệch nồng

độ giữa dung dịch thực và dung dịch lý tưởng.

Giá trị thực nghiệm của γ±

• Thực nghiệm cho thấy rằng hệ số hoạt độ

γ phụ thuộc vào nồng độ, hóa trị, bản chất ion,

…

• Tuy nhiên, với nồng độ loãng (khoảng 10 –2 ) thì γ chỉ phụ thuộc LỰC ION , tức là phụ thuộc nồng độ và hóa trị của ion:

• → γ = f(I) = f(Zi , Ci )

Qui tắc về lực ion

• Do Lewis và Randall đưa ra:

• “ Trong vùng nồng độ loãng của các dd,

hệ số hoạt độ trung bình của một chất điện ly mạnh có giá trị như nhau cho tất cả các dd có

cùng lực ion”.

• Với LỰC ION là:

• Trong đó: I c : lực ion

• Z i : hóa trị (số điện tích) của ion

Định luật giới hạn Debye – Huckel

• Đối với dung môi là nước thì ở 25 o C : A= 0,509

• Phương trình gần đúng bậc I của

Debye-Huckel chỉ đúng cho dd loãng của chất điện ly:

• (C < 0,01 mol/L); (0,01 ≤ I ≤ 0,03 )

• Với dung dịch đậm đặc hơn:

•Phương trình gần đúng bậc 3

•Phương trình gần đúng bậc 2

Các PP thực nghiệm xác định

HỆ SỐ HỌAT ĐỘ

• TỰ ĐỌC

• BÀI TẬP: Trang 145 – 146

• 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9