Thực hành Hóa lý Hóa keo: Cân bằng phân bố

Bài 1: CÂN BẰNG PHÂN BỐ
I. Câu hỏi chuẩn bị
1. Định nghĩa hằng số phân bố, biểu thức tính hằng số phân bố của I2 trong hệ hai
cấu tử nước và Toluen?
- Ở mỗi nhiệt độ, tỷ lệ nồng độ của cấu tử thứ ba trong hai pha loãng cân bằng được gọi là
hằng số phân bố. Hằng số phân bố là đại lượng không đổi, không phụ thuộc vào nồng độ.
K=

C1
C2

K: hằng số phân bố ; C1, C2 là nồng độ của cấu tử tan trong dung môi 1 và 2
- Biểu thức tính hằng số phân bố của I2 trong hai hệ cấu tử nước và Toluen:
KPB =

[I2 ]Toluen
[I2 ]H2O

2. Định nghĩa hằng số cân bằng của phản ứng? Viết biểu thức tính hằng số cân bằng
của phản ứng I2 với KI?
- Hằng số cân bằng là tỷ lệ của tích nồng độ các sản phẩm của phản ứng và tích nồng độ
các chất phản ứng ở trạng thái cân bằng. Hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch chỉ
phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng.
- Cân bằng hóa học là trạng thái của phản ứng thuận nghịch khi tốc độ phản ứng thuận
bằng tốc độ phản ứng nghịch. Lượng chất tham gia phản ứng mất đi bao nhiêu trong phản
ứng thuận thì cũng sinh ra bấy nhiêu trong phản ứng nghịch nên nồng độ các chất không
thay đổi khi hệ đạt trạng thái cân bằng.
- Biểu thức tính hằng số cân bằng của phản ứng I2 với KI:
KCB =

[KI3 ]

[KI] × [I2 ]

3. Giải thích vì sao phải thêm KI vào các dung dịch chứa I2 trước khi chuẩn độ?
- Độ tan của I2 tương đối nhỏ nên I2 trong hai dung môi Toluen và H2O ở dạng dầu. Vì
vậy, để chuẩn độ được, phải thêm KI vào để chuyển I2 ở dạng dầu sang nước.


II. Kết quả
1. Xác định hằng số phân bố I2 giữa lớp Toluen và H2O
Bình

VNa2S2O3

VNa2S2O3

VNa2S2O3

VNa2S2O3

lần 1 (ml)

lần 2 (ml)

lần 3 (ml)

TB (ml)

[I2] (mol/l)

1 (I2/Toluen)

8,80

8,90

8,80

8,83

0,02

2 (I2/H2O)

2,10

2,10

2,20

2,13

5,325 x 10-5

[I2 ]Toluen =
[I2 ]H20 =

8,83 × 0,01
2×2

2,13 ×0,001

20 × 2

KPB trung bình=

KPB

375,59

= 0,02 (mol/l)

= 5,325 x 10-5 (mol/l)

[I2 ]Toluen
[I2 ]H2O

=

0,02
5,325 ×10−5

= 375,59

2. Xác định nồng độ các chất tham gia phản ứng và hằng số cân bằng
Bình

VNa2S2O3

VNa2S2O3

VNa2S2O3

VNa2S2O3

lần 1 (ml)

lần 2 (ml)

lần 3 (ml)

TB (ml)

[I2] (mol/l)

1 (I2/Toluen)

15,10

15,20

15,20

15,17

[I2] Toluen= 0,02

2 (I2/H2O)

1,80

1,90

1,80

1,83

[I2]TC= 2,2875 x 10-4

[I2 ]Toluen=
[I2 ]TC =

15,17 ×0,005
2×2

1,83 ×0,005
20 × 2

= 0,02 (mol/l)

= 2,2875 x 10-4 (mol/l)

- Xác định nồng độ [I2]H2O nhờ có KPB:
Phương trình cân bằng phân bố của I2 giữa lớp nước và lớp Toluen:
KPB=

[I2 ]Toluen
[I2 ]H2O


Suy ra:
[I2]H2O=

[I2 ]toluen
KPB

=

0,02
375,59

= 5,32 x 10-5 (mol/l)

- Xác định nồng độ [KI3]
[I2]TC= [I2]H2O + [KI3]
Suy ra: [KI3] = [I2]TC – [I2]H2O= 2,2875 x 10-4 - 5,32 x 10-5 = 1,7555 x 10-4 (mol/l)
- Xác định nồng độ [KI]
[KI]= [KI]BĐ – [KI3] = 0,01- 1,7555 x 10-4 = 9,82445 x 10-3 (mol/l)
- Tính KCB trung bình:
KCB =

[KI3 ]
[KI] × [I2 ]

=

1,7555 × 10−4
9,82445 ×10−3 ×5,32× 10−5

= 335,88