- Trang Chủ
- Hoá học
- Bài giảng Hóa phân tích - Chương 2: Các khái niệm và định luật cơ bản (Lâm Hoa Hùng)
Xem mẫu
- CHƯƠNG 2
CÁC KHÁI NIỆM VÀ
ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN
1
- NỘI DUNG
1. DUNG DỊCH VÀ NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH
¾ Khái niệm dung dịch
¾ Các loại nồng độ dung dịch và cách biểu thị
¾ Các cách quy đổi giữa các dạng nồng độ
2. CÂN BẰNG HOÁ HỌC – ĐL TÁC DỤNG KHỐI
LƯỢNG
3. ĐỊNH LUẬT TÁC DỤNG ĐƯƠNG LƯỢNG
2
- DUNG DỊCH – NỒNG ĐỘ DD
1. KHÁI NIỆM DUNG DỊCH
Dung dịch (dd) là hệ đồng thể Tùy trạng thái tập
hợp của chất phân
do sự phân tán của các phân
tán và MT phân tán
tử hay ion vào nhau
các dạng dd khác nhau
1. R/L (dd NaCl)
chất phân tán Môi trường phân 2. L/L (Rượu/H2O)
(chất tan) tán (d_môi) 3. K/L (DD HCl)
4. R/K (bụi/ko khí)
5. R/R (hợp kim)
Thành phần thay đổi trong một
6. L/K (sương mù)
giới hạn rộng
3
- DUNG DỊCH – NỒNG ĐỘ DD
¾ Nồng độ dd: lượng chất tan trong lượng dmôi xác định.
¾ Dung dịch loãng ⇒ chất tan ít
¾ Dung dịch đậm đặc ⇒ chất tan chiếm tỷ lệ lớn.
¾ Dung dịch bão hoà ⇒ chứa chất tan tối đa.
Các đại lượng liên quan đến chất tan và dung môi
trong dung dịch
• m (g): Khối lượng chất tan • q (g) : Khối lượng dung môi
• Vx (ml): Thể tích chất tan
• V (ml) : Thể tích dd cho hoà tan m (g) vào Vx (ml) dung môi
• d (g/ml): Khối lượng riêng của dd thu được.
4
- DUNG DỊCH – NỒNG ĐỘ DD
CÁC LOẠI NỒNG ĐỘ DD
¾ Độ tan S: lượng chất tan trong 100 g dung môi để tạo
nên dd bão hoà (ở điều kiện to và P xác định).
m
S = .100
q
¾ Nồng độ khối lượng (g/l): Số g chất tan có trong 1 lít
dd m
Cg/l = .1000
V
¾ Độ chuẩn (T): Số g (hay mg) chất tan trong 1 ml DD
m m
Tg / ml = Tmg / ml = .1000
V V 5
- DUNG DỊCH – NỒNG ĐỘ DD
CÁC LOẠI NỒNG ĐỘ DD
¾ Nồng độ phần trăm (%): Có ba dạng biểu diễn
%(khối lượng/khối lượng): số g chất tan trong 100 g dd.
m
C %( KL / KL) = .100
m+q
%(khối lượng/thể tích): số g chất tan trong 100 ml dd.
m
C %( KL / TT ) = .100
V
%(thể tích/thể tích): số ml chất tan trong 100 ml dd.
Vx
C %( TT / TT ) = .100
V
6
- DUNG DỊCH – NỒNG ĐỘ DD
CÁC LOẠI NỒNG ĐỘ DD
¾ Nồng độ phần triệu (ppm): Biểu diễn khối lượng chất
tan có trong 106 lần khối lượng mẫu cùng đơn vị
1 ppm = 1 g chất tan trong 106 g hay 1000 kg mẫu
= 1 mg chất tan trong 106 mg hay 1 kg mẫu
m
C ( ppm ) = .10 6
m+q
Nếu mẫu lỏng và dd loãng ⇒ d ≈ 1 g/ml
⇒ C(ppm) = C(mg/l)
¾ Nồng độ mol: Số mol chất tan trong 1 lít dd
m 1000
CM = .
M V
7
- DUNG DỊCH – NỒNG ĐỘ DD
CÁC LOẠI NỒNG ĐỘ DD
¾ Nồng độ molan: biểu diễn số mol chất tan trong 1000
g dung môi
m 1000
Cm = .
M q
¾ Nồng độ phần mol: là tỷ số giữa số mol của cấu tử i
(ni) trên tổng số mol các chất tạo thành dd
ni
Ni =
N
8
- DUNG DỊCH – NỒNG ĐỘ DD
CÁC LOẠI NỒNG ĐỘ DD
¾ Nồng độ đương lượng: Số đương lượng chất tan trong
1 lít dung dịch.
m 1000
CN = .
Đ V
¾ Đương lượng (Đ): là phần khối lượng của nguyên tố hay
hợp chất kết hợp hay thay thế vừa đủ với một đơn vị
đương lượng, hoặc một đương lượng của nguyên tố khác
Một đơn vị đương lượng bằng 1,008 phần khối lượng H2
hay 8 phần khối lượng O2.
9
- DUNG DỊCH – NỒNG ĐỘ DD
CÁCH TÍNH ĐƯƠNG LƯỢNG
¾ Đối với nguyên tố:
MX • ĐX : Đ của nguyên tố X
ĐX = • MX : KLNT của X
n
• n : Số hoá trị của X
¾ Đối với hợp chất AB:
M AB • ĐAB : Đ của hợp chất AB
Đ AB = • MAB : KLPT của AB
n
• n : Số đơn vị đương lượng
⇒ Số đơn vị đương lượng n thay đổi tùy theo phản ứng
10
- DUNG DỊCH – NỒNG ĐỘ DD
ĐƯƠNG LƯỢNG HỢP CHẤT
¾ AB là chất oxy hoá - khử: n là số điện tử trao đổi ứng với
1 mol AB
2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O
M KMnO4 158,03
KMnO4: Mn 7+ Mn : Nhận 5 e ⇒ ĐKMnO4 =
2+ - = = 31,6
5 5
Đ(Cl2 ) = M (Cl2 ) / 2
Cl2 + 2e− → 2Cl−
Đ(HCl) = M(HCl) / 1
Đ(K2Cr2O7) = M/ 6
Cr2O72− + 6e− → 2Cr3+
Đ(CrCl3 ) = M / 3
Đ(Na2S4O6) = M / 2
S4O62− + 2e− → 2 S2O32−
Đ(Na2S2O3) = M / 1
Đ(FeSO4) = M / 1
Fe2(SO4)3 + 2e− → 2FeSO4
Đ(Fe2(SO4)3 ) = M / 2
11
- DUNG DỊCH – NỒNG ĐỘ DD
ĐƯƠNG LƯỢNG HỢP CHẤT
¾ AB là axit hay baz: n là số ion H+ hay OH- thực sự tham
gia phản ứng trong 1 mol AB.
Với các axit đơn chức (HCl, HNO3), baz đơn chức (NaOH,
KOH hay NH4OH (NH3)) ⇒ Đ = M.
Với các axit hay bazo đa chức ⇒ đương lượng tuỳ thuộc
vào phản ứng.
Ví dụ, với Na2CO3, có hai đương lượng khác nhau tuỳ phản ứng
Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl ⇒ Đ = M/1
Na2CO3 + 2HCl = NaCl + CO2 + H2O ⇒ Đ = M/2
12
- DUNG DỊCH – NỒNG ĐỘ DD
ĐƯƠNG LƯỢNG HỢP CHẤT
¾ AB là hợp chất ion (muối): ĐAB là lượng AB có khả năng
trao đổi với 1 mol ion mang điện tích +1 hay -1.
Đ(NaCl) = M/ 1
Đ(BaCl2) = M/2
Đ(Fe2(SO4)3 ) = M/6
13
- DUNG DỊCH – NỒNG ĐỘ DD
ĐƯƠNG LƯỢNG HỢP CHẤT
¾ AB là phức chất:
¾ Nếu AB là phức chất được tạo thành từ sự kết hợp ion
kim loại trung tâm Mn+ với các phối tử L (ligand) theo PỨ:
Mn+ + xL = [MLx]m
⇒ Đương lượng của phức chất (hoặc thành phần) được xác
định giống ĐL của muối
Ví dụ: Cu2+ + 4 NH3 = [Cu(NH3 )4]2+
Đ(Cu2+) = M /2
Đ [Cu(NH3 )4]2+ = M /2
Đ(NH3) = M / ½ = 2M
14
- DUNG DỊCH – NỒNG ĐỘ DD
Pha trộn từ hai dung dịch đã biết nồng độ
ma c − b
=
mb a − c
+ a, b: Nồng độ % của các dung dịch ban đầu (a > b)
+ c : Nồng độ % của dung dịch mong muốn
+ ma, mb: Khối lượng của dung dịch nồng độ a và b
Liên hệ giữa một số nồng độ thông dụng
CN 10.C %.d 10.C %.d
CM = CM = CN =
n M Đ
15
- HOẠT ĐỘ
Trong dd, các chất tan → các ion. Khi có đồng thời nhiều
ion trong dd ⇒ lực tương tác ion μ
⇒ Giảm khả năng hoạt động ion
⇒ Ion chỉ còn hiện diện với nồng độ hiệu dụng a (thay vì c)
a = f.c
hoạt độ hệ số hoạt độ (phụ thuộc μ)
1 n
Công thức tính lực ion μ μ = ∑ C i Z i
2
2 i =1
Từ μ ⇒ suy ra f theo các công thức nghiệm hay bảng tra
trong sổ tay (sách trang 30 – 31).
16
- HOẠT ĐỘ
Ví dụ : Tính hoạt độ của dung dịch KCl và của K+, Cl−
trong nước có C = 0,01M
KCl → K+ + Cl−
aKCl = aK+ = aCl− = 0,89×0,01 = 0,0089 M
Lưu ý:
Dung dịch loãng ⇒ μ ≈ 0 nên f = 1 và a = c
Hoạt độ thường được ký hiệu bằng dấu ().
Trong HPT, dd thường loãng nên thường lấy f =1
17
- QUÁ TRÌNH HOÀ TAN VÀ TẠO TỦA
Quan sát các hiện tượng sau:
Khi cho muối vào trong nước ⇒ muối tan ⇒ Hoà tan
Khi tiếp tục cho muối vào dung dịch ⇒ dung dịch bão hòa
⇒ muối không tan nữa.
Khi cho bay hơi dung dịch bão hoà ⇒ muối rắn tách ra
⇒ Quá trình kết tủa
¾ Quá trình hòa tan và kết tủa là hai hiện tượng ngược
nhau của một phản ứng thuận nghịch.
⎯⎯→
(1)
AgNO3 + NaCl ←⎯⎯ AgCl ↓ + NaNO3
(2)
Theo (1) : phản ứng tạo tủa AgCl với vkt
Theo (2) : phản ứng hòa tan AgCl với vht
(1) = (2) khi vkt = vht ⇒ Hệ đạt trạng thái cân bằng
18
- QUÁ TRÌNH HOÀ TAN VÀ TẠO TỦA
⎯⎯→
(1)
AgNO3 + NaCl ←⎯⎯ AgCl ↓ + NaNO
(2)
¾ Tại trạng thái cân bằng, tích số hoạt độ (Ag+)(Cl-) là hằng
số và được gọi là tích số tan của AgCl, ký hiệu TAgCl.
TAgCl = (Ag+)(Cl-) = aAg+.aCl-.
¾ Tổng quát:
¾ Nếu là hợp chất AB: AB↓ ⇔ An+ + Bn-
TAB = aA+.aB− = [An+].[Bn−].fA.fB
(fA,fB : hệ số hoạt độ của A,B)
¾ Nếu là hợp chất AmBn : AmBn → mAn+ + nBm−
TAmBn = aAn+m× aBm−n = [An+]m.[Bm−]n. fAm.fBn
19
- QUÁ TRÌNH HOÀ TAN VÀ TẠO TỦA
LIÊN HỆ GIỮA ĐỘ TAN VÀ TÍCH SỐ TAN
Độ tan: Với chất điện ly ít tan, độ tan là khả năng tan tối
đa → tạo thành các ion trong dung dịch.
Đơn vị độ tan: g/l hay mol/l.
Xét tổng quát, nếu AmBn là chất điện ly ít tan và trong dung
dịch không có ion nào khác hiện diện, ta có
AmBn ↔ mAn+ + nBm−
S mS nS
Do chất ít tan nên c rất nhỏ và f ~1 ⇒ a ~ c
TAmBn = [An+]m.[Bm−]n
m +n
TAmBn
S=
m m .n n
20
nguon tai.lieu . vn
