Bài giảng Hóa phân tích - Chương 4: Hằng số đặc trưng điều kiện của các cân bằng hóa học trong nước

Chia sẻ: AndromedaShun _AndromedaShun | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:57

Thêm vào BST

Báo xấu

31
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hóa phân tích - Chương 4: Hằng số đặc trưng điều kiện của các cân bằng hóa học trong nước cung cấp cho học viên những kiến thức về khái niệm về cân bằng nhiễu; hằng số đặc trưng điều kiện của cân bằng trao đổi điện tử; hằng số đặc trưng điều kiện của cân bằng trao đổi tiểu phân; ứng dụng;... 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 phân tích - Chương 4: Hằng số đặc trưng điều kiện của các cân bằng hóa học trong nước

CHƯƠNG 4 HẰNG SỐ ĐẶC TRƯNG ĐIỀU KIỆN CỦA CÁC CÂN BẰNG HÓA HỌC TRONG NƯỚC
N ỘI DUNG CHƯƠNG 4 HẰNG SỐ ĐẶC TRƯNG ĐIỀU KIỆN CỦA CÁC CÂN BẰNG HÓA HỌC TRONG NƯỚC 4.1 Khái ni ệm v ề cân b ằng nhi ễu 4.2 H ằng s ố đ ặc tr ưng đi ều ki ện c ủa cân b ằng trao đ ổi đi ện t ử 4.3 H ằng s ố đ ặc tr ưng đi ều ki ện c ủa cân b ằng trao đ ổi ti ểu phân 4.4 Ứng d ụng Chương 4
4.1 Khái NI ỆM V Ề CÂN B ẰNG NHI ỄU – Đ ịnh nghĩa Các lo ại CB nhi ễu – H ệ s ố đi ều ki ện α – Ảnh h ưởng c ủa CB nhi ễu lên CB chính Chương 4
ĐỊNH NGHĨA CÂN BẰNG NHIỄU Cân bằng chính C + X ⇆ CX Cân bằng nhiễu: các CB tồn tại song song với cân bằ ng chí nh trong DD, do: Phaỉ tiế n hà nh p/ứng ở Trong thuố c thử môṭ điề u kiêṇ xá c đinh ̣ không chỉ có C, (VD pH) nên phaỉ thêm trong DD mẫ u và o DD cá c hó a chấ t không chỉ có X khá c Cấu tử gây nhiễu (H+,OH -…) thường được kí hiệu là Z Chương 4
ĐỊNH NGHĨA CÂN BẰNG NHIỄU CB nhiễu có thể xay ̉ ra trên X, trên C, trên XC hoặc trên cù ng môṭ lú c X, C, XC với các HSĐT tương ứng (Chương 3, gọi chung là Knh) Cân bằ ng chí nh được biêu ̉ diễn theo hàng ngang, cá c cân bằng phụ được biêủ diễn theo ̣ (qui ước) hà ng doc Khi ghé p chung CB chí nh vớ i CB nhiễu, hằng số đặc trưng cho toà n hệ sẽ là hằ ng số đặc trưng điề u kiên ̣ , kí hiêu ̣ là K’, E0‘, β‘, k‘, T‘… HSĐT điề u kiên ̣ sẽ liên hệ với HSĐT thông qua giá trị Knh Chương 4
CÁC LOẠI CÂN BẰNG NHIỄU Cân bằ ng nhiễ u oxy hó a khử C + X CX + Z KOX ↓↑ A + B HSĐT điề u kiên ̣ sẽ liên hệ với HSĐT thông qua giá trị Knh = Kox Chương 4
CÁC LOẠI CÂN BẰNG NHIỄU Cân bằ ng nhiễ u tạo tủa C + X CX + Z ↓↑Txz↓ XZ↓ HSĐT điề u kiên ̣ sẽ liên hệ với HSĐT thông qua giá trị Knh = 1/TXZ↓ Chương 4
CÁC LOẠI CÂN BẰNG NHIỄU Cân bằ ng nhiễ u tạo phức C + X CX + Z taọ vớ i X thà nh các Z phứ c X(Z)1, X(Z)2,… X(Z)n α X(Z) ↓↑ X(Z)1,… vớ i cá c hằ ng số bề n β X(Z)1 , β X(Z)2 ,.., β X(Z)n HSĐT điề u kiên ̣ sẽ liên hệ với HSĐT thông qua giá trị Knh = α X( Z) n α X(Z) = 1 + β X(Z) i i 1 α X(Z) : hệ số điề u kiên ̣ cua ̉ X khi có Z Chương 4
CÁC LOẠI CÂN BẰNG NHIỄU Knh = Kox = 1/TXZ↓= α X(Z) Chương 4
C + X CX HỆ SỐ ĐIỀ U KIÊN ̣ α + Z α X(Z) ↓↑ X bị Z gây nhiễ u theo CB nhiễ u X(Z)1,… ̣ phứ c tao Goị [X]0: nồ ng độ ban đầ u cua ̉ X [X]’ : nồ ng độ cò n laị cuả X sau khi p/ứng vớ i C [X] : nồ ng độ tự do cua ̉ X (sau khi tham gia CB chí nh + CB phu)̣ [X]’ = [X(Z)1]+ [X(Z)2] +…+ [X(Z)n] + [X] Vì [X(Z)i] = [X] β1,i [Z]i : [X ' ] n i X (Z ) 1 1,i [ Z ] [X ] i 1 Chương 4
HỆ SỐ ĐIỀ U KIÊN ̣ α 1) α ≥1; khi α = 1⇒ Z không gây nhiễ u lên cấu tử đang xé t 2) Khi tí nh α, cho phé p bỏ qua các số hang ̣ nhỏ hơn cá c số hang̣ khá c khoang̉ 103 lầ n trở đi: α= 1+103,0 +106,8 +1010,1 ≈ 1010,1 C + X CX 3) Nế u X bị nhiễ u bởi + Z1, Z2 đề u theo CB Z1 Z2 nhiễ u taọ phứ c: ↓↑ ↓↑ X(Z1)1,..X(Z2)1,.. n m i j X { Z 1, Z 2} 1 1,i [ Z 1 ] 1, j [ Z 2 ] X ( Z 1) X ( Z 2) 1 i 1 j 1 Chương 4
HỆ SỐ ĐIỀ U KIÊN ̣ α 4) Khi H+ ( hoặc OH- ) không tham gia trực tiế p và o cân bằ ng chí nh với X mà chỉ tham gia và o cân bằ ng phu,̣ các anh ̉ hưởng gây nhiễ u cua ̉ chú ng trên X thường được xem là cân bằ ng nhiễu tao ̣ phức vớ i hệ số điều kiêṇ α X( H ) hoặc α X( OH ) Chương 4
ẢNH HƯỞNG CỦA CB NHIỄU LÊN CÂN BẰNG CHÍNH Cân bằng chính sẽ bị dịch chuyển (tuân theo nguyên lý Le Châtelier) khi chịu ảnh hưởng của các cân bằng phụ Việc xem CB nhiễu xảy ra độc lập với CB chính chỉ nhằm mục đích giúp cho việc hình dung ảnh hưởng của CB nhiễu lên CB chính trở nên dễ dàng hơn Trong thực tế, việc XĐ nồng độ còn lại của cấu tử trong dd phải được thực hiện dựa trên mối tương quan cùng lúc với cả CB chính lẫn CB phụ Chương 4
4.2 H ẰNG S Ố Đ ẶC TR ƯNG ĐI ỀU KI ỆN C ỦA CÂN B ằNG TRAO Đ ổI ĐI ệN T ử – HSĐTđi ều ki ện c ủa bán cân b ằng: * Ảnh h ưởng c ủa pH * Ảnh h ưởng c ủa CB nhi ễu t ạo ph ức * Ảnh h ưởng c ủa CB nhi ễu t ạo t ủa *Các ảnh h ưởng khác HSĐTđi ều ki ện c ủa cân b ằng: * h ằng s ố cân b ằng đi ều ki ện * th ế t ương đ ương đi ều ki ện Chương 4
HSĐT ĐIỀU KIỆN CỦA BÁN CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ Ox + ne - Kh + + Z1 Z2 Khi có CB nhiễ u, phaỉ dùng thế oxy hóa chuân ̉ điề u kiên ̣ E0‘ để xé t khả năng oxy hóa/khử Chương 4
HSĐT ĐIỀU KIỆN CỦA BÁN CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ ANH H ̉ ƯỞNG CUA ̉ pH Ox + ne - + mH+ ⇄ Kh + ½ mH2O PT Nernst: 0 0,059 [Ox][ H ]m 0 0,059 m 0,059 [Ox] E E lg E lg[ H ] lg n [ Kh] n n [ Kh] Nế u xem H+ gây nhiễu lên Ox + ne - ⇄ Kh, khi gộp chung ảnh hưởng của CB chính và CB phụ, phải dùng E0‘ 0,059 [Ox] 0 0 0,059 E 0 E ' lg E ' E lg[ H ]m n [ Kh] n Chương 4
HSĐT ĐIỀU KIỆN CỦA BÁN CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ ANH H ̉ ƯỞNG CUA ̉ pH Ví dụ : Tí nh E0 ‘ ở pH = 1 cua ̉ bá n cân bằng: MnO4 + 5e + 8H+ ⇄ Mn2+ + 4H2O E0 1,51V pH = 1 [H+] = 10 1M 0 0 0,059 E ' E lg[ H ]m n 0 0,059 1 8 E ' 1,51 lg[10 ] 1,42V 5 Chương 4
HSĐT ĐIỀU KIỆN CỦA BÁN CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ ẢNH HƯỞNG CỦA CÂN BẰNG NHIỄU TẠO PHỨC Ox + ne - Kh PT Nernst: + + Z1 Z2 0,059 [Ox] E E0 lg α Ox(Z1)↓↑ α Kh(Z2) ↓↑ n [ Kh] Ox(Z1)1,… Kh(Z2)1,… 0,059 [Ox' ] Kh ( Z 2 ) E0 lg (1) n [ Kh' ] Ox ( Z 1) Nếu ghép CB nhiễu và CB Ox’ + ne - ⇄ Kh’ chính thành CB chung: 0 0,059 [Ox' ] E E ' lg (2) n [ Kh' ] 0 0 0,059 Ox ( z1) (1) và (2) E ' E lg n Kh ( Z 2 ) Chương 4
HSĐT ĐIỀU KIỆN CỦA BÁN CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ ẢNH HƯỞNG CỦA CÂN BẰNG NHIỄU TẠO PHỨC Ox + ne - Kh + Nhận Z2 xét α Kh(Z2↓↑ Kh(Z2)1… Khi αOX ( Z 1 ) = 1 : E0 ‘ > E0 BCB oxy hóa khử ̣ chuyên dich ̉ theo chiều từ trá i sang phai, ̉ tức ti ́nh oxy hó a cua ̉ dang ̣ oxy hó a tăng lên Chương 4
HSĐT ĐIỀU KIỆN CỦA BÁN CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ ẢNH HƯỞNG CỦA CÂN BẰNG NHIỄU TẠO PHỨC Ox + ne - Kh + Nhận Z1 α Ox(Z1)↓↑ xét Ox(Z1)1,… 2) Khi α Kh ( Z 2 ) = 1: E0‘ < E0 BCB oxy hóa khử ̣ chuyên dich ̉ theo chiều từ phải sang trái, tức tính oxy hó a cua ̉ dang̣ oxy hó a giảm xuống Chương 4