Hóa phân tích chương 2 các khái niệm và định luật cơ bản

1
CHƯƠNG II
CÁC KHÁI NIỆM VÀ
ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN
I. Dung dịch
Các khái niệm và định luật cơ bản
II. Nồng độ dung dịch
III. Cân bằng hóa học – Định luật tác
dụng khối lượng
IV. Đương lượng – Định luật tác dụng
đương lượng
Dung dịch
1.
Định nghĩa
1.
Định

nghĩa
2. Phân loại dung dịch
3. Nồng độ dung dịch
4
H t độ ddị h
4
.
H
oạ
t

độ

d

ung
dị
c
h
Phân loại dung dịch
 Dung dịch khí
 Dung dịch lỏng
•Khí / Lỏng
•Lỏng/Lỏng
•Rắn /Lỏng
 Dung dịch rắn
2
Nồng độ dung dịch
 Nồng độ dung dịch: là lượng chất tan trong một
đơn v
ị
dun
g
môi ho
ặ
c dun
g
d
ị
ch.
• Dung dịch loãng
• Dung dịch đậm đặc
• Dung dịch bão hoà
Dung dịch quá bão hoà
ị g ặ g ị

•
Dung

dịch

quá

bão

hoà
Ký hiệu chung
m
(g)
: khốilượn
g
chất tan có
p
hân tử khốiM
(g)
g
p
q (g): khốilượng dung môi
Vx (ml): thể tích chất tan X
V(ml): thể tích cuốicủa dd sau khi pha chế
d
(/ l)
khối
l
iê
ủ

dd
h
hế
d

(g/
m
l)
:
khối
l
ượn
g
r
iê
n
g
c
ủ
a
dd
sau p
h
ac
hế
.
Nồng độ dung dịch
• Độ tan (S)
•
Nồng độ khốilượng hay nồng độ g/l(Cg/l)

Nồng

độ

khối

lượng

hay

nồng

độ

g/l

(C

g/l)
• Độ chuẩn (T)
•Nồng độ phần trăm (%)
•Nồng độ phần triệu (ppm)
•Nồn
g
độ molan
(
C
m
)
g (

m
)
•Nồng độ mol (C
M
)
•Nồng độ phân mol (N
i
)
•Nồng độ đương lượng (C
N
)
Nồng độ dung dịch – Độ tan (S)
Độ tan (S)
ố
hất
t
t
100 d
ôi
khi
d
dị h
 s
ố
gam c
hất
t
an
t
rong

100
g
d
ung m
ôi
khi
d
ung
dị
c
h
bão hoà ở một nhiệt độ, áp suấtnhất định.
100
×
=
m
S
q
3
Các loại nồng độ dung dịch
Nồng độ khốilượng hay nồng độ g/l (C):
•
số
gam
chất
tan
trong
1
lít
dung

dịch
•
số
gam
chất
tan

trong
1

lít
dung

dịch
1000)/( ×=
V
m
lgC
V
Nồng độ dung dịch
Độ chuẩn(T)
ồ
ố
•mộtdạn
g
n
ồ
n
g
độ kh

ố
ilượn
g
,
•số g hay mg chất tan trong 1 ml
dung dịch (g/ml hoặcmg/ml)
m
l
T
)
/
(
V
m
m
l
g
T
=
)
/
(
Nồng độ dung dịch
Nồng độ phầntrăm
%(
khối
lượng
/
khối
lượng

)
%

(

khối
lượng
/
khối
lượng
)
•Số gam chất tan trong 100 g dung dịch
100)/%( ×
+
=
q
m
m
mmC
+
q
m
Các loại nồng độ dung dịch
Nồng độ phầntrăm
%(
khối
lượng
/
thể
tích

)
%(

khối
lượng
/
thể
tích
)
•Số gam chất tan trong 100 ml dung dịch
100
)
/
%(
×
=
m
v
m
C
100
)
/
%(
×
V
v
m
C
4

Các loại nồng độ dung dịch
Nồng độ phần trăm
%(thể tích / thể tích )
100
)
/
%(
V
C
X
%

(

thể

tích

/

thể

tích

)
•Số ml chất tan trong 100 ml dung dịch
100
)
/
%(

×
=
V
V
vv
C
X
Các loại nồng độ dung dịch
Nồng độ phầntriệu (ppm)
•khối lượng chất tan trong 10
6
lần khối lượng
mẫu theo cùng đơn vị.
•1 g chất tan trong 10
6
g (1000 kg) mẫu
•1 mg chất tan trong 10
6
mg (1 kg) mẫu
Dung dịch loãng: 1mg/kg ~ 1 mg/L
6
10)( ×
+
=
qm
m
ppmC
Các loại nồng độ dung dịch
Nồng độ molan (C
m

)
•số mol chất tan trong 1000 g dung môi.
q
M
m
Cm
1000
×=
q
M
Các loại nồng độ dung dịch
Nồng độ mol (C
M
)
•số mol chất tan trong 1 lít dung dịch.
V
M
m
C
M
1000
×=
V
M
5
Nồng độ phân mol
Nồng độ phân mol (N
i
)
•tỷ số giữa số mol của cấu tử i (n

i
) trên tổng
số mol N của các chất tạo thành dung dịch
N
n
N
i
i
=
N
i
Nồng độ dung dịch
Nồng độ đương lượng (C
N
)
•Số đương lượng chất tan trong một lít dung dịch.
V
Đ
m
C
N
1000
×=
Đ: đương lượng gam của chất tan có khối lượng phân tử M
Liên hệ giữa các loại nồng độ
Từ C
M
, C
N
và C% (kl/kl):

C
N
= C
M
.n = C
%
.10.d / Đ
C
M
= C
N
/n = C
%
.10.d / M
(
C
%
.10.d = C
M
.M = C
N
. Đ
)
(
%
M
N
)
C
g/l

= C
M
.M = C
N
.Đ
Liên hệ giữa các loại nồng độ
Quy tắc đường chéo:
Quy

tắc

đường

chéo:
(áp dụng cho nồng độ %(kl/kl) của dd cùng chất
tan)
•Trộn m
a
(g) dd a% với m
b
(g) dd b% sẽ được
m
c
= (ma + mb) (g) dd c%
• a>c>b
6
Liên hệ giữa các loại nồng độ
Tỷ lệ pha trộn được xác định:
(
b)

a
c
b
(a –c) → m
b
(
c-
b)
→ m
a
ca
bc
m
m
b
a
−
−
=
Khái niệm đương lượng
Đương lượng gam Đ của một nguyên tố
hay một hợp chất: là số phần khối lượng của
êtố hh hấtth thế ừ đủ ới
n
g
u
yê
n
tố

h
a
y

h
ợp c
hất

th
a
y

thế
v
ừ
a
đủ
v
ới

một đơn vị đương lượng, tương đương với giá
trị:
• 1,008 phần KL của H
2
•
8phầnKLcủaO
2
8

phần

KL

của

O
2
• 1 đương lượng của một nguyên tố
hay hợp chất khác
Cân bằng hóa học –
Định luật tác dụng khối lượng
1. Khái niệm hoạt độ
2. Cân bằng hóa học
3. Định luật tác dụng khối lượng
Khái niệm hoạt độ
-Nếu chất tan trong dung dịch hiện diện dưới dạng
ion, gây ra lực tương tác ion μ.
Lựctương tác ion
μ
tỉ lệ thuậnvớinồng độ và điện tích
-
Lực

tương

tác

ion

μ

tỉ

lệ

thuận

với

nồng

độ

và

điện

tích

của từng ion.
∑
=
n
1
2
ii
.ZC
2
1
μ
C

i
, Z
i
–nồng độ và điện tích của ion I trong dung dịch
-
Lựctương tác ion
μ
làm giảmkhả năng hoạt động của
Lực

tương

tác

ion

μ
làm

giảm

khả

năng

hoạt

động

của

ion Æ ion hiện diện với nồng độ hiệu dụng a (hoạt độ)
a = f.c (f : hệ số hoạt độ)
Trong hóa phân tích, nồng độ thường rất nhỏ (0,01 -
0,1N) → quy ước f =1
7
Định luật tác dụng khối lượng
1.
Khái niệm
1.
Khái

