CHƯƠNG 12: TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH - CÁC CHẤT ĐIỆN LY pot

CHƯƠNG 12: TÍNH CHẤT CỦA
DUNG DỊCH - CÁC CHẤT ĐIỆN LY
Chương 12
TÍNH CHẤT CỦA DUNG DỊCH
CÁC CHẤT ĐIỆN LY
I. Dung dòch các chất điện ly
II. Phân loại chất điện ly
III. Tính chất nhiệt động của dung dòch
điện ly
I. DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LY
- Áp suất thẩm thấu:
- Độ giảm áp suất hơi
bão hòa:
- Độ tăng nhiệt độ sôi:
- Độ hạ nhiệt độ đông
đặc:
.

.
.
o
obh
dm
o

SSSm
o
Đ
ĐĐm
iiCRT
PiP iPx
TiT iKC
TiTiKC
ππ
==
Δ=.Δ =
Δ=Δ =
Δ=Δ=
X ứng với dd điện ly
X
o
ứng với dd không điện ly
i > 1 và
- Dung dòch điện ly có khả năng dẫn điện
• Nguyên nhân:
• Sự phân ly của chất điện ly trong dd
• làm cho số phần tử trong dd điện ly lớn hơn
trongddkhôngđiệnly
• Các phần tử phân ly mang điện tích

 Sự tồn tại của ion trong dd chất điện ly
v
Sự điện ly: là sự phân ly thuận nghòch chất
thành ion trong dung dòch.
Tínhchấtcủaddđiệnly:

• - Đồng nhất về tính chất hóa lý trong thể
tích, có thành phần có thể thay đổi liên tục trong
một giới hạn
• - Dung dòch điện ly cho dòng điện đi qua nhờ
sự chuyển động của các ion.
Chất điện ly: (chất điện phân) có thể tạo ra dung
dòch ion hoặc ion khi nóng chảy
νν
νν
+−
+−
+−
=+
z
z
M
AMA
THUYẾT ĐIỆN LY CỦA ARRHENIUS
Giá trò i
của dd có
C = 0,2N
2,180,4610,186Ca(NO
3
)
2
2,790,5190,186MgCl
2
1,780,6640,372KNO
3
1,810,6730,372KCl

Muối
Đ
T
Δ
o
Đ
T
Δ
Đ
o
Đ
T
i
T
Δ
=
Δ
i là hệ số Vant’ Hoff (hệ số đẳng trương)
phụ thuộc vào bản chất & nồng độ của chất tan
khi dd càng loãng thì i = 2 - 4
số phần tử sau phân ly
số phần tử trước phân ly
i =
Độ phân ly (độ điện ly):
số phần tử phân ly
số phần tử ban đầu
α
=
zz
M

AMA
νν
νν
+−
+−
+−
=+
[
]
[
]
[]
−+
−+
νν
ν
−
ν
+
=
AM
A.M
K
zz
D
Hằng số điện ly:

:tổng số ion trong
một phân tử chất điện ly
ν

νν
+−
=+
1
1
i
α
ν
−
=
−
()
0
0+00

ban ñaàu: n 0 0
ñieän ly: n 1
zz
M
AMA
nn
νν
νν
α
να να
+−
+−
+−
−
=+

−
(
)
(
)
()
()()
00
0
1
0
1
.
. .
1
D
nn
K
n
n
νν
νν νν
ν
ν
να να
α
α
ν
ν
α

+−
+− +−
+
−
+−
+− +
+
−
=
−
=
−
2
0
+
.
Khi 1:
1
D
n
K
α
νν
α
−
== =
−
THUYẾT ĐIỆN LY HIỆN ĐẠI
• Nguyên nhân cơ bản của sự điện ly là
• sự tác dụng tương hỗ giữa các chất điện ly

và các phân tử dung môi để tạo thành
• các ion bò solvat hóa.
()
22 2


N
aCl mH O Na nH O Cl m n H O
N
aCl Na Cl
+
+
+= +
=
+
Sửù ủieọn ly cuỷa tinh theồ NaCl
Sửù ủieọn ly cuỷa phaõn tửỷ phaõn cửùc
(
)
23 2
.1

HCl mH O H O Cl m H O
HCl H Cl
+
+
+=+
=+
Ảnh hưởng của dung môi
• Bản chất của dung môi quyết đònh sự tương

tác hóa học giữa dung môi và chất tan
Ví dụ:
• HCl : không dẫn điện trong dm C
6
H
6
, C
6
H
12
• CH
3
COOH : phân ly không hoàn toàn trong H
2
O
• phân ly hoàn toàn trong dd NH
3
• Dung môi có độ thẩm điện môi ε cao
• thì có tác dụng ion hóa tốt
• Ví dụ: HF lỏng, HCN, H
2
O
2
, NH
3
lỏng ,
• Metyl formamid
• Lực tónh điện giữa hai hạt ion:
• ε nhỏ ⇒ F lớn ≈ các ion trái dấu tương tác với
nhau mạnh

• ⇒ các ion tự do ít ⇒ khó tương tác với dung môi
2
21
r 4
q.q
F
ε
π
=
SÖÏ SOLVAT HOÙA
• TÖÏ ÑOÏC
II. PHÂN LOẠI CHẤT ĐIỆN LY
• Dựa vào độ phân ly:
• Chất điện ly mạnh: α ≈ 1
• Chất điện ly yếu: α<< 1
• Dung dòch chất điện ly yếu:
–ddrấtloãng≈ dd lý tưởng
– α giống nhau khi xác đònh bằng pp khác
nhau
Dung dòch chất điện ly mạnh
• - dd rất loãng ≠ dd lý tưởng
• - Thực tế:
• α khác nhau khi xác đònh bằng pp khác nhau
• α < 1 ; α = 1 khi dd rất loãng;
• Nguyên nhân
: lực tương tác giữa các ion tạo ra
“KHÍ QUYỂN ION” bao quanh mỗi ion →
giảm tốc độ di chuyển & khả năng hoạt động
của ion
•  α chỉ là giá trò biểu kiến

Phân loại dựa vào bản chất của liên kết trong
phân tử và trong tinh thể chất điện ly:
Chất điện ly thực: ở nút mạng là ion
Chất điện ly thế: ở nút mạng là phân tử phân cực.
Cơ chế hòa tan trong nước:
tương tác hóa học với nước → phá hủy tinh thể
chất điện ly và tạo ra các ion hydrat
Chất điện ly thực:
- ion đứt khỏi mạng tinh thể và đi vào trong
dung môi tương tác với dung môi.
Chất điện ly thế:
- các phân tử có cực phân ly thành ion
→ ion bò hydrat hóa → ion tương tác proton
với nước như một bazơ và tạo ion oxoni H
3
O
+
Sự tạo ion trong dung môi không phải là H
2
O
• Dung môi proton (cho proton do chứa nhóm –
OH hay –NH
2
):
• Phân tử dm tạo liên kết hydro với chất tan →
hòa tan → phân ly → solvate hóa ion.
• Dung môi aproton (có các cặp e dùng chung)
• Dm này solvat hóa tốt các cation, tạo dd ion.
• Sự phân ly có thể do kết quả của
phản ứng hóa học giữa dm và chất điện ly.

III. TÍNH CHẤT NHIỆT ĐỘNG
CỦA DUNG DỊCH ĐIỆN LY
• Xét chất điện ly mạnh:
• m : nồng độ molan
• x : nồng độ phần mol
• C : nồng độ mol
• a : hoạt độ
• γ : hệ số hoạt độ
zz
M
AMA
νν
νν
+−
+−
+−
=+
• Ký hiệu
• 1 : tính cho dung môi
• 2 : tính cho chất tan
• + : tính cho ion dương
• – : tính cho ion âm
• ± : tính trung bình cho
các ion
Nong ủoọ ion: .
.
Hoaùt ủoọ ion : .
.
Hoaùt ủoọ trung bỡnh cuỷa ion:

mm
mm
am
am




++

+++

=
=
=
=
.aaa


+
+
=
Nong ủoọ vaứ hoaùt ủoọ
2
2
Hoạt độ mol của phân tử muối:
.
Hoạt độ trung bình của ion:
.

aaa
aaa
aa
νν
νν
ν
ν
+−
+−
+−
±+−
±
=
=
⇒=
Liên hệ giữa nồng độ và hoạt độ
.aaa
ν
νν
+
−
±+−
=
.am
γ
±±±
=
.
.
am

am
γ
γ
+++
−−−
=
=
()()
()( )

. . = .
v
am m
mm m
νν
ν
νν ν ν
ν
γγ
γγ γ
+−
+− + −
±++ −−
+− + − ±±
=
=
⇒
Với .
.mmm
ννν

ν
νν
γ
γγ
+
−
±+−
+
−
±
+−
=
=
Tính trung bình cho caùc ion
()()
()
11
1

=.
.
mvm vm
m
m
νν νν
ν
ν
νν
ν
νν

++ −−
+−
±+ −
±+−
=
⇒
()
()
()
1
1
1
. .
. .
.
.
aaa a aa
mmm
mmm
νν νν
ν
ν
νν νν
ν
ν
νν
ν
νν
ν
γγγ γ γγ

+− +−
+− +−
+−
+−
±+− ± +−
±+− ± +−
±+−
±+−
=⇒=
=⇒=
=
⇒=
()
()
()
1
1
1
. .
. .
.
.
aaa a aa
mmm
mmm
νν νν
ν
ν
νν νν
ν

ν
νν
ν
νν
ν
γγγ γ γγ
+− +−
+− +−
+−
+−
±+− ± +−
±+− ± +−
±+−
±+−
=⇒=
=⇒=
=
⇒=
Thế hóa học
•
++++++
+γ+μ=+μ=μ mln.RTln.RTaln.RT
00
−−−−−−
+γ+μ=+μ=μ mln.RTln.RTaln.RT
00
()
1/

.ln .
oo
RT a a
ν
νν
νμ νμ
νμ νμ
μ
νν ν
+−
+−
+−
++ −−
±+−
+−
+
+
==+
+
(
)
()
0
0
.ln
.ln
R
Ta
R
Ta

μμ
μμν
±± ±
±
=+
=+
(
)
(
)
0
ln lnRT m RT
μ
μν ν γ
±±
=+ +
Thế hóa dưThế hóa của dd lý tưởng
