Bài giảng Hóa lý 1: Đại cương về dung dịch

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

24
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Hóa lý 1: Đại cương về dung dịch" được biên soạn với các nội dung chính sau: Khái niệm dung dịch phân tử; Phân loại dung dịch phân tử; Biểu diễn thành phần dung dịch; Cân bằng lỏng - hơi; Hệ hai chất lỏng hòa tan hoàn toàn. Mời các bạn cũng tham khảo bài giảng tại đây!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa lý 1: Đại cương về dung dịch

ĐẠI CƯƠNG VỀ DUNG DỊCH
Khái niệm dung dịch phân tử Dung dịch: hệ đồng thể (một pha) của 2 hay nhiều chất Dung môi: pha liên tục Chất tan: pha phân tán Phân biệt dung dịch và hệ keo (1) (2) Ánh sáng Dung dịch lỏng: lỏng/lỏng, khí/lỏng, rắn/lỏng Dung dịch rắn: rắn/rắn (hợp kim)
Phân loại dung dịch phân tử + Dung dịch lý tưởng 3 loại + Dung dịch thực + Dung dịch vô cùng loãng Dung dịch lý tưởng: là dung dịch của các chất có cấu tạo và tính chất hóa lý vô cùng giống nhau fA-A = fA-B = fA-B ∆H=0; ∆V=0… Quá trình hình thành dung dịch: A-A, B-B à A-B là tự xảy ra nên ∆S>0; ∆G
Phân loại dung dịch phân tử + Dung dịch lý tưởng 3 loại + Dung dịch thực + Dung dịch vô cùng loãng Dung dịch lý tưởng: là dung dịch của các chất có cấu tạo và tính chất hóa lý vô cùng giống nhau Dung dịch thực: hình thành từ các phân tử có cấu tạo và tính chất hóa lý khác nhau nhiều fA-A ≠ fA-B ≠ fA-B Quá trình tạo thành dung dịch: A-A, B-B à A-B Kèm hiệu ứng thu phát nhiệt và thay đổi thể tích: ∆H ≠ 0; ∆S ≠ 0; ∆V ≠ 0 Hầu hết các dung dịch thực tế là dung dịch thực
Phân loại dung dịch phân tử + Dung dịch lý tưởng 3 loại + Dung dịch thực + Dung dịch vô cùng loãng Dung dịch lý tưởng: là dung dịch của các chất có cấu tạo và tính chất hóa lý vô cùng giống nhau Dung dịch thực: là dung dịch của các chất có cấu tạo và tính chất hóa lý khác nhau nhiều Dung dịch vô cùng loãng: nồng độ chất tan vô cùng bé so với dung môi (xdm → 1; xctan → 0). A-A, B-B >>> A-B Dung dịch vô cùng loãng cũng thể hiện tính chất giống dung dịch lý tưởng.
Cách biểu diễn thành phần dung dịch 1. Nồng độ % khối lượng: số mc tan gam chất tan/ số gam dung %mi = (1) mdd dịch 2. Nồng độ phần mol: số mol ni xi = (2) chất tan/tổng số mol dung ∑ ni dịch 3. Nồng độ molan: số mol ni m= .1000 (3) chất tan/1000 g dung môi gdm 4. Nồng độ mol lit: số mol ni CM = (4) chất tan/1 lít dung môi V 5. Nồng độ đương lượng: số nD,i đương lượng gam chất CN,i = (5) V tan/1 lít dung môi
Mối liên hệ giữa các nồng độ Số đlg = số mol x số e trao đổi/số H+/số OH- 𝒏𝑫, 𝒊 = 𝒁𝒆. 𝒏𝒊 H! SO" + 2NaOH = Na! SO" + H! O 1 mol 2 mol 1 mol 2 đlg 2 đlg 1 đlg Nồng độ đương lượng = Ze* nồng độ mol nD,i ni CN,i = CM = V V CN = Ze .CM
CÂN BẰNG LỎNG-HƠI HỆ 2 CHẤT LỎNG TAN HOÀN TOÀN
Các trường hợp khi trộn 2 CL 1. Tan hoàn toàn: H2O-C2H5OH 2. Hoàn toàn không tan: CCl4-H2O 3. Tan có giới hạn: C6H5OH-H2O
