CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA HÓA HỌC

Ch

ng 1:

ươ

Ị

CÁC KHÁI NI M VÀ Đ NH Ệ LU T C B N C A HÓA H C Ọ Ậ Ơ Ả

Ủ

ử

ệ và phân t ể

ỏ

ấ ủ ể ọ

ữ ọ

1.1. Các khái ni m c b n: ơ ả . 1.1.1. Nguyên t ử :ử là ti u phân nh nh t c a - Nguyên t hóa h c, không th chia m t nguyên t ố nh h n n a v m t hóa h c và không b ị ề ặ bi n đ i trong các ph n ng hóa h c.

ộ ỏ ơ ổ ế ả ứ ọ

ử ể

ấ ả

:ử phân t ấ ọ

là ti u phân bé nh t - Phân t c a các ch t có th tham gia vào ph n ể ủ 2, He, Ar, H2O, CO2, ng hóa h c. (H ứ polymer, protein, …)

Proton và notron (nucleon)

- Proton(p): mp = 1,00724 đvC = 1,6725.10-24g. qp = +1,602.10-19 C = 1+ - Notron(n): mn=1,00865 đvC = 1,6748.10-24g. qn = 0 Kích th

c h t nhân vô cùng nh so v i nguyên t

ướ

ạ

ỏ

ớ

ử

1.1.2. H t nhân nguyên t ạ : ử

(

)

1 1000

1 10000

ng nguyên t

t p trung

ế

ố ượ

ử ậ

ở

ạ

nh ng h u h t kh i l ầ h t nhân.

ﬁ

trung hòa v đi n nên s electron có trong

ố

ề ệ b ng v i đi n tích h t nhân nguyên t

(s p).

- Nguyên t ử nguyên t ử ằ

ố ố

ệ

ạ

ớ

trong htth.

ố ệ

ạ

ố

A = Z + N Z: s đi n tích h t nhân, s proton, stt nguyên t

nhiên:

p≤ n ≤ 1,5p (tr ừ 1H không có notron) ồ

ệ ằ

ọ ọ

ệ

ộ

ạ

ộ ư

- Trong t ự 1.1.3. Nguyên t ố cùng lo i có hóa h c: - Nguyên t ạ ậ ố đ c ký cùng đi n tích h t nhân. Trong hóa h c, nguyên t ố ượ ạ hi u b ng m t hay 2 ch cái l y tên g i Latinh c a nó. VD: ủ ấ ữ H: hydrogenium. ị là nh ng d ng khác nhau c a cùng m t nguyên - Đ ng v : ủ ữ ồ c a chúng có cùng s proton nh ng có s mà nguyên t t ố ố ử ủ ố notron khác nhau (cid:222)

s kh i A khác nhau.

ố

hóa h c, đ ng v : ị ọ ọ là t p h p các nguyên t ử ợ

ồ

C13 ấ

6C12 ơ

ấ

ộ

i d

ề

ng m t ch t có ệ ượ i nhi u tinh th có c u trúc khác nhau. ấ 2 và O3 ấ

ể

các ch t tinh th khác nhau i cùng d ng tinh th có m ng tinh ể

ướ

ạ

ể ố

ộ

ế ng m t thoi).

ợ ọ ấ

ạ

ặ

VD: C có 2 đ ng v : ị 6 1.1.4. Ch t hóa h c, đ n ch t, h p ch t, ấ d ng thù hình, đa hình. ạ là hi n t D ng đa hình (thù hình): ạ th t n t ể ồ ạ ướ ể Vd: oxi có 2 d ng thù hình là O ạ Hi n t ng đ ng hình: ồ ệ ượ có th k t tinh d ể ế th gi ng nhau. Vd: CaCO3, FeCO3, MgCO3 đ u k t tinh cùng m t ề lo i m ng tinh th (m ng tam ph ươ ể

ng ố ượ

, kh i l ng mol ố ượ , nguyên t

ử ạ ượ , A(đ.v.C): ử ng nguyên t

là t s ỉ ố c a nó v i 1/12 ph n ầ ớ

Mg b ng 24,305 ng nguyên t gam, đ i l ử ng nguyên t ử ủ ng c a nguyên t ủ ng nguyên t ố ượ ử 12C. ử ằ

ử

là t s kh i ố ỉ ố c a nó v i 1/12 ph n kh i ố ầ

1.1.5. Kh i l phân t ử • Kh i l ố ượ kh i l ố ượ kh i l ố ượ Vd: kh i l đVC • Kh i l l ượ l ượ ng phân t ố ượ ng phân t ử ủ ng c a nguyên t ủ (đ.v.C): ớ ử 12C.

• Nguyên t

gam:

là kh i l

ử

ố ượ

ử

ng nguyên t

ng nguyên t ố ượ

tính ử

ề ị ố ằ

• Phân t

là kh i l

ố ượ

b ng gam, v tr s b ng kh i l ằ c a nó. ủ Vd: Ali = 6,941 đ.v.C, Ali(g) = 6,941g ng phân t tính b ng ằ ử c a nó. ng phân t ử ủ

23 ti u phân

• Mol: là l

gam: ử gam, v tr s b ng kh i l ố ượ ề ị ố ằ Vd: A(H2O)=18,0073 đ.v.C, A(H2O)g =18,0073 g ng ch t ch a 6,022.10 ứ

ể

ấ ượ c u trúc c a ch t. ủ ấ ấ 6,022.1023 là s avogadro(N) ố

1.2. Các đ nh lu t c b n

ậ ơ ả

ị

ng: ố ượ

ề

ầ ế cũng có thành ph n xác đ nh ợ ữ c đi u ch theo cách nào đi ầ ị

ề ầ

1.2.1. Đ nh lu t b o toàn kh i l ậ ả ị 1.2.2. Đ nh lu t thành ph n không đ i: ổ m t ộ ậ ị h p ch t dù đ ượ ấ n a bao gi ờ và không đ iổ Vd: H2O: khi phân tích thành ph n đ u cho t l 11,1%:88,9% hay 1g:8g. ỉ ệ NaCl: 39,34%Na và 60,66% Cl

ng ậ ươ ượ ươ ng và đ nh lu t đ ị

ng (Đ): ố ủ ượ Đl c a m t nguyên t ộ

ố ấ

ầ ấ

ầ ng Oxi. ượ

ặ

ố ợ

hay ng c a ố ượ ủ hay h p ch t đó k t h p ho c ợ ế ặ ng ủ ớ 1,008 ph n kh i l ố ượ Hay m t ộ ố ượ ng c a m t ng l ộ ủ ho c h p ch t là ph n kh i ố ầ ấ ho c h p ch t đó ấ ặ ho c ặ ộ ố

1.2.3. Đ ng l ngượ l Đ ng l ươ m t h p ch t là s ph n kh i l ợ ộ nguyên t ợ ố thay th v a đ v i ế ừ Hidro ho c ặ 8 ph n kh i l ầ cách t ng quát, đ ổ ươ nguyên t ố ợ l ng c a nguyên t ủ ượ ph n ng v a đ v i m t nguyên t ủ ớ ừ ả ứ h p ch t khác. ấ ợ

ng: ng l • S đ ượ ượ ố ươ

ả ứ ớ ươ

ố ươ ươ ượ ượ ị

hay

ng l ng l ọ ng t ng l ượ ữ

m = D

m B D

D D

ng l ng c a s đ ố ươ ủ ch t tham gia ph n ng là t s gi a kh i ố ỉ ố ữ ả ứ ấ l ng ch t tham gia ph n ng v i đ ng ấ ượ ng c a nó. l ủ ượ ng=m/Đ S đ • Đ nh lu t đ ng c a Dalton: các ậ ủ nguyên t hóa h c k t h p v i nhau theo ớ ế ợ ố ng v i đ l nh ng kh i l ỷ ệ ớ ươ ố ượ c a chúng. ủ m = m

ng.

ị

ố

trong h p ch t ấ ợ

• Xác đ nh đ - Đ ng l ượ ươ

ng l ượ ươ ng c a nguyên t ủ Đ= A:n ng nguyên t ử

ố ượ

và n: là hóa tr ị

ng c a 1 h p ch t:

ủ

ấ

ợ

A: kh i l Vd: CO, ĐC= 12:2 =6 - Đ ng l ượ ươ h p ch t ấ ợ

ử

ố ượ

ng phân t ): Z ổ

Đ = (kh i l * Trong ph n ng trao đ i: ả ứ Z là s nguyên t ố

hydro c a 1 phân t ủ

ử

ớ

tham gia ph n ng.

V i axit: axit th c t

ử ả ứ ự ế VD: Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O ĐHCl = (MHCl):1= 36,5

ớ ố ơ Z là s nhóm OH c a 1 phân t ử

ủ tham gia ph n ng. ơ ự ế ả ứ

V i baz : baz th c t Vd: 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

ĐNaOH = (MNaOH):1= 40 ố Z là t ng đi n tích d ổ ươ

ng c a kim ủ mu i hay t ng đi n ộ ớ ạ ệ ổ ố

ố

+ H2SO4 =

V i mu i: ệ lo i trong m t phân t ử tích âm ph n g c axit. ầ Ca3(PO4)2 Vd: 2CaHPO4+CaSO4

Đ(Ca3PO4)2) = (M(Ca3PO4)2 ):6

ấ

ử Z là s ố ch t kh có th ể ử ử ch t oxi hóa có th ể ấ ử

* Trong ph n ng oxi hóa kh : ả ứ electron mà m t phân t ộ cho hay m t phân t ộ nh n.ậ

ng gam(N): ộ

Đlg c a m t ch t là ng ch t tính b ng gam có s đo b ng ố ấ ằ

ượ ấ ng l Vd: 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3 Đ(FeCl2) = M(FeCl2):1=127 • Đ ng l ủ ươ l ượ v i đ ớ ươ ằ ủ ấ

ng c a ch t đó. ượ Vd: ĐCuO = 40  NCuO = 40g

là l ng ch t ượ ấ

(

)

• Đ ng l ệ ượ ươ i phóng c gi ả ượ K =

ng đi n hóa(K): đi n c c. ự ở ệ A . FZ

V i A: nguyên t ủ ử

ệ gam c a kim lo i ạ ớ Z: s e trao đ i trên đi n c c ự ổ

ố F: h ng s Faraday, F=96500C= 26,8A.h ố ằ Vd: Đlđh K c a:ủ Cu2+= 63,54:(2.26,8)=1,186(g/Ah) Cu+= 63,54:(1.26,8)=2,37(g/Ah)

ị

ậ

s ph thu c ụ

ộ

mô t ả ự ấ

ấ

1.2.4. Đ nh lu t Boyle – Mariotte và đ nh lu t Chales – Gay – Lussac Đ nh lu t Boyle – Mariotte: ậ ị c a th tích ch t khí vào áp su t (T =const) ể ủ p0v0 = p1v1 = p2v2 = ….= pv = const mô t

ị

s ả ự t ệ

ậ ộ

ụ

ủ

ể

ấ

Đ nh lu t Chales – Gay – Lussac: ph thu c c a th tích ch t khí vào nhi đ (p=const)

ộ

. T

const

. T

v 0 T 0

ể

v0, v th tích khí đo T0,T là nhi

t đ tuy t đ i c a ch t khí.

ệ ộ

ở 0C và t0C. ấ ệ ố ủ

hay

ng trình tr ng thái khí lí t ng: ưở ạ ươ

m M

t đ tuy t đ i ệ ố

1.2.5. Ph Ph ng trình Clapeyron - Mendeleev ươ vp =. nRT

vp =. p: áp su t ấ v: th tích ể T: nhi ệ ộ R: h ng s khí ố ằ R=0,082 lit.atm/mol. độ R=62400ml.mmHg/mol. độ R=8,314 j/mol. độ R=1,98 cal/mol. độ

ị ầ ấ ấ ủ

ậ

ấ

ợ

ế ợ ỗ

ủ ậ

• Áp su t riêng ph n c a ch t khí - Đ nh lu t Dalton Áp su t riêng ph n c a ch t khí trong h n ỗ ủ ầ ấ h p là áp su t do ch t khí đó t o ra khi nó ạ ấ ấ chi m toàn b th tích c a h n h p khí ộ ể trong cùng 1 đi u ki n v t lý. ệ ề i

.p = N

n i n

(cid:229) ấ ầ

p pi: áp su t riêng ph n Ni: phân s mol ố p: áp su t chung c a h n h p ấ ủ ỗ ợ

ỗ ọ

ợ ớ

ạ

ủ

ả ứ ầ

ấ P

ị ấ ằ ỗ

ộ

t đ .

ấ

ầ

ệ ộ Áp su t ban đ u c a CH ứ ợ

cùng nhi ươ ỗ

ấ

ằ

ủ

ấ =

816

mmHg

630

315

1 = . 8

(cid:229)= = 1 i 4 v i 40 l khí H VD: Tr n 30 l khí CH 2 và 10 l khí CO ớ 4, H2, và ở ủ ng ng là 720, 630, và 816 mmHg. Th tích CO t ể c a h n h p b ng 80 l. Tính áp su t riêng c a t ng ủ ừ ủ khí và áp su t chung c a h n h p. ợ 4 = . 102 PCO 8 mmHg

ỗ PH 270

720

PCH

Đ nh lu t Dalton: ậ áp su t chung c a h n h p các ủ ấ ch t khí không tham gia ph n ng hóa h c v i nhau b ng t ng áp su t riêng ph n c a các khí t o nên ổ h n h p ợ ip

mmHg 3 = . 8 P = 270 + 315 + 102 = 687 mmHg

(cid:222)

NG PHÁP

NG

ƯƠ Ố ƯỢ

Ộ Ị

ng phân t theo t ử ỷ kh i ố

1.3. M T VÀI PH XÁC Đ NH KH I L PHÂN TỬ a. Xác đ nh kh i l ố ượ ị c a khí và h i ơ

ủ

=

D

M M

m m

Hydro: M = 2,016 Không khí: M = 29

ử

ươ

vp =.

b. Xác đ nh kh i l ng phân t ị ố ượ trình Clapeyron – Mendeleev. m M = M

ng phân t

ử

c. Xác đ nh kh i l ị ph

theo ph m pv ch t tan theo ấ ệ

ươ

(cid:222)

ố ượ ng pháp nghi m sôi và nghi m đông ệ = . mk t

ố

ệ

ấ

t đ sôi hay đ gi m nhi

t: đ tăng nhi

ằ ượ ộ

ặ ng ch t đã hòa tan vào 1000g dung môi t đ ệ ộ

ệ ộ

ộ ả

-k: h ng s nghi m sôi ho c nghi m đông -m: l -D đông đ c c a dung d ch. ủ

ặ

ị

ử ch t tan ấ

M =

ng pháp th m th u d. Xác đ nh kh i l ị b ng ph ươ ằ

ng ch t tan đã hòa tan vào ng phân t ố ượ ấ ẩ mRT pv ấ ố ượ

c ượ ủ ị

ị

-m: kh i l dung môi. -v: th tích c a dung d ch thu đ ể -R: h ng s khí ằ -T: nhi -p ố t đ tuy t đ i c a dung d ch ệ ố ủ ệ ộ : áp su t th m th u c a dung d ch ủ ấ ấ ẩ ị