HẰNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC CÂN BẰNG HÓA HỌC ĐƠN GIẢN TRONG NƯỚC (HÓA PHÂN TÍCH SLIDE)

Trắc nghiệm, bài giảng pptx các môn chuyên ngành Y dược và các ngành khác hay nhất có tại “tài liệu ngành Y dược hay nhất”; https:123doc.netusershomeuser_home.php?use_id=7046916. Slide bài giảng môn hóa phân tích ppt dành cho sinh viên chuyên ngành công nghệ kỹ thuật, Y dược và các ngành khác. Trong bộ sưu tập có trắc nghiệm kèm đáp án chi tiết các môn, giúp sinh viên tự ôn tập và học tập tốt môn hóa phân tích bậc cao đẳng đại học chuyên ngành công nghệ kỹ thuật, Y dược và các ngành khác

Trang 1

HẰNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC CÂN BẰNG HÓA

HỌC ĐƠN GIẢN TRONG NƯỚC

CHƯƠNG 3

Trang 2

1 Trạng thái cân bằng của hệ trong dung dịch nước

2 Nhận diện các đôi acid/baz trong các phản ứng.

4 Các bài toán liên quan đến cân bằng hóa học đơn

giản trong nước.

Bài tập

Trang 3

Trạng thái cân bằng của hệ trong dung dịch nước

1. Mô tả trạng thái cân bằng trong nước của:

Trang 4

1. Mơ tả trạng thái cân bằng trong nước của:

a. HCl

HCl là acid mạnh : HCl + H2O → H3O + + Cl –

Viết dưới dạng rút gọn: HCl → H+ + Cl –

Nước là dung mơi lưỡng tính ( vừa cho, vừa nhận H+ ):

H2O + H2O  H3O + + OH – hay H2O H + + OH –

CH3COOH là acid yếu: CH3COOH + H2O H3O + + CH3COO –

hay CH3COOH H + + CH3COO – CH3COO – bị thủy phân:

CH3COO – + H2O CH3COOH + OH –

Nước cũng phân li:

H2O H+ + OH –

Trang 5

1. Mô tả trạng thái cân bằng trong nước của:

Trang 6

1 Bán cân bằng trao đổi điện tử

2 Cân bằng trao đổi điện tử

– Hằng số cân bằng, dự đoán chiều phản ứng

– Thế tương đương của dd chứa 2 đôi oxy hóa khử

CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ

Trang 7

• quá trình cho - nhận điện tử xảy ra giữa 2 dạng oxy hoá (ox) và khử (kh) của một

đôi oxy hoá khử liên hợp(ox/kh):

Trang 8

(1) chiếm ưu thế hơn (2)

Bán cân bằng trao đổi điện tử

Trang 9

H

M

ne

2

Trang 10

• Khi hiện diện trong nước, cặp ox/kh tạo cho dung dịch một thế (E), theo phương

trình Nernst:

(3)

] )

.(H )

kh (

) ox

( ln[

nF

RT E

E

(2)

] )

.(H )

kh (

) ox

( ln[

nF

RT E

E

(1)

)

kh (

) ox

( ln nF

RT E

E

m p

o

m o

Trang 11

• E0: Thế oxy hóa chuẩn, hằng số đặc trưng cho khả năng oxy hóa/khử của đôi ox/kh liên hợp, hằng số đặc trưng của bán CB TĐ ĐT.

Trang 12

• Thay hoạt độ bằng nồng độ:

(3)

) ]

.[H ]

kh [

] ox

[ lg(

n

059 ,

0 E

E

(2)

) ]

.[H ]

kh [

] ox

[ lg(

n

059 ,

0 E

E

(1)

]

kh [

] ox

[ lg n

059 ,

0 E

E

m p

o

m o

Trang 13

/ PbO

o

Pb

H lg

2

059 ,

0 E

2

[ ] 2

Cl 2 / Cl

o

Cl

1 lg

2

059 ,

0 E

E

Trang 14

• Quá trình cho - nhận điện tử xảy ra giữa 2 đôi oxy hoá - khử liên hợp khác nhau.

• Ví dụ:

Ox1 + n1e ↔ Kh1 Eo1 Kh2 - n2e ↔ Ox2 Eo2 -

n2Ox1 + n1kh2 n1Ox2 + n2Kh1

Cân bằng trao đổi điện tử

Trang 15

• Tại cân bằng, Kthuận hoặc Knghịch cho biết mức độ của phản ứng.

→ Chỉ cần xét một trong 2 giá trị thì suy ra được chiều phản ứng.

Hằng số cân bằng

12

21

n 2

n 1

n 2 nghịch

thuận

] Kh [

] Ox [

] Kh [

] Ox

[ K

1

Trang 16

• Mỗi đôi oxy hoá khử có thế như sau:

• Ở trạng thái cân bằng ta có:

Ecb = E1 = E2

] Kh [

] Ox

[ lg n

059 ,

0 E

E

] Kh [

] Ox

[ lg n

059 ,

0 E

E

2

2 2

2

0 2

1

1 1

1

0 1

+

=

+

=

Trang 17

) 1 ( K

lg ]

Ox [

] Kh [

] Ox

[ lg 059

, 0

) E

E ( n

n

: đổi biến

, n n cho vế

2 Nhân

] Kh [

] Ox

[ lg n

059 ,

0 E

] Kh [

] Ox

[ lg n

059 ,

0 E

: là Nghĩa

2 1

n 1

n 2

n 1

n 2 2

o 1

o 2

1

2 1

2

2 2

2

0 1

1 1

Trang 18

059 ,

0

) (

1

10 )

1 (

E E

Trang 19

(E1 0 – E 2 0 ) > 0:

• K(1) > K(2) → phản ứng theo chiều 1

• Ox1 có tính oxy hóa mạnh hơn Ox2

• Kh1 có tính khử yếu hơn Kh2

(E1 0 – E 2 0 ) < 0: ngược lại

→ E0 : cho biết cường độ dạng oxy hóa.

Dự đoán chiều phản ứng

n 2 Ox 1 + n 1 Kh 2 n K(1) 1 Ox 2 + n 2 Kh 1

K(2)

Trang 20

E0 càng lớn:

• Tính oxy hóa của dạng Ox càng mạnh

• Tính khử của dạng Kh càng yếu

→

đôi nào có E0 lớn hơn thì dạng oxy hóa của nó sẽ oxy hóa dạng khử

của đôi kia.

Trang 21

• Đa số các pứ oxy hóa khử xảy ra trong môi trường acid, dự đoán có thể sai vì K

đã thay đổi Giả sử H+ tham gia vào bán cân bằng của đôi Ox1/pKh1

n2Ox1 + n1kh2 n1Ox2

+n2pKh1+1/2n2mH2O←  → K  ( 1 )

Trang 22

→ giá trị K(1) phụ thuộc nhiều vào [H+] hay pH của môi trường

2 1

2

2 1

mn

n 2

n 1

p

n 1

n 2

] H

[ ]

Kh [

] Ox

[

] Kh

[ ]

Ox

[ )

1

(

Trang 23

Cách tạo ra điểm tương đương:

• Trộn 2 đôi theo số đương lượng bằng nhau:

• Thêm dần Ox1 vào Kh2 cho đến lúc đương lượng chúng bằng nhau:

→ Tại điểm tương đương: Ecb = E1 = E2 = Etđ

→ thế dd đạt được ở cân bằng tại điểm tương đương gọi là thế tương đương Etđ.

2.2 Thế tương đương của dd chứa 2 đôi oxy hóa khử

O mH n

pKh n

Ox n

mH n

Kh n

Trang 24

Thế tương đương

(2)

]

[

]

[ lg

059 ,

0

(1)

]

[

] ][

[ lg

059 ,

0

2

2 2

2 0

1

1 1

1 0

Kh

Ox n

E E

Kh

H

Ox n

E E

tđ

p

m tđ

]

[ lg

059 ,

0 ]

[

] ][

[ lg

059 ,

0

2

22

21

11

1

Kh

Ox n

E Kh

H

Ox n

E

m o

O mH n

pKh n

Ox n

mH n

Kh n

Trang 25

_

(2)

]

[

]

[ lg

059 ,

0

(1)

]

[

] ][

[ lg

059 ,

0

2

2 2

2

0 2

1

1 1

1

0 1

Kh

Ox n

E E

n

Kh

H

Ox n

E E

n

tđ

p

m tđ

]

[ ]

[

] ][

[ lg(

.

059 ,

0

E

2

21

12

1

2

02

1

01

tđ

Kh

Ox Kh

H

Ox n

n n

n

E n

+

=

Trang 26

Giả sử:

• Trộn V1(ml) dd Ox1 có nồng độ CN1 vào V2(ml) dd Kh2 có nồng độ CN2 (theo cùng số ĐL) để đạt được điểm tương đương

• Số ĐL Ox1 và Kh2 đều pứ: A

• Số ĐL Ox2 và Kh1 sinh ra: A

• Tại CB: dd (V1+V2) ml với nồng độ cuả các cấu tử tương ứng [Ox1]; [Kh1];

[Ox2]; [Kh2]

Trang 27

3 2

1 1

1

3 2

1 1

1

3 1

1 N

1

1 1

-10 ).

V V

: CB tại

ra sinh Kh

của ĐL

Số

10 ).

V V

].(

Ox [

n A

10

).V (Ox

C

: CB tại

lại còn Ox

của ĐL

Số

pKh

e n

Trang 28

3 2

1 2

2

3 2

2 N

2

3 2

1 2

2

2 2

-10 ).

V V

].(

Kh [

n A

10

V ).

Kh

(

C

: CB tại

lại còn Kh

của ĐL

Số

10 ).

V V

].(

Ox [

n

A

: CB tại

ra sinh Ox

của ĐL

Số

Kh

e

n

Trang 29

3

2

-1 1

1 3

2

-1 2

2

1 2

3

2

-1 2

2

3

2

-1 1

1

2 1

).10 V

].(V

.[Kh p

n ).10

V ].(V

.[Ox

n

ra sinh Kh

của ĐL

Số ra

sinh Ox

của ĐL

Số

).10 V

].(V [Kh

n ).10

V ].(V

.[Ox

n

Kh của lại

còn ĐL

Số Ox

của lại

còn ĐL

Số

: CB tại Vậy

+

= +

=

+

= +

=

Trang 30

) ] Kh

[

] Ox

[ ]

Kh [

] H

][

Ox

[ lg(

n

059 ,

0

n n

E n E

.

n E

: vào Thế

.p n

n ]

[Kh

]

[Ox và

n

n ]

[Kh

] [Ox

: ra Suy

2

2 p

1

m 1

2 1

2

0 2

1

0 1

tđ

2

1 1

2 1

2 2

1

+

+ +

Trang 31

1

p 1

m

2 1

2

o 2

1

o 1

tñ

] Kh

.[

p

] H

[ lg

n n

059 ,

0

n n

E n

E

n E

−

+

+ +

=

Trang 33

0,153) 6.1.(1,33-

059 ,

0

) E

E (

n n

10

10 K

10

10 K

2

0 1

0 2

Trang 34

V 176 ,

1 E

] Cr

.[

2

] 10

[ lg

1 6

059 ,

0 1

6

153 ,

0 1 33

, 1

6 E

M 0111 ,

0 ]

Cr

[

3

1 200 100

100

1 ,

0 3

) Cr

(

C ]

Cr

[

] Kh [

p

] H

[ lg

n n

059 ,

0 n

n

E n E

n E

tñ

1 2 3

14 0

tñ 3

3 N

3

1

p 1

m

2 1

2

o 2

1

o 1

+

=

− +

+

+ +

− +

Trang 35

1 Bán cân bằng trao đổi tiểu phân

Bán cân bằng tạo phức

Bán cân bằng acid – baz

Bán cân bằng tạo tủa

2 Cân bằng trao đổi tiểu phân

II CÂN BẰNG TRAO ĐỔI TIỂU PHÂN

Trang 36

Là quá trình cho - nhận tiểu phân giữa hai dạng cho D (donor) và nhận A (acceptor) trong dung dịch

K

1 2

↔ +

] [

] ][

[

1 k

D

p A

D

K = βD =

Trang 38

1 Bán CB trao đổi tiểu phân

Tổng cộng quá trình trao đổi n tiểu phân:

k 1,n

) , ,

, (

n ,

β

⇒

Trang 39

21

2

22

,

1

22

11

2

22

,

1

]

p ][

A [

] D [

] p ][ D

[

] D

[

và

]

p ][

A [

] D [

:

Mà

] p ][

A [

] D [

β β

=

= β

⇒

= β

=

β

=

β

Trang 40

• CM được: hằng số bền tổng cộng ứng với quá trình nhận một lúc nhiều tiểu phân bằng tích các hằng số bền từng nấc.

→ [Di] = β1,i [A][p] i (*)

1) n

i' (i

1

]

][

[

] [

'

1

2 1

,

1

+

= +

=

− i n

n

i i

k k

k p

A

D

β β

Trang 42

• Ký hiệu:

– [A]o: nồng độ A tại thời điểm ban đầu.

– [A]: nồng độ A tại cân bằng.

– [Di]: nồng độ phức Di tại cân bằng.

Trang 43

1 ](

A [ ]

A [

] p ].[

A [

] A [ ]

A [

] p ].[

A [

] D [

: Mà

n

1

i i

, 1 0

n

1

i i

, 1 0

i i

, 1 i

∑

β +

=

⇒

β +

=

⇒

β

=

Trang 44

A(p)

o 1

i i,

1 o

1

i i,

1 A(p)

] A

[ }

] p [ 1

{

] A

[ ]

A [

p có khi

A của

kiện điều

số hệ

: ] p [ 1

:

Đặt

α

= β

+

=

⇒

β +

= α

∑

Trang 45

∑ β +

1

i i,

1

o i

i i,

1 i

} ]

p [

1 {

] p [

] A

[ ]

D [

] p ].[

A [

] D

[

: có Ta

Trang 46

i i,

1

o i

A(p)

o 1

i i,

1 o

} ] p [

1 {

] p [

] A

[ ]

D

[

: Di phức các

độ Nồng

] A

[ }

] p [

1 {

] A

[ ]

A

[

: A độ Nồng

: CB tại

, lại Tóm

Trang 47

Hằng số đặc trưng

của các bán CB cụ thể

• Bán cân bằng tạo phức

• Bán cân bằng acid – baz

• Bán cân bằng tạo tủa

Trang 49

Bán cân bằng tạo phức

 Hằng số bền của phức EDTA với KL: trang 263

 Hằng số bền β1,i của phức KL với các ligand khác nhau: trang 245 - 262

FeY

-ß FeY - = 10 25,10

Fe 3+ + Y

Trang 51

] HA [

] A

][

H

[ k

k k

: 2 Chiều

:

1 Chiều

: acid bằng

cân số

hằng Các

A/B acid

Trang 52

A [

] OH

][

HA

[ k

Trang 53

14 A

2

baz A

10 k

k

10 k

k

] H

[

] H

[ ] O H

].[

A [

] OH

].[

HA

[

] O H

].[

A [

] OH

].[

HA

[ k

k

Trang 54

Nhận xét:

• Acid HA càng mạnh thì baz liên hợp A- càng yếu.

• Khi kHA càng lớn thì βHA càng nhỏ

• kHA tra trong sổ tay (trang 226 – 232)

• βHA, kA- : tính từ các biểu thức tương quan.

Trang 57

st

n D

D

n D

D

D n

D

T

1 ]

p ][

A [

1

.

] D [

1

* ]

p ][

A [

] D

[

.

] D [

1 và

]

p ].[

A [

] D [

=

= β

β

⇒

= β

β

⇒

= β

Trang 59

• Độ tan S của (D↓): tổng nồng độ của D chuyển vào dd (tất cả các dạng)

→ S = [D] + [A] ≈ [A]

(Thực tế: [D] rất nhỏ )

Trang 60

• Độ tan S của hợp chất AmBn:

AmBn ↔ mA n+ + nBm- S(M) mS nS

TAmBn = [An+]m [Bm-]n

= (mS)m (nS)n = mm.nn.Sm+n

Trang 61

B A

n m

n

m

T S

: B

A chất hợp

của tan

Độ

n m

+

=

Trang 62

So sánh độ bền của các tủa:

• Tủa nào có độ tan lớn hơn thì kém bền hơn.

• Tủa nào có Tst lớn hơn thì kém bền hơn ???

Trang 63

• Nếu các chất có biểu thức tích số tan giống nhau (cùng số mũ) so sánh

độ bền của các chất thông qua T và S: T và S càng lớn → tủa càng kém bền.

• Nếu các chất có biểu thức tích số tan khác nhau (khác số mũ) so sánh

độ bền của các chất thông qua S.

Trang 64

15 AgCN

08

16 AgI

28

12 AgBr

75

9 AgCl

10 T

Trang 65

4 3

6 97

,

11 AgSCN

6 89

.

19 PO

Ag

PO Ag

hôn beàn

AgSCN Tuûa

M 10

035 ,

1 S

10 T

M 10

15 ,

6 S

10

T

4 3

Trang 66

2 Cân bằng

trao đổi

tiểu phân

Trang 68

2 CB trao đổi tiểu phân

1

n 2 D

2

n 1 D

n 2

2 D

n 1

1 D

n 1

n 2

n 1

) (

)

( )

1 ( K

].[p] [A

]

[D và

].[p]

[A

]

[D

Mà

] A [

] D [

] A

.[

] D

[ )

1

(

K

2 2

1 1

2 1

1 2

= β

=

Trang 69

2

n 1

D

) (

)

( )

1 (

K

β β

=

Trang 70

] D

[ ]

D [

] A

[

1

1 2

→

Trang 71

Nồng độ của các tiểu phân ở điểm tương đương

1 2

2 1

1 2

n D

n

n 1

n

n 1

n 2

n 1

n 2

n 1

) (

)

( ]

A [

] D

[

] D

[ ]

A [

] A

[ ]

D

[ )

Trang 72

Cách biểu diễn và tính toán đối với cân bằng trao đổi tiểu phân trong thực tế:

Quy ước:

• Cân bằng xảy ra giữa các cấu tử chính là cân bằng chính.

Nồng độ của các tiểu phân ở điểm tương đương

Trang 73

Quy ước:

• Cấu tử còn lại sẽ xem là cấu tử gây nhiễu lên cân bằng chính

• Các cân bằng trao đổi tiểu phân trong thực tế được đưa về bán cân bằng để tiện biểu diễn và tính toán đỡ phức tạp Xét kỹ hơn trong chương 4.

Nồng độ của các tiểu phân ở điểm tương đương

Trang 75

1 Xét tính định lượng của một cân bằng hoá học - mức độ hữu hiệu của

biện pháp tách

Trang 76

Nguyên tắc: pH = -lg[H+]

Nồng độ H+ trong dd là nghiệm của một phương trình tổng quát được tổ hợp

từ các phương trình

– Pt trung hòa điện tích trong dd

– Pt tích số ion của nước

– Pt bảo toàn vật chất

– Pt hằng số phân ly acid –baz.

2 Tính pH của dung dịch

Trang 77

Từ đó áp dụng cho các trường hợp sau:

– Phương trình tính pH của dd acid.

– Phương trình tính pH của dd chứa 2 đơn acid HA1, HA2.– Phương trình tính pH của dd baz.

– pH của dd gồm acid và baz liên hợp.

2 Tính pH của dung dịch

Trang 78

XÂY DỰNG CÔNG THỨC TÍNH pH CHO DD ĐƠN ACID HA CÓ [HA]0 = CHA

Trang 79

Trong dd nước, có CB:

HA ↔ H+ + H2O ↔ H + + OH-

Trang 80

pH của dd đơn acid HA

(4)

]

HA [

] ].[A

[H k

: acid CB

số hằng

PT

(3)

C ]

[A [HA]

: lượng khối

toàn bảo

PT

(2) 10

k ]

].[OH [H

: nước của

ion số tích

PT

(1) ]

[A ]

[OH ]

[H

: tích điện hòa

trung

PT

HA

-HA -

14

O

-H -

-

-2

+

+ +

=

•

= +

Trang 81

] OH

[ ]

H [

])) OH

[ ]

H ([

C (

k ]

H [ )

1

(

] A

[

]) A

[ C

.(

k ]

H [ )

3

(

] A

[

] HA [

k ]

H [ )

4

(

HA HA

HA

− +

−

+ +

−

− +

Trang 82

] [H

10 ]

H [

)) ] [H

10 ]

H ([

C (

k ]

H

[

] [H

10 ]

[OH

: Mà

14 -

14 - HA

HA

-14 -

+ +

+

+ +

Trang 83

14-2

14HA

HAHA

2HA

10 ]

H [

10

k ]

H [

C k

] H [

k ]

H

[

−

+ +

−

=

Trang 84

0 10

k

] H

)[

10 C

k

(

] H

[ k

] H

[

14 HA

HA

2 HA

+

Trang 85

Một số công thức

đơn giản dùng tính pH DD

Trang 86

] H

[

Trang 87

pH DD chứa 1 acid yếu

HA HA

2

1 HA

HA

HA HA

2

C

lg 2

1 -

pK 2

1 pH

) C

k

lg(

] H

lg[

pH

C k

] H

Trang 88

[

Trang 89

A -

A

Ai Ai

2

C

lg 2

1 pK

2

1 14

pH

C

lg 2

1

-

pK 2

1 pOH

C k

] OH

[

Trang 90

pH DD chứa 1 baz yếu

HA A

HA

14 A

HA

14 A

pK 2

1 7

pK 2

1

k

lg 2

1 7

pK 2

1

) k

/ 10

lg(

pK

k /

10 k

Trang 91

pH DD chứa 1 baz yếu

−

+ +

= HA lg C A

2

1 pK

2

1 7

pH

Trang 92

DD đệm có thể cấu tạo bởi:

• Acid yếu và baz liên hợp

Trang 93

pH DD đệm

A

B HA

C

C lg

pK pH

: đệm dd

pH

+

=

•

Trang 94

Đệm năng (dung lượng đệm) của DD đệm: β

• Khả năng điều hòa pH trong 1 giới hạn xác định.

• Biểu diễn bằng số mol acid mạnh hay baz mạnh thêm vào 1 lít DD đệm để

pH của nó thay đổi 1 đơn vị pH.

pH DD đệm

Trang 95

pH DD đệm

pH

C pH

Trang 96

• pH của hợp chất ion cấu tạo bởi acid mạnh + baz mạnh

→ pH = 7

Trang 97

• pH của hợp chất ion cấu tạo bởi acid mạnh + baz yếu

(*)

C

lg 2

1 pK

2 1

Trang 98

1 7

Trang 99

Áp dụng chung cho đa số trường hợp thoả mãn: ĐK: kHA ≥ 10 -7 & C HA ≥ 10 -6 M

[H+]2 + kHA[H +] - k HA.CHA = 0

Trang 100

⇒

Định dạng
Số trang	100
Dung lượng	552,76 KB