Bài giảng hóa đại cương (Phần 6) docx

44


A
A
Ù
Ù
p
p


s
s
u
u
a
a
á
á
t
t


t
t
h
h
a
a
å
å

m
m


t
t
h
h
a
a
á
á
u
u


(
(
Đ
Đ
ò
ò
n
n
h
h


l
l

u
u
a
a
ä
ä
t
t


v
v
a
a
n
n
’
’
t
t


H
H
o
o
f
f
f
f

)
)




„ Áp suất thẩm thấu, , là áp suất cần thiết để chống lại sự thẩm thấu:





„ Quá trình thẩm thấu là quá trình tự xảy ra.



Chương X
DUNG DỊCH ĐIỆN LY
1. Một số tính chất dung dòch axit – bazơ - muối :
- Các dung dòch axit , bazơ, muối trong nước không tuân theo đònh luật Raun và đònh
luật Vanhôp trên. Từ đó Vanhôp đưa ra hệ số hiệu chỉnh i trong các đònh luật như sau:
TiiKCT
PiNiPP
iiRCT
m
'
B
'
'




0


Trong đó
'''
T,P, 

là các đại lượng thực nghiệm.
i: Hệ số đẳng trương hay hệ số Vanhôp.
- Các dung dòch trên có tính dẫn điện, mặc dù
OH
2
, axit, bazơ, muối rắn nguyên chất
không dẫn điện.
+ Độ dẫn điện riêng: Độ dẫn điện của
3
1cm
dung dòch đặt giữa hai điện cực có tiết diện
ngang
2
1cm
và cách nhau 1cm.


1


:


Điện trở riêng.
RTC
RT
V
n
nRTV
M











Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
45
+ Độ dẫn điện đương lượng: Là độ dẫn điện của V
3
cm
dung dòch chứa một đương lượng
gam chất tan đặt giữa hai điện cực song song cách nhau 1cm.
N
C



1000


Độ dẫn điện pha loãng vô hạn


là đại lượng không đổi đặt trưng cho mỗi axit, bazơ,
muối.(Bảng 19)
2. Sự điện ly và thuyết điện ly:(đọc thêm SGK)
- Theo Areniuyt: Ngay khi hòa tan vào nước, axit, bazơ, muối phân ly thành những ion
dương (cation) và ion âm (anion). Ví dụ:

 ClHHCl
, bazơ, muối….

Thuyết này không tính đến sự tương tác giữa các tiểu phân trong dung dòch.
- Nhà bác học Nga Cablucôp đònh nghóa:
“Sự điện ly là sự phân ly của các chất tan dưới tác dụng của các tiểu phân dung môi
thành những ion solvat hóa.”
Ví dụ:
   
OddnH.ClOddmH.NaOHrmrNaCl
222



Tính hệ số đẳng trương i: (khi pha rất loãng, ứng với


)

- Dung dòch chất tan không phân ly i = 1
- Phân tử phân ly 2 ion i = 2
Ví dụ:

 ClNaNaCl

- Phân tử phân ly
3
ion i = 3
Ví dụ:


2
442
2 SOHSOH

- Phân tử phân ly
4
ion i = 4
Ví dụ:


3
443
3 POHPOH

Cơ chế điện ly (SGK)
Chú ý: Khi dung dòch không loãng thì i nhỏ hơn các giá trò trên.
3. Độ điện ly:
Đònh nghóa: Độ điện ly


là tỉ số giữa các phân tử đã phân ly thành ion (n) trên tổng
số phân tử đã hòa tan trong dung dòch (n
o
)
0
n
n



Qui ước :
%3


chất điện ly yếu,thường là các axit ,bazo hữu cơ.
3%<

<30% chất điện ly trung bình.

>30% chất điện ly mạnh (axit,bazơ vô cơ).
(trong dung dòch
OH
2
0.1N)
-

phụ thuộc vào bản chất dung môi, C, t.
3.1. Bản chất dung môi:
Sự phân ly thành ion xảy ra yếu trong dung môi có cực yếu và xảy ra mạnh trong

dung môi có cực mạnh.
3.2. Nồng độ:

tăng khi C giảm, ngược lại.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
46
3.3. Nhiệt độ:

tăng khi nhiệt độ tăng.
- Người ta tính

theo các công thức sau:






1
1



m
i

i: Hệ số đẳng trương
m: Số ion phân ly từ phân tử
4. Cân bằng trong dung dòch chất điện ly yếu và hằng số điện ly:
- Ta có cân bằng điện ly của chất điện ly yếu

nm
BA

mn
nm
nBmABA



Hằng số điện ly hay hằng số ion hóa như sau:
nm
mn
BA
n
B
m
A
C
C.C
K



-
nm
BA
là axit, bazơ, muối ta có
mb,a
K,KK
. K = const ở nhiệt độ xác đònh, K cực đại ở

một nhiệt độ nhất đònh nào đấy.
Đònh luật pha loãng tvan (liên hệ giữa K và

).

 BAAB

AB
B
A
C
CC
K





Với độ điện ly là

và nồng độ đầu là C thì
CCC
BA




 



 1CCC)cânbằng(C
AB





1
2
C
K

Khi
111 

lúc này ta có:
C
K
CK 


2

Hằng số phân ly từng bậc:
Ví dụ:
43
POH




4243
POHHPOH

1
Ka



2
442
HPOHPOH

2
Ka



3
4
2
4
POHHPO

3
Ka

Ta có:
321
321
KaKaKaKa

KaKaKa



Nói chung, đối với chất điện ly nhiều bậc, ta có:
i
i
KK



K càng lớn thì

càng lớn.
- Đối với các phức, hằng số đặc trưng này gọi là hằng số không bền,
Kb
K
càng nhỏ thì
phức càng bền.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
47
Ví dụ:
 
 
3
2
3
2NHAgNHAg 



 
 
8
2
1039
2
3
3




.
C
C.C
K
NHAg
NH
Ag
Kb

 


 CNFeCNFe 6
3
3
6

 
31
6
1001
3
6
3




.
C
C.C
K
CNFe
CNFe
Kb

phức

 
3
6

CNFe
bền hơn phức
 

2

3
NHAg
nhiều.
5. Cân bằng trong dung dòch chất điện ly mạnh và hoạt độ:
- Trong dung dòch nước, các chất điện ly mạnh phân ly hoàn toàn thành ion:
mn
nm
nBmABA




trong dung dòch điện ly mạnh luôn có
1

và
Ni
(1, 2, 3, 4, …) và


const khi
pha loãng dung dòch



i
.
- Thực tế chất điện ly mạnh chỉ có
130 



và.
và i cũng không chẵn.
- Thuyết điện ly mạnh Đơbai, Hucken, Onsagơ. (SGK)
- Do lực hút tương hỗ giữa các ion mà tạo ra bầu khí quyển ion

sự liên hợp ion, làm
cho nồng độ thực tế bao giờ cũng nhỏ hơn nồng độ lý thuyết.
- Nồng độ thực tế, hay biểu biến, gọi là hoạt độ a, đó là đại lượng đúng với các trường
hợp của đònh luật tác dụng khối lượng.
Ví dụ:
mn
nm
nBmABA



nm
mn
BA
n
B
m
A
a
aa
K


và

nm
n
B
m
A
BA
mn
nm
aaa




Trong đó a = f. c
f: là hệ số hoạt độ.Tương tự a
nm
n
B
m
A
BA
mn
nm
fff




khi f = 1


a = C, f < 1

a < C.
Cách tính hệ số hoạt độ:
I
IZ.ZA
flg
mn
nm
BA
BA




1

I: Lực ion của dung dòch.
A: Hằng số, phụ thuộc bản chất dung môi và nhiệt độ.
i
C
: Nồng độ ion i.
i
Z
: Điện tích ion i.
2
2
1
ii
ZCI 

Với dung dòch nước và ở
C
0
25
, ta có:
IZ.Z.flg
mn
nm
BA
BA

 50




Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
48

Chương XI
CÂN BẰNG ION CỦA NƯỚC.
1. Sự điện ly của nước và tích số ion của nước:
- Nước là chất điện ly yếu:

 OHHOH
2

Hằng số điện ly của nước.
OH
OHH
OH
C
CC
K
2

2



Ở
C
0
22

16
1081
2

 .K
OH

Do độ điện ly của nước quá nhỏ nên:


OHH
OHOH
CCconstCK
22


Tích số ion của nước:
n
K




OHH
n
CCK

Ở
C
0
22
, ta có:
1416
10
18
1000
1081
22

 .CKK
oHOHn

Môi trường axit có
77
1010



OHH
C,C

Môi trường bazơ có

77
1010



OHH
C,C

Môi trường trung tính có
77
1010



OHH
C,C

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
49

2. Lý thuyết acid - base
2.1. Chỉ số Hydro:
Quy ước
   
 
KlgpK
OHlgpOH,HlgpH




Ta xét trong các dung dòch có nồng độ cao hoặc các dung dòch axit bazơ mạnh thì:


H
algpH


Môi trường axit pH < 7, bazơ pH > 7 trung tính pH = 7.
Ta có:




OH
H
C
C
14
10
hay
14 pOHpH

2.2. Tính pH của các dung dòch điện ly:
a. pH của dung dòch axit mạnh:
Axit mạnh điện ly hoàn toàn:

 AHHA
có
 

a
H
HA
ClgClgpHCH 



b. pH axit yếu đơn bậc.


 AHHA

a
K

Đầu
a
C
0 0
Phân ly x

x x
xC
x
K
a
a


2

Cân bằng
xC
a

x x
Do HA yếu
 

 HCKxCxCCx
aaaaa

 
 
aa
ClgKlgHlgpH 

2
1

c. pH dung dòch axit yếu đa bậc:
321
KKK 
, bỏ qua
32
,KK
ta có:
 
a
ClgKlgpH 

1
2
1

d. pH dung dòch bazơ mạnh:

 OHMMOH

b
OH
CC 


bb
OH
ClgpHClgClgpOH 

14

e. pH dung dòch bazơ yếu đơn bậc:
 
bb
ClgKlgpOH 
2
1

 
bb
ClgKlgpH 
2

1
14

f. pH dung dòch bazơ yếu đa bậc:
 
 
bbbb
ClgKlgpHClgKlgpOH 
1
2
1
14
2
1
1

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
50
3. Chất chỉ thò màu:
- Thường là các Axit hay Bazơ yếu, các chất có màu sắc thay đổi tùy pH.
+ Ký hiệu chất chỉ thò màu Axit yếu là HInd.

HInd




H
+


Ind

dạngAxit dạngBazơ
Dạng HInd có màu khác với dạng

Ind

Ví dụ: phenolphtalein HP, q HQ

HP




H
+

P

Axit không màu Bazơ màu hồng
HQ



H
+

Q

Axit đỏ Bazơ xanh


Hằng số điện ly của chất chỉ thò màu:
azơMàudạngB
xitMàudạngA
K
C
C
KC
C
CC
K
Ind
Ind
HInd
Ind
H
HInd
IndH
Ind






H
C
tăng thì màu dạng axit chiếm ưu thế, pH giảm thì ngược lại.
Chuyển qua pH.
HInd

Ind
Ind
C
C
lgpKpH



pH tăng thì màu Bazơ chiếm ưu thế, ngược lại.
4. Dung dòch đệm:
Đònh nghóa: Dung dòch đệm là dung dòch có giá trò pH xác đònh và hầu như không
thay đổi khi pha loãng, hay thêm vào một lượng nhỏ axit hay bazơ mạnh.
- Nói chung dung dòch đệm được tạo thành bằng cách trộn một axit yếu với muối của
nó (hệ đệm axit) hoặc trộn một bazơ yếu với muối của nó (hệ đệm bazơ).
Ví dụ:
ClNHOHNH,COONaCHCOOHCH
4433


- Cơ chế tác dụng đệm:
Xét hệ:










NaCOOCHCOONaCH
HCOOCHCOOHCH
33
33

- Khi thêm axit mạnh

 AHHA
thì
COOHCHCOOCHH
33



Kém điện ly thì pH ít thay đổi.
- Khi thêm

 OHMMOH
thì ta có:
 
,OHcósẵnHOH
2


lúc này lại có

 COOCHHCOOHCH
33



pH ít thay đổi.
- Tính pH dung dòch đệm:
Hệ đệm axit: Ví dụ hệ axetat trên.
Ta có lúc đầu chỉ có
COOHCH
3




COOCH
COOHCH
a
h
C
C
KC
3
3

Thêm
COONaCH
3
vào ta có:
COONaCH
3
phân ly hoàn toàn

 COOCHNa
3

COOHCH
3
phân ly không đáng kể và

COOCH
3
rất lớn.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -