Hoa vo co b3 (bai 2 can bang hoa hoc)

CÂN BẰNG HÓA HỌC Ý nghĩa của biểu thức tác dụng khối lượng • K chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của các chất tham gia phản ứng • K không phụ thuộc vào lượng chất ban đầu • K cho b

Trang 1

BÀI 2 (BUỔI 3) CÂN BẰNG HÓA HỌC

DUNG DỊCH ĐIỆN LY

KHÁI NIỆM ACID - BASE

ThS Trần Thị Vân Anh tranthivananh06@gmail.com

Bài giảng dành cho dược sĩ chính quy năm 1

CHUẨN NĂNG LỰC

1 Thiết lập biểu thức tính hằng số cân bằng hóa học

2 Trình bày được nguyên lý Le Chatelier và vận dụng trong việc dự

đoán chuyển dịch cân bằng

3 Giải thích được khái niệm: Độ điện ly ()

4 Tính toán hằng số điện ly K của chất điện ly yếu và ứng dụng cân

bằng điện ly

5 Phân biệt được acid và base theo các thuyết của Arrhenius,

Bronsted-Lowry và của Lewis

6 Tính toán pH của các dung dịch acid, base và dung dịch đệm

Trang 2

5 Thuyết acid – base

6 Sự điện ly của nước – Thang pH

7 Cân bằng acid – base

Trang 3

1.PHẢN ỨNG HÓA HỌC

• Phản ứng một chiều (phản ứng hoàn toàn, phản ứng

không thuận nghịch): tất cả các chất ban đầu tác dụng

hết để tạo thành sản phẩm

KMnO4(r )  K2MnO4+ MnO2+ O2

2 H2O2(l)  2 H2O + O2

1.PHẢN ỨNG HÓA HỌC

• Phản ứng thuận nghịch: phản ứng trong những điều

kiện xác định có thể tiến hành đồng thời theo hai chiều

ngược nhau

N2O4(k) ⇆ 2 NO2(k)

H2(k) + I2(k) ⇆ 2 HI (k)

Trang 4

2 CÂN BẰNG HÓA HỌC

A ⇆ B

 Phản ứng đạt tới trạng thái cân bằng khi:

 Lượng các chất đầu mất đi theo phản ứng thuận bằng

lượng chất của chúng được tạo thành từ phản ứng

Trang 6

2 CÂN BẰNG HÓA HỌC

 Ý nghĩa của biểu thức tác dụng khối lượng

• K chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của các chất

tham gia phản ứng

• K không phụ thuộc vào lượng chất ban đầu

• K cho biết mức độ hoàn thành phản ứng

3.SỰ CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG

NGUYÊN LÝ LE CHATELIER

• Khi thay đổi một trong số các thông số xác định trạng

thái cân bằng của một hệ thì cân bằng sẽ chuyển dịch

theo chiều hướng chống lại sự thay đổi đó

• 3 sự thay đổi:

– Nồng độ chất ban đầu hay sản phẩm

– Áp suất hay thể tích của hệ

– Nhiệt độ

Trang 7

• Nếu tăng nồng độ PCl3hoặc Cl2(các chất đầu) thì cân bằng sẽ chuyển

dịch sang phải tạo ra thêm PCl5để giữ KClà hằng số

• Nếu giảm nồng độ PCl3hoặc Cl2(các chất đầu) HOẶC tăng nồng độ

PCl5thì cân bằng sẽ chuyển dịch sang trái (tạo thêm chất đầu) thêm

PCl5để giữ KClà hằng số

=> Hệ cân bằng luôn dịch chuyển theo chiều chống lại sự thay đổi nồng độ

3 SỰ CHUYỂN DỊCH CÂN BẰNG

3.2 Ảnh hưởng của sự thay đổi áp suất đến cân bằng hóa học

• Áp suất chỉ ảnh hưởng đến cân bằng của hệ ở trạng thái khí

• Áp suất thay đổi khi:

