Bài giảng Hóa kỹ thuật môi trường: Chương 2 - ThS. Lê Nguyễn Kim Cương

Chia sẻ: Nguyễn Vương Cường | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

164
lượt xem 30
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hóa kỹ thuật môi trường - Chương 2: Cân bằng hóa học trình bày vai trò của cân bằng hóa học, trạng thái cân bằng, hằng số cân bằng. Đây là tài liệu tham khảo dành cho sinh viên Môi trường.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa kỹ thuật môi trường: Chương 2 - ThS. Lê Nguyễn Kim Cương

Chương 2: CÂN BẰNG HÓA HỌC TÊN MÔN HỌC: Mục tiêu: HÓA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Ø Hiểu thế nào là cân bằng hóa học. CHƯƠNG 2: Ø Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng CÂN BẰNG HÓA HỌC hóa học. Giảng viên: Ø Vận dụng để áp dụng trong kỹ thuật ThS Lê Nguyễn Kim Cương môi trường LOGO ThS Nguyễn Văn Phương 1 2 NỘI DUNG CHƯƠNG 2 2.1 Vai trò của cân bằng hóa học v Định lượng quan hệ giữa các thành phần các 2.1 VAI TRÒ CỦA CÂN BẰNG HÓA HỌC hợp chất hóa học trong tự nhiên và trong nước ô nhiễm: sự phân hủy, vận chuyển các hợp chất hữu cơ, vô cơ trong môi trường. 2.2 TRẠNG THÁI CÂN BẰNG v Đánh giá được các phương pháp xử lý nước và nước thải. 2.3. HẰNG SỐ CÂN BẰNG v Tính toán cân bằng và dự đoán những biến đổi hoá học có thể xảy ra. v Ảnh hưởng cân bằng trong việc lựa chọn PP 3 xử lý phù hợp. 4 1
2.2 TRẠNG THÁI CÂN BẰNG a. Phản ứng một chiều Các chất phản ứng có thể chuyển 2.2.1 Phản ứng một chiều và phản hóa hoàn toàn thành sản phẩm của ứng thuận nghịch phản ứng và điều ngược lại không xảy ra. 2.2.2 Trạng thái cân bằng 5 6 b. Phản ứng thuận nghịch 2.2.2. Trạng thái cân bằng Ở cùng điều kiện, xảy ra 2 phản ứng vTất cả các phản ứng thuận nghịch đều ngược chiều nhau. diễn ra không đến cùng mà chỉ diễn ra cho đến khi đạt được trạng thái cân VD: Trung hòa Acid yếu hay baz yếu. bằng hoá học. vTrạng thái cân bằng hoá học: khi tốc độ phản ứng thuận = tốc độ phản ứng nghịch và tỷ lệ khối lượng giữa các chất phản ứng so với sản phẩm phản ứng là không thay đổi trong những điều kiện 7 nhất định. 8 7 2
2.3 HẰNG SỐ CÂN BẰNG 2.3.1. Định nghĩa 2.3.1. Định nghĩa Ta có phản ứng: 2.3.2. Các loại hằng số cân bằng aA + bB ⇌ cC + dD 2.3.3. Quan hệ thế đẳng áp – hằng số Kc : hằng số cân bằng cân bằng 2.3.4. Cân bằng hoá học trong các hệ dị thể KC = [C ] [D ] c d 2.3.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hoá học [A]a [B]b 9 10 2.3.2. Các loại hằng số cân bằng 2.3.3. Quan hệ thế đẳng áp – hằng số cân bằng aA + bB = cC + dD aA + bB ⇌ cC + dD - Hằng số cân bằng nồng độ mol/L Kc =  [C] [D]  c d b    KC = [C ]c [D ]d  [ A] [B] cb a  .xD  cd [A ]a [B ]b - Hằng số cân bằng nồng độ phần mol Kx =  x C  b  vPhương trình đẳng nhiệt Van’t – Hoff. a  x A .xB cb  .nD  cd - Hằng số cân bằng số mol Kn =  n  ∆GoT = -RTlnKcb khi cân bằng ∆G = 0 C a b   nA .nB cb Quan hệ giữa các hằng số cân bằng. vTrong đó: R: hằng số khí lý tưởng. R = 8,314 J/Kmol = 1,99 Cal/Kmol. Δn  P  Kp = Kc(RT)∆n = Kx × P∆n = Kn    ∑P cb  11 12 3
2.3.4. Cân bằng hoá học trong các hệ dị thể vPhản ứng xảy ra trong hệ dị thể mà v Áp suất phân ly các chất trong pha rắn hoặc pha lỏng không tạo thành dung dịch thì biểu FeO(r) + CO(k) ⇌ Fe(r) + CO2(k) thức định nghĩa hằng số cân bằng sẽ không có mặt chất rắn và lỏng. vVí dụ: phản ứng P  K P =  CO 2  Fe2O3(r) + 3CO(k) = 2Fe(r) + 3CO2(k)  PCO  13 13 14 a. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hằng 2.3.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng HH số cân bằng a. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hằng Phương trình đẳng áp Van’t – số cân bằng Hoff. b. Ảnh hưởng của áp suất tổng cộng ∆G0 = -RTlnKp. c. Ảnh hưởng của các chất không ∂  ∆G  ∆H0 ∆H ⇒ d(ln K p )   =− 2 = tham gia phản ứng (chất trơ) ∂T  T  p T dT RT 2 d. Ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp Đối với dung dịch lý tưởng: đầu ∆H ∆H  1  ⇒ d(ln K x ) K p ,T 2 1 = ln =−  −  . dT RT 2 K p ,T 1 R  T2 T1  15 16 4
c. Ả nh hưởng c ủa các chất không tham gia b. Ảnh hưởng của áp suất tổng cộng phản ứ ng (chất trơ) v Đối với hệ rắn – lỏng: ảnh hưởng của vThêm khí trơ sao cho áp suất hệ áp suất không đáng kể, nếu biến thiên áp suất không quá lớn thì có thể bỏ không đổi thì thể tích hệ nhìn chung qua. không tăng và cân bằng chuyển dịch v Đối với hệ khí: khi tăng áp suất, cân theo chiều tăng số mol của hệ. bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm số mol khí của hệ. Điều này phù hợp với nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le – Chartelier. 17 18 18 d. Ảnh hưởng của thành phần hỗn hợp đầu Tài liệu tham khảo vHiệu suất của phản ứng sẽ cực đại vGiáo trình hóa lý. khi thành phần hỗn hợp đầu tỷ lệ với vBài tập truyền khối. hệ số của phương trình phản ứng. vĐộ chuyển hoá của 1 chất sẽ tăng khi tăng thành phần của các chất khác trong hỗn hợp đầu. vĐộ chuyển hoá của một chất đầu là phần phản ứng của chất đó. 19 20 5