LUẬN văn sư PHẠM hóa xác định độ dẫn điện đương lượng, hằng số phân li của axit và độ tan chất điện li ít tan bằng phương pháp đo độ dẫn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.11 MB, 85 trang )
Lu n v n t t nghi p
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
TR
NG
I H C C N TH
KHOA S
Xác
nh
d n
tan ch t
n
ng l
PH M
ng, h ng s phân li c a axit và
n li ít tan b ng ph
ng pháp o
d n
Lu n v n T t nghi p
Ngành : S Ph m Hóa H c
GV h
ng d n: Phan Th Ng c Mai
Sinh viên: Nguy n Th Kim Nh
p:
Ph m Hóa H c
Mã s SV: 2060429
n th , 2010
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
i
Lu n v n t t nghi p
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
IC M
Qua th i gian th c hi n
t nhi u s giúp
N
tài ngoài s n l c h c t p c a b n thân tôi còn nh n
t các th y cô, gia ình và b n bè
tôi hoàn thành
c
tài này.
u tiên tôi chân thành c m n:
ThS.GVC.Cô Phan Th Ng c Mai ã tr c ti p h
ng d n. Tuy Cô còn b n vi c h c
p nghiên c u c a b n thân nh ng Cô ã t n tình ch b o,
ng viên tôi khi tôi g p khó
kh n.
Th y Nguy n M ng Hoàng ã h t lòng óng góp ý ki n; cung c p hóa ch t, trang
thi t b t o m i
u ki n thu n l i cho tôi trong quá trình th c hi n
Cô Phan Kim Liên ã góp ý
tài.
lu n v n hoàn ch nh h n.
Các th y cô phòng thí nghi m Hóa-Lí ã giúp
tôi r t nhi u.
Th y c v n h c t p Nguy n V n Thân và t t c các th y cô B Môn Hóa H c- Khoa
Ph m ã t n tình gi ng d y trang b cho tôi ki n th c vô cùng quý báu;
tình óng góp ý ki n giúp tôi hoàn thành
ng th i nhi t
tài c a mình.
Gia ình tôi cùng b n bè luôn quan tâm,
ng viên tôi trong th i gian qua.
Xin chân thành c m n.
Nguy n Th Kim Nh .
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
ii
Lu n v n t t nghi p
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
CL C
I C M N...................................................................................................................... ii
C L C ......................................................................................................................... iiii
PH N M
U ..................................................................................................................1
1. LÝ DO CH N
TÀI.................................................................................................1
2. CÁC GI THI T C A
3. PH
TÀI....................................................................................1
NG PHÁP VÀ PH
3.1. Ph
NG TI N .........................................................................2
ng pháp ..........................................................................................................2
3.1.1. Ph
ng pháp nghiên c u lí lu n: .......................................................................2
3.1.2. Ph
ng pháp th c nghi m: ................................................................................2
3.2. Ph
ng ti n ............................................................................................................2
3.2.1. D ng c -thi t b :................................................................................................2
3.2.2. Hóa ch t ............................................................................................................3
3.2.3. Tài li u:.............................................................................................................3
4. CÁC B
C TH C HI N
TÀI...............................................................................4
I DUNG ..........................................................................................................................5
1. N I DUNG LÝ THUY T ............................................................................................5
1.1. Hai lo i dây d n: ....................................................................................................5
1.2.
d n
n c a dung d ch
n ly:.........................................................................6
1.2.1. Ch t
n ly y u và ch t
n ly m nh: ..............................................................6
1.2.1.1. Hi n t
1.2.1.2 Các
ng
n ly:......................................................................................6
c tr ng c b n c a ch t
n ly: .........................................................6
1.2.1.2.1. H ng s phân ly K:................................................................................6
1.2.1.2.2.
1.2.1.3. Ch t
n ly
........................................................................................7
n ly m nh và ch t
n ly y u: ........................................................8
1.2.1.3.1. Ch t
n ly m nh: ................................................................................8
1.2.1.3.2. Ch t
n ly y u: ...................................................................................8
1.2.2. Các
il
ng
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
d n
n: ................................................................................9
iii
Lu n v n t t nghi p
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
1.2.2.1.
d n
n:................................................................................................9
1.2.2.2.
d n
n riêng: .......................................................................................9
1.2.2.2.1.
nh ngh a: .........................................................................................10
1.2.2.2.2. Các y u t
1.2.2.3.
d n
nh h
ng
ng l
ng: .........................................................................12
n
n
d n
n riêng: ......................................10
1.2.2.3.1.
nh ngh a: .........................................................................................12
1.2.2.3.2.
nh lu t chuy n
1.3. M t s
ng
ng d ng v phép o
d n: ....................................................................15
1.3.1. Xác
nh
d n
1.3.2. Xác
nh
phân ly và h ng s phân ly c a ch t
1.3.3. Xác
nh
hòa tan S c a h p ch t khó tan:....................................................16
1.3.4. Phép chu n
n
c l p ion c a Kohlrausch: ............................13
ng l
b ng
d n
ng:.................................................................15
n ly y u:..........................15
n:.....................................................................16
2. PH N TH C NGHI M: ............................................................................................18
2.1. Ph
ng pháp o
2.1.1. Ph
2.2.2.
2.2. Xác
d n
ng pháp o
n c a dung d ch:.........................................................18
d n
n c a dung d ch:....................................................18
n c c:.........................................................................................................19
nh
d n
n
ng l
ng gi i h n c a dung d ch
n ly:......................21
2.2.1. Nguyên t c: .....................................................................................................21
2.2.1.1. Xác nh
d n n
ng l ng gi i h n c a dung d ch ch t n ly
nh: HCl, NaCl, CH3COONa, C6H5COONa, (COONa)2 .....................................21
2.2.2. Th c hành: ......................................................................................................22
2.2.2.1. Xác
nh
d n
n
ng l
ng gi i h n λ ∞ c a ch t
n ly m nh: ...22
2.2.2.1.1. Xác
nh λ ∞ c a dung d ch HCl: .......................................................22
2.2.2.1.2. Xác
nh λ ∞
a dung d ch NaCl........................................................28
2.2.2.1.2. Xác nh λ ∞ a dung d ch CH3COONa, C6H5COONa, NaOOCCOONa ..............................................................................................................32
2.2.2.2. Xác
nh
2.2.2.2.1. Xác
d n
nh
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
n
d n
ng l
n
ng gi i h n λ ∞ c a ch t
ng l
n ly y u: ......44
ng gi i h n c a CH3COOH:..............45
iv
Lu n v n t t nghi p
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
2.2.2.2.2. Xác nh
d n n
ng l ng gi i h n c a ch t n li y u
C6H5COOH, HOOC-COOH: ..............................................................................45
2.3. Xác
nh h ng s phân ly c a ch t
n ly y u:.....................................................46
2.3.1. Nguyên t c: .....................................................................................................46
2.3.2. Th c hành: ......................................................................................................48
2.3.2.1. Xác
nh h ng s phân ly c a dung d ch CH3COOH .................................48
2.3.2.1.1. Chu n b các dung d ch .......................................................................48
2.3.2.1.2. Ti n hành o: ......................................................................................49
2.3.2.1.3. nh phân l i b ng NaOH xác nh chính xác n ng c a dung d ch
CH3COOH..........................................................................................................50
2.3.2.1.4. K t qu : ..............................................................................................50
2.3.2.2. Xác
nh h ng s phân ly c a dung d ch C6H5COOH................................57
2.3.2.2.1. Chu n b các dung d ch .......................................................................57
2.3.2.2.2. Ti n hành o: t
ng t nh ph n 2.3.2.1.2 ..........................................58
2.3.2.2.3. nh phân l i b ng NaOH xác nh chính xác n ng c a dung d ch
C6H5COOH ........................................................................................................58
2.3.2.2.4. K t qu : ..............................................................................................58
2.3.2.4. Xác
nh h ng s phân ly c a dung d ch HCOOH .....................................63
2.3.2.4.1. Chu n b các dung d ch .......................................................................63
2.3.2.4.2. Ti n hành o:t
ng t nh CH3COOH ...............................................64
2.3.2.4.3. nh phân l i b ng NaOH xác nh chính xác n ng c a dung d ch
HCOOH .............................................................................................................64
2.3.2.4.4. K t qu : ..............................................................................................65
2.4. Xác
nh
tan c a ch t ít tan......................................................................................70
2.4.1. Nguyên t c: .....................................................................................................70
2.4.2. Th c hành: ......................................................................................................71
2.5. L u ý:...................................................................................................................75
T LU N ..........................................................................Error! Bookmark not defined.
TÀI LI U THAM KH O...................................................................................................77
PH L C .............................................................................................................................v
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
v
Lu n v n t t nghi p
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
PH N M
1. LÝ DO CH N
U
TÀI
Ngày nay Hóa lí ã tr thành m t trong nh ng môn h c c s t o n n t ng trong
chuyên ngành Hóa h c ho c các chuyên ngành có liên quan
n Hóa h c.
Hóa Lí là m t môn h c khoa h c t ng h p; liên ngành; nghiên c u m i quan h t
gi a hai d ng bi n
ng
i hóa h c-v t lí; nghiên c u m i liên h và s ph thu c gi a các
tính ch t hóa-lí v i thành ph n hóa h c, v i c u t o c a v t ch t; trong ó bao g m các
nghiên c u v c ch , t c
trình ó. Và
nh h
ng
n các quá
n hóa h c là m t b ph n quan tr ng c a chuyên ngành Hóa lí vì có ng
ng r t nhi u trong
dung d ch
c a các quá trình hóa h c và các y u t
i s ng và s n xu t. Hóa
n ly, quá trình ph n ng
n nghiên c u ch y u v tính ch t c a
n c c…
minh ch ng cho s k t h p
gi a hai chuyên ngành hóa – lí này chúng tôi ã ch n
ng, h ng s phân ly c a axit và
tan c a ch t
n”. Chúng tôi ã áp d ng tính ch t d n
ng s hóa lí
tài “Xác
nh
n ly ít tan b ng ph
n c a dung d ch
d n
c áo
n
ng
ng pháp o
n li vào vi c kh o sát các
c tr ng c a ch t và h p ch t hóa h c k t h p v i máy móc hi n
i nh m
cho k t qu chính xác và t t h n.
tài này cung c p cho sinh viên các ph
hi n
ng pháp th c nghi m ti p xúc v i thi t b
i, là s k t h p t t gi a lí thuy t và th c nghi m, t
thích thú v i môn h c hóa-lí và nh n th c
nghiên c u c ng nh
ó giúp sinh viên tìm th y s
c t m quan tr ng c a môn h c trong h c t p,
ng d ng trong các l nh v c khác.
2. CÁC GI THUY T C A
TÀI
Hóa h c là m t môn khoa h c th c nghi m nên s k t h p gi a lí thuy t và th c
nghi m là r t c n thi t. Ngày nay, các v n
i th c t , bên c nh ó các ph
n. Cùng m t v n
lí thuy t
im i
phù h p
ng pháp th c nghi m l i càng a d ng và tinh vi h u hi u
lí thuy t có th có nhi u ph
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
c m r ng và
ng pháp th c nghi m
c
a ra nh m
1
Lu n v n t t nghi p
làm sáng t v n
ch t ít tan
n
.
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
tài xác
c nghiên c u r t lâu, có nhi u ph
n là m t trong nh ng ph
d n
nh h ng s phân li c a ch t
n
kh o sát s thay
ng pháp th c nghi m
ng pháp cho k t qu t t. Ph
i
d n
n li y u c ng nh
c
tan c a
ra và o
ng pháp này s d ng máy o
n c a dung d ch và có
nh y r t cao nên cho
t qu th c nghi m áng tin c y ít b sai l ch so v i giá tr lí thuy t.
3. PH
NG PHÁP VÀ PH
3.1. Ph
ng pháp
3.1.1. Ph
NG TI N
ng pháp nghiên c u lí lu n:
- Tìm ki m, tham kh o các tài li u có liên quan
- L p
3.1.2. Ph
c
n hóa lí t sách v , internet…
ng chi ti t cho công vi c c n làm.
ng pháp th c nghi m:
- Chu n b d ng c ph
ng ti n, d ng c thí nghi m.
- Tra c u các s li u c n thi t.
- Tìm hi u k h
ng d n s d ng máy o
d n.
- Th c hi n thí nghi m, m i thí nghi m làm nhi u l n.
- Ghi nh n k t qu .
- Tính toán chính xác và l y 3 k t qu t t nh t.
3.2. Ph
ng ti n
Các ph
ng ti n bao g m:
3.2.1. D ng c -thi t b :
Thi t b :
- Máy o
d n
n JENWAY 4310.
- Cân k thu t AND
- T s y MEMMERT
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
2
Lu n v n t t nghi p
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
- Nhi t k
-B p
n
ng c :
- Buret 25 ml
- Pipet các lo i
- Bình
nh m c 100 ml, 250 ml, 1000 ml
- Becher 50 ml, 100 ml
- Erlen 100 ml, 250 ml
- ng ong 100 ml
-
a th y tinh
- Ch u th y tinh
- ng nh gi t
3.2.2. Hóa ch t
- NaOH
- NaCl
- HCl
- CH3COOH
- CH3COONa
- HCOOH
- C6H5COOH
- C6H5COONa
- HOOC-COOH
- NaOOC-COONa
- CaSO4
- Phenolphtalein.
3.2.3. Tài li u:
Sách tham kh o, các lu n v n t t nghi m, internet….
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
3
Lu n v n t t nghi p
4.CÁC B
- Giai
+ Nh n
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
C TH C HI N
TÀI
n chu n b và tìm tài li u:
tài và vi t
c
ng chi ti t cho
+ Tìm tài li u tham kh o t tháng 08/2009
tài tháng 07/2009
n tháng 09/2009
- Giai
n chu n b d ng c hóa ch t và ti n hành thí nghi m t 10/2009
- Giai
n vi t n i dung
tài t tháng 02/2010
n tháng 01/2010
n tháng 04/2010
+ T p h p và x lý s li u
+ Vi t bài lu n v n
- Giai
n hoàn thành
tài tháng 05/2010
+ N p b n th o lu n v n cho GVHD nh n xét và góp ý
+
u ch nh và hoàn ch nh bài lu n v n
+ Báo cáo b o v lu n v n.
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
4
Lu n v n t t nghi p
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
I DUNG
1. N I DUNG LÝ THUY T
Theo thuy t Arrhenrius các ch t
ng phân ly thành các ion. S l
ch t c a ch t
n
ng c a các ion và
n ly. Nh ng ch t
n t t. Ng
n ly khi hòa tan vào dung môi thích h p có kh
n tích c a chúng ph thu c vào b n
n ly m nh h u nh phân ly hoàn toàn nên có kh n ng
c l i, nh ng ch t
n ly y u phân ly ít vì th d n
n kém.
1.1. Hai lo i dây d n
D a vào kh n ng d n
n t 104
ch t có
n, ng
i ta chia các ch t ra thành: ch t d n
n 106 Ω−1 cm−1 , ch t cách
n là ch t có
d n t 10-9
n có
d n
n 10-20 Ω−1 cm−1 , còn
d n n m gi a hai lo i dây trên g i là ch t bán d n.
Ph thu c vào b n ch t v n chuy n dòng
n ng
i ta chia ch t d n
- Dây d n lo i 1: bao g m t t c các kim lo i
+D n
+ Có
n thành hai lo i:
tr ng thái r n và nóng ch y
n b ng electron
d n
phía c c âm sang c c d
n cao. D
ng c a dòng
+ Khi t ng nhi t
,
i tác d ng c a
n tr
ng, electron chuy n d ch t
n.
d n c a kim lo i gi m vì các ion
nút m ng dao
ng
nh c n tr s di chuy n c a các electron.
+ Dây d n lo i 1 có th n i tr c ti p v i ngu n
n này ch gây ra hi u ng nhi t, t và bi n
+
n i qua lo i dây
i v t lí mà không có s bi n
-Dây d n lo i 2: bao g m các dung d ch n
+D n
n. Dòng
i hóa h c.
c c a các mu i, axit, baz
n b ng các ion.
d n c a dây d n lo i 2 th p h n dây d n lo i 1 nhi u l n.
+ Khi nhi t
t ng thì
d n
n s t ng do
nh t c a dung d ch gi m,
sonvat hóa c a ion c ng gi m.
+
i ngu n
c bi t khác v i dây d n lo i 1 là lo i dây d n này không th n i tr c ti p
n mà ph i thông qua dây d n lo i 1.
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
5
Lu n v n t t nghi p
1.2.
d n
n c a dung d ch
1.2.1. Ch t
n ly y u và ch t
1.2.1.1. Hi n t
Ch t
ây, ng
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
ng
n ly
n ly m nh
n ly
n ly là ch t khi hòa tan vào dung môi có kh n ng phân ly thành ion. Tr
i ta ã t ng cho r ng s phân ly ion ch x y ra khi có tác d ng c a dòng
ra s phân ly ó là do tác d ng c a các phân t dung môi
trúc c a ch t
c
n. Th c
n các liên k t hóa h c trong c u
n ly.
Nh v y s phân ly ion ph thu c vào b n ch t c a ch t
chung, dung môi có s phân c c m nh, ch t
n ly và c a dung môi. Nói
n ly có liên k t y u gi a các ti u phân mang
n thì quá trình phân ly ion càng d dàng.
1.2.1.2 Các
c tr ng c b n c a ch t
n ly
1.2.1.2.1. H ng s phân ly K
Xét m t ch t
n ly
n gi n AB
AB = A + + B−
−
Khi phân ly thành ion t o ra cation A+ và anion [B ]
Quá trình phân ly trên
c xem nh m t ph n ng hóa h c
n khi
t cân b ng, ta có h ng
cân b ng c a ph n ng là:
Kc =
i:
[A + ].[B− ]
[AB]
Kc : h ng s phân ly c a AB
A + : n ng
[B− ] : n ng
[ AB] : n
ng
Khi dung d ch có n ng
c a cation A+
tr ng thái cân b ng
c a anion B− tr ng thái cân b ng
AB ch a phân ly
tr ng thái cân b ng
nh thì h ng s phân ly Kc
dung d ch th c thì ta bi u di n h ng s phân ly qua ho t
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
c bi u di n qua n ng
, còn
:
6
Lu n v n t t nghi p
Ka =
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
a A+ .a B−
a AB
K a : h ng s phân ly di u di n qua ho t
Trong ó,
a A+ : ho t
c a cation A+
a B− : ho t
c a anion B−
a AB : ho t
c a phân t AB ch a phân ly.
ng s phân ly không ph thu c vào n ng
và nhi t
mà ph thu c vào b n ch t c a ch t
n ly
.
1.2.1.2.2.
n ly
n ly là
il
ng
c tr ng cho m c
phân ly ion c a các ch t
n ly kí hi u
là
Ta có bi u th c:
phân t phân ly thành ion
α=
ng s phân t c a ch t
0 ≤ α ≤1
n ly hòa tan
n ly hoàn toàn α = 1
Ch t
Ch t hòa tan không phân ly α = 0
n ly ph thu c vào b n ch t c a ch t
nhi t
.
Gi a
và Kc có m i liên h v i nhau:
n ly, b n ch t dung môi, n ng
c a ch t,
AB = A + + B−
i th i
mt=0
là
0
(1 − α )C o
T it
i Co là n ng
Co
c a ch t
0
αCo αCo
n ly ban
u
phân ly.
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
7
Lu n v n t t nghi p
Ta có: K c =
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
[A + ].[B− ] αC o .αCo
= (1 − α )C
[AB]
o
α 2C o
1− α
Kc =
ây là bi u th c toán c a
i v i ch t
c: α =
Ta
nh lu t pha loãng Ostwald.
n ly có
n ly α nh thì 1 − α ≈ 1 thì K c = α 2Co
KC
Co
ng s Kc ch ph thu c vào nhi t
dung d ch gi m ( Co gi m) thì
1.2.1.3. Ch t
ã cho, khi n ng
n ly t ng α → 1 . Ngh a là, khi pha loãng
n ly m nh và ch t
1.2.1.3.1. Ch t
Ch t
. Nh v y, t i m t nhi t
c a
n ly t ng.
n ly y u
n ly m nh
n ly phân ly hoàn toàn có = 1 . Ví d các dung
n ly m nh là nh ng ch t
ch c a axit m nh nh : HCl, H2SO4, HNO3…..các baz m nh nh : NaOH, KOH …và các
mu i NaCl, KCl, KNO3…..
i v i ch t di n ly m nh không có h ng s phân ly, các ph n ng
n ly x y ra
hoàn toàn và là ph n ng không thu n ngh ch.
Do phân ly hoàn toàn nên m t
nh
các t
ion trong dung d ch
n ly r t l n và l c t
n gi a các ion là r t áng k ngay c v i dung d ch loãng (v i dung d ch
ng tác
n ly y u
ng tác này có th b qua)
1.2.1.3.2. Ch t
Ch t
n ly y u
n ly y u là nh ng
n ly có
phân ly 0 < α < 1 , các axit và baz h u c ,
t s mu i vô c ít tan nh HgCl2, CaSO4, BaSO4, …là nh ng ch t
ng s phân ly c a ch t
vào nhi t
n ly y u không ph thu c vào n ng
n ly y u.
mà ch ph thu c
, b n ch t c u ch t và dung môi.
phân ly
luôn ph thu c vào n ng
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
:
8
Lu n v n t t nghi p
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
0 ≤ ≤1
T ng n ng
1.2.2. Các
1.2.2.1.
il
ng
d n
n
d n
n là
d n
il
ng
n
c tr ng cho kh n ng d n
n c a các lo i dây d n.
nh lu t Ohm áp d ng cho dây d n lo i 2:
R =ρ
V i R:
l
S
n tr ( )
n tr su t c a dung d ch ( Ω cm−1 )
:
S: ti t di n c a
n c c ( cm 2 )
l: kho ng cách gi a hai
Theo quy
c,
dung d ch ch t
d n
n ly
1
n c c (cm)
n là
il
ng ngh ch
c xác
nh nh sau:
oc a
n tr . Do ó,
d n
nc a
1 S
L= R = ρ . l
d n
n có tính c ng tính:
LDD = LDM + LCT
LDD là
d n dung d ch ch t
LDM là
d n
LCT
1.2.2.2.
d n
n ly
n c a dung môi (th
n c a ch t c n xác
d n
c xác
ng là n
nh trên máy o
c)
nh
n riêng
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
9
Lu n v n t t nghi p
1.2.2.2.1.
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
nh ngh a
il
1
c g i là
ng ρ
L=
Mà χ =
d n
n riêng, kí hi u là
1 1 S
= .
R ρ l
1
ρ
l 1
⇒χ= .
S R
i l, S là
il
ng không
t K=
i ta
l
V i K là h ng s bình
S
⇒ χ = K.L
Khi l = 1cm và S = 1cm2 thì χ =
y
d n
n riêng là
1
R
d n c a m t dung d ch
n ly n m gi a hai
n c c có
ti t di n b ng 1cm2và cách nhau 1 cm.
1.2.2.2.2. Các y u t
nh h
ng
n
d n
n riêng
ì Ph thu c vào n ng
Vì kh n ng d n
ion có m t trong m t
c a dung d ch ch t
riêng c a dung d ch
n c a dung d ch
n ly ph thu c vào b n ch t c a các ion và s
n v th tích dung d ch. Nên
n ly. N ng
d n
n riêng ph thu c vào n ng
dung d ch càng l n, s ion càng l n,
d n
n
n ly càng t ng.
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
10
Lu n v n t t nghi p
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
Hình1
ph thu c c a
d n
m t hình th c các ch t
ng n ng
ng χ − C
,
n riêng vào n ng
n ly m nh và y u
u i qua m t
mc c
dung d ch ch t
n ly
u có m t quy lu t gi ng nhau là khi
i. Nh ng v b n ch t c a hi n t
ng
là hoàn toàn khác nhau.
i v i ch t
n ly m nh:
y ra hoàn toàn. Khi n ng
n
n riêng
ng tác t nh
luôn luôn b ng 1 ( α = 1 ), ngh a là s phân ly
phân ly
t ng làm cho s l
t ng. Nh ng n u n ng
n là áng k d n
t ng
ng ion trong dung d ch t ng lên nên
n m c làm cho n ng
n s c n tr s chuy n
ion quá l n thì s
ng c a các ion d n
n
d n
n riêng gi m.
i v i các ch t
n nh t. Khi t ng n ng
n ly y u: khi n ng
làm t ng s l
gi a s t ng s ion và s gi m
C
max
này thì s gi m
loãng
c a ch t
ng ion nh ng làm gi m
phân ly
gi vai trò quy t
phân ly
s
t
phân ly . M i quan
c giá tr t i u
nh. Do t ng n ng
thì
n ly y u là
C max. Sau giá tr
gi m và tr nên r t
nh nên s ion trong dung d ch gi m d n và gi m.
ì Ph thu c nhi t
d n
n riêng t ng theo nhi t
:
χ t = χ18 1 + α ( t − 18 )
Trong ó:
χt :
d n
n riêng
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
nhi t
t
11
Lu n v n t t nghi p
χ18 :
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
d n
h s nhi t
nhau ng
18oC
n riêng
c a
d n
thu n ti n cho vi c so sánh kh n ng d n
n c a dung d ch các ch t
i ta s d ng
ng.
1.2.2.3.
d n
1.2.2.3.1.
nh ngh a
il
n
d n
ng
ng l
n
d n
ng l
ng là
d n
n ly n m gi a hai
Gi a
n riêng và
d n
ng l
ng l
n c a m t th tích dung d ch ch a m t
d n
n
ng l
ng gam ch t tan n m gi a hai
Trong ó ch a 1
ng l
λ = nχ =
Do ó: ncm3
u C là n ng
λ=
ng có m i liên h v i nhau. Gi s ta
n c c:
n c c là 1 cm3 thì λ = χ
n c c b ng n cm3 thì
- N u th tích gi a hai
ng
n c c song song cách nhau 1 cm.
- N u th tích dung d ch gi a hai
d n
ng gam nên n ng
ng l
n
ng l
ng b ng: λ = nχ
ng b ng: C’ =
1
n
1
χ
C'
ng l
ng gam/lit thì C ' =
C
nên ta có:
1000
1000
χ
C
:
d n
n
:
d n
n riêng (
C: n ng
n
n ly khác
ng
ng gam ch t
có m t
n.
ng ( lg-1
ng l
ng l
-1
-1
.cm2)
.cm-1)
ng c a ch t
n ly ( lg.l-1)
Chú ý: C = n.CM
n: s
n tích d
ng ho c âm ng v i công th c c a ch t
Ví d : HCl → H + + Cl−
n=1; C = CM
Na 2SO 4 → Na + + SO 42 −
d n
n
ng l
n phân.
ng dùng
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
n=2; C = 2.CM
so sánh tính d n
n c a các ch t
n ly khác nhau.
12
Lu n v n t t nghi p
1.2.2.3.2.
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
nh lu t chuy n
ng
c l p ion c a Kohlrausch
Trong m t dung d ch vô cùng loãng
ng
d n
n
ng l
λ ∞ = λ ∞+ + λ ∞−
d n
( lg-1
nv
-1
n
ng l
ng c a ch t
λ ∞+
d n
n
ng l
ng c a cation
λ ∞−
d n
n
ng l
ng c a anion
n ly y u n u b qua nh h
a ion và ch p nh n r ng khi pha loãng
n ly b ng
n ly ó.
n ly vô cùng loãng
ng c a n ng
d n
n
n t ng ch do
d n
n
ng l
ng
phân ly thì:
λ
λ∞
i v i ch t
n ly m nh tuy
nên λ + ≠ λ ∞+ λ − ≠ λ ∞− .
fλ =
ng c a ch t
.cm2)
d n
α=
ng l
ng c a cation và anion t o thành ch t
Trong ó: λ ∞
i v i ch t
n
luôn b ng 1, nh ng λ∞+ , λ∞− ph thu c vào n ng
c tr ng s sai khác ó ng
i ta
a ra h s d n
n fλ
λ+ + λ−
λ
=
λ ∞+ + λ ∞− λ ∞
Khi dung d ch vô cùng loãng f λ → 1 và λ → λ ∞
d n
n
a ch t
n ly m nh th
n ly y u vi c ngo i suy không th c hi n
λ ∞ c a ch t
ng
c xác
nh b ng ph
ng
th “ λ − C ”
pháp ngo i suy t
i ch t
ng λ ∞
ng l
n ly m nh theo
1.2.2.3.3. Các y u t
nh h
nh lu t
ng
n
c nên th
c l p chuy n
d n
n
ng l
ng tính toán gián ti p qua
ng ion c a Kohlrausch.
ng
ì Ph thu c vào n ng
d n
t
n
n
d n
ng l
n
ng ph thu c vào n ng
ng l
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
ng gi i h n
dung d ch. N ng
C gi m thì
t ng và
dung d ch vô cùng loãng λ ∞
13
Lu n v n t t nghi p
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
Hình 2
ph thu c c a
Kohlrausch ã
ng l
c hai
n
ng l
ng vào
pha loãng
a ra m t công th c th c nghi m th hi n m i liên h gi a
ng và n ng
n ng
d n
ch t
n ly, th
ng g i là
nh lu t Kohlausch hay
d n
n
nh lu t c n
loãng:
λ = λ∞ − A C
Trong ó:
λ∞ :
d n
n
ng l
ng c a dung d ch
n ly vô cùng loãng
A: h s
V i ch t
n ly m nh thì công th c này khá phù h p. Khi t ng n ng
ng tác ion t ng làm gi m t c
i v i ch t
gi a
chuy n v n c a các ion nên gi m.
n ly y u, khi
dung d ch vô cùng loãng
ng
( C) , l c
C gi m thì
ng d n
t ng t ( α → 1) do ó
n s ion t ng.
c bi t, khi
t ng m t cách rõ r t. Và m i liên
và C tuân theo quy lu t logarit:
log λ = const −
i v i ch t
1
log C
2
n ly m nh có n ng
dung d ch
m
c thì các ch t
n ly tuân
theo quy lu t c n b c ba:
λ = λ∞ − A 3 C
ì Các y u t khác
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
14
Lu n v n t t nghi p
d n
nhi t
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
n ph thu c vào t ng s ion trong
n v th tích,
nh t c a dung d ch và
.
ng t nh
d n
n riêng thì
d n
n
ng l
ng c ng ph thu c vào nhi t
theo bi u th c:
λ t = λ 1 8 1 + α ( t − 1 8 )
Trong ó:
λt :
d n
λ18 :
n
ng l
d n
n riêng
s nhi t
c a
1.3. M t s
1.3.1. Xác
ng
d n
d n
i v i ch t
n
t
18o C
ng d ng v phép o
nh
nhi t
ng l
n.
d n
ng
n ly m nh, áp d ng công th c Kohlrausch:
λ = λ∞ − A C
o
d n ph thu c n ng
λ − C và ngo i suy
n n ng
i v i ch t
nh λ∞ c a ch t
chuy n
1.3.2. Xác
C = 0 tìm
th
c giá tr λ∞
n ly y u, không áp d ng
c công th c Kohlrausch mà có th xác
n ly y u thông qua λ∞ c a các ch t
n ly m nh d a trên
nh lu t
c l p ion c a Kohlrausch λ∞ = λ ∞+ + λ ∞− .
ng
nh
phân ly và h ng s phân ly c a ch t
Ta có th xác
α=
Tr
trong kho ng gi i h n C < 10 − 2 m ol.l − 1 , xây d ng
c h t ta o
= K.L), suy ra
n ly y u
nh theo công th c:
λ
λ∞
c
d n
d n c a dung d ch (L) sau ó xác
n
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
ng l
ng ( λ =
nh
d n
n riêng
1000
χ)
C
15
Lu n v n t t nghi p
λ ∞ c a ch t
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
n ly y u tính theo
nh lu t
c l p chuy n
ng ion c a Kohlrausch.
AB = A + + B−
Xét
i th i
m t = 0 Co
0
(1 − α )C o
T it
0
αCo αCo
[A + ].[B − ] α C o .α C o
= (1 − α )C
[AB]
o
Kc =
α 2C o
Kc =
1− α
c α=
Bi t
Kc =
λ
ta có th xác
λ∞
nh h ng s phân ly:
α2
λ2
C0 =
C0
λ∞ ( λ∞ − λ )
1− α
1.3.3. Xác
nh
hòa tan S c a h p ch t khó tan
MA
i S là
M
A
tan c a mu i ít tan (tính theo s
còn dung d ch bão hòa có
d n
n riêng
ng l
thì
ng gam có trong m t lít dung d ch),
d n
n
ng l
ng c a dung d ch
ng:
λ = 1000
χ
S
Dung d ch bão hòa c a mu i ít tan có n ng
th c t b ng
d n
Ta có th tính λ∞
n
a vào
ng l
t
ng
i loãng,
d n
n
ng l
ng
pha loãng vô cùng c a mu i λ∞
ng
nh lu t Kohlrausch
χ
⇒ S = 1000 χ = 1000
λ∞
λ ∞+ + λ ∞−
1.3.4. Phép chu n
b ng
Ph
c ng d ng cho các tr
ng pháp này
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
d n
n
ng h p dung d ch c n chu n
có màu ho c
16
Lu n v n t t nghi p
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
c.
Nguyên t c c b n c a ph
phân b ng ion c a ch t
ng pháp này là thay th m t trong các ion c a ch t c n
nh phân mà
d n
n
ng l
nh
ng c a chúng khác nhau.
nh phân m t axit m nh b ng m t baz m nh (hình a)
nh phân m t m t baz m nh b ng m t axit y u (hình b)
nh phân h n h p m t axit m nh, axit y u b ng m t baz m nh (hình c)
V
V
V
a)
c)
V
b)
V
1
V
2
V
Hình 3
Minh h a s
nh phân b ng ph
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
ng pháp o
d n
n
17
Lu n v n t t nghi p
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
2. PH N TH C NGHI M
2.1. Ph
2.1.1. Ph
ng pháp o
d n
ng pháp o
Ta có công th c: L =
n c a dung d ch
d n
n c a dung d ch
1
R
Do ó, c s c a phép o
d n c a dung d ch
n ly là xác
nh
n tr c a dung
ch ó
o
n tr c a dung d ch ch t
nh hình 4 trong ó R1, R2, R3 là các
ngu n
n; (2) là
n ly ng
n tr
i ta dùng c u o Wheatstone có s
ã bi t còn Rx là
n tr c n xác
nh; (1) là
nk .
Hình 4
S
Khi không có dòng
n ch y qua
n k (2) kim
c u o Wheatstone;
1. Ngu n n xoay chi u;
2.
nk .
n k ch 0. Theo
nh lu t
Kirchhoff v m ch r ta có:
Rx = R3
R1
R2
Nh v y, n u bi t giá tr c a 3
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
n tr thì ta xác
nh
c
n tr c n tìm.
18
Lu n v n t t nghi p
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
Hình 5
S
c u o
nt
dung d ch
1. Ngu n n; 2. B ph n t ng t n s ; 3.
n t m u;
4. Con ch y; 5. ng nghe; 6. Bình ng dung d ch c n o n t .
AB - Dây n t
u
Trong th c t , R3 là h p n tr còn R1, R2 th ng
c thay b ng m t dây d n ng
nh t AB trên ó có con ch y dùng
xác
nh v trí c u cân b ng t
ó xác
nh
c
n
tr c a dung d ch Rx
Ng
i ta s d ng dòng
Khi dùng dòng
ph n ng
n m t chi u, trên b m t
n hóa làm thay
thoát ra xu t hi n su t
i
n m t chi u hay xoay chi u áp vào h
i thành ph n dung d ch và khí thoát ra trên
n
ng phân c c c n tr dòng
d n c a dung d ch.
tránh
nh
n tr .
n c c ti p xúc v i dung d ch có th x y ra
n c c. Khí
n ch y qua dung d ch làm thay
n tr phân c c ng
phân c c nh calomen, b c clorua…ho c dùng các dòng
ng
xác
i ta dùng các
n nh
n c c không
không làm thay
i
c a dung d ch. Nh ng t t h n h t là dùng dòng xoay chi u có t n s cao (kho ng
600-1000 Hertz).
i máy o
d n
u
c thi t k trên c s chung nêu trên, tuy nhiên có ng
ng và cách s d ng khác nhau.
2.2.2.
nc c
u trúc bình
ph
ng pháp o
di n tích các
ng dung d ch c n o
d n di n.
n có vai trò r t quan tr ng trong
n tr c a dung d ch ph thu c vào n ng
n c c và kho ng cách các
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
d n
ch t
n ly,
n c c và th tích c a dung d ch. Do ó, hình
19
Lu n v n t t nghi p
GVHD: ThS.GVC. Phan Th Ng c Mai
ng và cách s p x p
nh này ng
n c c trong m i phép o ph i
i ta thi t k các
nên còn có tên g i là
Hình 6
n c c luôn
Nh chúng ta ã bi t công th c tính
i:
S: di n tích
:
c b o v bên ngoài b ng khung th y tinh
d n
d n
n c a dung d ch.
n riêng c a dung d ch:
n c c (cm)
n c c, (cm2)
n tr , ( )
d n
1
: là giá tr
R
l
:
S
n riêng c a dung d ch, (
d n
c
-1
cm-1 )
c trên máy, simens (S) (1S=1 )
c g i là h ng s bình hay kí hi u là K, (cm-1)
H ng s bình K ch ph thu c vào kho ng cách gi a hai t m platin t o
nhiên l, S ch a bi t. Vì v y c n ph i xác
Ng
d n
i
m b o tính
1 l 1
= . = K.L
ρ S R
l : kho ng cách gi a các
R:
nh và
n c c chuông.
n c c Platin dùng o
χ=
c gi c
i ta xác
nh l i h ng s bình K.
nh h ng s bình b ng cách o
n riêng. Bi t
n c c. Tuy
c K ta có th xác
nh
d n c a m t dung d ch chu n ã bi t
d n
n riêng c a b t kì dung d ch nào.
n c c có m t h ng s bình riêng.
Và trong
tài này xác
SVTH: Nguy n Th Kim Nh
nh
d n
n c a dung d ch b ng máy
o
d n
20
