Bài giảng Dung dịch

DUNG DỊCHThS Ngô Gia Lương Khái niệm về hệ phân tán và dung dịch- Hệ phân tán: + Một chất là hạt rất nhỏ được phân bố vào trong chất kia. + Phân loại:Hệ phân tán thô (hệ lơ lửng): d >100m huyền phù. nhũ tương.Hệ phân tán cao (hệ keo): 1m 0 c > cbh Cân bằng Khái niệm về độ tan S Độ tan - nồng độ của chất tan trong dd bão hòaĐỘ TANCÁC DUNG DỊCH BÃO HOÀ Ở 200C và 500CCHẤT TANChất tan là chất rắnS- thường biểu diễn số gam chất tan tan tối đa trong100g dung môi S > 10g - chất dễ tan S 0 T↑thì S↑Khoảng 95% hợp chất ion có độ tan tăng theo nhiệt độ.Quá trình hòa tan một chất đi kèm biến đổi năng lượng tự do : G° = H  TS°Ảnh hưởng của S : Sự hòa tan một chất (rắn, lỏng hay khí) trong một dung môi lỏng là biến đổi làm tăng entropy  S> 0.Ảnh hưởng của H°:Dung môiH1 > 0H2 > 0H3 0 khá lớn) H° cùng dấu H1 > 0 và khá lớn G° cùng dấu H > 0  benzen tan rất ít trong nướcVí dụ 2: giải thích độ tan của benzen trong toluenLực liên kết giữa benzen với nhau hay giữa benzen với toluen rất yếu H° rất nhỏ (âm hay dương) G° cùng dấu -TS° 0, H2 = U > 0, H3 0H2 > 0H3 0 SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT NHIỆT ĐỘNG KHI TẠO THÀNH DUNG DỊCH Ght =Hht -TShtKhí - LỏngRắn - LỏngKhí + dmôi (l) = dung dịch (l)Rắn + dmôi (l) = dung dịch (l)Hht =Hcp (-)+Hsol(-) 0Sht= Scp(-) + Ssol (-) 0, 0Ngưng tụ H 30% chất điện ly mạnh 3%K2 >K3 >K4Hằng số điện ly chung : K=K1.K2.K3.K4Trong thực tế thường chỉ chú ý đến sự phân ly bậc thứ nhất Muối Đa số muối thuộc loại điện ly mạnh: KCl, NaF Các muối điện ly kém : muối axit (H+),muối baz(OH-),muối phức.HẰNG SỐ ĐIỆN LY CỦA CÁC ACID ĐA BẬCLập luận: thực nghiệm cho thấy trong dd không có phân tử trung hòa điện  Chất điện ly mạnh: điện ly hoàn toàn  = 1CÂN BẰNG TRONG DD CHẤT ĐIỆN LY MẠNHLập luậnThực tếĐộ điện ly = 1 < 1Hệ số đẳng trương iLà số nguyênKhông nguyênĐộ dẫn điện khi pha loãng dung dịchKhông đổiTăng lênLý thuyết chất điện ly mạnhTrong dung dịch xuất hiện lực hút tương hỗ giữa các ion → bầu khí quyển ion. Khi pha loãng, lực hút tương hỗ giảm, độ dẫn điện tăng.Trong dd chất điện ly mạnh có liên hiệp ion, khi pha loãng các liên hiệp ion phân ly thành các ion đơn giản.→ dùng hoạt độ a thay cho nồng độ: a = fC→ độ điện ly trên thực tế : độ điện ly biểu kiến.HOẠT ĐỘ (a) – là nồng độ hoạt động mang tính tổng quát hơn hơn nồng độ và áp dụng đl tác dụng khối lượng cho mọi dd chất tan ở các nồng độ khác nhaua = fc f- hệ số hoạt độ 0 < f  1Dd loãng f =1  a = cDd có nồng độ cao f<1  a = cf phụ thuộc vào : bản chất dung môi, nhiệt độ, điện tích và nồng độ các ion.Cân bằng trong dung dịch chất điện ly khó tan và tích số tan. Tích số tan của một chất phụ thuộc: Bản chất của dung môi và chất tan Nhiệt độ Tích số tan và độ tan của chất điện ly khó tan. S[mol/l] mS nSĐộ tan trong nước Tích số tan và độ tan của chất điện ly khó tan. Bài tập 1 : Độ tan của Ag3PO4 ở 18oC là 1,6 x 10-5 M. Tính tích số tan Ag3PO4 (r) ⇌ 3Ag+ (dd) + PO43- (dd) 4,8 x 10-5 1,6 x 10-5 M Ag3PO4 = [Ag+]3[PO43-] Ag3PO4 = (4,8 x10-5)3 (1,6 x10-5) = 1,77 x 10-18 Tích số tan và độ tan của chất điện ly khó tan. Bài tập 2 : 1 lit dung dịch Ca3(PO4)2 bão hòa ở 18oC chứa 0,0002215 g Ca3(PO4)2. Tính tích số tan của Ca3(PO4)2 (M=310) SCa3(PO4)2 = 0,0002215/310 = 7,145.10-7 M Ca3(PO4)2 = [Ca2+]3[PO43-]2Ca3(PO4)2 = 32.23.S5 = 108 x (7,145.10-7)5 = 2.011.10-29 Tích số tan và độ tan của chất điện ly khó tan. Bài tập 3 : Tính tích số tan của Mg(OH)2 ở 25oC là 1,2 x 10-11. Tính độ tan tại nhiệt độ phòng Mg(OH)2 (r) ⇌ Mg2+ (dd) + 2 OH- (dd) x x 2x Mg(OH)2 = [Mg+][OH-]2 = (x) (2x)2 = 4x3 = 1,2 x 10-11 x3 = 0,3 x 10-11  x = 1,4 x 10-4 M SMg(OH)2 = 1,4.10-4 M Tích số tan và độ tan của chất điện ly khó tan. Bài tập 4 : Tính tích số tan của Pb3(PO4)2 ở nhiệt độ phòng là 7,9 x 10-43. Tính độ tan tại nhiệt độ phòng Pb3(PO4)2 (r) ⇌ 3 Pb2+ (dd) + 2 PO43- (dd) x 3x 2x Pb3(PO4)2 = [Pb2+]3[PO43-]2 = (3x)3(2x)2 = 108x5 = 7,9 x 10-49 x5 = 7,3184 x 10-45  x = 1,488 x 10-9 M SPb3(PO4)2 = 1,5.10-9 M Điều kiện hoà tan và kết tủa của chất đ ly khó tan.Chất điện ly sẽ kết tủa khiChất điện ly sẽ tan hết khi Dung dịch bão hòa Điều kiện hoà tan và kết tủa của chất đ ly khó tan.Bài tập 1: Ở 25oC, tích số tan của SrSO4 là 3,6.10-7. Trộn 1 thể tích dung dịch SrCl2 0,01M với cùng một thê tịch dung dịch K2SO4 0,01M thì kết tủa SrSO4 có xuất hiện không ?Khi trộn hai dung dịch, nồng độ giảm đi một nửa nên[Sr2+] = 5 x 10-4 ; [SO42-] = 5 x 10-4[Sr2+] [SO42-] = 2,5 x 10-7 < 3,6.10-10  Kết tủa không xuất hiện Điều kiện hoà tan và kết tủa của chất đ ly khó tan.Bài tập 2: Ở 25oC, tích số tan của BaSO4 là 1,1.10-10. Trộn 200 ml dung dịch BaCl2 0,004M với 600 ml dung dịch K2SO4 0,008M thì kết tủa BaSO4 có xuất hiện không ?