Bài giảng dung dịch – ths ngô gia lương

Chất tan là chất khí S- thường biểu diễn bằng số ml khí tan tối đa tan trong 100g dung môi hoặc 100ml dung môi Chất tan là chất điện ly khó tan S – thường biểu diễn bằng số mol chất điện

DUNG DỊCH

ThS Ngô Gia Lương

Hệ phân tán cao (hệ keo): 1µm < d < 100µm

Hệ phân tán phân tử - ion (dung dịch thực): d < 1µm chất phân tán môi trường phân tán .

* Dung dịch nước đường(đường(r) +H2O → dung dịch)

* Dung dịch H2SO4(SO3(k) + H2O → dung dịch)

* Rượu Voka (C2H5OH (l) + H2O → dung dịch)

Solutions 5

Xác định công thức hóa học của hợp chất

Ví dụ 1: Hợp chất của Na, Cl với cấu trúc mạng tinh thể

Solutions 6

Xác định công thức hóa học của hợp chất

Ví dụ 2: Hợp chất của Zn, S với cấu trúc ô đơn vị:

Công thức: ZnS

Solutions 7

Xác định công thức hóa học của hợp chất

Ví dụ 3: Hợp chất của Ca, F với cấu trúc ô đơn vị:

Công thức: CaF2

CẤU TRÚC TINH THỂ RẮN MỚI

Một hình ảnh Quasicrytals các nguyên

tử bên trong tinh thể Ag- Al

Daniel Shechtman

Nobel Hóa học 2011

DUNG DỊCH LỎNG

Cơ chế tạo thành dd lỏng

 Quá trình vật lý – quá trình chuyển pha

 Quá trình hoá học -quá trình solvat hoá

tương tác giữa chất tan và dung môi

QUÁ TRÌNH HOÀ TAN VÀ CÂN BẰNG HOÀ TAN

Chất tan (r) + dung môi Dung dịch

bh

C

Cln

RTK

QlnRT

∆

Hoà tanKết tinh

Dung dịch bão hoà ∆G=0 c = cbh = độ tan

Dd chưa bão hòa ∆G < 0 c < cbh

Dd quá bão hoà ∆G > 0 c > cbh

Cân bằng

Khái niệm về độ tan S

Độ tan - nồng độ của chất tan trong dd bão hòa

ĐỘ TAN

CÁC DUNG DỊCH BÃO HOÀ Ở 200C và 500C

CHẤT TAN

• S < 0,01g- chất gần như không tan

ĐỘ TAN CỦA CÁC HALOGENUA KIM LOẠI KIỀM TRONG H 2 O

ĐỘ TAN (số gam muối/100g dung môi)

Chất tan là chất khí

S- thường biểu diễn bằng số ml khí (tan tối đa) tan trong

100g dung môi hoặc 100ml dung môi

Chất tan là chất điện ly khó tan

S – thường biểu diễn bằng số mol chất điện ly khó

tan (tan tối đa) trong 1lit dung dịch

14.2

Độ tan của một số ion thông dụng trong nước

Ngọai trừ

Ngọai trừ

Ngọai trừ

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ TAN

• Bản chất của dung môi và chất tan

• Nhiệt độ, áp suất

• Môi trường

• Các hợp chất có cực tan tốt trong dung môi

có cực hơn là dung môi không cực

Độ phân

cực của

dung môi

– NaCl thì :

• Tan tốt trong nước

• Tan ít trong ethyl alcohol

• Không tan trong ether và benzene

ẢNH HƯỞNG CỦA BẢN CHẤT CHẤT TAN

VÀ DUNG MÔI

Chất tương tự tan trong chất tương tự

• Các chất không cực thì tan tốt trong dung

môi không cực hơn là các dung môi có cực.

Độ phân

cực của

dung môi

– Benzene thì

• Không tan trong nước

• Tan trong ether.

Tương tác hút giữa chất tan và dung môi càng mạnh thì quá trình hoà tan càng thuận lợi

Ví dụ - ethanol tan tốt trong nước

Ethanol = CH3CH2OHLực tương tác=liên kết hydro;lưỡng cực-lưỡng cực; khuếch tán

Định luật

Henry

T tăng → độ tan chất khí giảm

Khí + dung môi dung dịch ⇌ ∆H ht <0

Chất rắn + dung môi dung dịch ⇌ ∆ Hht

Áp suất hầu như không ảnh hưởng đến độ tan của chất rắn

Ảnh hưởng của ∆H°:

 Hỗn hợp hai khí: ∆H rất nhỏ do lực hút giữa các phân tử khí rất nhỏ

⇒ Tất cả các khí đều hòa tan lẫn nhau dễ dàng

 Hỗn hợp hai chất lỏng :

Ví dụ 1: giải thích độ tan của benzen trong nước

Lực liên kết giữa benzen với nhau hay giữa benzen với H2O rất yếu

⇒ ∆H2 và ∆H3 rất nhỏ

Lực liên kết giữa H2O với H2O khá mạnh (liên kết hydro ⇒ ∆H1 > 0 khá lớn)

⇒ ∆H° cùng dấu ∆H1 > 0 và khá lớn

⇒ ∆G° cùng dấu ∆H > 0 ⇒ benzen tan rất ít trong nước

Ví dụ 2: giải thích độ tan của benzen trong toluen

Lực liên kết giữa benzen với nhau hay giữa benzen với toluen rất yếu

⇒ ∆H° rất nhỏ (âm hay dương)

⇒ ∆G° cùng dấu -T∆S° < 0 ⇒ benzen tan tốt trong toluen

Ảnh hưởng của năng lương

Ví dụ: so sánh độ tan của NaCl và C trong nước.

