Bài giảng Hóa lý 1 - Chương 6: Cân bằng giữa dung dịch lỏng và pha rắn (Sự hòa tan và kết tinh)

Chia sẻ: AndromedaShun _AndromedaShun | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:29

Thêm vào BST

Báo xấu

44
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hóa lý 1 - Chương 6: Cân bằng giữa dung dịch lỏng và pha rắn (Sự hòa tan và kết tinh) cung cấp cho học viên những kiến thức về tính chất và nồng độ của dung dịch, tính chất các dung dịch loãng chất tan không bay hơi, sự kết tinh của dung dịch hai cấu tử, hệ hai cấu tử tạo thành dung dịch rắn tan lẫn vô hạn,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa lý 1 - Chương 6: Cân bằng giữa dung dịch lỏng và pha rắn (Sự hòa tan và kết tinh)

Chương VI CÂN BẰNG GIỮA DUNG DỊCH LỎNG VÀ PHA RẮN (SỰ HÒA TAN VÀ KẾT TINH) I. Tính chất và nồng độ của dung dịch II. Sự kết tinh của dd hai cấu tử Hệ không tạo dd rắn, không tạo hợp chất hóa học Hệ không tạo dd rắn, tạo hợp chất hóa học bềnkhi kết tinh. Hệ không tạo dd rắn, tạo hợp chất hóa học không bềnkhi kết tinh. Hệ tạo dd rắn tan lẫn vô hạn. Hệ tạo dd rắn tan lẫn có giới hạn.
I. TÍNH CHẤT CÁC DUNG DỊCH LOÃNG CHẤT TAN KHÔNG BAY HƠI 05/18/22 607010 Chương 6 2
1. Độ giảm áp suất hơi của dung dịch Đối với dd các chất tan không bay hơi, thì áp suất hơi trên bề mặt dd là do hơi dung môi gây ra. P = Pdung môi = P 0.x l = P 0 (1− x ) 1 1 1 0 P : áp h i ơi bão hoà của dung môi nguyên chất. x : tổng phần mol các chất tan không bay hơi. Định luật Raoult II: Pi − P ∆P 0 độ giảm áp suất hơi tương 0 = 0 =x đối của dd bằng tổng phần Pi Pi mol các chất tan không bay hơi. 05/18/22 607010 Chương 6 3
05/18/22 607010 Chương 6 4
• 2. Độ tăng điểm sôi và độ hạ điểm kết tinh Khi hòa tan m ột chất không bay hơi vào dd, nhiệt độ sôi của hệ sẽ tăng và nhiệt độ đông đặc giảm so với dung môi nguyên chất. Độ hạ Độ tăng điểm đông điểm sôi 05/18/22 607010 Chương 6 5
05/18/22 607010 Chương 6 6
Độ tăng điểm sôi và độ hạ điểm kết tinh của dung dịch các chất tan không bay hơi tỉ lệ thuận nồng độ molan của dung dịch: TS = KS.Cm = TSdd – TSdm TĐ = KĐ.Cm = TĐdm – TĐdd KĐ : hằng số nghiệm đông KS : hằng số nghiệm sôi KĐ, KS chỉ phụ thuộc dung môi, không phụ thuộc chất tan. 05/18/22 607010 Chương 6 7
Đối với dd vô cùng loãng hoặc dd lý tưởng: 2 R.T0 .M 1 K 1000 1 T0 : nhiệt độ sôi (hay nhiệt độ đông đặc) của dung môi M1: khối lượng phân tử dung môi : nhiệt ngưng tụ (hay nhiệt nóng chảy) của dung môi 1 05/18/22 607010 Chương 6 8
• 3. Áp suất thẩm thấu 05/18/22 607010 Chương 6 9
Phần dd trong ống bán thấm có nồng độ C, phần chất lỏng ngoài chậu là dung môi. Do chênh lệch nồng độ, dung môi thấm qua màng vào trong, mực chất lỏng trong ống dâng lên độ cao h, tạo chênh lệch áp suất gọi là áp suất thẩm thấu: = .g.h Áp suất phụ thuộc vào nồng độ dd và nhiệtđộ: = C.R.T Nếu chất tan điện ly: = i.C.R.T 05/18/22 với i là hệ số Van’t Hoff. 607010 Chương 6 10
• 4. Các phương pháp xác định khối lượng phân tử bằng thực nghiệm Phép nghiệm áp: dựa vào độ giảm áp suất hơi của dd Phép nghiệm sôi: dựa vào độ tăng điểm sôi của dd Phép nghiệm lạnh: dựa vào độ giảm nhiệt độ kết tinh của dd Phép nghiệm thẩm thấu: dựa vào áp suất thẩm thấu của dd 05/18/22 607010 Chương 6 11
VI.2. SỰ KẾT TINH CỦA DUNG DỊCH HAI CẤU TỬ VI.2.1. HỆ KHÔNG TẠO DD RẮN, KHÔNG TẠO HỢP CHẤT HOÁ HỌC a. Giản đồ nhiệt độ, thành phần: 05/18/22 607010 Chương 6 12
a, b: điểm kết tinh của A, B nguyên chất (aeb) đường lỏng biểu diễn điểm bắt đầu kết tinh của hỗn hợp (rr’) đường rắn e: điểm eutecti biểu diễn dd bão hoà hai cấu tử AB, khi hạ nhiệt độ A và B sẽ kết tinh đồng thời. 05/18/22 607010 Chương 6 13
b. Khảo sát quá trình đa nhiệt trên giản đồ (T x) T T Q b q a l1 r1 T2 r l2 Q2 r2 T1 t RA e H RC RB r' s u A E B t (thôø i gian) 05/18/22 607010 Chương 6 14
Tại mỗi thời điểm: các điểm hệ, điểm rắn, điểm lỏng là liên hợp, tuân theo quy tắc đòn bẩy. Tại T2: löôïngraén B gB l 2 .Q2 Hệ Q2 = lỏng l2 + rắn r2 löôïngloûn gl2 gl 2 Q2r2 Tại Te: löôïngloûn ge HR C hệ H = lỏng e + rắn chung RC. löôïngraén chung eH A RCRB hệ rắn chung RC = rắn A + rắn B löôïngraén löôïngraén B RA RC Quá trình kết tinh kết thúc khi điểm rắn chung chạy đến điểm H. 05/18/22 607010 Chương 6 15
c. Hỗn hợp eutecti: Điểm e có nhiệt độ và thành phần là Te và xe Tại điểm eutecti, hệ lỏng AB bão hoà cả hai cấu tử A, B. Bậc tự do: c = k – f + 2 = 2 – 3 + 2 = 1 Khi P thay đổi, Te và xe thay đổi theo: Te = f(P) và xe=g(P) Nếu P = const: c = k – f + 1 = 2 – 3 + 1 = 0 Mỗi hệ có Te và xe đặc trưng 05/18/22 607010 Chương 6 16
Nếu hạ nhiệt độ hỗn hợp eutecti, A và B sẽ kết tinh đồng thời. Hệ kết tinh như một chất nguyên chất. T T b b a e a e A E B t (thôø i gian) 05/18/22 607010 Chương 6 17
Ứng dụng của hỗn hợp eutecti: Tạo “thiếc hàn” nóng chảy ở nhiệt độ thấp Tạo các hỗn hợp sinh hàn: “muối – nước” 05/18/22 607010 Chương 6 18
d. Quá trình kết tinh đẳng nhiệt (T = const) Giữ nhiệt độ không đổi, thay đổi thành phần của hệ. Xét hệ là dung dịch NaNO3 30% mol, ở 55oC. Quá trình chưng đẳng nhiệt ứng dụng trong công nghệ CÔ ĐẶC DD 05/18/22 607010 Chương 6 19
VI.2.2. HỆ KHÔNG TẠO DD RẮN, KHI KẾT TINH TẠO HỢP CHẤT HOÁ HỌC BỀN Cho hệ hai cấu tử A và B. Giả sử ở nồng độ nào đó, hệ có phản ứng hóa học tạo chất D (D bền ở T