HÓA PHÂN TÍCH ĐỊNH LUẬT bảo TOÀN

Bài thuyết trình về định luật bảo toàn trong bộ môn hóa phân tích của trường đại học công nghiệp thực phẩm TPHCM Gồm: định luật bảo toàn Proton, nồng độ đầu, điện tích, Xây dựng phương trình ĐKP, hệ quả, cách giải toán,...

ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN PROTON

Nồng độ proton trong dung dịch ở trạng thái cân bằng là tổng nồng độ proton mà các chất ở trạng thái

so sánh đã giải phóng ra trừ đi tổng nồng độ proton

mà các chất ở trạng thái so sánh đã thu vào để đạt tới

cân bằng.

Pt bảo toàn proton của 1 dung dịch acid-bazo là pt biểu

diễn sự trao đổi proton của các acid-baz có trong dd đó qua

nồng độ cân bằng của các cấu tử trong dung dịch: Số mol

proton của các acid cho luôn bằng số mol proton của các baz nhận

B1: Chọn mức không (MK)

B2:Viết các cân bằng cho-nhận proton của các chất ở MK

B3:Viết biểu thức ĐKP và biến đổi về dạng đơn giản nhất

1 Xây dựng phương trình ĐKP:

Nếu KHÔNG có phàn ứng Chọn MK là TPBĐ VD:Dd HCl +HAx

 Nước nguyên chất: mức không H2O H2O H ⇌ + + OH-

- DD chứa hh CH3COONa C1M và NaOH C2M

CH3COONa → CH3COO- +Na+

- DD chứa hh CH3COOH C1M và CH3COONa C2M

CH3COONa→ CH3COO - + Na+

Mức không: CH3COOH và H2O

BẢO TOÀN NỒNG ĐỘ ĐẦU

dạng tồn tại của cấu tử đó trong dung dịch

H3PO4

H2PO4

- Na2CO3 CM

BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH

Trong một hệ vật cô lập về điện, tổng đại số của các điện tích là không đổi.

Hệ cô lập về điện là hệ vật không có trao đổi

điện tích với các vật khác ngoài hệ.

- Điện tích luôn luôn xuất hiện hoặc mất đi từng cặp có giá trị bằng nhau nhưng ngược dấu.

- Khi hỗn hợp kim lại phóng ra bao nhiêu mol electron thì tổng điện tích dương của các cation kim loại tương ứng sẽ có bấy nhiêu mol đơn vị điện tích dương.

hệ quả 1:

-  Trong các phản ứng oxi hóa khử thì tổng số mol electron do các nguyên tố khử cho phải bằng tổng số mol electron do các nguyên tố oxi hóa nhận.

+ Bán phản ứng oxi hóa kim loại:     M  -   ne   →  Mn+

Nguyên tố kim loại cho bao nhiêu mol e thì cation kim loại ấy có bấy nhiêu mol đơn vị điện tích dương (+).

+ Bán phản ứng khử gốc phi kim:   A  +  ne   →  

An-Nguyên tố phi kim A nhận bao nhiêu mol e thì anion tương ứng tích được bấy nhiêu mol đơn vị điện tích âm (-).

Vận dụng hệ quả 2 để cân bằng phản ứng oxi hóa khử

hệ quả 2:

Một hỗn hợp gồm nhiều chất khử có độ tăng số oxi hóa không đổi và khối lượng cho trước sẽ phóng ra một số mol electron không đổi cho mọi tác nhân oxi hóa khi phản ứng oxi hóa khử xảy ra.

Vận dụng hệ quả 3 để giải nhanh nhất bài toán “siêu kinh

điển” và các bài toán về hỗn hợp gồm nhiều chất khử tác dụng với nhiều dung dịch axit khác nhau.

hệ quả 3:

- Thể hiện bản chất điện hóa của các phản ứng điện phân xảy ra ở bề mặt các điện cực của bình điện phân và định luật Faraday:  điện lượng Q = It tải qua bình điện phân thì số mol electron do catot phóng ra = số mol electron do anot thu vào = ne 

-  Điện tích của 1 mol electron thì bằng 1 Faraday: 

Dạng 1: Áp dụng đơn thuần định luật bảo toàn điện tích 

Một dung dịch có chứa 4 ion với thành phần :

0,01 mol Na+, 0,02 mol Mg2+, 0,015 mol SO42− , x mol Cl−  Giá trị của x là 

Dạng 2 : Kết hợp với định luật bảo toàn khối lượng 

DdA có 0,1 mol Fe2+, 0,2 mol Al 3+, x mol Cl–, y mol SO4

2-Tính số mol Cl– và số mol SO42- biết khi cô cạn dung thu được 46,9 gam chất rắn khan

Giải:

Áp dụng định luật bảo toàn điện tich ta có:

Số mol điện tích dương = số mol điện tích âm

0,1*2 + 0,2*3 = x*1 + y*2 Hay  x + 2y = 0,8  (1)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có :

Khối lượng chất rắn khi cô cạn dd=

m Fe2+ + m Al3+ + m Cl- + mSO42- Hay 35,5x + 96y = 35,9(g) (2)

Giải hệ (1), (2) ta được

x =0,2 mol

y = 0,3 mol

Dạng 3 : Kết hợp với bảo toàn nguyên tố

Cho hỗn hợp X gồm x mol FeS2 và 0,045 mol Cu2S tác dụng vừa đủ với HNO3 loãng, đun nóng thu được dung dịch chỉ chứa muối sunfat của các kim loại và giải phóng khí NO duy chất Giá trị của x là: 

Dạng 4: Kết hợp với việc viết pt ở dạng ion thu gọn 

Cho tan hoàn toàn 15,6 gam hỗn hợp gồm Al và Al2O3 trong 500 ml dung dịch NaOH 1M thu

được 6,72 lít H2(đktc) và dung dịch X Thể tích HCl 2M tối thiểu cần cho vào X để thu được lượng kết tủa lớn nhất?

A. 0,175 lít.     B. 0,25 lít.      C. 0,125 lít.       D. 0,52 lít. 

Giải: 

Dung dịch X chứa các ion Na+ ; AlO2- ; OH− dư(có thể). 

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 

n AlO2-  + nOH− = nNa+ = 0,5 mol

Khi cho HCl vào dung dịch X: 

H+ +OH− → H2O (1) 

H+ + AlO2- + H2O→Al(OH)3 (2) 

3H+ +Al(OH)3 → Al3+ + 3H2O (3) 

Để kết tủa là lớn nhất    không xảy ra (3) và  nH⇒ + = n AlO2- + nOH− = 0,5 mol 

 VHCl= 0,5/2=0,25 (lít) 

⇒

    ⇒ Đáp án B