TÊN MÔN HỌC: HÓA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG CHƯƠNG 2: CÂN BẰNG HÓA HỌC 1 Giảng viên: ThS Lê Nguyễn Kim Cương Chương 2: CÂN BẰNG HÓA HỌC Mục tiêu: Hi u th# nào là cân b∃ng hóa hc.. HẰNG SỐ CÂN
Trang 1TÊN MÔN HỌC:
HÓA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
CHƯƠNG 2:
CÂN BẰNG HÓA HỌC
1
Giảng viên:
ThS Lê Nguyễn Kim Cương
Chương 2: CÂN BẰNG HÓA HỌC
Mục tiêu:
Hi u th# nào là cân b∃ng hóa h(c
Các y#u t∗ +nh h,−ng /#n cân b∃ng hóa h(c
V0n d1ng / áp d1ng trong k3 thu0t môi tr,6ng
3
NỘI DUNG CHƯƠNG 2
2.1 VAI TRÒ CỦA CÂN BẰNG HÓA HỌC
2.2 TRẠNG THÁI CÂN BẰNG
2.3 HẰNG SỐ CÂN BẰNG
4
2.1 Vai trò của cân bằng hóa học
v Định lượng quan hệ giữa các thành phần các hợp chất hóa học trong tự nhiên và trong nước ô nhiễm: sự phân hủy, vận chuyển các hợp chất hữu cơ, vô cơ trong môi trường.
v Đánh giá được các phương pháp xử lý nước
và nước thải.
v Tính toán cân bằng và dự đoán những biến đổi hoá học có thể xảy ra.
v Ảnh hưởng cân bằng trong việc lựa chọn PP
xử lý phù hợp. 4
Trang 22.2 TR NG THÁI CÂN B NG
2.2.1 Ph+n 7ng m8t chi9u và ph+n
7ng thu0n ngh:ch
2.2.2 Tr<ng thái cân b∃ng
6
a Phản ứng một chiều
hóa hoàn toàn thành s+n ph>m c?a
ph+n 7ng và /i9u ng,≅c l<i không x+y ra
b Phản ứng thuận nghịch
Α cùng /i9u kiΧn, x+y ra 2 ph+n 7ng
ng,≅c chi9u nhau
VD: Trung hòa Acid y#u hay baz y#u
2.2.2 Trạng thái cân bằng
v T=t c+ các ph+n 7ng thu0n ngh:ch /9u
di∆n ra không /#n cùng mà chΕ di∆n ra cho /#n khi /<t /,≅ c tr ng thái cân
b ng hoá h c.
v Tr ng thái cân b ng hoá h c: khi t ∗c/8
ph+n 7ng thu0n = t∗c /8 ph+n 7ng ngh:ch và tΓ lΧ kh∗i l,≅ng giΗa các ch=t
ph+n 7ng so vΙi s+n ph>m ph+n 7ng là không thay /ϑi trong nhΗng /i9u kiΧn
nh=t/:nh
Trang 32.3 HẰNG SỐ CÂN BẰNG
2.3.1 nh ngh a
2.3.2 Các lo i h ng s cân b ng
2.3.3 Quan h th ng áp – h ng s
cân b ng
2.3.4 Cân b ng hoá h c trong các h d
th
2.3.5 Các y u t nh h ng n cân
b ng hoá h c
10
2.3.1 Định nghĩa
Ta có ph n ng:
aA + bB cC + dD
Kc: h∃ng s∗ cân b∃ng
[ ] [ ]
d c
C
B A
D C
11
2.3.2 Các loại hằng số cân bằng
aA + bB = cC + dD
[ ] [ ] cb b a d c
B A D C
cb b B a A
d D c C
x x x x
.
cb b B a A
d D c C
n n n n
.
Quan hệ giữa các hằng số cân bằng
K p = K c (RT)∆n = K x × P∆n = K n
∆n
cb
P
P
∑
12
2.3.3 Quan hệ thế đẳng áp – hằng số cân
bằng
aA + bB Κ cC + dD
v Ph,.ng trình /Λng nhiΧt Van’t – Hoff
∆GoT = -RTlnKcb khi cân b∃ng ∆G = 0
v Trong ó: R: h ∃ng s∗ khí lý t,−ng
R = 8,314 J/Kmol = 1,99 Cal/Kmol
[ ] [ ] [ ] [ ]a b
d c C
B A
D C
K =
Trang 42.3.4 Cân bằng hoá học trong các hệ dị thể
v Ph+n 7ng x+y ra trong hΧ d: th mà
các ch=t trong pha rΜn hoΝc pha lΟng
không t<o thành dung d:ch thì bi u
th7c /:nh nghΠa h∃ng s∗ cân b∃ng sΘ
không có mΝt ch=t rΜn và lΟng
v Ví d : ph +n 7ng
Fe2O3(r) + 3CO(k) = 2Fe(r) + 3CO2(k)
13
14
v Áp suất phân ly
FeO(r) + CO(k) Fe(r) + CO2(k)
14
=
CO
CO P
P
P
a Ρnh h,−ng c?a nhiΧt /8 /#n h∃ng
s∗cân b∃ng
b.Ρnh h,−ng c?a áp su=t tϑng c8ng
c Ρnh h,−ng c?a các ch=t không
tham gia ph+n7ng (ch=t tr.)
d.Ρnh h,−ng c?a thành phΤn hΥn h≅p
/Τu
a nh h ng c a nhi t n h ng
s cân b ng
Phương trình đẳng áp Van’t – Hoff
∆G0 = -RTlnKp
2 0
H T
G T
∆
−
=
∆
∂
p RT
H dT
) K (ln
Đối với dung dịch lý tưởng:
2 x
RT
H dT
) K (ln
−
∆
−
=
1 2 1
T , p
2 T , p
T
1 T
1 R
H K
K
Trang 5b nh h ng c a áp su t t ng c ng
v i v i h r n – l ng: +nh h,−ng c?a
áp su=t không /áng k , n#u bi#n thiên
áp su=t không quá lΙn thì có th bΟ
qua
v i v i h khí: khi t ςng áp su=t, cân
b∃ng sΘ chuy n d:ch theo chi9u làm
gi+m s∗ mol khí c?a hΧ Ωi9u này phù
h≅p vΙi nguyên lý chuy n d:ch cân
b∃ng Le – Chartelier
18
c nh h ng c a các ch t không tham gia
ph n ng (ch t tr )
không tςng và cân b∃ng chuy n d:ch theo chi9u tςng s∗mol c?a hΧ
18
19
d nh h ng c a thành ph n h n h p u
v HiΧu su=t c?a ph+n 7ng sΘ cΞc /<i
khi thành phΤn hΥn h≅p /Τu tΓ lΧ vΙi
hΧs∗c?a ph,.ng trình ph+n7ng
v Ω8 chuy n hoá c?a 1 ch=t sΘ tςng
khi tςng thành phΤn c?a các ch=t
khác trong hΥn h≅p/Τu
v Ω8 chuy n hoá c?a m8t ch=t /Τu là
phΤn ph+n7ng c?a ch=t/ó
20
Tài li u tham kh o
v Giáo trình hóa lý
v Bài t0p truy9n kh∗i