chương 11 bài giảng trong dung dịch lỏng

Solutions
Chương 11
CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH LỎNG
CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH LỎNG
Solutions

Khái niệm về hệ phân tán và dung dịch
Khái niệm về hệ phân tán và dung dịch
- Hệ phân tán:
+ Một chất là hạt rất nhỏ được phân bố vào trong chất kia.
+ Phân loại:

Hệ phân tán thô (hệ lơ lửng): d >100
µ
m huyền phù.
nhũ tương.

Hệ phân tán cao (hệ keo): 1
µ
m < d < 100
µ
m

Hệ phân tán phân tử - ion (dung dịch thực): d < 1
µ
m
chất phân tán môi trường phân tán.
Solutions
Dung môi
Môi trường phân tán
Chất tan

Chất phân tán
Dung dịch
SỰ TẠO THÀNH DUNG DỊCH
SỰ TẠO THÀNH DUNG DỊCH
Solutions
DUNG DỊCH- là hệ đồng thể bền nhiệt động, gồm không ít
hơn hai chất ở trạng thái phân tán phân tử và thành phần có
thể biến thiên liên tục trong giới hạn xác định
•
Dung dịch khí
* Không khí
•
Dung dịch rắn
* Thuỷ tinh (Na
2
O, CaO tan trong SiO
2
)
*Vàng tan trong bạc
•
Dung dịch lỏng
*Dung dịch nước đường(đường(r) +H
2
O → dung dịch)
*Dung dịch H
2
SO
4
(SO
3

(k) + H
2
O → dung dịch)
*Rượu Voka (C
2
H
5
OH (l) + H
2
O → dung dịch)
Solutions
DUNG DỊCH LỎNG
DUNG DỊCH LỎNG
Cơ chế tạo thành dd lỏng
Cơ chế tạo thành dd lỏng



Quá trình vật lý – quá trình chuyển pha

Quá trình hoá học -quá trình solvat hoá
tương tác giữa chất tan và dung môi
Solvat hoá vật lý
Solvat hoá hoá học
∆H
sol
<0 , ∆S
sol
<0
Tương tác giữa tiểu

phân và chất tan là
yếu tố hàng đầu
quyết định sự tạo
thành dd
∆H
cp
,∆S
cp
Solutions
Tương tác hút giữa
chất tan và dung môi
càng mạnh thì quá
trình hoà tan càng
thuận lợi
Ví dụ - ethanol tan tốt trong nước
Ethanol = CH
3
CH
2
OH
Lực tương tác=liên kết hydro;lưỡng cực-lưỡng cực; khuếch tán
Solutions
Glucose
có liên kết hydro nên
tan rất tốt trong nước.
Cyclohexane
chỉ có lực khuếch tán
không tan trong nước.
Solutions
•

Vitamin A tan trong dung môi không cực (chất béo)
•
Vitamin C tan trong nước.
Solutions
Vitamin nào
tan trong
nước và
vitamin nào
tan trong
chất béo?
Solutions
QUÁ TRÌNH HOÀ TAN VÀ CÂN BẰNG HOÀ TAN
QUÁ TRÌNH HOÀ TAN VÀ CÂN BẰNG HOÀ TAN
Chất tan (r) + dung môi Dung dịch
Hoà tan
Kết tinh
bh
C
C
lnRT
K
Q
lnRTG
==∆
Dung dịch bão hoà ∆G=0 c = c
bh
= độ tan
Dd chưa bão hòa ∆G < 0 c < c
bh
Dd quá bão hoà ∆G > 0 c > c

bh

Cân bằng
Solutions
Khái niệm về độ tan S
Độ tan - nồng độ của chất tan trong dd bão hòa
ĐỘ TAN
CÁC DUNG DỊCH BÃO HOÀ Ở 20
0
C và 50
0
C
CHẤT TAN
Solutions
Chất tan là chất rắn
S- thường biểu diễn số gam chất tan tan tối đa
trong100g dung môi
•
S > 10g - chất dễ tan
•
S < 1g - chất khó tan
•
S < 0,01g- chất gần như không tan
ĐỘ TAN CỦA CÁC HALOGENUA KIM LOẠI KIỀM TRONG H
2
O
ĐỘ TAN (số gam muối/100g dung môi)
Solutions
Chất tan là chất khí
S- thường biểu diễn bằng số ml khí (tan tối đa)

tan trong 100g dung môi hoặc 100ml dung môi
Chất tan là chất điện ly khó tan
S – thường biểu diễn bằng số mol chất điện ly
khó tan (tan tối đa) trong 1lit dung dịch
Solutions
14.2
Độ tan của một số ion thông dụng trong nước
TAN KHÔNG TAN
Ngọai trừ
Ngọai trừ
Ngọai trừ
Solutions
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ TAN
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ TAN
•
Bản chất của dung môi và chất tan
•
Nhiệt độ, áp suất
•
Môi trường
Solutions
•
Các hợp chất có cực tan tốt trong dung
môi có cực hơn là dung môi không cực
Độ phân
cực của
dung môi
–
NaCl thì :
•

Tan tốt trong nước
•
Tan ít trong ethyl alcohol
•
Không tan trong ether và benzene
ẢNH HƯỞNG CỦA BẢN CHẤT CHẤT TAN
ẢNH HƯỞNG CỦA BẢN CHẤT CHẤT TAN
VÀ DUNG MÔI
VÀ DUNG MÔI
Chất tương tự tan trong chất tương tự.
Solutions
•
Các chất không cực thì tan tốt trong
dung môi không cực hơn là các dung
môi có cực.
Độ phân
cực của
dung môi
–
Benzene thì
•
Không tan trong nước
•
Tan trong ether.
Solutions
Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất
Khí + dung môi dung dịch⇌
∆H
cp
<0 ∆H

s
<0
∆H
ht
< 0
∆G= 0 P
độ tan S
P
S
K
ht
=
T không đổi, áp
suất riêng phần
của khí tăng →S
tăng
Định luật
Henry
Solutions
EOS
T tăng → độ tan chất
khí giảm
Khí + dung môi dung dịch ⇌ ∆H
ht
<0
Solutions
Chất rắn + dung môi dung dịch⇌ ∆H
ht

Áp suất hầu như không ảnh hưởng đến độ tan của chất rắn

ở đk bình thường.
∆H
ht
< 0
T↑thì S↓
∆H
ht
>0
T↑thì S↑
Khoảng 95%
hợp chất ion có
độ tan tăng theo
nhiệt độ.
Solutions
SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT NHIỆT ĐỘNG
SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT NHIỆT ĐỘNG
KHI TẠO THÀNH DUNG DỊCH
KHI TẠO THÀNH DUNG DỊCH
∆G
ht
=∆H
ht
-T∆S
ht
Khí +dm(l) = dung dịch(l)
∆H
ht
=∆H
cp
(-)+∆H

sol
(-)
-
<0
∆S
ht
= ∆S
cp
(-) + ∆S
sol
(-)
<0
Rắn + dm(l) = dung dịch (l)
∆H
ht
=∆H
cp
(+)+∆H
sol
(-)
<0 hay>0
∆S
ht
= ∆S
cp
(+) + ∆S
sol
(-) >0
Solutions
DUNG DỊCH LÝ TƯỞNG

DUNG DỊCH LÝ TƯỞNG
•
Là dung dịch có ∆H
ht
=0 ; ∆V
ht
=0 ; ∆U
ht
=0
•
Trong dung dịch lực tương tác giữa các tiểu phân
cùng loại và khác loại giống nhau.Sự tạo thành dd là
do sự tăng entropy.
•
Tính chất của dd lý tưởng không phụ thuộc vào bản
chất chất tan mà phụ thuộc vào nồng độ của chúng.
•
Dd lỏng đạt khá tốt đk lý tưởng là dd mà các cấu tử
của nó có cấu tạo phân tử và những thuộc tính vật lý
và hoá học giống nhau hoặc rất gần nhau:

Hỗn hợp các đồng phân quang học.

Dd các cấu tử chỉ khác nhau về thành phần đồng vị
Ví dụ - H
2
O + D
2
O


Dd những chất đồng đẳng cạnh nhau
Ví dụ - Benzen + toluen ; hexan +heptan
Solutions
•
Nếu lực tương tác giữa chất tan và dung môi mạnh hơn
lực tương tác giữa các tiểu phân cùng loại thì dd này
thường có ∆H
ht
<0 , ∆V
ht
<0.
Dung dịch thực
Dung dịch thực
•
Ngược lại, nếu lực tương tác giữa chất tan và dung môi
yếu hơn lực tương tác giữa các tiểu phân cùng loại thì dd
này thường có ∆H
ht
>0 , ∆V
ht
>0
Loại dd này thường xảy ra cho hệ mà cả hai cấu tử đều có
cực.Tương tác hút giữa chúng có thể dẫn tới các quá trình
hoá học (solvat hoá, tạo lk hydro, tạo hợp chất hoá học …)
Ví dụ - hệ nước và axit nitric
Loại dd này thường xảy ra cho hệ mà
cả hai cấu tử có tính phân cực khác
nhau rõ rệt – Ví dụ- hoà tan chất có cực
vào dm không cực: aceton trong CS
2

Solutions
EOS
Thu nhiệt
Dd lý tưởng
Toả nhiệt
Tương tác
dm-ch tan
mạnh hơn
Tương tác
dm-ch tan
yếu hơn
Solutions
Dung dịch thực
Dung dịch thực
Ethanol và nước có lực
tương tác giữa chúng
mạnh hơn giữa các
ethanol với nhau và giữa
các ptử nước với nhau.
Nên khi trộn 50 mL H
2
O
+ 50 mL C
2
H
5
OH thì thể
tích nhỏ hơn 100 mL
EOS