CH

NG 4

ƯƠ

Ị

DUNG D CH ĐI N LY

Ệ

1

N i dung

ộ

4.1. Tính b t th

ng c a dung d ch đi n ly

ấ

ườ

ủ

ệ

ị

4.2. Thuy t đi n ly ế

ệ

4.3. Đ đi n ly – H ng s đi n ly

ộ ệ

ố ệ

ằ

4.4. S solvat hóa các ion

ự

4.5. Ho t đ và h s ho t đ

ạ ộ

ệ ố

ạ ộ

4.6. L c ion ự

2

4.1. Tính b t th

ng c a dung d ch đi n ly

ấ

ườ

ủ

ệ

ị

P

Lý thuy tế

Th c nghi m

ự

ệ

Phát hi n – Đi u ch nh

ệ

ề

ỉ

Tđ

Ts

Arrhenius

Van’t Hoff

3

ACID – BAZ – MU IỐ

4.1. Tính b t th

ng c a dung d ch đi n ly

ấ

ườ

ủ

ệ

ị

H s đi u ch nh i - Van’t Hoff ệ ố ề ỉ

ΔT

ΔT

mC.K.iT =

tnS,

tnD,

=

=

=

=

i

ΔT

ΔT

π tn π

ΔP tn ΔP lt

ltS,

ltD,

lt

π =

i.C.R.T

Øi ph thu c vào b n ch t và n ng đ ch t tan

ụ

ả

ấ

ấ

ộ

ộ

ồ

ØTrong dung d ch loãng, có giá tr t

2 – 4

ị ừ

ị

4

D

4.1. Tính b t th

ng c a dung d ch đi n ly

ấ

ườ

ủ

ệ

ị

Bài t p 1ậ

Dung d ch ch a 7,308g NaCl trong 250g n c cho bi t ứ ị ướ ế

ở 291K áp su t th m th u c a dung d ch là 2,1079.106 ủ ấ ẩ ấ ị

N/m2, kh i l ố ượ ng riêng c a dung d ch là 1 g/cm3, h ng ị ủ ằ

c 1,86. Xác đ nh nhi t đ k t s nghi m l nh c a n ố ủ ệ ạ ướ ị ệ ộ ế

5

tinh c a dung d ch? ủ ị

4.1. Tính b t th

ng c a dung d ch đi n ly

ấ

ườ

ủ

ệ

ị

Bài t p 2ậ

Dung d ch 2,45g H2SO4 trong 500g n c đông đ c ị ướ ặ

c là ở - 0,20550C. H ng s nghi m l nh c a n ố ủ ệ ằ ạ ướ

6

1,86. Xác đ nh h s đ ng tr ng i? ệ ố ẳ ị ươ

4.2. Thuy t đi n ly ế

ệ

Thuy t đi n ly ế ệ

ế ệ

7

Thuy t đi n ly Arrhenius Thuy t đi n ly ệ hi n đ i ạ ế ệ

4.2. Thuy t đi n ly ế

ệ

Arrhenius

Gi

i thích

ng

ả

B t th ấ

ườ

do

c

ả

ượ

không gi ả

ệ

i thích đ kh năng d n đi n khác ẫ nhau và nguyên nhân.

Quá trình đi n lyệ

8

Thuy t đi n ly Arrhenius – 1887 ế ệ

4.2. Thuy t đi n ly ế

ệ

Arrhenius cho r ng:ằ

ầ

ị

ị

nh h n mang đi n tích g i là các ion. Ion d

c các dung d ch b phân ly thành các ph n ướ ng g i là ọ ệ

ỏ ơ

ươ

Khi hòa tan trong n t ử cation và ion tích đi n âm đ

ọ c g i là anion.

ượ

ệ

ọ

9

Thuy t đi n ly Arrhenius – 1887 ế ệ

4.2. Thuy t đi n ly ế

ệ

ươ

ng h gi a dung môi đ t o

S đi n ly là do có tác d ng t ụ ch t đi n ly và các phân t ử

ỗ ữ ể ạ

ự ệ ệ ấ thành các ion b ị solvat hóa.

10

Thuy t đi n ly hi n đ i ạ ệ ệ ế

4.2. Thuy t đi n ly ế

ệ

Thuy t đi n ly hi n đ i ạ ệ ế ệ

Ví dụ

11

NaCl + mH2O = Na+.nH2O + Cl-.(m - n)H2O

4.2. Thuy t đi n ly ế

ệ

Phân l ai ch t đi n ly ọ ệ ấ

Ch t đi n ly ệ ấ

12

Ch t đi n ly m nh Ch t đi n ly y u ệ ế ấ ệ ấ ạ

4.3. Đ đi n ly và h ng s đi n ly

ố ệ

ộ ệ

ằ

phân ly

n : là s phân t ố

ử

α =

 Đ đi n ly - ộ ệ

n0 : là s phân t

ban đ u hòa tan.

ố

ử

ầ

n 0n

13

hay

4.3. Đ đi n ly và h ng s đi n ly

ộ ệ

ố ệ

ằ

Xét ph n ng đi n ly sau:

ả ứ

ệ

AmBn mAn+ + nBm-

H ng s cân b ng:

ằ

ằ

ố

n

m

+

H ng s đi n ly - KD ố ệ ằ

n

m

-

]

[

A

=

K

D

[

]

14

[ ] B BA nm

4.3. Đ đi n ly và h ng s đi n ly

ộ ệ

ố ệ

ằ

Xét ph n ng đi n ly sau:

ả ứ

ệ

AmBn mAn+ + nBm-

0 0

Ban đ u: n0 ầ

.n0 m.n0 n.n0

Ph n ng: ả ứ

Cân b ng: n0(1-) m.n0 n.n0

ằ

-+ )1nm(

+ )nm(

n

0

=

nm n.m

DK

15

Quan h ệ  - KD

α. )α1(

-

4.3. Đ đi n ly và h ng s đi n ly

ộ ệ

ố ệ

ằ

-+ )1nm(

+ )nm(

n

0

=

nm n.m

DK

Quan h ệ  - KD

α. )α1(

N u ch t đi n ly 1- 1 (m = 1, n= 1  AB)

ệ

ế

ấ

2

=

DK

-

16

α.n 0 )α1(

-

4.3. Đ đi n ly và h ng s đi n ly

ộ ệ

ố ệ

ằ

Quan h ệ i – 

Quan đi m Van’t Hoff: ể

ệ

ầ ử ệ

17

Theo Van’t Hoff, h s i trong hi n ệ ố sau khi t ượ ố đi n ly so v i các ph n t hòa tan. ớ ệ ng đi n ly là s ph n t ầ ử

4.3. Đ đi n ly và h ng s đi n ly

ộ ệ

ố ệ

ằ

Quan h ệ i – 

H s Van’t Hoff: ệ ố

i = 1 + (v - 1)α

mC.K.iT =

=

α

D -

1i ν 1

π =

i.C.R.T

18

-

V i  = m + n ớ

4.3. Đ đi n ly và h ng s đi n ly

ố ệ

ộ ệ

ằ

Bài t p 3ậ

Dung d ch 0,66g CH3COOH trong 100g n c đông ị ướ

đ c c ặ ở -0,2100C. H ng s nghi m l nh c a n ố ủ ệ ạ ằ ướ

b ng 1,86. Xác đ nh h s Vant’ Hoff và đ phân ly? ệ ố ằ ộ ị

ĐS: 1,026; 0,026

19

4.3. Đ đi n ly và h ng s đi n ly

ố ệ

ộ ệ

ằ

Bài t p 4ậ

Tính áp su t th m th u c a dung d ch NaCl 0,15M ủ ẩ ấ ấ ị ở

370C bi t đ phân ly c a dung d ch là 95%? ế ộ ủ ị

ĐS: 7,4 atm

20

4.3. Đ đi n ly và h ng s đi n ly

ố ệ

ộ ệ

ằ

Bài t p 5ậ

Đ h đi m k t tinh c a dung d ch ch a 6g ủ ứ ế ể ạ ộ ị

CH3COOH trong 1000g n c là 0,18850C và h ng ướ ằ

c là 1,86. Xác đ nh đ phân s nghi m l nh c a n ố ủ ệ ạ ướ ộ ị

ly c a dung d ch này? ủ ị

ĐS: 1,34%

21

4.3. Đ đi n ly và h ng s đi n ly

ố ệ

ộ ệ

ằ

Bài t p 6ậ

Dung d ch n c c a ch t đi n ly y u ị ướ ế ở ồ n ng đ ộ ủ ệ ấ

molan b ng 0,1. Đ h đi m đông đ c 0,2080C. ộ ạ ể ằ ặ

H ng s nghi m đông c a n ệ ủ ằ ố ướ c 1,86. Xác đ nh đ ộ ị

phân ly c a acid b c 1 trong dung d ch này? ủ ậ ị

ĐS: 0,118

22

5.3. Đ đi n ly và h ng s đi n ly

ộ ệ

ố ệ

ằ

Bài t p 7ậ

ng mía trong 5 lít Dung d ch ch a 4,355 mol đ ứ ị ườ

dung d ch ị ở 291K có cùng áp su t th m th u v i ớ ấ ẩ ấ

dung d ch ch a 2 mol NaCl trong 4 lít dung d ch. Xác ứ ị ị

đ nh đ phân ly c a dung d ch NaCl? ủ ộ ị ị

ĐS: 0,74

23

4.3. Đ đi n ly và h ng s đi n ly

ố ệ

ộ ệ

ằ

Bài t p 8ậ

Dung d ch n ị ướ c c a m t ch t đi n ly y u b c hai có ệ ủ ế ậ ấ ộ

-0,2080C. n ng đ molan b ng 0,1m đông đ c ằ ặ ở ồ ộ

Bi c là 1,86, xác ế t h ng s nghi m l nh c a n ệ ủ ạ ằ ố ướ

đ nh đ phân ly? ộ ị

ĐS: 0,119

24

4.3. Đ đi n ly và h ng s đi n ly

ố ệ

ộ ệ

ằ

Bài t p 9ậ

Ch s pKc c a s phân ly etylamoni bromua ự ủ ố ỉ

(C2H5NH3Br) trong nitrometan ở 250C b ng 3,62. ằ

Xác đ nh h s đ ng tr ng i c a dung d ch trên ệ ố ẳ ị ươ ủ ị ở

25

n ng đ 0,05M? ộ ồ

4.4. Ho t đ - H s ho t đ

ạ ộ

ệ ố

ạ ộ

Ø Dung d ch r t loãng, dung d ch ch t đi n ly y u gi ng

ệ ế ấ ố ị

Ø Dung d ch có n ng đ cao h n không s d ng đ

ng. ị ấ dung d ch lý t ị ưở

c ồ ị ượ ơ

nh dung d ch lý t ộ ng. Do đó, c n hi u ch nh: ầ ử ụ ỉ ệ ư ị ưở

+ N ng đ : C, m, x  Ho t đ : ac, am, ax ạ ộ ồ ộ

26

+ Áp su t: P  Ho t áp. ap ấ ạ

4.4. Ho t đ - H s ho t đ

ạ ộ

ệ ố

ạ ộ

Xét quá trình phân ly c a M+A-: ủ

Trong đó:

 = + + -: ch s trong công th c ch t M+A-

ỉ ố

ứ

ấ

a, a+,a-: ho t đ trung bình, ho t đ ion c a ion M+ và A-

ạ ộ

ạ ộ

ủ

a : ho t đ ch t đi n ly ạ ộ

ệ

ấ

ủ

ầ

m, m+,m-: molan trung bình và molan thành ph n c a ion M+ và A-

27

, +, -: h s ho t đ trung bình, ion c a ion M+ và A-

ạ ộ

ệ ố

ủ

M+A- = +M + -A

4.4. Ho t đ - H s ho t đ

ạ ộ

ệ ố

ạ ộ

a+ = +. m+

a- = -. m-

a = . m

28

Theo đ nh nghĩa, ta có: ị

4.4. Ho t đ - H s ho t đ

ạ ộ

ệ ố

ạ ộ

Kh o sát h dung d ch có hai thành ph n dung môi (1) và ch t tan

ệ

ầ

ấ

ả

ị

(2). Ta có ph

ng trình:

ươ

n1.d1 + n2.d2 = 0

hay: n1.dlna1 + n2.dlna2 = 0

Xét dung d ch ch a 1000g dung môi nên:

ứ

ị

n1 = 1000/M1; n2 = m (molan)

Ta có: 1000/M1.dlna1 + mdlna2 = 0

Tính theo ch t tan đi n ly thành cation và anion:

ệ

ấ

1000/M1.dlna1 + m+.dlna+ + m–.dlna– = 0

29

4.4. Ho t đ - H s ho t đ

ạ ộ

ệ ố

ạ ộ

Vì s bi n đ i 1 không ph thu c vào vi c mu i có phân ly hay ộ

ự ế

ụ

ệ

ố

ổ

không, nên ta có:

m+.dlna+ + m–.dlna– – m.dlna2 = 0

khi mu i M+A- phân ly hoàn toàn thì:

ố

m+ = +.m ; m– = –.m

Thay vào ph

ng trình trên, ta đ

c:

ươ

ượ

+.dlna+ + –.dlna– – dlna2 = 0

ν

ν

Hay:

=

d

0

const

=(cid:247)

30

+ ν aa + a

- - (cid:246) (cid:230) - - (cid:247) (cid:231) (cid:231)

2

+ ν aa + a

2

ł Ł

4.4. Ho t đ - H s ho t đ

ạ ộ

ệ ố

ạ ộ

tr ng thái chu n, các đ i l

ng ho t đ đ

c xác đ nh:

Ở ạ

ạ ượ

ẩ

ạ ộ ượ

ị

lima+ (m 0 ) = m+ = +.m

lim a- (m 0) = m– = –.m

const = 1

Do đó:

ν

-

ν

=

=

=

const

fi= 1

a

a

+ ν aa +

- -

2

+ ν aa + a

2

Ho t đ ch t đi n ly hòa tan:

ạ ộ

ệ

ấ

+

-

ν

+= ν a.aa

-

31

-

4.4. Ho t đ - H s ho t đ

ạ ộ

ệ ố

ạ ộ

Ta có:

Th hoá h c trung bình c a ion (tính cho 1 ion – mol): ủ

ế

ọ

Ho t đ trung bình c a ion là:

ạ ộ

ủ

1

+

-

(

)n

a

n a .

– =

n a +

32

-

4.4. Ho t đ - H s ho t đ

ạ ộ

ệ ố

ạ ộ

ự

T

ng t

ươ

ự

ta có k t qu : ả ế

Đ c tr ng cho s sai ư ặ l ch n ng đ dung ộ ồ ệ ng d ch so v i lý t ớ ị

ưở

Molan trung bình c a ion là:

ủ

1

ν

-

(

) ν

m

– =

+ ν m.m +

H s ho t đ trung bình c a ion là:

ạ ộ

ệ ố

ủ

1

n

+

-

(

)n

g

g

g .

– =

n +

-

33

-

4.4. Ho t đ - H s ho t đ

ạ ộ

ệ ố

ạ ộ

a+ = +. m+

a- = -. m-

+

Công th cứ

ν

Ho t đ ch t đi n ly hòa tan:

ạ ộ

ệ

ấ

-

a = . m –= νaa

1

+

-

Ho t đ trung bình c a ion là:

ạ ộ

ủ

+= ν a.aa (

-

)n

a

n a .

– =

1

-

ν

n a + (

-

) ν

m

– =

+ ν m.m +

Molan trung bình c a ion là:

ủ

1

n

+

-

H s ho t đ trung bình c a ion là:

(

)n

g

g

ạ ộ

ệ ố

ủ

g .

– =

n +

-

34

-

4.4. Ho t đ - H s ho t đ

ạ ộ

ệ ố

ạ ộ

m

M t s quan h chuy n đ i ổ ộ ố ệ ể

=

=

x

(

)

c 100

2

+

+

ν

ν

m

c

1000 M 1

c.Mρ. M 1

Trong đó:

M1; M2: KLPT c a dung môi và ch t tan; ủ

ấ

 - kh i l

ng riêng dung môi.

ố ượ

35

– – – -

4.4. Ho t đ - H s ho t đ

ạ ộ

ệ ố

ạ ộ

ng là do l c t

ng tác

ệ

ưở

ự ươ

S khác bi t c a h so v i tr ng thái lý t ệ ủ trong dung d ch. gi a các ph n t ầ ử

ớ ạ ị

ự ữ

L c t

ng tác bao g m:

ự ươ

ồ

+ L c t

ng tác v i dung môi (s solvat hoá)

ự ươ

ự

ớ

+ L c t

ng tác tĩnh ion khác.

