HÓA ĐẠI CƯƠNG B1 - CHƯƠNG 5 ppsx

Chng 5Baứi giaỷng HOA ẹAẽI CệễNG
12/7/2010 602005 - Chng 5
1
CHệễNG V
CHệễNG V
DUNG DềCH
DUNG DềCH
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
2
NỘI DUNG
KHÁI NIỆM VỀ DUNG DỊCH
DUNG DỊCH CHẤT KHÔNG ĐIỆN LI VÀ CÁC TÍNH CHẤT
DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI
SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC VÀ CHỈ SỐ HRO pH
SỰ ĐIỆN LI CỦA CHẤT ĐIỆN LI KHÓ TAN
SỰ THỦY PHÂN MUỐI
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
3
5.1. KHÁI NIỆM VỀ DUNG DỊCH
5.1.1. Hệ phân tán và dung dòch:
- Hệ phân tán là hệ trong đó có 1 chất phân bố (chất bò
phân tán) vào 1 chất khác (môi trường phân tán). Các chất có
thể là khí (K), lỏng (L), rắn (R).
- Các loại hệ phân tán (theo kích thước hạt bò phân tán):
• Hệ phân tán thô (thể lơ lững): 10
−5
cm. Hệ không bền, bò
sa lắng.
Ví dụ : huyền phù đất sét trong nước (hệ R−L), nhủ tương

sữa (hệ L−L).
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
4
• Hệ phân tán cao (hệ keo): 10
−5
− 10
−7
cm. Hệ cũng
không bền do các hạt liên hợp với nhau và sa lắng.
Ví dụ: gelatin, keo dán, sương mù (hệ L−K), khói (hệ
R−K).
• Hệ phân tử
−
ion (dung dòch phân tử
−
ion):
10
−7
−10
−8
cm. Hệ này chính là dung dòch bền.
5.1.2. Khái niệm về dung dòch:
- Đònh nghóa: Là hệ đồng thể gồm 2 hay nhiều chất
mà thành phần của chúng có thể thay đổi trong giới hạn
rộng.
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
5
Dung dòch giống với hợp chất hóa học ở tính đồng

nhất và với hỗn hợp cơ học ở có thành phần thay đổi,
chiếm vò trí trung gian, gần với hợp chất hóa học hơn.
- Đối với dung dòch: chất bò phân tán là chất tan,
còn môi trường phân tán là dung môi.
- Dung dòch có thể là khí (ví dụ: không khí), lỏng
(ví dụ: nước biển), rắn (ví dụ: hợp kim Ag − Au). Chủ
yếu khảo sát dung dòch lỏng trong nước.
5.1.3. Lý thuyết tạo thành dung dòch:
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
6
- Quá trình hòa tan và cân bằng hòa tan:
Hòa tan chất rắn trong chất lỏng tạo dung dòch lỏng.
Có 2 quá trình ngược nhau xảy ra đồng thời:
Tách các tiểu phân chất tan ra khỏi tinh thể chất
tan và phân bố chúng vào dung môi (quá trình hòa tan);
Kết tủa các tiểu phân chất tan trong dung dòch lên
bề mặt tinh thể chất tan (quá trình kết tủa).
Quá trình hòa tan sẽ diễn ra cho đến khi đạt được trạng
thái cân bằng hòa tan (ΔG = 0):
Tinh thể chất tan X ⇔ Dung dòch chất tan X
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
7
- Cơ chế tạo thành dung dòch:
Cơ chế tạo thành dung dòch bao gồm:
• Quá trình vật lý (quá trình chuyển pha): phá vở
mạng tinh thể chất tan và phân bố các tiểu phân chất
tan tạo thành trong dung môi.
• Quá trình hóa học (quá trình sonvát hóa): tương

tác của các tiểu phân chất tan với dung môi tạo thành
hợp chất sonvát.
Dung môi là nước thì đó là quá trình hrát hóa và
tạo thành hợp chất hrát.
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
8
Ví dụ : khi hòa tan CuSO
4
vào nước thì
trong quá trình vật lý (chuyển pha) sẽ tạo
thành các ion Cu
2+
và , sau đó ion Cu
2+
tác
dụng với nước tạo thành ion hrát Cu
2+
.5H
2
O
trong quá trình hóa học (sonvát hóa).
−2
4
SO
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
9
- Nhiệt hòa tan:
• Quá trình hòa tan tự xảy ra (ΔG < 0) và

có thể là thu nhiệt hay phát nhiệt tùy thuộc vào
quá trình vật lý (thu nhiệt) hay quá trình hóa học
(phát nhiệt) chiếm ưu thế:
ΔH
ht
= ΔH
cp
+ ΔH
sh
• Đònh nghóa: Nhiệt hòa tan là lượng nhiệt
thu vào hay phát ra khi hòa tan một mol chất tan.
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
10
Ví dụ:
Quá trình hòa tan NH
4
NO
3
là thu nhiệt
(ΔH
o
= + 25,10 kj).
Quá trình hòa tan KOH là phát nhiệt
(ΔH
o
= − 54,39 kj).
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
11

5.1.4. Nồng độ dung dòch và cách biểu diễn. Độ tan và
các yếu tố ảnh hưởng.
Tự đọc:
Nắm vững về nồng độ và các cách biểu diễn
nồng độ quan trọng như: mol, phần trăm khối
lượng, đương lượng, phần mol, molan.
Hiểu được về độ tan và các yếu tố có ảnh
hưởng đến độ tan như: bản chất chất tan và dung
môi, nhiệt độ, áp suất.
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
12
5.2. DUNG DỊCH CHẤT KHÔNG ĐIỆN LI VÀ
CÁC TÍNH CHẤT
- Trong quá trình tạo thành dd tính chất
của chất tan, dm thay đổi và khác với tính chất
của dd thu được.
Nguyên nhân do sự tương tác giữa các tiểu
phân chất tan và dm và sự giảm nồng độ tiểu
phân tự do của dm khi tạo thành dung dòch.
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
13
- Khi tăng nồng độ chất tan ảnh hưởng của 2 yếu
tố trên tăng lên mạnh làm cho các tính chất của dd trở
nên phức tạp.
Khi giảm nồng độ chất tan, đặc biệt ở những nồng
độ rất loãng, ảnh hưởng của những yếu tố trên giảm
mạnh đến mức có thể bỏ qua.
Khi đó có một số tính chất của dd không phụ

thuộc vào bản chất chất tan mà chỉ phụ thuộc vào nồng
độ chất tan, như: áp suất hơi bão hòa, nhiệt độ sôi,
nhiệt độ đông đặc, áp suất thẩm thấu.
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
14
5.2.1. Áp suất hơi bão hòa:
- Chất lỏng nào (nguyên chất hay dd) cũng đều
bay hơi, hơi này gây trên bề mặt chất lỏng của nó một
áp suất gọi là áp suất hơi bão hòa.
Như vậy, áp suất hơi bão hòa là:
đại lượng đặc trưng cho cân bằng L ⇔ H
đại lượng không đổi tại nhiệt độ nhất đònh đối với
chất lỏng (nguyên chất) nhất đònh.
Ví dụ: áp suất hơi bão hòa của nước ở 25
o
C là 23,7
mmHg.
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
15
-Xét tính chất này đối với dd chứa chất tan khó bay
hơi (có nhiệt độ sôi cao hơn dm khoảng 150
o
C).
Kết quả khảo sát cho thấy:
• Ở cùng nhiệt độ áp suất hơi bão hòa của dd (áp
suất hơi dd P
1
) luôn luôn nhỏ hơn áp suất hơi bão

hòa của dm nguyên chất (áp suất hơi dm P
0
).
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
16
• Đònh luật Raoult I:
Độ giảm tương đối áp suất hơi bão hòa của dd
bằng phần mol của chất tan trong dd.
P
1
= P
o
N
1
hay ΔP/P
0
= N
2
N
1
, N
2
: nồng độ phần mol của dm và chất tan trong
dd.
Δ
P = P
o
−
P

1
: độ giảm tuyệt đối áp suất hơi bão hòa
của dd.
Δ
P / Po : độ giảm tương đối áp suất hơi bão hòa của dd.
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
17
5.2.2. Nhiệt độ sôi:
- Nhiệt độ sôi của chất lỏng nguyên chất là
nhiệt độ ở đó áp suất hơi bão hòa của chất lỏng
bằng áp suất khí quyển và là đại lượng không đổi
đối với áp suất bên ngoài nhất đònh. Như vậy nhiệt
độ sôi là đại lượng đặc trưng cho cân bằng L ⇔ H.
Ví dụ: nước lỏng có nhiệt độ sôi là 100
o
C, ứng
với áp suất khí quyển là 1 atm.
- Xét dung dòch chứa chất tan khó bay hơi:
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
18
• Ở cùng áp suất bên ngoài nhất đònh nhiệt độ sôi
của dung dòch luôn luôn cao hơn nhiệt độ sôi của
dung môi nguyên chất.
• Đònh luật Raoult II:
Độ tăng nhiệt độ sôi của dung dòch tỉ lệ thuận
với nồng độ chất tan trong dung dòch
ms
o