Cân bằng lỏng hơi hệ 2CL hoà tan hoàn toàn 2 chất đều bay hơi, đạt được CB lỏng-hơi trong hệ kín. PA, PB Định luật Raoult: yA, yB “Ở T xác định, áp suất hơi của mỗi chất trên dung dịch xA, xB tỷ lệ thuận với nồng độ phần mol của nó trong dung dịch, PA = P .x A o tức là: A Pi = P0i.xi” PB = PBo .x B P0i là áp suất hơi của i nằm cân bằng với chất i lỏng nguyên chất
Áp suất hơi của dung dịch Áp suất hơi của dung dịch nằm CB với pha lỏng P = PA + P B = PAo .x A + PBo .xB = PAo .(1− xB ) + PBo .xB = (PBo − PAo ).xB + PAo Nếu P0A < P0B (B là cấu tử dễ Giản đồ P-x bay hơi hơn A), khi tăng xB thì P = PA + PB PBo P tăng o Từ Phơi P à xác định được A thành phần pha lỏng xA, xB PB PA 0 xA 1 xB
Thành phần pha hơi Nếu coi pha hơi là lý tưởng ta có: ĐL Konovalop I yB PB x B .P o Po yB xB = = B Với α = B = α. y A PA x A .P o A Po A yA xA Khi B dễ bay hơi hơn A nên α>1 yB x B yA x A yA xA > ⇒ < → + 1< + 1⇒ yB > x B yA x A yB x B yB xB Phát biểu định luật Konovalop I “Ở trạng thái cân bằng lỏng-hơi, thành phần pha hơi sẽ giàu cấu tử dễ bay hơi hơn trong pha lỏng”
Giản đồ nhiệt độ sôi-thành phần ΔH ΔH − − P = (P − P ).x B + P o B o A o A PA = K A .e RT PB = K B .e RT ΔH ΔH ΔH − − − P = K A .e RT + [K B .e RT − K A .e RT ].x B Dung dịch sẽ sôi khi Pbh = Pkq. Thay Pkq vào pt trên ta được Ts = f(xB) T Giản đồ Ts-x,y Từ Konovalop I T1 yB T2 Hơi xB = T3 α + (1− α).yB T4 Lỏng T5 Vào pt Ts=f(xB) ta sẽ thu T6 a6 được Ts = f(yB) A a2 a’2 a3 a’3 a4 a’4 a5 a’5 B
Phân tích giản đồ Ts-x,y Đun nóng của hỗn hợp từ T1: P=const Ts,A Pha hơi T3 h3 𝐿ỏ𝑛𝑔 𝑙! 𝑄! ℎ! l3 = Q2 𝐻ơ𝑖 ℎ! 𝑙! 𝑄! T2 h2 l2 h1 T1 l1 Pha lỏng Ts,B A B
Chưng cất dung dịch Giả sử chưng cất dung dịch Q. Sơ đồ tháp chưng Đun nóng để tới nhiệt độ Q1 + Phần lỏng L1: đun nóng à L4, H4 Nư c ra + Phần hơi H1: ngưng tụ à H2, L2 Nư c l nh T H5 Pha hơi L5 S H4 Đư ng đi c a hơi L4 Đư ng đi c a l ng Q1 H1 L1 L0 H2 R H3 Hơi đ t Q Pha lỏng Nư c ngưng A B
HỆ 2 CHẤT LỎNG TAN LẪN CÓ GIỚI HẠN
Sự tan lẫn hệ 2 chất lỏng Xét hệ gồm phenol và nước - Hoà tan a gam phenol vào b gam nước ở nhiệt độ T, lắc đều sau đó để lắng. Lớp nước Trộn, lắc đều, để lắng cho CB Phenol Lớp phenol H2O Vậy: ?% phenol trong lớp nước và ?% nước trong lớp phenol ? Khối lượng của lớp nước và phenol
Xây dựng giản đồ tan lẫn Nhiệt độ tan lẫn: là nhiệt độ tại đó hệ 2 pha à 1 pha P=const Xác định nhiệt độ tan lẫn các ống có thành T K: Điểm tới hạn phần phenol/nước Đồng thể khác nhauà vẽ giản 1 pha đồ tan lẫn. K: Điểm tới hạn T>TK: hệ đồng thể ở Dị thể 2 pha mọi tỷ lệ Nước x1 x2 Phenol
Phân tích giản đồ tan lẫn Quá trình đun nóng P=const ØĐộ tan lẫn tăng T ØKhối lượng lớp phenol giảm; khối lượng lớp T3 N3 § M3 P3 nước tăng ØĐun đến T3 à 1 pha T2 N2 § M2 P2 ØKhối lượng của lớp phenol và lớp nước T1 N1 P1 § M1 được xác định thông qua quy tắc đòn bẩy: x22 x21 x2 Nước x1 x11x Phenol N M1P1 x 2 − x = = (N) (P) P M 1N 1 x − x 1
Phân tích giản đồ tan lẫn Quá trình thêm dần phenol tại T xác định Khối lượng của lớp P=const phenol tăng và lớp nước T giảm (được xác định thông qua quy tắc đòn bẩy) N M1P1 x 2 − x N1 M 1 M 2 P1 = = T1 P M 1N 1 x − x 1 N ′ M 2 P1 x 2 − x ′ Nước x1 x x' x2 Phenol = = (N) (P) P ′ M 2 N 1 x ′ − x1