ự ươ

Ph

ng trình bi u di n:

ươ

ễ

ể

36

Năng l

ng t

ng tác

ượ

ươ

Ý nghĩa v t lý h s ho t đ ệ ố ạ ộ ậ

4.4. Ho t đ - H s ho t đ

ạ ộ

ệ ố

ạ ộ

Bài t p 10 ậ

ị ạ ị

Xác đ nh ho t đ c a BaCl2 trong dung d ch 0,1m ộ ủ n u BaCl2 = 0,501? ế

37

ĐS: 5,03.10-4

4.4. Ho t đ - H s ho t đ

ạ ộ

ệ ố

ạ ộ

Bài t p 11 ậ

ị ạ ộ ủ

Xác đ nh ho t đ (a) và ho t đ trung bình (a) c a ZnSO4 trong dung d ch 0,1m n u  = 0,148? ạ ộ ế ị

38

ĐS: 2,19.10-4; 1,48.10-2

4.4. Ho t đ - H s ho t đ

ạ ộ

ệ ố

ạ ộ

Bài t p 12 ậ

ị

ệ ố ạ ằ ộ

Dung d ch Ca(NO3)2 có n ng đ molan b ng 0,2 và ằ ộ ồ h s ho t đ ion trung bình n ng đ này b ng ở ồ ộ 0,426. Xác đ nh m, a và a? ị

39

ĐS: 0,317; 0,135 và 2,55.10-3

4.5. L c ion ự

Đ nh nghĩa

ị

ộ ủ

ố ồ ố ệ

ươ

Là m t n a t ng c a tích s n ng đ c a m i ỗ ủ ộ ử ổ ion v i bình ph ng c a s đi n tích (hóa tr ) ủ ị ớ t c các ion có m t trong dung d ch. c a t ặ ủ ấ ả

ị

40

4.5. L c ion ự

Công th cứ

=

=

I C

ZC i

2 i

I m

Zm i

2 i

1 2

1 2

Trong đó:

i - ký hi u c a t

t c các ion trong dung d ch

ủ ấ ả

ệ

ị

mi hay Ci - n ng đ th c c a các ion

ộ ự

ủ

ồ

41

(cid:229) (cid:229)

4.5. L c ion ự

ị

ậ

ề ự

ự

ệ

Đ nh lu t th c nghi m v l c ion (Lewis - Randall)

ộ

ị ệ

.

c a các dung d ch, Trong vùng n ng đ loãng ủ ồ c a m t ch t đi n ly h s ho t đ trung bình ủ ấ ộ ạ ộ m nh có giá tr nh nhau c a t t c các dung ủ ấ ả ư ị cùng l c ion d ch có ự

ệ ố ạ ị

42

4.5. L c ion ự

Bài t p 13 ậ

Dung d ch n c c a BaCl2 có n ng đ 0,002m ị ướ ủ ộ ồ ở

298K. Hãy xác đ nh l c ion c a dung d ch? ự ủ ị ị

43

ĐS: 0,006

4.5. L c ion ự

Bài t p 14 ậ

ứ

ủ ự

Môt dung d ch ch a 0,08 mol Na2SO4 và 0,02 mol ị Cr2(SO4)3 trong 1000g n c. Tính l c ion c a dung ướ d ch? ị

44

ĐS: 0,54

4.5. L c ion ự

ứ

ướ

ự

ự

Cho dung d ch ch a 0,01 mol MgSO4, 0,005 mol NaCl và 0,001 ị c. Th c nghi m vi c đo l c ion và mol MgCl2 trong 1000g n h s ho t đ ion hoá tr hai (SO42-) ta đ

c s li u sau:

ệ ố ệ

ệ ượ

ạ ộ

ị

0,001

0,01

0,02

0,05

0,1

L c ion

ệ ố ự

0,77

0,58

0,50

0,40

0,30

ion hoá tr 2ị

a.

Xác đ nh l c ion?

ự

ị

b. H s ho t đ SO42-?

ạ ộ

ệ ố

45

Bài t p 15 ậ

ĐS: 0,048; 0,41