Bài giảng Hóa đại cương - Chương 14: Cân bằng trong dung dịch chất điện ly khó tan cung cấp cho người học các kiến thức: Chất điện ly khó tan cân bằng trong dung dịch, tích số tan, tích số tan và độ tan,.... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Trang 1CHƯƠNG 14
CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LY KHÓ TAN
Trang 2CHẤT ĐIỆN LY KHÓ TAN CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH
Trong dung dịch nước bão hòa của chất điện
ly khó tan có cân bằng dị thể:
Hằng số cân bằng ( a là hoạt độ):
dd nB
dd mA
r B
n m
m n
B A
n A
m A
a
a a
K
Trang 3TÍCH SỐ TAN
Vì chất khó tan có độ tan rất nhỏ, nên trong dung dịch bão hoà xem nồng độ bằng hoạt độ, hoạt độ của chất rắn là hằng số:
Đặt T = K’, gọi là tích số độ tan, hay là tích số tan:
n B
m A
n B
m A B
A
m n
m n
n m
C C
K
const a
a a
K
'
n B
m
A n C m C
T
Trang 4 Ví dụ:
BaSO4(r) Ba+2(dd) + SO4-2 (dd)
T = [Ba+2][SO4-2]
Tích số tan phụ thuộc nhiệt độ (nên thường phải chỉ ra giá trị T tại nhiệt độ nào), pH, nồng độ các ion, chất tan khác trong dung dịch…
Liên hệ giữa tích số tan và thế đẳng áp
0 0
0
S T
H T
ln RT
G
n
m B A
Trang 5TÍCH SỐ TAN VÀ ĐỘ TAN
n m n
m n
m
T
n B m
n m
n m
B A
n m
T
Trang 6 Điều kiện tan kết tủa
Điều kiện tạo kết tủa
n m
m
n B
m
C
n m
m
n B
m
C
Trang 7BẢNG TÍCH SỐ TAN Hợp chất Công thức Nhiệt độ T
Aluminum Hydroxide anhydrous Al(OH) 3 25°C 3×10 –34
Barium Bromate Ba(BrO 3 ) 2 25°C 2.43×10 –4
Barium Sulfate BaSO 4 25°C 1.08×10 –10 Barium Sulfate BaSO 4 50°C 1.98×10 –10
Beryllium Hydroxide Be(OH) 2 25°C 6.92×10 –22
Calcium Carbonate calcite CaCO 3 25°C 0.87×10 –8
Calcium Phosphate tribasic Ca 3 (PO 4 ) 2 25°C 2.07×10 –33
Trang 8Hợp chất Công thức Nhiệt độ T
–12
–11
–16 ; 1.43×10 –
20
Trang 9Hợp chất Công thức Nhiệt độ T
Manganese Sulfide
–22
Mercuric Hydroxide
–53 to 2×10 –
49
Silver Chloride AgCl 25°C 1.56×10 –10
Silver Chloride AgCl 50°C 13.2×10 –10
Silver Chloride AgCl 100°C 21.5×10 –10
–14
Trang 10Ảnh hưởng các ion trong dung dịch đến S
Khi thay nồng độ bằng hoạt độ, ta có:
I Z
Z
f
n
n m
n m B A
n m
B A
n m
n m
f n m
T S
2
2
1
i
i Z C I
Trang 11 Khi thêm chất lạ không có ion chung với chất điện ly:
Lực ion I tăng, làm hệ số hoạt độ f giảm dẫn đến làm tăng độ tan của chất điện ly.
Ví dụ: Tính số tan của Ag2CrO4 là 2x10-12 trong nước
3 2
1 2
2 4 4
2
4 2
2
2 4 4
2
C C
C C
C T
CrO Ag
CrO Ag
CrO Ag
CrO Ag
Trang 12 Trong đó
Mà nồng độ [CrO4 -2] trong dung dịch bằng độ tan của Ag2CrO4, tức là S = 7.9x10-5 M
l mol
T C
C C
C C
C T
CrO
CrO Ag
CrO Ag
/ 10
9
7 4
10 2
4
4 2
5 3
12 3
3 2
1 2
2 4
2 4 4
2
Trang 13 Bây giờ, nếu xét Ag 2 CrO 4 trong dung dịch 0.01N
Do nồng độ Ag + và CrO 4 -2 quá nhỏ so với K +
và NO 3 - , nên:
2 2
2 2
'
1 1
2
1 2
1
3
2
CrO
C I
01 0 1
1 2
'
3
NO
C I
Trang 14 Độ tan tăng:
l mol
S
f Ag CrO
/ 10
4 1 794
0 4
10 2
794
0
4 3
3
2 '
'
4 2
77
1 10
9 7
10 4
1
5 4
Trang 15 Khi thêm chất lạ có ion chung với chất điện ly khó tan:
I và f tăng, nhưng do nồng độ ion chung tăng mạnh hơn nên làm cho độ tan phải giảm xuống theo nguyên lý chuyển dịch cân bằng.
Ví dụ: Xét ví dụ trên nhưng trong dung dịch
AgNO3 0.01N.
I, f vẫn như trên, I = 0.01, f = 0.794
Trang 16 Nhưng khi có mặt Ag+
Ở đây nồng độ [CrO4-2] trong dung dịch bằng độ tan của Ag2CrO4, vì vậy độ tan giảm:
2 4
2 4 4
2
2 1
2
01
0
CrO CrO
Ag CrO
T
l mol
T
4 2
2 4
3 8
5
10 11
.
4 10
2
10 22
8