tính chất dẫn điện của dung dịch điện ly

TÍNH CHẤT DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH ĐIỆN LY
–
Vật dẫn điện loại 1:
•
Dẫn điện do electron ( vật dẫn electron )
•
Kim loại, carbua và sulfua kim loại, grafit, oxyd…
–
Vật dẫn điện loại 2
•
Dẫn điện do các ion ( vật dẫn điện ion )
•
Gồm các chất điện ly ở trạng thái nóng chảy hoặc hòa tan
–
Độ dẫn điện ( L ):
•
L=1/R ( R là điện trở = ρ.l/S ); ( với ρ là điện trở suất )
•
Đơn vị đo l : omh
-1
(Ω
-1
) ; Siemen ( S )
•
Cách đo với vật dẫn loại 1 : dùng cầu Wheastone với dòng điện 1 chiều hoặc xoay chiều
•
Vật dẫn loại 2 : dùng cầu Wheastone với dòng điện xoay chiều cao tần và cực Pt đen
•
Sơ đồ điện trở vật dẫn loại 2 theo nguyên tắc cầu Wheastone
–
Độ dẫn điện riêng của dung dịch điện ly:

•
Là độ dẫn điện của khối dung dịch hình lập phương mỗi chiều 1cm
•
Biểu thức độ dẫn điện riêng K : K=1/ρ = l/RS
•
Đơn vị đo (Ω
-1
) cm
-1
hay S.cm
-1
•
Cách đo : dùng cầu Wheastone với dòng điện xoay chiều cao tần, điện cực platin đen và dd chất điện ly chuẩn đã biết
K ( để xác định l/S )
•
Các yếu tố ảnh hưởng:
–
Bản chất tan, dung môi K giảm theo chiều:
acid manh > kiềm mạnh > muối > chất điện ly yếu
–
Nồng độ tăng : K tăng sau đó giảm
–
Nhiệt độ tăng K tăng, v nhiệt tăng, giảm, mức độ hydrat hóa giảm ( ngược lại với vật dẫn loại 1 )ƞ
TÍNH CHẤT DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH ĐIỆN LY
–
Độ dẫn điện đương lượng:
•
Là độ dẫn điện của một khối dd chứa 1 đương lượng gam chất nằm giữa 2 điện cực song song cách nhau 1cm
•
Biểu thức độ dẫn điện đương lượng : λ=1000K/C ( c là nồng độ đương lượng )

•
Đơn vị đo λ : eq
-1
Ω
-1
cm
2
hay eq
-1
S.cm
-2
•
Cách đo : nguyên tắc đo K, biết C tiến tới λ
•
Các yếu tố ảnh hưởng :
–
Bản chất chất tan, dung môi: λ giảm theo chiều :
Acid mạnh > kiềm mạnh > muối > chất điện ly yếu
–
Nồng độ tăng λ giảm, ở độ pha loãng ∞ ( c 0 ) λ∞ = max
TÍNH CHẤT DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH ĐIỆN LY
–
Vận tốc tuyệt đối của ion:
•
Vận tốc ion v : v = ZeE/6π rƞ
•
Khi E = 1 v/cm có v
0
= Ze/6π rƞ
•

V
0 +,
V
0
- là linh độ cation và linh độ anion
Z Hóa trị ion
e Điện tích electron
E Điện trường
Độ nhớt môi trườngƞ
r Bán kính ion
TÍNH CHẤT DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH ĐIỆN LY
Độ dẫn điện độc lập của cation : λ
+
= v
+
0
.P
Độ dẫn điện độc lập của anion : λ
-
= v-
0
.P
Với F = Ne = 96500 coulomb
Quan hệ giữa độ dẫn điện đương lượng và độ dẫn điện độc lập :
λ = α (λ
+
+ λ
-
) với α là độ phân ly
Khi dung dịch vô cùng loãng α = 1 λ∞ = λ

+
+ λ
-
Phát biểu nội dung định luật Kohlrash
Ý nghĩa của định luật
TÍNH CHẤT DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH ĐIỆN LY
Số vận tải ion : là phần điện lượng do mỗi loại ion vận chuyển so với tổng điện lượng chuyển qua dung dịch
Số vận tải cation :
t
+
= Điện lượng do cation vận chuyển / Tổng điện lượng chuyển qua dung
dịch
Số vận tải anion :
t
-
= Điện lượng do anion vận chuyển / Tổng điện lượng chuyển qua dung
dịch
Với dung dịch vô cùng loãng α = 1 λ = α (λ
+
+ λ
-
)
t
+
= λ
+
/ λ
+
+ λ
-

= λ
+
/ λ∞
t
-
= λ
-
/ λ
+
+ λ
-
= λ
-
/ λ∞
Biểu thức quan hệ giữa độ dẫn điện độc lập và độ dẫn điện đương lượng, số v tải ion.
Cách xác định t
+
,t
-
: xác định biến thiên nồng độ tại miền anot
t
+
= ( ∆C
an
+ ∆C
cat
), t
-
= ∆C
cat

: ( ∆C
an
+ ∆C
cat
)
Sơ đồ xác định vận tải ion theo phương pháp Hittort
TÍNH CHẤT DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH ĐIỆN LY
Ứng dụng của phương pháp đo độ dẫn
1. Chuẩn độ bằng đo độ chuẩn:
Nguyên tắc : Chất tạo trong phản ứng chuẩn có độ dẫn điện kém, do đó điểm tương đương là điểm gãy trên đường biểu
diễn độ dẫn.
Ưu điểm : Cho phép chuẩn độ chính xác : dung dịch có màu, đục, rất loãng
Đồ thị biểu diễn quan hệ K ~ V (ml) . Giải thích.
2. Xác định độ tan của chất điện ly khó tan :
λ = 1000K/C chất khó tan có độ tan S = C bão hòa, là nồng độ rất loãng λ∞ = 1000K/S

TÍNH CHẤT DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH ĐIỆN LY
Ứng dụng của phương pháp đo độ dẫn
3. Xác định độ phân ly, hằng số phân ly của chất điện ly yếu
Nguyên tắc :
α = λ / λ∞ = λ / (λ
+
+ λ
-

)
Đo λ ở nồng độ dung dịch khảo sát, tra bảng λ
+,
λ
-

tính được α
K
phân ly HA
= [H
+
] [H
-
] / [HA] = (αC)
2
/ (1- α).C = α
2
C / 1 – α
Xác định hằng số không bền của phúc chất ( ≈K
phân ly
)
4. Xác định độ tinh khiết của nước :
K nước nhiễm ion>K nước sinh hoạt>K nước cất>K nước loại ion

TÍNH CHẤT DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH ĐIỆN LY
Thuộc tính tập hợp của dung dich điện ly
Hệ số hoạt độ f = a/C
Hệ số thẩm thấu g = i/ʋ
Hệ số van’t Hoff : λ = 1+ α ( - 1)ʋ
a là hoạt độ
C là nồng độ
là số ion phân ly từ 1 phân tử chất điện lyʋ
α độ phân ly
∆T
b

= K
b
.g m ( trong đó m là nồng độ molan )ʋ

TÍNH CHẤT DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH ĐIỆN LY
Điện cực trong pin điện hóa
- Phản ứng điện cực
- Thế điện cực
- Thế điện cực tiêu chuẩn
- Điện cực chuẩn Hydro
- Điện cực so sánh
Các loại điện cực
- Điện cực loại 1
- Điện cực loại 2
- Điện cực Oxy hóa khử
- Điện cực màng chọn lọc ion
- Điện cực giọt thủy ngân, máy cực phổ, phương pháp
phân tích cực phổ

TÍNH CHẤT DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH ĐIỆN LY
Pin điện hóa
Nguyên lý chuyển hóa năng thành điện năng
Cấu tạo pin
Sức điện động của Pin điện hóa
Nguyên tắc đo : E là công do pin sinh ra khi có 1 Faraday điện lượng vận chuyển ở mạnh ngoài trong
điều kiện pin hoạt động thuận nghịch nhiệt động học ( điều kiện đảm bảo A’max ).
Để đo đúng E cần điều kiện dòng qua mạch vô cùng nhỏ ( mạch xung đối ).
Cần triệt tiêu thế tiếp xúc, thế khuếch tán.
Cần dùng pin chuẩn có sức điện động ổn định
TÍNH CHẤT DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH ĐIỆN LY

Chương 4. ĐỘNG HỌC & XÚC TÁC
1.Điều kiện xảy ra phản ứng hóa học, nội dung n/c của động hóa học
a. Điều kiện nhiệt động học: ∆G = ∆H - T∆S < 0. Khả năng xảy ra ∆H < 0 ( phản ứng tỏa nhiệt )
∆S > 0 ( phá vỡ trật tự ban đầu ).
Phản ứng kết hợp ∆H > 0, ∆S < 0
Phản ứng phân ly ∆H < 0, ∆S > 0
b. Điều kiện động học : ∆G < 0 cần nhưng chưa đủ chỉ dự đoán khả năng xảy ra, không cho biết về tốc độ
Cần va trạm đủ mạnh để phân tử có E > E
TB
của hệ va chạm định hướng
Sự có mặt chất thứ 3 nhận E dư của 2 chất phản ứng
Sự có mặt của chất làm tăng tốc độ phản ứng nhưng
không bị tiêu hao trong phản ứng
Chương 4. ĐỘNG HỌC & XÚC TÁC
c. Nội dung nghiên cứu động hóa học và xúc tác :
-Nc quy luật diễn biến phản ứng theo thời gian, sự phụ thuộc tốc độ p/ư vào đk p/ư: T
o
, P, C,
chất x/t
- Nc cơ chế p/ư, bản chất vai trò của tiểu phân trung gian hoạt động ( ion gốc tự do, phức ko
bền ) các giai đoạn và tập hợp các giai đoạn tạo nên p/ư tổng cộng
- Nc quan hệ giữa cấu tạo chất và khả năng p/ư giữa hằng số tốc độ p/ư và các đặc trưng nhiệt
động học và cấu tạo chất
Chương 4. ĐỘNG HỌC & XÚC TÁC
Xúc tác, động học các phản ứng xúc tác
•
Chất xúc tác : là chất làm biến đổi tốc độ p/ư bằng cách tham gia vào các giai đoạn p/ư trung gian, sau p/ư lượng và bản
chất của chất xúc tác không bị biến đổi.
•
Xúc tác đồng thể : là sự xúc tác xảy ra cùng pha với các chất tham gia p/ư

•
Xúc tác dị thể : là sự xúc tác xảy ra khác pha với các chất tham gia p/ư
1.Xúc tác acid – base :
•
Đặc điểm chung :
Mô hình phản ứng ko có xúc tác:
A + H
2
O s phẩm
PT động học = kCʋ
Mô hình p/ư có xúc tác :
A + H
+
AH
+
AH
+
+ H
2
O s phẩm
PT động học : = k ʋ [AH
+
] [H
2
O]
Chương 4. ĐỘNG HỌC & XÚC TÁC
1.Xúc tác dị thể :
•
Các giai đoạn phản ứng xúc tác dị thể :
( Xúc tác dị thể là chất rắn ) cố định tại 1 vùng của p/ư

1. Vận chuyển chất p/ư tới miền p/ư
2. Hấp phụ chất p/ư lên bề mặt chất xúc tác
3. P/ư tiến hành trên bề mặt phân cách pha
4. P/ư hấp phụ tách các s phẩm khỏi bề mặt phân cách pha
5. Vận chuyển sản phẩm ra khỏi miền phản ứng
•
Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng :
–
Đặc điểm của chất xúc tác ( tính hấp phụ, diện tích bề mặt ) bản chất quá trình hóa học.
–
T
0
của quá trình phản ứng
–
Đặc điểm miền phản ứng D = RT / 6πN rƞ
D là hệ số khuếch tán