Ảnh hưởng của năng lương

Khi lực hút giữa các ion

yếu đi, các ion sẽ tách ra

và bị bao quanh các lưỡng

• Vitamin A tan trong dung môi không cực (chất béo)

• Vitamin C tan trong nước

SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT NHIỆT ĐỘNG

KHI TẠO THÀNH DUNG DỊCH

n N

e Nồng độ đương lượng:

CN - số đương lượng gam chất tan / 1lit dd

dd ml 1000

n

C ct

M =

ÁP SUẤT HƠI BÃO HOÀ CỦA CHẤT LỎNG

Lỏng Hơi

Áp suất thẩm thấu Áp suất thẩm thấu π

Sự thẩm thấu và áp suất thẩm thấu

Định luật Van’t Hoff

Ứng dụng địng luật Raoult làm thay đổi nhiệt độ

đông đặc của nước

Propylene glycol

Ethylene glycol – có hại với gia súc

Để chống hiện tượng đóng băng

tuyết vào mùa đông trên các con

đường giao thông, theo bạn ta nên

chọn các giải pháp nào sau đây :

a) Cát, SiO 2

b) Muối mỏ, NaCl

c) CaCl 2

Độ điện ly α

số phân tử phân ly thành ion

Tổng số phân tử hoà tan trong dung dịch

1 m

m n

n- số mol chất tan hoà tan

αn- số mol chất tan điện ly (n - αn) số mol chất

tan không điện ly

αnm - số mol ion

B A

B

A K

Hằng số điện ly là hs cân bằng của qt điện ly nên là đlg đặc trưng cho mỗi chất điện ly và dung môi, phụ thuộc vào nhiệt độ

Axit – hsđly ký hiệu Ka

Baz – hsđly ký hiệu Kb

Đặc trưng cho cường độ Acid - base

Trong dd nước: Ka,Kb < 10-4 → acid yếu, base yếu

Biểu thức của

đl tác dụng khối lượng

AB (dd)  A+ (dd) + B-(dd)Ban đầu C0

C

C K

2 0 AB

B A

Biểu thức toán học của đl pha loãng Ostwald

Solutions

Solutions

ACID- BAZ YẾU ĐA BẬC

 Hằng số điện ly các bậc giảm dần theo trật tự sau:

K1>K2 >K3 >K4…

 Hằng số điện ly chung : K=K1.K2.K3.K4…

Trong thực tế thường chỉ chú ý đến sự phân ly bậc thứ nhất

Muối

Đa số muối thuộc loại điện ly mạnh: KCl, NaF…

Các muối điện ly kém : muối axit (H+),muối baz(OH-),muối phức

HẰNG SỐ ĐIỆN LY CỦA CÁC ACID ĐA BẬC

Hệ số đẳng trương i Là số nguyên Không nguyên

Độ dẫn điện khi pha

loãng dung dịch Không đổi Tăng lên

Lý thuyết chất điện ly mạnh

Trong dung dịch xuất hiện lực hút tương hỗ giữa các ion → bầu khí quyển ion Khi pha loãng, lực hút tương

hỗ giảm, độ dẫn điện tăng.

Trong dd chất điện ly mạnh có liên hiệp ion, khi pha loãng các liên hiệp ion phân ly thành các ion đơn giản.

→ dùng hoạt độ a thay cho nồng độ : a = fC

→ độ điện ly trên thực tế : độ điện ly biểu kiến.

HOẠT ĐỘ (a) – là nồng độ hoạt động mang tính tổng quát hơn hơn nồng độ và áp dụng đl tác dụng khối lượng cho mọi dd chất tan ở các nồng độ khác nhau

Tích số tan của một chất phụ thuộc:

Bản chất của dung môi và chất tan

 Nhiệt độ

B A

n m

n m

n B

m A B

A

S n

m

nS mS

C C

n m

ΤAg3PO4 = [Ag+]3[PO43-]

ΤAg3PO4 = (4,8 x10-5)3 (1,6 x10-5) = 1,77 x 10-18

Điều kiện hoà tan và kết tủa của chất đ ly khó tan Điều kiện hoà tan và kết tủa của chất đ ly khó tan.

Chất điện ly sẽ kết tủa khi

n m m

n B

n B

n

m B mA nB A

n

AT

Q ln

RT

∆

Điều kiện hoà tan và kết tủa của chất đ ly khó tan Điều kiện hoà tan và kết tủa của chất đ ly khó tan.

Bài tập 1: Ở 25oC, tích số tan của SrSO4 là 3,6.10-7 Trộn 1 thể tích dung dịch SrCl2 0,01M với cùng một thê tịch dung dịch K2SO4 0,01M thì kết tủa SrSO4 có xuất hiện không ?

Khi trộn hai dung dịch, nồng độ giảm đi một nửa nên[Sr2+] = 5 x 10-4 ; [SO42-] = 5 x 10-4

[Sr2+] [SO42-] = 2,5 x 10-7 < 3,6.10-10

⇒ Kết tủa không xuất hiện

Điều kiện hoà tan và kết tủa của chất đ ly khó tan Điều kiện hoà tan và kết tủa của chất đ ly khó tan.

Bài tập 2: Ở 25oC, tích số tan của BaSO4 là 1,1.10-10 Trộn 200 ml dung dịch BaCl2 0,004M với 600 ml dung dịch K2SO4 0,008M thì kết tủa BaSO4 có xuất hiện

không ?