niệm
2. Hằng số cân bằng K
3. Sự hòa tan và sự tạo tủa
4
Tí h ố t
Độ t
4
.
Tí
c
h
s
ố

t
an
–
Độ

t
an
Định luật tác dụng khối lượng
Áp dụng cho phản ứng thuận nghịch tổng quát
Trong thựctế đasố các phản ứng là thuận nghịch →
e
d
)
E
(
)
D
(
e
d
]
E
[
]
D
[
aA + bB
(1)
(2)
dD + eE
Trong

thực

tế
,
đa

số

các

phản

ứng

là

thuận

nghịch

→

không xảy ra hoàn toàn
K(1) = =
ba
e
d
)B.()A(
)
E
.
(

)
D
(
ba
e
d
]B.[]A[
]
E
.
[
]
D
[
Định luật tác dụng khối lượng
Cân bằn
g
đ
ộ
n
g
→ tuân theo n
g
u
y
ên l
ý
Le Châtelier.
g ộ g gy ý
K(1) càng lớn → phản ứng theo chiều 1 càng chiếm

ưu thế.
K(1) > 1: Cân bằng ưu tiên theo chiều (1)
K(1) ≥ 10
7
:phản ứng hoàn toàn.
K nghiệm đúng cho dung dịch lý tưởng, dung dịch
thực không điện li hay điện li yếu.
Sự hòa tan và sự tạo tủa
Hòa tan và tạo tủa là hai hiện tượng ngược
nhau của một phản ứng thuận nghịch
Tích số tan của A
m
B
n
, ký hiệu T
AmBn
A
m
B
n
Æ mA
n+
+ nB
m-
[
]
[
]
n
B

m
A
n
m
m
n
BA
BA
ffBAaaT
n
m
m
n
nm

−+
==
Ví dụ:
(1)
(2)
Ag
+
+ Cl
-
AgCl↓
m
n
8
Độ tan
Độ tan S của một chất điện li ít tan là khả năng tan

tối đa của chất đó và tạo thành ion hiện diện trong
A
m
B
n
Æ mA
n+
+ nB
m-
SmSnS
dung dịch (nồng độ mol/L hay ion g/L)
T
AmBn
= [A
n+
]
m
. [B
m-
]
n
Æ S =
Nếu f~1 Æ a~c thì:
Khái niệm đương lượng
Đương lượng của nguyên tố:
Đ = M/n
n: hoá trị của nguyên tố trong
hợpchất
hợp

chất
Khái niệm đương lượng
Đương lượng của một hợp chất AB:
Đ
AB
= M
AB
/n
(n: số đơnvị đương lượng AB tham gia phản ứng)
(n:

số

đơn

vị

đương

lượng

AB

tham

gia

phản

ứng)

Khái niệm đương lượng
PHẢN ỨNG OXY HÓA KHỬ
AB ± ne
-
↔ C + D
AB là chất oxy hóa hoặcchấtkhử
AB

là

chất

oxy

hóa

hoặc

chất

khử
n: số electron trao đổi ứng với 1 mol hợp
chất AB.
9
Khái niệm đương lượng
PHẢN ỨNG ACID – BAZ
AB + nH
+
/OH
-

↔ C + D
A
B là acid ho
ặ
c baz
,
ặ ,
n: số H
+
/OH
-
thực sự tham gia trao đổi
đối với 1 mol AB
Khái niệm đương lượng
PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION
AB + nM
+
/M
-
↔ C + D
n: số ion điệntích+1/
-
1thaythế vào 1 mol
n:

số

ion

điện

tích

+1/
1

thay

thế

vào

1

mol

AB mà không làm AB thay đổi điện tích.
AB là hợp chất ion hoặc phức chất
Định luật tác dụng đương lượng
Theo Dalton: Trong một phản ứng hóa
h ột đ l ủ hấtà hỉ
h
ọc, m
ột

đ
ương
l
ượng c
ủ

a c
hất
n
à
y c
hỉ

thay thế hay kết hợp với một đương
lượng của chất khác.
V
A
.C
A
= V
B
.C
B
A
A
B
B
→ dùng trong phân tích định lượng.