CHƯƠNG 5: TRẠNG THÁI TẬP HỢP CỦA VẬT CHẤT pptx

CHƯƠNG 5
TRẠNG THÁI TẬP HỢP
CỦA VẬT CHẤT
ThS. NGUYEN HUU SON
2
5.1. Đại cương về trạng thái tập hợp
Ba trạng thái tồn tại của vật chất
3
Trạng thái tồn tại của chất (khí, lỏng, rắn) phụ thuộc vào
2 điều kiện :
Chuyển động nhiệt của các tiểu phân làm cho chúng phân bố hỗn
độn và có khuynh hướng chiếm tòan bộ thể tích không gian của bình
đựng.
Yếu tố này được đánh giá bằng động năng chuyển động nhiệt của hạt.
1. Chuyển động nhiệt
5.1. Đại cương về trạng thái tập hợp
2. Lực hút giữa các hạt
Lực hút giữa các hạt (lực tương tác giữa các tiểu phân) thành
những tập hợp chặt chẽ có cấu trúc xác đònh.
Yếu tố này được đánh giá bằng năng lượng tương tác giữa các tiểu
phân (còn gọi là thế năng tương tác giữa các phân tử) .
4
Trạng thái Hình dạng Thể tích
Khí Không xác định Không xác định
Lỏng Không xác định Xác định
Rắn Xác định Xác định
Đặc điểm của khí – lỏng - rắn
Đặc điểm của khí – lỏng - rắn
5.1. Đại cương về trạng thái tập hợp
5
Quá trình chuyển trạng thái

Rắn
Lỏng
Khí
Hóa hơi Ngưng tụ
Nóng chảy
Hóa rắn
Cung
cấp
năng
lượng
Giải
phóng
Năng
lượng
5.1. Đại cương về trạng thái tập hợp
6
Các nguyên tử (phân tử, ion) sắp xếp hỗn độn, không có trật tự.
5.2. TRẠNG THÁI KHÍ
Khái niệm
Nguyên nhân
Động năng chuyển động nhiệt > Thế năng tương tác
7
Th tích ể : khơng xác định
-Th tích khí = Th tích bình ch aể ể ứ
-Khi cho các chất khí vào
cùng một bình chứa,
chúng trộn đều nhau.
Cấu trúc : khơng xác định

5.2. TRẠNG THÁI KHÍ

Đặc điểm
8
Th tích (V) :ể
-Thay đổi theo nhiệt độ (T) : nh lu t Boyle-Mariotte Đị ậ
-Thay đổi theo áp suất (P) : nh lu t Charles-Gay LussacĐị ậ
Pt. Clapeyron-Mendeleev
Tương tác:
Các chất khí tác dụng lên bề mặt tiếp xúc với chúng:
Định luật Dalton
Phương trình khí thực
Khối lượng riêng : nhỏ

5.2. TRẠNG THÁI KHÍ
Tính chất
9

nh lu t Boyle-Mariotte Đị ậ :
Tại nhiệt độ không đổi (T = const), thể tích của một khối khí
tỉ lệ nghòch với áp suất của nó.

V = k
1
/P V x P = k
1
(k
1
: hằng số tỷ lệ)
5.2. TRẠNG THÁI KHÍ
10


nh lu t Charles-Gay Lussac Đị ậ :
Tại áp suất không đổi (P = const), thể tích của một khối khí tỉ
lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó.

V = k
2
T V/T = k
2
V
1
/T
1
= V
2
/T
2

(k
2
: hằng số tỷ lệ)
5.2. TRẠNG THÁI KHÍ
11
PV = nRT
P - áp suất; V - thể tích; n - số mol; T - nhiệt độ (K)
R - hằng số khí lý tưởng phụ thuộc vào đơn vò đo.

Ph ng trình Clapeyron-ươ
Mendeleev:
5.2. TRẠNG THÁI KHÍ
P

KV
1
~
1
TKV
2
~
nV ~
12
Giá trị R phụ thuộc vào đơn vị đo
Giá trị R phụ thuộc vào đơn vị đo
P V R Ñôn vò
N/m
2
m
3
8,3144 J./mol.K
atm lít 22,4/273 = 0,0821 l.atm/mol.K
mmHg ml 62400 ml.mmHg/mol.K
5.2. TRẠNG THÁI KHÍ
13
5.2. TRẠNG THÁI KHÍ
atmPPP
NOT
8.07.01.0
22
=+=+=

Áp suất riêng phần
O

2
: tác dụng lên thành bình P
O2
N
2
: tác dụng lên thành bình P
N2
Áp suất hỗn hợp khí :
14
Áp suất chung của hỗn hợp các
chất khí không tham gia tương tác
hóa học với nhau bằng tổng áp suất
riêng của các khí tạo hỗn hợp.
∑
=
iT
PP
5.2. TRẠNG THÁI KHÍ

inh lu t DaltolĐ ậ
15
5.2. TRẠNG THÁI KHÍ
ndcba
PPPPPP +++++=
Σ

ndcba
VVVVVV +++++=
Σ

Σ
Σ
= P
V
V
P
a
a
RTnPV
aa
=
Σ
RTnPV
aa
=
Σ
aa
PVPV
ΣΣ
=

Áp suất riêng phần
16
Trạng thái khí lý tưởng:
Nồng độ nhỏ (V
khí
≈0)
T: cao & P : thấp
5.2. TRẠNG THÁI KHÍ
Trạng thái khí thực:

Nồng độ cao (V
khí
≠0)
T: thấp & P : cao
17
P & T d (khoảng cách phân tử)
Lực hút phân tử
Va chạm vào thành bình
(P = P
n
: áp suất nội)
Áp suất khí:
P
lt
= P
t
+ P
n
= P
t
+ (a/V
2
)
Trong đó:
P
t
: áp suất khí thực
P
n
: áp suất nội

a : hằng số cho từng chất khí
V: thể tích
Điều kiện : T : thấp & P : cao (nồng độ lớn)
5.2. TRẠNG THÁI KHÍ
Áp suất thấp
Áp suất cao

Ph ng trình khí th c ươ ự
(Vandervan)
HUI© 2006 General Chemistry: Slide 18 of 48
N.độ khí T.tích riêng của khí : b
Thể tích khí (khoảng không gian tự do):
Trong đó:

b : hằng số cho từng chất khí

P.trình trạng thái khí thực
Áp suất thấp
Áp suất cao
bVV
lt
−=
( )
nRTbV
V
a
P =−







+
2
5.2. TRẠNG THÁI KHÍ
Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng 19
Khái niệm : cấu trúc trật tự gần
Các nguyên tư sắp xếp thành những nhóm nhỏ hình cầu
0.25 nm

Chuyển động nhiệt: nhóm bị phá vỡ =>
Hình thành nhóm mới với các nguyên tử khác ở vị trí mới
5.3. TRẠNG THÁI LỎNG
HUI© 2006 General Chemistry: Slide 20 of 48
Nguyên nhân
Động năng c.động nhiệt ≈ Lực hút giữa các hạt→
Chuyển động hỗn loạn : không
5.3. TRẠNG THÁI LỎNG
HUI© 2006 General Chemistry: Slide 21 of 48
Màng bán thấm
Phân tử nước
Phân tử chất tan
Màng bán thấm
Phân tử nước
Phân tử chất tan
Sau thời
gian t
Đặc điểm
Thể tích: xác định

Cấu trúc (hình dạng) : không xác định
5.3. TRẠNG THÁI LỎNG
22
 T → Phân tử hoạt động→Tách khỏi bề mặt → Hơi
Hơi→Va chạm bề mặt → Ngưng tụ → Lỏng
Cân bằng L-H Hơi bão hòa
 Áp suất hơi bão hồ : áp suất hơi trên bề mặt thống khi chất lỏng
& hơi nằm cân bằng với nhau
 ↑T → ↑ Po
5.3. TRẠNG THÁI LỎNG
p suất hơi bão hòa chất lỏng
Phân tử dạng hơi
Phân tử đang hóa hơi
Phân tử đang ngưng tụ
23
Nhiệt độ sôi : nhiệt độ ở
đó áp suất hơi bão hòa của
nó bằng áp suất bên ngoài
trên mặt chất lỏng.
Nhiệt độ sôi của nước:
T = 100
o
C
P
hơi
= P
k.quển
= 1atm
5.3. TRẠNG THÁI LỎNG
Nhi t sôi c a chaát loûngệ độ ủ

24
5.3. TRẠNG THÁI LỎNG
25
Khái niệm
-Các lớp chất lỏng có tính chất cản trở chuyển động của
chúng đối với nhau. Người ta nói rằng chất lỏng có tính
nhớt.
-Tính chất này xuất hiện khi hai lớp chất lỏng chuyển
động tiếp xúc nhau sẽ làm xuất hiện hai lực bằng nhau
nhưng tác dụng ngược chiều Lực ma sát
5.3. TRẠNG THÁI LỎNG
 nh tĐộ ớ
τ
1
τ
2