– Thay đổi nồng độ của thành phần khí

– Thêm 1 khí trơ

– Thay đổi thể tích bình phản ứng

Trang 8

3.2 Ảnh hưởng của sự thay đổi áp suất đến cân bằng

hóa học

• Thêm khí trơ: không ảnh hưởng đến vị trí cân bằng

Thay đổi áp suất do thay đổi thể tích: ảnh hưởng

nhiều tới vị trí cân bằng: vì thay đổi thể tích dẫn đến thay

đổi nồng độ

• Hệ cân bằng luôn chuyển dịch theo chiều chống lại sự

thay đổi áp suất

3.3 Ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ đến cân bằng

hóa học

• Phản ứng thu nhiệt: nhiệt độ tăng, cân bằng dịch chuyển

sang phải tạo nhiều sản phẩm hơn

• Phản ứng tỏa nhiệt: nhiệt độ tăng, cân bằng dịch chuyển

sang trái

• Chiều chuyển dịch cân bằng là chiều chống lại sự thay

đổi nhiệt độ

Trang 9

• Vai trò của chất xúc tác là tối ưu hóa về năng lượng và

thời gian cho 1 hệ phản ứng

Tối đa sản lượng NH3bằng cách:

• Nồng độ: Giảm [NH3]: liên tục rút NH3ra khỏi hệ

• Áp suất :Tăng áp suất các khí là chất đầu: N2, H2

• Nhiệt độ: giảm nhiệt độ vì chiều thuận là chiều tỏa nhiệt

Trang 10

• Chất điện ly: chất khi hòa tan trong dung môi mà các phân tử

của chúng phân ly thành ion

• Vd: NaCl

• Nguyên nhân chính của sự điện ly là do tương tác giữa phân

tử chất điện ly và dung môi tạo thành các ion solvat hóa hoặc

ion hydrat hóa

Trang 11

4 DUNG DỊCH CHẤT ĐiỆN LY

4.1 Định nghĩa chất điện ly

• Vd: Qúa trình hòa tan NaCl trong nước

NaCl + H2O  Na + (aq) + Cl - (aq)

4 DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LY

4.1 Định nghĩa chất điện ly

Vd: Quá trình hòa tan HCl vào nước

HCl + H2O  H3O+ + Cl

-Ion hydroni (ion oxoni)

• Hỏi: Phân tích liên kết trong phân tử H3O+

Trang 12

4.2 Phân loại chất điện ly

• Chất điện ly mạnh: acid vô cơ, base vô cơ nhóm kim

loại IA, IIA, hầu hết các muối vô cơ

• Chất điện ly yếu: hầu hết các acid và base hữu cơ, các

acid và base vô cơ còn lại

• Vd: Đâu là chất điện ly mạnh, yếu trong các phản ứng

Trang 13

4.3 Độ điện ly 

 Các yếu tố ảnh hưởng

• Bản chất của chất tan: mỗi chất tan có  riêng

• Bản chất của dung môi

• Nồng độ: nồng độ lớn =>  nhỏ vì các ion dễ gặp nhau tái tạo

lại phân tử ban đầu

• Độ điện ly của phân tử ion > phân tử liên kết cộng hóa trị

phân cực > phân tử liên kết cộng hóa trị không phân cực

• Mỗi chất điện ly có một giá trị  riêng trong cùng dung

môi và cùng nhiệt độ

Trang 14

4.3 Độ điện ly 

 Các yếu tố ảnh hưởng

4.3.2 Bản chất của dung môi

• Dung môi phân cực càng lớn gây ra sự điện ly càng

• Nồng độ lớn =>  nhỏ vì các ion dễ gặp nhau tái tạo lại

phân tử ban đầu

Trang 15

• Phản ứng thu nhiệt => khi đun nóng, độ điện ly của

nước tăng lên đáng kể

• Khi thêm HCl đặc vào dung dịch => cân bằng dịch

chuyển mạnh sang trái Trong dd chủ yếu là CoCl2

không điện ly

Trang 17

4.4 Hằng số điện ly K của chất điện ly yếu

• Biểu thức của định luật pha loãng Ostwald

• Các chất điện ly yếu có  nhỏ => có thể xem 1 -   1

• Vd: acid acetic có  = 0,054 ở nồng độ 6,0 x 10-3M, 25oC

Tính hằng số điện ly K của acid acetic

và

4.4 Hằng số điện ly K của chất điện ly yếu

 Phân loại chất điện ly dựa vào hằng số điện ly K

• K  10-10: chất điện ly rất yếu (H2O, HCN, phenol, anilin )

• K  10-5 – 10-9: chất điện ly yếu (CH3COOH, NH4OH)

• K  10-2 – 10-4: chất điện ly trung bình (H3PO4,Ca(OH)2)

• K > 10-2: chất điện ly mạnh

Trang 18

• Acid: chất chứa H và có thể điện ly trong nước tạo ra ion H + (H3O + )

• Base: chứa nhóm OH và có thể điện ly trong nước tạo ra ion OH

-• Phản ứng giữa acid và base gọi là phản ứng trung hòa

 Thuyết Arrhenius có nhiều hạn chế

• Có những chất không chứa nhóm OH - nhưng trong nước vẫn có

tính base: NH3, amin hữu cơ, KCN, Na2S

• Chất không chứa H vẫn có tính acid: Al2(SO4)3, Cu(NO3)2

Trang 19

5 THUYẾT ACID-BASE

5.2 Thuyết Bronsted – Lowry (thuyết proton)

• Acid là một phần tử (phân tử, ion) có thể cho một proton H +

• Base là một phần tử (phân tử, ion) có thể nhận một proton H +

 Base phải có một cặp e tự do để có thể tạo liên kết với H +

Base Acid liên hợp

• HA/A-và BH+/ B là các cặp acid – base liên hợp

Trang 20

• Độ mạnh tương đối của một acid hay base được đo bởi

xu hướng dễ hay khó khi cho hay nhận proton

HCl + H2O  H3O++ Cl

-CH3COOH + H2O ⇆ H3O++ CH3COO

-• Độ mạnh của acid hay base thay đổi theo dung môi

Vd: CH3COOH là acid yếu trong nước nhưng là acid mạnh

trong NH3lỏng

• Phản ứng acid – base: quá trình vận chuyển proton giữa 2

cặp acid - base liên hợp

A1 + B1 ⇆ A2 + B2

Acid 1 base 2 acid 2 base 1

• Chiều xảy ra của phản ứng: phản ứng xảy ra theo chiều

1 acid mạnh hơn + 1 base mạnh hơn  1 acid yếu hơn +

1 base yếu hơn

• Thuyết Bronsted là thuyết hiện đại, được sử dụng rộng rãi

trong hóa học hiện nay

Trang 21

 Thuyết Lewis khái quát hơn về khái niệm acid: acid

không nhất thiết phải chứa H để cho proton mà là những

Trang 22

6 SỰ ĐIỆN LY CỦA NƯỚC THANG pH

6.1 Sự điện ly của nước

6.2 Thang pH

6.1 Sự điện ly của nước

• Nước là dung môi lưỡng tính, vừa cho vừa nhận proton

Trang 23

Ở 25 oC

• Nồng độ nước nguyên chất = 1000/18,02

=> Tích số ion (Kn) của nước

Dung dịch Giới hạn chung ở 25 o C

Acid [H3O + ] > [OH - ] [H3O + ] > 10 -7 [OH - ] < 10 -7

Trung tính [H3O + ] = [OH - ] [H3O + ] = 10 -7 [OH - ] = 10 -7

Base [H 3 O + ] < [OH - ] [H 3 O + ] < 10 -7 [OH - ] > 10 -7

VD: Cho biết dung dịch X là acid, base hay trung tính, biết

nồng độ H3O+của dung dịch X bằng 3,0 x 10-11M

Giải:

Bảng Phân loại acid, base theo nồng độ H3O+và OH

Trang 24

-6 SỰ ĐIỆN LY CỦA NƯỚC THANG pH

Trang 25

7 CÂN BẰNG ACID-BASE

7.1 Sự điện ly của các acid và base yếu

7.2 Mối quan hệ giữa Kavà Kbcủa một cặp acid – base

-• Với dung dịch đủ loãng, và mục đích thực hành, dùng đại lượng Ka

• Ka: hằng số (điện ly) acid

• pKa: chỉ số sức acid

• Ka càng …… => acid càng mạnh

Trang 28

3-7 CÂN BẰNG ACID-BASE

7.3 Sự điện ly của acid, base đa chức Chất lưỡng tính

• Một ion có thể đóng vai trò như một acid hay một base

được gọi là chất lưỡng tính

• Vd: H2PO4-, HPO4

2-8.CÁCH TÍNH pH CỦA MỘT SỐ

DUNG DỊCH8.1 Dung dịch acid mạnh, base mạnh

8.2 Dung dịch chứa một cặp acid – base liên hợp

8.3 Dung dịch acid – base đa chức

8.4 Dung dịch muối

Trang 29

8 CÁCH TÍNH pH CỦA MỘT SỐ DUNG DỊCH

8.1 8.1 Tính pH của dung dịch acid mạnh đơn chức

• Acid mạnh HA, có nồng độ Ca (mol/l) điện ly hoàn toàn trong nước

Trang 30

8.2 Tính pH của dung dịch base mạnh đơn chức

• Base mạnh BOH, nồng độ Cb (mol/l) điện ly hoàn toàn trong nước

• Giải phương trình (2) tìm ra [OH - ] hoặc [H3O + ] => pH

• Nếu Cb  1,12.10 -7 M thì bỏ qua [OH - ] của nước

Trang 31

8.3 Dung dịch chứa một cặp acid-base liên hợp

• Acid yếu đơn chức

• Base yếu đơn chức

• Dung dịch gồm:

Một acid yếu và muối của nó

Một base yếu và muối của nó

• Trong dd tồn tại 4 ion có nồng độ chưa biết [H3O + ], [OH - ], [A - ] và

[HA]

• Ta có: Ca + Cb = [HA] + [A - ]

[H3O + ] = [A - ] + [OH - ]

Trang 32

8.3.1 Tính pH của dung dịch acid yếu đơn chức

• Dung dịch chỉ chứa 1 acid yếu nên Cb = 0,

• Vd: tính pH của dung dịch: CH3COOH 0,05 M có Ka= 1,8 x 10 -5

Giải:

• Áp dụng công thức (6)

• Nhận xét [H3O + ] > 4,47.10 -7 M => bỏ qua [H3O + ] do nước điện ly ra

• Kiểm tra giả thiết 5%: Ca/Ka= 2777 >> 400

• Vậy

Trang 33

• Vd: tính pH của dung dịch: HCN 1 10 -4 M có Ka= 6,2 x 10 -10

Giải:

• Áp dụng công thức (6) => [H3O + ] = 2,49 10 -7 < 4,47.10 -7 M =>

không thể bỏ qua [H3O + ] do nước điện ly ra => dùng công thức (4)

• Thấy Ca = 1 10 -4 > 8,49 10 -6 => Có thể tính gần đúng theo công

thức

=>

(7)

8.3.2 Tính pH của dung dịch base yếu đơn chức

• Dung dịch chỉ chứa 1 base yếu nên Ca = 0, và

Trang 34

8.3.2 Tính pH của dung dịch base yếu đơn chức

• Vd: tính pH của dd cocain base 0,0025 M, có Kb= 2,6 10-6

8.3.3 Tính pH của dung dịch chứa một cặp acid-base liên hợp

Dung dịch gồm:

• Acid yếu và muối của nó: vd CH3COOH và CH3COONa

• Hoặc một base yếu và muối của nó: vd: NH4Cl và NH3

• Ca, Cb lớn hơn nhiều [H3O + ] và [OH - ] của nước

(8)

Trang 35

8.4 Dung dịch chứa acid, base đa chức

8.4.1 Acid đa chức

• HnA có nấc phân ly trước lớn hơn rất nhiều nấc phân ly kế tiếp

• Khi Ka1/ Ka2 10 3 – 10 4 , Xem [H3O + ] được tạo thành chủ yếu từ

8.5 Tính pH của dung dịch muối

8.5.1 Muối của acid mạnh và base mạnh

8.5.2 Muối của acid mạnh và base yếu

8.5.3 Muối của acid yếu và base mạnh

8.5.4 Muối của acid yếu và base yếu

Trang 36

8.5.1 Muối của acid mạnh và base mạnh

• Muối tạo bởi ion kim loại IA, IIA (trừ Be2+) và anion của

acid mạnh NO3-, Cl-, Br-, I-, ClO4-, HSO4

-• Tạo ra dung dịch có pH  7

8.5.2 Muối của acid mạnh và base yếu

• Tạo ra dung dịch có pH < 7

• pH được tính như với một acid yếu

Trang 37

8.5.3 Muối của acid yếu và base mạnh

• Tạo ra dung dịch có pH > 7

• pH được tính như với một base yếu

8.5.4 Muối của acid yếu và base yếu

• Tạo ra môi trường acid, base hay trung tính phụ thuộc

vào độ mạnh acid hoặc base tương đối của các ion

• pH không phụ thuộc vào nồng độ muối, chỉ phụ thuộc

vào giá trị của hai hằng số cân bằng

Trang 38

8.5.4 Muối của acid yếu và base yếu

• Vd: Tính pH của dung dịch NH4CN 0,1 M

Ka(1) = 5,7 10-10

Ka(2) = 6,2 10-10

Định dạng
Số trang	38
Dung lượng	1,12 MB