sdm
o
sdds
C.kttt =−=Δ
Δ
t
s
: độ tăng nhiệt độ sôi; k
s
: hằng số nghiệm sôi;
C
m
: nồng độ molan của dung dòch.
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
19
• Đối với dd nhiệt độ sôi của thực tế là nhiệt độ
bắt đầu sôi của dd.
5.2.3. Nhiệt độ đông đặc:
- Nhiệt độ đông đặc là nhiệt độ ở đó áp suất hơi
bão hòa của pha lỏng bằng áp suất hơi bão hòa của
pha rắn và là đại lượng không đổi tại áp suất bên
ngoài nhất đònh.
Nhiệt độ đông đặc là đại lượng đặc trưng cho
cân bằng L ⇔ R.
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
20
Ví dụ: nước có nhiệt độ đông đặc 0
o

C, áp suất
hơi bão hòa của nước đá và nươc lỏng là 0,006 atm.
- Xét dd chứa chất tan khó bay hơi:
• Ở cùng áp suất bên ngoài nhất đònh nhiệt độ
đông đặc của dd luôn luôn thấp hơn nhiệt độ đông
đặc của dm nguyên chất.
• Đònh luật Raoult II:
Độ hạ nhiệt độ đông đặc của dd tỉ lệ thuận với
nồng độ chất tan trong dd:
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
21
Δt
đ
: độ hạ nhiệt độ đông đặc; k
đ
: hằng số nghiệm đông; C
m
: nồng độ
molan của dung dòch.
• Cũng giống như nhiệt độ sôi, nhiệt độ đông đặc của dung
dòch là
nhiệt độ bắt đầu đông đặc
của dung dòch.
5.2.4. Áp suất thẩm thấu:
-
Hiện tượng thẩm thấu:
Khi cho dung dòch chất tan trong nước tiếp xúc trực tiếp với nước
sẽ xảy ra
sự khuếch tán 2 chiều:

các tiểu phân chất tan chuyển từ
phần dung dòch sang phần nước và các tiểu phân nước từ phần nước
chuyển sang phần dung dòch;
mđ
o
đdm
o
đddđ
C.kttt =−=Δ
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
22
còn khi không cho dung dòch chất tan và nước tiếp xúc trực
tiếp mà cho tiếp xúc qua 1 màng đặc biệt chỉ cho các tiểu
phân nước dung môi đi qua thì chỉ xảy ra
sự khuếch tán 1
chiều
của các tiểu phân nước từ phần nước sang phần dung
dòch.
Màng đặc biệt đó được gọi là
màngbánthẩm
(màng
colion, nguyên sinh chất, bong bóng động vật…); sự
khuếch tán 1 chiều được gọi là
sự thẩm thấu
và hiện tượng
thẩm thấu được gây ra bởi một áp suất mà được gọi là
áp
suất thẩm thấu.
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG

12/7/2010 602005 - Chương 5
23
- Áp suất thẩm thấu:
Áp suất thẩm thấu đặc trưng cho khả năng thẩm
thấu của dd.
• Đònh nghóa: Là áp suất gây ra sự thẩm thấu và
bằng áp suất cần tác dụng lên dd để cho sự thẩm
thấu không xảy ra.
• Đònh luật Van’t Hoff: Áp suất thẩm thấu của dd
tỉ lệ thuận với nồng độ chất tan và nhiệt độ tuyệt đối
của dd.
π = R C
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
24
π
: áp suất thẩm thấu; C: nồng độ mol của chất tan;
R: hằng số khí; T: nhiệt độ tuyệt đối.
5.2.5. Xác đònh phân tử lượng chất tan:
Tự đọc, nắm được cách xác đònh phân tử lượng
chất tan trong dd dựa trên việc đo các tính chất của
dd vừa trình bày ở trên.
5.3. DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI
5.3.1. Khái niệm về sự điện li:
a- Các đặc điểm của dd axit, baz, muối trong nước:
Chương 5Bài giảng HÓA ĐẠI CƯƠNG
12/7/2010 602005 - Chương 5
25
• Các dd axit, baz, muối trong nước không tuân theo
các đònh luật Raoult, Vant’Hoff ở trên: các đại lượng

ΔP , Δt, π của những dd này có giá trò xác đònh bằng
thực nghiệm luôn luôn lớn hơn so với tính toán theo
các đònh luật đó.
Ví dụ: dd chứa 1g NaCl trong 100 g nước có:
(Δt
đ
) đo lớn hơn công thức Raoult II (Δt
đ
) gần 2 lần.
Muốn áp dụng phải thêm hệ số điều chỉnh gọi là
hệ số Van’t Hoff hay hệ số đẳng trương i: