bài giảng và bài tập về dung dịch

1
0H0EE
*
N
*
T
<∆⇒<−
⇒ phản ứng tỏa nhiệt
VD : xét phản ứng A + B → AB
Có 3 loại va chạm : A – A ; B – B ; A – B trong đó chỉ có va
chạm A – B mới có khả năng tạo sản phẩm AB.
MaMH - Chuong IV
2








−===
21
*
2
1
1
2
1
2
T

1
T
1
R
E
t
t
ln
v
v
ln
k
k
ln








−
∆
===
21
pö
2
1
1

2
1
2
T
1
T
1
R
H
t
t
ln
v
v
ln
k
k
ln
MaMH - Chuong IV
3
c) Ảnh hưởng của chất xúc tác :
MaMH - Chuong IV
Sinh viên tự đọc thêm trong tài liệu [1]
CHƯƠNG V : DUNG DỊCH
I. KHÁI NIỆM VỀ DUNG DỊCH
II. DUNG DỊCH LỎNG
III. DUNG DỊCH CHẤT KHÔNG ĐIỆN LY : DUNG
DỊCH PHÂN TỬ
IV. DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LY
4MaMH - Chuong V

1. Các hệ phân tán và dung dòch :
I. KHÁI NIỆM VỀ DUNG DỊCH
5MaMH - Chuong V
Sinh viên tự đọc trong TLTK [1], [3]
2. Khái niệm về dung dòch :
- Đònh nghóa : dung dòch là hệ đồng thể gồm 2 hay nhiều
chất mà thành phần của chúng có thể thay đổi trong giới
hạn rộng.
- Chất bò phân tán là chất tan, còn môi trường phân tán là
dung môi
- Nếu chất tan và dung môi có cùng trạng thái tập hợp thì
dung môi được xem là chất có lượng nhiều hơn
3. Độ tan và các yếu tố ảnh hưởng :
Nồng độ chất tan trong dung dòch bão hòa ở những điều kiện
nhất đònh được gọi là độ tan của chất đó
Độ tan (S) là số gam chất tan có trong 100 gam dung môi
- Nếu S = 10/100 → chất dễ tan
- Nếu S = 1/100 → chất ít tan
- Nếu S = 0,1/100 → chất không tan
S g chất tan/g dung môi
6MaMH - Chuong V
Độ tan của một số chất trong nước (g/ 100g nước) ở 20
o
C
Chất Độ tan Chất Độ tan
SbCl
3
931,5 Ag
2
SO

4
0,79
ZnI
2
432,0 CaSO
4
0,2
C
6
H
12
O
6
200,0 C
6
H
6
0,08
KOH 112,0 PbSO
4
0,0041
NaCl 36,0 MgO 0,00052
H
3
BO
3
5,0 AgI 0,00000013
7MaMH - Chuong V
II. DUNG DỊCH LỎNG :
1. Lý thuyết tạo thành dung dòch :

8MaMH - Chuong V
Sinh viên tự đọc thêm trong TLTK [1], [3]
2. Cách biểu diễn thành phần dung dòch :
Thành phần của dung dòch được biểu diễn qua nồng độ dung dòch
Nồng độ dung dòch là lượng chất tan có trong một khối lượng hay
một thể tích xác đònh của dung dòch hoặc dung môi.
3 lo i n ng dung ạ ồ độ
d chị
1. Nồng độ khối lượng
a. Nồng độ phần trăm : C%
b. Nồng độ molan (Cm) :
a. Nồng độ mol/ lit : C
M
(M)
2. Nồng độ thể tích :
b. Nồng độ đương lượng gam : C
N
(N)
Nồng độ phần mol của chất i : N
i

3. Nồng độ không đơn vò :
9MaMH - Chuong V
2. Cách biểu diễn thành phần dung dòch :
a. Nồng độ phần trăm : C%
Nồng độ phần trăm là số gam chất tan có trong 100 gam dung
dòch. Đơn vò (%)
100
ba

a
%C ⋅
+
=
Với a : số gam chất tan
b : số gam dung môi
1. Nồng độ khối lượng :
Ví dụ :
Cần lấy bao nhiêu gam NaOH để điều chế 3 lít dung dòch NaOH
10% (d = 1,15 g/ml) ?
ĐS : 345 gam NaOH rắn
10MaMH - Chuong V
b. Nồng độ molan (Cm) :
Nồng độ molan (C
m
) là số mol chất tan có trong 1000 gam dung
môi. Đơn vò (m)
b.M
a.1000
C
m
=
Với a : số gam chất tan
b : số gam dung môi
M : phân tử gam chất tan (g)
VD : hòa tan 0,9 gam C
6
H
12
O

6
trong 100 gam H
2
O. Tính C
m
của
C
6
H
12
O
6
180M
6126
OHC
=
Đ S : 0,05 molan
11MaMH - Chuong V
a. Nồng độ mol/ lit : C
M
(M)
Nồng độ mol/lit là số mol chất tan có trong một lít dung dòch
V.M
a
V
n
C
M
==
d10

M.C
%C
M
=
a : số gam chất tan
M : phân tử gam chất tan
V : thể tích dung dòch (lít)
d : khối lượng riêng của dung dòch (g/ml)
2. Nồng độ thể tích :
12MaMH - Chuong V
b. Nồng độ đương lượng gam : C
N
(N)
Nồng độ đương lượng gam là số đương lượng gam chất tan có
trong 1 lít dung dòch
V.Đ
a
C
N
=
a : số gam chất tan
Đ : đương lượng gam chất tan
V : thể tích dung dòch (lít)
2. Nồng độ thể tích:
n
Đ
M
C
C
M

N
==
C
N
= n.C
M

13MaMH - Chuong V
Ví dụ :
Xác đònh nồng độ phân tử gam và nồng độ đương lượng của dung
dòch HNO
3
24% (d = 1,145 g/ml)
14MaMH - Chuong V
Nồng độ phần mol của chất i : N
i

VD : A + B → dd B
BA
A
A
nn
n
N
+
=
A
A
A
M

m
n =
BA
B
B
nn
n
N
+
=
B
B
B
M
m
n =
m
A
; m
B
: khối lượng của A ; B
M
A
; M
B
: phân tử gam của A ; B
3. Nồng độ không đơn vò :
N
A
+ N

B
= 1
15MaMH - Chuong V
III. DUNG DỊCH CHẤT KHÔNG ĐIỆN LY : DUNG
DỊCH PHÂN TỬ
1. p suất hơi bão hòa của dung dòch : (atm, mmHg)
Quá trình bay hơi tự nhiên (thu nhiệt) của bất kỳ chất lỏng nào
cũng là quá trình thuận nghòch vì đồng thời với nó bao giờ cũng
xảy ra quá trình ngưng tụ hơi (phát nhiệt)
A (lỏng) A (hơi)
bay hơi, ∆H >0
ngưng tụ, ∆H < 0
Hơi tạo thành trên bề mặt chất lỏng gây ra áp suất hơi và khi
quá trình thuận nghòch đạt trạng thái cân bằng ∆G
bh
= 0 thì áp
suất hơi được gọi là áp suất hơi bão hòa của chất lỏng hay dung
môi nguyên chất
16MaMH - Chuong V
.
.
.
.
.
.
B
B'
O
O'
C

A
p
p
o
p
1
1
0,006
p(atm)
Nước lỏng
Hơi nước
Nước
đá
t
đ
t
o
đ
t t
s
t
o
s
t(
o
C)
(0,0099)
(400)
∆
p

∆t
đ
∆t
s
Giản đồ trạng thái của nước và sự thay đổi tính chất của dung dòch
nước
17MaMH - Chuong V
p suất hơi bão hòa đặc trưng cho sự bay hơi của chất lỏng. Là đại
lượng không đổi tại nhiệt độ nhất đònh và tăng theo nhiệt độ
1. p suất hơi bão hòa của dung dòch :
- Ở tại nhiệt độ nhất đònh, nếu thêm vào dung môi lỏng A một
chất tan B (không điện ly, không bay hơi) → dung dòch B →
khả năng bay hơi của A giảm → áp suất hơi bão hòa của dung
môi trên dung dòch (áp suất hơi bão hòa của dung dòch) giảm
xuống
- Ở cùng nhiệt độ, áp suất hơi bão hòa của dung dòch (P
1
) luôn luôn
nhỏ hơn áp suất hơi bão hòa của dung môi nguyên chất (P
o
) :
P
1
< P
o
18MaMH - Chuong V
p suất hơi bão hòa của dung dòch bằng áp suất hơi bão hòa của
dung môi nguyên chất nhân với phần mol của dung môi trong dung
dòch
Đònh luật Raoult :

P
1
= P
o
.N
1
P
1
: áp suất hơi bão hòa của dung dòch
P
o
: áp suất hơi bão hòa của dung môi nguyên chất
N
1
: nồng độ phần mol của dung môi
Gọi N
2
là nồng độ phần mol của chất tan trong dung dòch,

⇒ P
1
= P
o
(1 – N
2
)
o
2
P
P

N
∆
=
P
o
– P
1
= P
o
N
2
= ∆P ⇒
⇒ N
1
= 1 - N
2
N
1
+ N
2
= 1
19MaMH - Chuong V
∆P : độ giảm áp suất hơi bão hòa của dung dòch so với dung
môi
o
P
P∆
Đònh luật Raoult có thể phát biểu như sau : Độ giảm tương đối
áp suất hơi bão hòa của dung dòch bằng phần mol chất tan trong
dung dòch

: độ giảm áp suất hơi bão hòa tương đối của dung dòch so
với dung môi
o
2
P
P
N
∆
=
20MaMH - Chuong V
Ví d : ụ
Tính áp su t hơi bão hòa của dung dòch chứa 5g chất tan trong ấ
100g H
2
O ở nhiệt độ 25
o
C. Biết ở nhiệt độ này nước có áp suất hơi
bão hòa bằng 23,76mmHg và phân tử gam chất tan bằng 62,5g
ĐS : 23,422 mmHg
21MaMH - Chuong V
Nhiệt độ sôi của dung dòch luôn luôn cao hơn của dung môi
nguyên chất ; ngược lại nhiệt độ đông đặc của dung dòch luôn luôn
thấp hơn của dung môi nguyên chất
2. Nhiệt độ sôi, nhiệt độ đông đặc của dung dòch :
P
dd
< P
dm
⇒

o
)dm(s
o
)dd(s
tt >
o
)dm(đ
o
)dd(đ
tt <
P
dd
< P
dm
⇒
22MaMH - Chuong V
2. Nhiệt độ sôi, nhiệt độ đông đặc của dung dòch :
A (lỏng)A (hơi)
bay hơi, ∆H >0
ngưng tụ, ∆H < 0
A (r)
nóng chảy, ∆H >0
hóa rắnï, ∆H < 0
Nhiệt độ sôi của chất lỏng là nhiệt độ tại đó áp suất hơi bão hòa
của nó bằng áp suất bên ngoài, còn nhiệt độ đông đặc của chất
lỏng là nhiệt độ ở đó áp suất hơi bão hòa của pha lỏng bằng của
pha rắn
Ví dụ : nhiệt độ sôi của nước lỏng bằng 100
o
C, ứng với áp suất

bên ngoài là 1 atm
Nhiệt độ đông đặc của nước bằng 0
o
C (chính xác bằng
0,0099
o
C) ứng với áp suất hơi bão hòa của nước đá và nước
lỏng là 0,006 atm. ( )
)r(OH)l(OH
22
PP =
23MaMH - Chuong V
Đònh luật Raoult 2 :
Độ tăng nhiệt độ sôi và độ hạ nhiệt độ đông đặc của dung dòch tỷ lệ
thuận với nồng độ chất tan trong dung dòch. ∆t
o
= k.C
m

ms
o
)dm(s
o
)dd(s
o
s
C.kttt =−=∆
∆t
o
s

: độ tăng nhiệt độ sôi của dung dòch
C
m
: nồng độ molan của dung dòch
k
s
: hằng số nghiệm sôi (chỉ phụ thuộc vào bản chất của dung
môi)
Nếu dung môi là H
2
O : t
o
s(dm)
= 100
o
C ; k
s
= 0,52 (độ/mol)
24MaMH - Chuong V
2. Nhiệt độ sôi, nhiệt độ đông đặc của dung dòch :
mđ
o
)dd(đ
o
)dm(đ
o
đ
C.kttt =−=∆
∆t
o

đ
: độ giảm nhiệt độ đông đặc của dung dòch
k
đ
: hằng số nghiệm đông (chỉ phụ thuộc vào bản chất của
dung môi)
C
m
: nồng độ molan của dung dòch
Nếu dung môi là H
2
O : t
o
đ(dm)
= 0
o
C ; k
đ
= 1,86 (độ/mol)
25MaMH - Chuong V