Bài giảng Hóa đại cương: Chương 1 - Huỳnh Kỳ Phương Hạ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

MÔN HỌC HoùA ĐẠI CƯƠNG

GIẢNG VIÊN: HUỲNH KỲ PHƢƠNG HẠ

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

TAØI LIEÄU THAM KHAÛO

 HOÙA ÑAÏI CÖÔNG (1,2) GS. NGUYEÃN ÑÌNH SOA

 TAÄP BAØI TAÄP TRAÉC NGHIEÄM HOÙA ÑAÏI CÖÔNG (Boä moân Coâng ngheä Voâ cô – Khoa Coâng Ngheä Hoùa Hoïc – Tröôøng ĐH Baùch Khoa TP HCM)

 HOÙA ÑAÏI CÖÔNG (GLINKA, N.L.)

 HOÙA ÑAÏI CÖÔNG VOÂ CÔ (HOAØNG NHAÂM)

 HOÙA ÑAÏI CÖÔNG (RENÉ DIDIER)

 HOÙA ÑAÏI CÖÔNG VAØ TRAÉC NGHIEÄM HOÙA ÑAÏI CÖÔNG

(NGYEÃN ÑÖÙC CHUNG)

 CÁC TÀI LIỆU HÓA ĐẠI CƢƠNG HAY GENERAL CHEMISTRY

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

CHƢƠNG I

NHÖÕNG KHAÙI NIEÄM VAØ ÑÒNH LUAÄT CÔ SÔÛ CUÛA HOAÙ HOÏC

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

Nguyeân töû

– Nguyeân töû laø phaàn töû nhoû nhaát cuûa moät nguyeân toá hoaù hoïc, khoâng theå phaân chia nhoû hôn ñöôïc nöõa veà maët hoaù hoïc. Trong caùc phaûn öùng hoaù hoïc, nguyeân töû khoâng thay ñoåi.

Nguyeân toá hoaù hoïc

– Laø chaát ñöôïc taïo thaønh töø caùc nguyeân töû coù ñieän tích haït nhaân gioáng

nhau.

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

Phaân töû

– Phaân töû laø taäp hôïp nhoùm caùc nguyeân töû (coù theå cuøng hoaëc khaùc loaïi). Caùc nguyeân töû lieân keát vôùi nhau trong phaân töû theo nhöõng kieåu lieân keát khaùc nhau.

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

Ñôn chaát, hôïp chaát:

-Ñôn chaát laø caùc chaát ñöôïc caáu thaønh töø moät nguyeân toá (Oxy O2, Kim cöông C, Nitô N2…) -Hôïp chaát laø caùc chaát ñöôïc caáu thaønh töø 2 nguyeân toá trôû leân (H2O, Röôïu, Daám…)

Luaät thaønh phaàn khoâng ñoåi:

- Moät hôïp chaát hoùa hoïc xaùc ñònh luoân chöùa cuøng moät soá nguyeân toá nhö nhau vôùi tæ leä khoái löôïng xaùc ñònh.

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

 Định luật bảo toàn khối

lượng (Hay định luật Lomonossow - Lavoisier) là định luật cơ bản trong lĩnh vực hóa học, đƣợc phát biểu:

– Trongphảnứnghóahọc,tổngkhốilƣợngcácchất tham gia phản ứng bằng tổng khối lƣợng sản phẩmtạothành.

(mtrƣớc) = (msau)

 Lịch sử:

– Năm 1748 Mikhail Lomonossow đặt ra định đề

– Năm 1789 Antoine Lavoisier phát biểu định luật này

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

Khoái löôïng nguyeân töû (Nguyeân töû löôïng)

• Khoái löôïng cuûa 1H = 1.6735 x 10-24 g vaø 16O laø

2.6560 x 10-23 g.

• Ñònh nghóa: Khoái löôïng cuûa 12C = chính xaùc laø 12 ñvC hay amu (ñôn vò Carbon, hay laø ñôn vò nguyeân töû, atomic mass unit).

• Töø ñoù:

1 amu = 1.66054 x 10-24 g 1 g = 6.02214 x 1023 amu

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

Đồng vị

 Các nguyên tử của cùng một nguyên tố nhƣng khác nhau số neutron trong hạt nhân (đƣợc chỉ định bởi số khối).

 Ví dụ:

– Đồng vị của Hydrogen H-1,

1H, protium (một

proton, không có neutron trong hạt nhân).

– Đồng vị của Hydrogen H-2 or D, 2H, deuterium (1

proton và 1 neutron trong hạt nhân).

– Đồng vị của Hydrogen H-3 or T, 3H, tritium (1

proton và 1 neutron trong hạt nhân).

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

Nguyeân töû löôïng trung bình

• Trong töï nhieân, caùc nguyeân toá toàn taïi ôû caùc daïng ñoàng

vò vôùi tæ leä khaùc nhau, ví duï: • C: 98.892 % 12C + 1.108 % 13C.

• Nguyeân töû löôïng trung bình C:

•

(0.98892)(12 amu) + (0.0108)(13amu) = 12.011 amu.

• Trong heä thoáng tuaàn hoaøn laø NTL trung bình.

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

Ví dụ: Chlorine có 2 đồng vị, Cl-35 and Cl-37, có nguyên tử lƣợng lần luợt là 34.96885 and 36.96590 amu. Nguyên tử lƣợng của nó trong tự nhiên là 35.453 amu. Thành phần % của từng đồng vị?

Đặt x = phần Cl-35, y = phần Cl-37

Ta có

x + y = 1 <=> y = 1 - x

34.96885*x + 36.96590*y = 35.453

Từ đó

x = 0.7553 <=> 75.53% Cl-35

y = 1 - x = 0.2447 hay 24.47% Cl-37

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

 Ñònh luaät tæ leä boäi. (Ñònh luaät Ñalton)

– Neáu hai nguyeân toá hoùa hôïp vôùi nhau taïo thaønh moät soá hôïp chaát thì nhöõng löôïng khoái löôïng cuûa moät nguyeân toá so vôùi cuøng moät löôïng khoái löôïng cuûa nguyeân toá kia seõ tæ leä vôùi nhau nhö nhöõng soá nguyeân ñôn giaûn.

 Ví duï:

 FeS, FeS2, vôùi cuøng 56 ñôn vò khoái löôïng Fe thì tæ leä S: Fe

laàn löôït laø 32:56; 64:56. Do ñoù tæ leä S laø 32:64 = 1:2

 N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5 vôùi 14 ñôn vò khoái löôïng N thì tæ

leä N laàn löôït laø :

(8/14):(16/14):(24/14):(32/14):(40/14)

8:16:32:40

1:2:3:4:5

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

Chuyeån ñoåi nhieät ñoä

C = 5/9 * (F - 32)

F = (9/5)*C + 32

K = C + 273.15

- 40o F = - 40o C

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

BAÛNG CHÖÕ CAÙI HY LAÏP TÖÔNG ÖÙNG

: alpha (a)

: iota (i)

: rho (r)

: beta (b)

: kappa (k)

: ( ) sigma (s)

: gamma (g)

: ( ) lambda (l)

: tau (t)

( ): delta (d)

: mu(y) (m)

: upsilon (u)

: epsilon (e)

: nu(y) (n)

(

): phi (f)

: zeta (z)

: xi (x)

: chi (c)

: eta (h)

: omicron (o)

): psi (y)

(

: theta (q)

: pi (p)

): omega (w)

(

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

Ñöông löôïng vaø ñònh luaät ñöông löôïng Ñöông löôïng: Ñ

Ñöông löôïng cuûa moät nguyeân toá hay moät hôïp chaát laø soá phaàn khoái löôïng cuûa nguyeân toá hay hôïp chaát ñoù keát hôïp hoaëc thay theá vöøa ñuû vôùi moät ñöông löôïng cuûa moät nguyeân toá hay hôïp chaát khaùc.

Caùch tính ñöông löôïng:

Coâng thöùc chung ñeå tính ñöông löôïng laø:

ÑA = M/n (n tạm gọi là số đƣơng lƣợng)

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

Trường hợp cụ thể

A laø moät nguyeân toá

M: khoái löôïng nguyeân töû, n: Hoùa

trò nguyeân toá.

Ví duï: Trong CO thì ÑC=12/2=6 CO2 thì ÑC=12/4=3

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

A laø axit: M: Phaân töû löôïng cuûa axit n: Soá H+ tham gia phaûn öùng Ví dụ: H2SO4 + NaOH

NaHSO4 + H2O

ĐA = 98/1=98

H2SO4 + NaOH

Na2SO4 + H2O

ĐA = 98/2=49

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

A laø bazô:

M: Phaân töû löôïng cuûa bazô

n: Soá OH- tham gia phaûn öùng

Ví dụ:

Ca(OH)2 + HCl

Ca(OH)Cl + H2O

ĐA = M[Ca(OH)2]/1

Ca(OH)2 + HCl

CaCl2 + H2O

ĐA = M[Ca(OH)2]/2

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

A laø muoái: M: Phaân töû löôïng cuûa muoái

n: Soá ñieän tích cuûa ion (anion hoaëc cation) ñaõ thay theá

Ví dụ:

Al2(SO4)3 ĐA = M[Al2(SO4)3]/(2x3) theo Al+3 ĐA = M[Al2(SO4)3]/(3x2) theo (SO4)-2

Trong phản ứng cụ thể

Fe2(SO4)3 + 2NH4OH = 2Fe(OH)SO4 + (NH4)2SO4 Đ[NH4OH] = M[NH4OH] (vì chỉ có 1 nhóm OH-) Đ[Fe2(SO4)3] = Đ[Fe2(SO4)3]/(1[SO4

-2]x2) (vì trong 2Fe.2(SO4).(SO4)

-2 đã bị thay thế)

có 1 nhóm SO4

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

A laø chaát oxi hoùa-khöû:

– M: khoái löôïng phaân töû chaát. – n: soá e trao ñoåi trong phaûn öùng.

Ví dụ:

8Al+3KNO3+5KOH+2H2O=3NH3+8KAlO2 (Số

trao

đổi

e

từ

Đ[Al] = 27/3 Al0 Al+3=3e) Đ[KOH] = M[KOH] Đ[KNO3] = M[KNO3]/8

(N+5 N-3 trao đổi 8e)

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

 Ñöông löôïng gam (đlg):

– Ñöông löôïng gam cuûa moät chaát laø löôïng tính

baèng g cuûa chaát ñoù coù soá ño baèng ñöông löôïng cuûa noù.

 Ví dụ:

– Đƣơng lƣợng của H2SO4 là 49 hay 98 thì 1 đlg là 49g

hay 98g.

 Ñònh luaät ñöông löôïng:

– Trong moät phaûn öùng hoùa hoïc soá ñöông löôïng cuûa caùc

chaát tham gia phaûn öùng phaûi baèng nhau.

– Trong caùc phaûn öùng hoùa hoïa moät ñöông löôïng cuûa chaát naøy chæ keát hôïp hoaëc thay theá moät ñöông löôïng cuûa chaát khaùc maø thoâi.

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

 Phản ứng:

aA + bB = cD + dD Số đlg của chất i = mi/Đi Từ đó định luật viết thành:

mA/ĐA = mB/ĐB hay mA/mB = ĐA/ĐB

Và:

NAVA = NBVB = NCVC…

Trong đó Ni là nồng độ đƣơng lƣợng của

chất i.

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

 Noàng ñoä ñöông löôïng:

– Laø soá ñöông löôïng gam chaát tan treân moät lít dung dòch.

– Kyù hieäu N hay CN.

 Tƣơng quan giữa nồng độ mol và nồng độ đƣơng lƣợng

NA = nCA (n: Sốđƣơnglƣợng)

 Ví dụ: Chophảnứng

H2SO4+2NH4OH=(NH4)2SO4+2H2O

TìmkhốilƣợngNH4OHcầnthiếtđểphảnứngvừađủvới2lítddH2SO4

0.5N.

Ta có n của H2SO4 là 2 và đƣơng lƣợng là 49, nên CA=NA/2 = 0.25M.

Khối lƣợng axit là 2x0.25x98=49g

m[NH4OH]=m[H2SO4]x(Đ[NH4OH]/Đ[H2SO4])

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

Phöông trình traïng thaùi khí lyù töôûng

pV = nRT – p: aùp suaát (atm,mmHg) – V: theå tích (ml, lít) – T: nhieät ñoä Kenvin – n: soá mol – R: Haèng soá khí

 R = 0.082 (l.atm/mol.K)  R = 62400 (ml.mmHg/mol.K)  R = 1.987 (cal/mol.K)

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

 Ñònh luaät Avogadro

– Moät mol khí baát kyø ôû ñieàu kieän tieâu chuaån 00C, 760mmHg) phaûi chöùa moät soá phaân töû laø 6.023x1023. N = 6.023x1023 laø soá Avogadro.

– Töø ñoù tính ñöôïc khoái löôïng chính xaùc cuûa

nguyeân töû vaø phaân töû.

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

 Quy tắc Bát bộ (octet - Lewis và Langmuir)

thể

– “Để có một trạng thái electron ổn định giống khí trơ, các nguyên tử có khuynh hƣớng nhận, cho, hay chia sẻ các electron để tầng ngoài cùng có hoặc góp phần vào 4 cặp có electron (bát bộ).”

 Quy tắc bát bộ có những ngoại

lệ. Thí dụ nhƣ với hydrogen và helium, số electron tối đa là 2 thay vì 8; với phosphorus (P) số này là 10; với sulfur (S) số này có thể là 12

CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt