Bài giảng môn Hóa học đại cương: Chương 3 - Dung dịch

lOMoARcPSD|16991370

Chương 3: DUNG DỊCH
A.Đại cương về dung dịch
I.Định nghĩa và phân loại dung dịch
1.Định nghĩa dung dịch

- Là 1 hệ thống khuyếch tán bao gồm 1 hay nhiều
hạt có kích thước nhỏ của chất này phân bố vào
trong chất kia.
O2 (chất phân tán)
VD1: Khơng khí
N2
VD2: Vodka 290

(Mơi trường phân tán)

Dung dịch khí
C2H5OH (chất phân tán)
H2O (Mơi trường phân tán)
Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()

32


lOMoARcPSD|16991370

Al (Môi trường phân tán)
VD3: Hợp kim Đuyra

Mn, Cr, Ni,... (chất phân tán)

Dung dịch rắn

2.Phân loại dung dịch
(Theo kích thước của hạt phân tán)
Dung dịch thô
- d > 10 -5cm:
VD: Nước sông Hồng
Dung dịch keo
- 10-7 < d < 10 -5cm:
VD: Hồ tinh bột, lòng trắng trứng, Al(OH)3
- d < 10 -7cm:

Dung
dịch thực
Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()

Dung dịch điện ly
33
Dung dịch phân
tử


lOMoARcPSD|16991370

II.Các loại nồng độ
1.Nồng độ phần trăm (C%)
2.Nồng độ mol/l (CM)
3.Nồng độ molan (Cm)

n
Cm =
.1000
m dm

4.Nồng độ phần mol (xi)

ni
xi=
n hh
34

Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()


lOMoARcPSD|16991370

III.Q trình hịa tan. Nhiệt hịa tan. Độ tan và các yếu
tố ảnh hưởng
1.Q trình hịa tan
Q trình phá vỡ ΔHp >0
mạng tinh thể
Q trình tan
Q trình solvat hóa ΔHs <0
Q trình kết tinh
Khi tốc độ kết tinh

=

Tốc độ hịa tan

Dung dịch thu được gọi là dung dịch bão hòa
2.Nhiệt hòa tan (ΔHT = ΔHp + ΔHS
* Đa số chất rắn hoặc lỏng: ΔHT >0
Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()

35


lOMoARcPSD|16991370

* Chất khí: ΔHT < 0
Vì chất khí khơng có mạng tinh thể nên ΔHp=0
ΔHT = ΔHs< 0
3.Độ tan (S)
- Là nồng độ của dung dịch bão hòa tại 1 nhiệt độ
xác định
4.Các yếu tố ảnh hưởng tới độ tan
a. Chất rắn
- Nhiệt độ: Chất tan (R) ↔ Chất tan (dd) ΔHT >0
T tăng thì CB chuyển dịch theo chiều thuận
T tăng thì S tăng
36

Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()


lOMoARcPSD|16991370

- Dung mơi: Các chất phân cực thì tan tốt trong dung

mơi phân cực và ngược lại
b. Chất khí
- Nhiệt độ: Chất tan (k) ↔ Chất tan (dd) ΔHT < 0
T tăng thì CB chuyển dịch theo chiều nghịch
T tăng thì S giảm
- Áp suất:

Chất tan (k) ↔ Chất tan (dd)
P tăng thì CB chuyển dịch theo chiều thuận
P tăng thì S tăng

- Dung mơi:
37

Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()


lOMoARcPSD|16991370

B.DUNG DỊCH PHÂN TỬ (chất tan không điện ly và
không bay hơi)

I.Áp suất hơi bão hòa

1.Áp suất hơi bão hòa của chất lỏng
Quá trình bay hơi
Quá trình ngưng tụ

Khi tốc độ bay hơi = tốc độ ngưng tụ
Lượng hơi trên bề mặt chất lỏng khơng đổi

*Áp suất hơi bão hịa của chất lỏng (P0):
- Là áp suất gây ra bởi lượng hơi trên bề mặt
chất lỏng tại 1 nhiệt độ xác định.
*P0 phụ thuộc: Nhiệt độ
Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()

38


lOMoARcPSD|16991370

2.Áp suất hơi bão hịa của dung dịch
(Chất tan khơng điện ly, khơng bay hơi)
Q trình bay hơi

Q trình ngưng tụ
*Áp suất hơi bão hòa của chất dung dịch (P):
- Là áp suất gây ra bởi lượng hơi trên bề mặt dung
dịch tại 1 nhiệt độ xác định.
*Tại cùng 1 nhiệt độ:

P0 >

P

Vì:

- Do 1 số phân tử dung mơi trên bề dung dịch bị
thay thế bởi các phân tử chất tan
- Do các phân tử chất tan bị solvat hóa có kích

thước lớn ngăn cản sự bay hơi của các phân tử
dung môi.
Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()

39


lOMoARcPSD|16991370

T

*P phụ thuộc:

C Khi C

P

*Định luật Raun 1:
- Bằng thực nghiệm:

N
PP .
Nn
0

Áp suất hơi bão hịa
của dung dịch

Số mol dung
mơi

Số mol
chất tan

Áp suất hơi bão hịa
của dung mơi

40

Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()


lOMoARcPSD|16991370

N
P  P  P .
Nn
0

Đặt ΔP = P0 - P

0

N 

P  P 1 

 Nn
0

n

P  P .
Nn
0

II.Nhiệt độ sôi
1.Điều kiện sôi của chất lỏng
Khi Pbh = Pkq

2.Nhiệt độ sôi của dung dịch
* Cùng T: P <

P0

t

0
s (dd)

t

0
s (dm)

Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()

41


lOMoARcPSD|16991370

* t0s(dd) phụ thuộc:

Pkq
C Khi C

P

*Định luật Raun 2:

t s = t

0
s (dd)

t

0
s (dm)

-Bằng thực nghiệm:

t s = ks .Cm

nct
.1000
t s = ks .
mdm
mct
.1000
t s = ks .

M.mdm
Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()

Hằng số nghiệm
sôi
Nồng độ molan

42


lOMoARcPSD|16991370

3.Q trình sơi
- Chất lỏng ngun chất:

t0S= const

- Dung dịch:
Khi T tăng

Dung mơi bay hơi
C tăng

Khi C bão hịa

III.Nhiệt độ đông đặc

t0S tăng
t0s không đổi

1.Điều kiện đông đặc của chất lỏng
Khi P(R) = P(L)
2.Nhiệt độ đông đặc của dung dịch
* Cùng T: P < P0

0
t 0d(dd)  t d(dm)

Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()

43


lOMoARcPSD|16991370

* t0d(dd) phụ thuộc: C
*Định luật Raun 3:

t d = t 0d(dm)  t 0d(dd)
-Bằng thực nghiệm:

t d = kd .Cm

nct
t d = kd .
.1000
mdm

Hằng số nghiệm
đông

Nồng độ molan

mct
.1000
t d = kd .
M.mdm
44

Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()


lOMoARcPSD|16991370

3.Q trình đơng đặc
- Chất lỏng ngun chất:

t0đ = const

- Dung dịch:
Khi T giảm

Dung môi đông đặc trước
C tăng

Khi C bão hịa

t0đ giảm
t0đ khơng đổi

45

Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()


lOMoARcPSD|16991370

IV.Áp suất thẩm thấu (π)
1.Hiện tượng thẩm thấu
2.Nguyên nhân hiện tượng thẩm thấu
“Do sự chênh lệch về nồng độ”
3.Định luật VanHop
a.Khái niệm:
“Là áp lực đặt lên 1 đơn vị diện tích màng bán
thấm để làm cho hiện tượng thẩm thấu dừng lại”
b.Định luật VanHop

 = RT.C

n
 = RT.
V

m
 = RT.
M.V

Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()

46

lOMoARcPSD|16991370

Dung dịch 1: 0,1 mol C6H12O6 trong 200 gam nước
Dung dịch 2: 0,1 mol NaCl trong 200 gam nước

nct
.1000
t s = ks .
mdm

t s = t

0
s (dd)

t

0
s (dm)

Dung dịch 1: Δts= 2,50
Dung dịch 2: Δts= 50

47

Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()


lOMoARcPSD|16991370

C. DUNG DỊCH ĐIỆN LY
I.Sự khác nhau giữa dung dịch phân tử và dung
dịch điện ly
- Dung dịch điện ly dẫn điện cịn dung dịch phân tử thì khơng
-Dung dịch điện ly không tuân theo định luật Raun và VanHop
Các kết quả thực nghiệm thu được lớn hơn giá trị lý thuyết i
lần.

n
P  P  P  P .
Nn

n
P  P  P  i.P .
Nn

t s = t s0(dd)  t s0(dm)  ks .Cm

t s = t s0(dd)  t s0(dm)  i.ks .Cm

0

0

t d = t 0d(dm)  t 0d(dd)  kd .Cm

 = RT.C

0

0

0
0
t d = t d(dm)
 t d(dd)
 i.kd .Cm

 = i.R.T.C
Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()

48


lOMoARcPSD|16991370

II.Thuyết điện ly
Thuyết điện ly Areniuyt
*Nội dung: Cho rằng các axit,
bazo, muối khi tan trong
dung mơi thì tạo thành các
hạt mang điện tích gọi là ion.

NaCl  Na  Cl
H2O





*Giải thích:
- Dung dịch chứa các ion
nên dẫn điện
- Nồng độ chất tan tăng lên
Không tuân theo Raun
và VanHop

Thuyết điện ly Cablucop
*Nội dung: Cho rằng các axit,
bazo, muối khi tan trong
dung mơi thì tạo thành các
ion ở dạng solvat hóa.

NaCl +(n+m)H 2 O 

Na  .nH 2 O  Cl  .mH 2 O

*Giải thích:

- Dung dịch chứa các ion
nên dẫn điện
- Nồng độ chất tan tăng lên
Không tuân theo
Raun và VanHop
*Ưu điểm: Đề cập tới vai49
trị của dung mơi

Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()

lOMoARcPSD|16991370

II.Độ điện ly (α), Hệ số VanHop (i)
1.Độ điện ly (α)

Cp.ly

Ch tan

So phan tu phan ly

So phan tu hoa tan
2.Hệ số VanHop (i)

Tong so hat co thuc trong dung dich
i
So phan tu hoa tan
VD:
HF ↔ H+
Ban đầu: 50
0
Phân ly 10
10
CB:
40
10

+

F0
10
10

10

 0, 2  20%
50
10  10  40
 1, 2  1
i
50

Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()

50


lOMoARcPSD|16991370

3.Mối liên hệ giữa i và α

Số phân tử phân ly: α.N

- N: tổng số phân tử
hòa tan

Số phân tử không phân ly: N– α.N

- q: Số ion do 1 phân

tử phân ly ra

Số ion trong dung dịch: α.N.q

Tong so hat co thuc trong dung dich
i
So phan hoa tan
N  N  Nq
i
N

i  1    .q

i 1

q 1
51

Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()


lOMoARcPSD|16991370

IV.Cân bằng chất điện ly yếu
1.Hằng số điện ly (Kcb)
Xét chất điện ly yếu: AB
AB ↔

A+

+

B-

[A  ].[B  ]
K cb 
[AB]

Kcb: Chỉ phụ thuộc T, không
phụ thuộc vào nồng độ

Hằng số điện ly
*Nếu AB là axit yếu thì Kcb= Ka (Hằng số axit)


[H
].[CH
COO
]
3
+
CH3COOH ↔ H
+ CH3COO K a 
[CH 3COOH]
*Nếu AB là bazo yếu thì

Kcb= Kb (Hằng số bazo)
52

Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()

lOMoARcPSD|16991370

NH4OH ↔

OH-

[NH 4  ].[OH  ]
Kb 
[NH 4 OH]

+ NH4+

2.Mối liên hệ giữa hằng số điện ly (Kcb) và độ điện ly
Xét chất điện ly yếu: AB
AB
Ban đầu:
Phân ly:
CB:

C0

↔

A+

+

0

B0

α.C0

α.C0

α.C0

C0(1- α)

α.C0

α.C0

[A  ].[B  ]
K cb 
[AB]

C 0 .C 0
K cb  0
C (1   )

 2 .C 0
K cb 
(1   )
53

Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()

lOMoARcPSD|16991370

* Nếu chất điện ly rất yếu (α<5%)

 2 .C 0
K cb 
(1   )

1- α ~ 1

K cb   2 .C 0



K cb
C0

V.Cân bằng chất điện ly ít tan
1.Tích số tan

Xét chất điện ly ít tan: AxBy
AxBy↓

↔

xAy+

+

yBx-

Khi cân bằng được thiết lập
Nồng độ Ay+ và Bx- không đổi

K cb  [A y  ]x .[B x  ]y

K s  T  [A y  ]x .[B x  ]y
Tích số tan

Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()

54


lOMoARcPSD|16991370

2.Điều kiện để 1 chất có dạng AxBy kết tủa

C A y  .C Bx 
x

Xét tích nồng độ:

- Nếu :

C A y  .C Bx 
x

y

=

y

Ks

Dung dịch bão hòa

- Nếu :

C A y  .C Bx 
x

y

<

Ks

Dung dịch chưa bão hịa
- Nếu :

C A y  .C Bx 
x

y

>

Ks

Có kết tủa xuất hiện
Downloaded by nguyenphuong Phuong nguyen ()

55