intTypePromotion=1
ADSENSE

Giáo trình Hóa học đại cương (Nghề: Dịch vụ thú y - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:59

4
lượt xem
1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Hóa học đại cương này giúp người học có cách nhìn khái quát về các loại dung dịch, dung dịch chất điện ly, dung dịch keo, pH dung dịch, các hợp chất hữu cơ không mang nhóm chức và có nhóm chức. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hóa học đại cương (Nghề: Dịch vụ thú y - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp

  1. UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG NGÀNH, NGHỀ: DỊCH VỤ THÚ Y TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định Số:…./QĐ-CĐCĐ-ĐT ngày… tháng… năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017
  2. LỜI NÓI ĐẦU ----------  Mục tiêu môn học: Học xong môn học này, người học sẽ có khả năng: - Về kiến thức: học phần này giúp người học có cách nhìn khái quát về các loại dung dịch, dung dịch chất điện ly, dung dịch keo, pH dung dịch, các hợp chất hữu cơ không mang nhóm chức và có nhóm chức. - Về kỹ năng: có năng lực tiến hành thí nghiệm, sử dụng và vận dụng thí nghiệm, tăng khả năng quan sát, mô tả, giải thích các hiện tượng xảy ra, góp phần rèn luyện phương pháp suy luận khoa học, phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Việc tiếp cận được những trang thiết bị máy móc phục vụ công tác nghiên cứu khoa học và kỹ năng thực hành, bước đầu giúp hình thành và phát triển tư duy nghiên cứu, làm việc độc lập, có khả năng ứng dụng hóa học vào giải quyết các bài toán thực tế trong các lĩnh vực khoa học, công nghệ, kinh tế, xã hội. Có ý thức và trách nhiệm trong việc sử dụng hóa chất trong đời sống. + Qua môn học vừa có lý thuyết, bài tập ứng dụng và thực hành ở phòng thí nghiệm của môn học này sẽ giúp người học yêu thích môn học đồng thời cung cấp kiến thức nền để người học có thể học tốt các môn chuyên ngành.  Phương pháp giảng dạy: giảng, seminar, thảo luận, bài tập nhóm và thực hành. Chúng tôi biên soạn tài liệu này bám sát theo yêu cầu của chương trình đào tạo nhằm giúp cho SV có những kiến thức cơ sở làm nền tảng học tốt cho các môn chuyên ngành. Trong quá trình biên soạn, chúng tôi không thể tránh khỏi những sai sót, hi vọng người học sẽ góp ý, chúng tôi chân thành ghi nhận những ý kiến dóng góp để điều chỉnh tài liệu để ngày một hoàn thiện hơn. Đồng Tháp, ngày 01 tháng 8 năm 2017 Tác giả MỤC LỤC
  3. ---------- PHẦN LÍ THUYẾT ....................................................................................................1 Chương 1. DUNG DỊCH ............................................................................................1 1. Mục tiêu...................................................................................................................1 2. Nội dung chương .....................................................................................................1 2.1 Hệ phân tán và dung dịch ..................................................................................1 2.1.1 Hệ phân tán ................................................................................................1 2.1.2 Dung dịch ...................................................................................................2 2.2 Dung dịch keo ................................................................................................2 2.2.1 Khái niệm hệ keo .......................................................................................2 2.2.2 Cấu tạo hạt keo ...........................................................................................3 2.2.3 Phân loại hệ keo .........................................................................................3 2.2.4 Tính chất của hệ keo ..................................................................................4 2.2.5 Phương pháp điều chế keo .........................................................................4 2.2.6 Sự keo tụ ....................................................................................................5 2.3 Nồng độ của dung dịch .....................................................................................5 2.3.1 Nồng độ phần trăm khối lượng ..................................................................5 2.3.2 Nồng độ mol/l ............................................................................................5 Câu hỏi ôn tập .............................................................................................................5 Chương 2. DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI ........................................................7 1. Mục tiêu: .................................................................................................................7 2. Nội dung chương .....................................................................................................7 2.1 Thuyết điện li ....................................................................................................7 2.2 Dung dịch điện li ...............................................................................................7 2.2.1 Sự điện li ....................................................................................................7 2.2.2 Độ điện li ().............................................................................................8 2.2.3 Phân loại các chất điện li ...........................................................................8 2.3 Cân bằng hóa học trong dung dịch điện li ........................................................8 2.3.1 Sự điện li của nước ....................................................................................8 2.3.2 pH của dung dịch .....................................................................................9 2.3.3 Dung dịch đệm pH ...................................................................................10 2.3.4 Chất chỉ thị màu pH (chất chỉ thị màu acid - base) .................................10 2.4 Cân bằng trong dung dịch chất điện li ít tan ..................................................11 2.4.1 Tích số tan ................................................................................................11 2.4.2 Mối quan hệ giữa tích số tan (Tt) và độ tan (S) .....................................12 Câu hỏi ôn tập ...........................................................................................................13 Chương 3. ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỮU CƠ ..........................................................14 1. Mục tiêu.................................................................................................................14 2. Nội dung chương ...................................................................................................14 2.1 Phân loại các hợp chất hữu cơ.........................................................................14 2.1.1 Phân loại theo nhóm định chức ................................................................14 2.1.2 Phân loại theo mạch carbon .....................................................................14 2.2 Các hydrocarbon không mang nhóm chức......................................................14 2.2.1 Định nghĩa ................................................................................................14 2.2.1.1 Ankan ....................................................................................................14
  4. 2.2.1.2 Anken ....................................................................................................15 2.2.1.3 Ankin .....................................................................................................15 2.2.1.4 Benzen – hydrocarbon phương hương ..................................................15 2.2.2 Danh pháp ................................................................................................15 2.2.2.1 Danh pháp của ankan ............................................................................15 2.2.2.2 Danh pháp của anken ...........................................................................16 2.2.2.3 Danh pháp của ankin .............................................................................17 2.2.2.4 Danh pháp của hydrocarbon phương hương .........................................18 2.2.3 Tính chất vật lý.........................................................................................19 2.2.4 Tính chất hóa học .....................................................................................19 2.2.4.1 Phản ứng thế ..........................................................................................19 2.2.4.2 Phản ứng cộng .......................................................................................23 2.2.4.3 Phản ứng oxi hóa ...................................................................................26 2.2.4.4 Một số phản ứng đặc biệt ......................................................................27 2.2.5 Điều chế ...................................................................................................28 2.2.5.1 Ankan ....................................................................................................28 2.2.5.2 Anken ....................................................................................................29 2.2.5.3 Ankin .....................................................................................................30 2.2.5.4 Hydrocarbon phương hương .................................................................30 2.3 Các hydrocarbon có mang nhóm chức ............................................................31 2.3.1 Định nghĩa ....................................................................................................31 2.3.1.1 Dẫn xuất hydroxyl của hydrocarbon .....................................................31 2.3.1.2 Hợp chất carbonyl .................................................................................31 2.3.1.3 Hợp chất carboxylic ..............................................................................31 2.3.1.4 Hợp chất có nhóm amin ........................................................................32 2.3.2 Danh pháp ................................................................................................32 2.3.2.1 Danh pháp của alcol (rượu) ...................................................................32 2.3.2.2 Danh pháp của aldehyde .......................................................................32 2.3.2.3 Danh pháp của ceton .............................................................................33 2.3.2.4 Danh pháp của acid carboxylic .............................................................33 2.3.2.5 Danh pháp của amin ..............................................................................33 2.3.3 Tính chất vật lý.........................................................................................34 2.3.3.1 Alcol ......................................................................................................34 2.3.3.2 Phenol ....................................................................................................35 2.3.3.3 Aldehyde và ceton .................................................................................35 2.3.3.4 Acid carboxylic .....................................................................................35 2.3.3.5 Amin ......................................................................................................35 2.3.4 Tính chất hóa học .....................................................................................36 2.3.4.1 Tính chất hóa học của alcol ...................................................................36 2.3.4.2 Tính chất hóa học của phenol ...............................................................37 2.3.4.3 Tính chất hóa học của aldehyde – ceton ...............................................37 2.3.4.4 Tính chất hóa học của acid carboxylic ..................................................38 2.3.4.5 Tính chất hóa học của amin ..................................................................38 2.3.5 Điều chế ...................................................................................................39 2.3.5.1 Điều chế alcol ........................................................................................39
  5. 2.3.5.2 Điều chế phenol.....................................................................................40 2.3.5.3 Điều chế aldehyde – ceton ....................................................................40 2.3.5.4 Điều chế acid carboxylic .......................................................................41 2.3.5.5 Điều chế amin .......................................................................................41 Câu hỏi ôn tập ...........................................................................................................41 Bài 1: ĐIỀU CHẾ DUNG DỊCH KEO VÀ XÁC ĐỊNH NGƯỠNG KEO TỤ .......43 1. Mục tiêu ...........................................................................................................43 2. Hóa chất, dụng cụ ..............................................................................................43 2.1 Hóa chất .........................................................................................................43 Kim loại: Mg, Al, Fe, Cu ......................................................................................43 2.2 Dụng cụ ..........................................................................................................43 3. Thực hành ..........................................................................................................43 Thí nghiệm 1: Điều chế dung dịch keo .................................................................43 Thí nghiệm 2: Xác định ngưỡng keo tụ ................................................................43 Thí nghiệm 3: Pha chế dung dịch theo nồng độ cho trước ...................................44 Thí nghiệm 4: Nhận biết dung dịch ......................................................................44 Bài 2: DUNG DỊCH ĐIỆN LI – CHẤT CHỈ THỊ MÀU- DUNG DỊCH ĐỆM ......45 1. Mục tiêu.................................................................................................................45 2. Hóa chất, dụng cụ ..................................................................................................45 2.1 Hóa chất ..........................................................................................................45 2.2 Dụng cụ ...........................................................................................................45 3. Thực hành ..............................................................................................................45 Thí nghiệm 1: Màu của các chất chỉ thị trong môi trường acid và baz.................45 Thí nghiệm 2: Dung dịch đệm acid .......................................................................45 Thí nghiệm 3: Dung dịch đệm baz .......................................................................46 Thí nghiệm 4: Tính acid- baz ...............................................................................46 Thí nghiệm 5: Chỉ thị acid –baz ............................................................................47 Thí nghiệm 6: Lập thang màu- khoảng pH của dung dịch acid ...........................47 Thí nghiệm 7: Xác định khoảng pH của dung dịch X bằng chỉ thị ......................47 Thí nghiệm 8: Lập thang màu- khoảng pH của dung dịch baz ............................48 Thí nghiệm 9: Xác định khoảng pH của dung dịch Y bằng chỉ thị ....................48 Bài 3 : HỢP CHẤT KHÔNG MANG NHÓM CHỨC- HỢP CHẤT MANG NHÓM CHỨC........................................................................................................................49 1. Mục tiêu ...............................................................................................................49 2. Hóa chất, dụng cụ .................................................................................................49 2.1 Hóa chất ..........................................................................................................49 3. Thực hành ..............................................................................................................49 Thí nghiệm 1: Tác dụng của kali permanganat với HYDROCARBON no..........49 (n-hexan) ...............................................................................................................49 Thí nghiệm 2:Tác dụng của acid sulfuric với HYDROCARBON no (n-hexan) ..49 Thí nghiệm 3: Điều chế etylen ..............................................................................50 Thí nghiệm 4: Phản ứng cộng iod vào etylen .......................................................50 Thí nghiệm 5: Phản ứng oxy hóa etylen bằng dung dịch KMnO4 .......................50 Thí nghiệm 6: Điều chế acetilen ...........................................................................50 Thí nghiệm 7: Phản ứng cộng iod vào acetilen .....................................................50
  6. Thí nghiệm 8: Phản ứng oxi hóa acetilen bằng dung dịch KMnO4 .....................50 Thí nghiệm 9: Tính tan trong nước, khả năng hòa tan dầu ăn của benzen ...........50 Thí nghiệm 10: Phản ứng của rượu đơn chất và rượu đa chức ............................51 Thí nghiệm 11: Phản ứng của rượu etylic với Na ................................................51 Thí nghiệm 12: Phản ứng oxi hóa aldehyd bằng hợp chất phức của bạc..............51 Thí nghiệm 13: Phản ứng oxi hóa aldehyd bằng thuốc thử Fehling .....................51 Thí nghiệm 14: Tính chất của acid cacboxylic ....................................................52 Thí nghiệm 15: Phản ứng tạo thành và phân giải các muối của anilin .................52 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................53
  7. PHẦN LÍ THUYẾT Chương 1. DUNG DỊCH ---------- 1. Mục tiêu Giúp tìm hiểu các vấn đề liên quan đến dung dịch như: trạng thái dung dịch, dung dịch keo, thành phần của dung dịch và tính chất của các dung dịch không điện li. 2. Nội dung chương 2.1 Hệ phân tán và dung dịch Dung dịch là một trạng thái của các chất có cấu trúc và tính chất đặc trưng riêng. Dung dịch là hệ phân tán nhưng không phải hệ phân tán nào cũng là dung dịch. 2.1.1 Hệ phân tán 2.1.1.1 Định nghĩa Hệ phân tán là hệ trong đó có ít nhất 1 chất phân bố ( gọi là chất phân tán) vào 1 chất khác (gọi là môi trường phân tán) dưới dạng những hạt có kích thước nhỏ bé. 2.1.1.2 Phân loại Có thể phân loại các hệ phân tán dựa vào: - Trạng thái tập hợp của chất phân tán và môi trường phân tán: Ví dụ:Hệ Khí – Khí (K-K) Khí – Lỏng (K-L) Khí – Rắn (K-R) Lỏng – Khí (L-K) Lỏng – Lỏng (L-L) Lỏng – Rắn (L-R) Rắn – Khí (R-K) Rắn – Lỏng (R-L) Rắn– Rắn (R-R) - Kích thước các hạt phân tán, người ta chia làm 3 loại hệ phân tán: * Hệ phân tán thô : Kích thước các hạt 10-5-10-2 cm , do đó ta có thể nhìn thấy các hạt bằng mắt thường hoặc bằng kính hiển vi quang học. Tùy thuộc vào trạng thái của chất phân tán mà người ta phân biệt dạng huyền phù hay nhũ tương . + Dạng huyền phù thu được khi có sự phân bố hạt chất rắn trong chất lỏng. Ví dụ: hệ đất sét trong nước. + Dạng nhũ tương thu được khi có sự phân bố chất lỏng trong chất lỏng. Ví dụ: Sữa là hệ gồm các hạt mỡ lơ lửng trong chất lỏng. Các hệ phân tán thô không bền vì các hạt phân tán có kích thước quá lớn so với phân tử và ion nên dễ dàng lắng xuống . * Hệ phân tán cao (hệ keo ) : Các hạt phân tán có kích thước trong khoảng 10 đến 10–5cm, do đó để quan sát được các hạt phải dùng kính siêu hiển vi có độ –7 phóng đại lớn. 1
  8. Ví dụ: Gelatine, keo dán, sương mù, khói. Hệ này không bền vì các hạt keo dễ liên hợp nhau thành hạt có kích thước lớn hơn và lắng xuống. * Hệ phân tán phân tử ion (dung dịch): Khi các hạt có kích thước ở phân tử hay ion nghĩa là nhỏ hơn 10–7cm thì các hệ phân tán trở thành đồng thể và được gọi đơn giản là dung dịch. Kích thước vô cùng bé nhỏ của các hạt làm cho chúng phân bố đồng đều trong môi trường và dẫn đến sự đồng nhất về thành phần, cấu tạo và tính chất trong toàn bộ thể tích của hệ, cũng như làm cho hệ rất bền không bị phá hủy khi để yên theo thời gian. Ví dụ: Hòa tan đường và muối ăn vào nước, các hạt đường phân tán dưới dạng phân tử, còn các hạt muối phân tán dưới dạng ion. 2.1.2 Dung dịch Dung dịch là hệ đồng thể gồm 2 hay nhiều chất mà thành phần của chúng có thể thay đổi trong giới hạn rộng. Trong dung dịch, chất phân tán được gọi là chất tan, môi trường phân tán được gọi là dung môi. Các loại dung dịch thường được nhắc đến: - Dung dịch loãng : là dung dịch chứa một lượng ít chất tan. - Dung dịch đậm đặc : là dung dịch chứa một lượng lớn chất tan. - Dung dịch chưa bão hòa : là dung dịch mà chất tan có thể tiếp tục tan thêm. - Dung dịch bão hòa : là dung dịch mà chất tan không thể tan thêm được nữa ở một nhiệt độ xác định. - Dung dịch quá bão hòa: dung dịch chứa một lượng chất tan vượt quá so với độ tan. 2.2 Dung dịch keo 2.2.1 Khái niệm hệ keo Các hạt có kích thước lớn hơn phân tử và ion nhưng không đủ lớn để có thể quan sát được bằng các loại kính hiển vi quang học được gọi là các hạt keo ( kích thước từ 10–7 – 10–5cm ). Hạt keo có thể là chất vô cơ hay hữu cơ . Hầu như tất cả các chất đều có thể tồn tại ở dạng keo. 2
  9. Một hệ keo luôn bao gồm các hạt keo gọi là chất phân tán và 1 chất làm môi trường phân tán. Môi trường phân tán quan trọng thường gặp là nước và không khí. 2.2.2 Cấu tạo hạt keo Trung tâm của hạt keo có thể là tinh thể ion rất nhỏ, hoặc có thể là một nhóm phân tử, hoặc chỉ có thể là một phân tử kích thước lớn. Chúng hấp thụ một lớp ion cùng điện tích từ môi trường, lớp ion này đến lượt nó lại hấp thụ một lớp ion có điện tích trái dấu bao quanh. Kết quả dẫn đến các hạt keo phần bên ngòai đều có cùng điện tích. Do có cùng điện tích nên các hạt keo sẽ đẩy nhau, không thể kết hợp lại được thành hạt có kích thước lớn tách ra khỏi hệ. Chính lực đẩy tĩnh điện này làm cho hệ keo bền trong một khoảng thời gian dài. ion dương ion âm Hình 1.1 Cấu tạo hạt keo 2.2.3 Phân loại hệ keo Dựa trên trạng thái vật lý của hạt keo và môi trường phân tán. Bảng 1.1 Các kiểu hệ phân tán Pha bị phân tán Chất khí Chất lỏng Chất rắn Sương mù Khói Chất khí Môi trường phân tán Sol khí Sol khí Nhũ tương Huyền phù Chất lỏng Bọt Sol Sol Hợp kim Chất rắn Gel Gel Sol rắn Dựa vào hình dạng của hạt keo. Dạng không gian 3 chiều giống như quả bóng, dạng không gian 2 chiều giống như tấm phim dạng không gian 1 chiều như sợi chỉ. Các tính chất cơ học của hạt keo phụ thuộc chủ yếu vào hình dạng hạt keo. 3
  10. Ví dụ: Các hạt keo có dạng hình cầu sẽ có độ nhớt nhỏ hơn các hạt keo có dạng hình sợi. 2.2.4 Tính chất của hệ keo Các hệ keo có tính chất tương tự như dung dịch. Các hạt keo không tách ra khỏi hệ như các hạt có kích thước lớn khác và có thể xuyên qua được giấy lọc. Tuy nhiên tốc độ khuếch tán của các hệ keo trong hệ chậm hơn tốc độ khuếch tán của các hạt trong dung dịch như phân tử và ion. Sự tán xạ ánh sáng là 1 thuộc tính quan trọng của hệ keo . Khi chiếu ánh sáng đi qua 1 hệ keo ta có thể quan sát đường đi của chùm sáng từ mặt bên thẳng góc với phương truyền của chùm sáng. Đây là hiệu ứng Tyndall được dùng để phân biệt hệ keo với dung dịch. Độ tăng nhiệt độ sôi, độ hạ nhiệt độ đông đặc, độ giảm áp suất hơi và áp suất thẩm thấu cũng phụ thuộc vào các hạt keo có trong hệ. Do có kích thước nhỏ nên các hạt keo có tỉ lệ bề mặt lớn so với thể tích của hạt keo nên các hạt keo có khả năng hoạt động bề mặt lớn, chúng có khả năng hấp thụ các phân tử và ion có mặt trong hệ. 2.2.5 Phương pháp điều chế keo Chúng ta có thể tạo ra 1 hệ keo bằng cách tạo ra các loại hạt có kích thước hạt keo và phân tán chúng vào môi tường. Hạt có kích thước hạt keo có thể tạo thành bằng 2 phương pháp. * Phương pháp phân tán : Bằng cách phân chia các hạt có kích thước lớn thành hạt có kích thước hạt keo, ví dụ nghiền mịn bột màu. * Phương pháp cô đặc : Kết hợp các hạt có kích thước nhỏ với nhau thành các hạt có kích thước hạt keo. Ví dụ: Mây được hình thành khi có lượng lớn các phân tử nước đông tụ lại, chúng sẽ tạo ra các giọt nước rất nhỏ. Một số ít chất rắn khi cho vào nước, chúng tự phân tán một cách tự nhiên vào nước và hình thành hệ keo. Ví dụ như: gelatin, hồ, bột thuộc loại này và quá trình này được gọi là sự peptit hóa. Các hạt đó bản thân chúng đã có kích thước của hạt keo, nước chỉ làm nhiệm vụ phân tán chúng. Hệ nhũ tương được điều chế bằng cách lắc chung 2 chất lỏng không có khả năng tan lẫn vào nhau. Sự lắc mạnh làm vỡ chất lỏng thành các hạt nhỏ có kích thước hạt 4
  11. keo và phân tán chúng vào nhau. Tuy nhiên các hạt chất lỏng của pha phân tán thường có khuynh hướng tái hợp với nhau, hình thành giọt lớn hơn và sau đó tách thành 2 hợp chất lỏng riêng biệt. Do đó để làm các hạt keo này bền vững phải sử dụng các chất nhũ hóa. Ví dụ: Sữa là 1 hệ nhũ bền của các hạt mỡ trong nước với chất nhũ hóa là casein . Nước sốt là hệ nhũ của dầu trong giấm với chất nhũ hóa là lòng đỏ trứng. 2.2.6 Sự keo tụ Để phá hủy hệ keo (còn gọi là sự keo tụ), chúng ta có thể dùng cách đun nóng hoặc thêm các chất điện ly. * Sự đun nóng làm tăng tốc độ của các hạt làm cho chúng có đủ năng lượng để vượt ra lớp rào ion bên ngoài và do đó có thể kết hợp lại với nhau. Quá trình này được lặp đi lặp lại nhiều lần nên kích thước hạt sẽ lớn lên và lắng xuống được. * Thêm chất điện ly vào có tác dụng trung hòa lớp ion bị hấp thụ bên ngoài hạt keo và do đó các hạt keo có thể kết hợp lại với nhau để lắng xuống. Sự keo tụ dẫn đến sự hình thành các tam giác chân ở cửa sông. Khi gặp biển làm cho các hạt keo trong nước sông đông tụ hình thành các tam giác chân. Sự loại bỏ mồ hóng khói là một ví dụ khác về sự keo tụ. Khí từ nhà máy được dẫn qua một hệ tĩnh điện, các hạt bụi mồ hóng sẽ bị giữ lại do keo tụ, điều này giúp làm sạch không khí ở các thành phố công nghiệp nặng. 2.3 Nồng độ của dung dịch 2.3.1 Nồng độ phần trăm khối lượng Là số gam chất tan trong 100g dd. mct 100 C%  (1.1) mdd Ví dụ: dd NaOH 20% : 100g dd có 20g NaOH 2.3.2 Nồng độ mol/l Là số mol chất tan trong 1 lít dung dịch. nct CM  (1.2) Vdd Câu hỏi ôn tập 1. Hòa tan 20 gam đường vào 215g nước. Tìm C% của từng chất. 2. Hòa tan 50 gam KNO3 vào 200 gam dung dịch NaCl 10%. Tìm C% từng chất. 5
  12. 3. Hòa tan 25 gam chất tan vào 100 gam nước, dung dịch có khối lượng riêng d=1,143g/ml. Tìm C% và V của dung dịch thu được. 4. Hòa tan 20gam dung dịch NaOH vào nước thành 250ml dung dịch. Tìm CM dung dịch. 5. Xác định CM của dung dịch HNO3 12,2M (d=1,35 g/ml). 6. Giải thích hiện tượng xảy ra khi chiếu tia sáng qua hệ keo? 7. Thế nào là hiện tượng keo tụ? 6
  13. Chương 2. DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI ---------- 1. Mục tiêu: Giúp tìm hiểu về các dung dịch điện li, pH của dung dịch, dung dịch đệm, chất chỉ thị màu và cân bằng trong dung dịch chất điện li ít tan. 2. Nội dung chương 2.1 Thuyết điện li Dựa trên các khảo sát thực nghiệm về chất điện li, năm 1887 Svate Arrhenius đã đưa ra định nghĩa về acid, base như sau:  Acid là chất phân li cho cation H+ và anion gốc acid khi hòa tan vào nước + - HCl H + Cl -  Base là chất phân li cho OH và cation kim loại khi hòa tan vào nước. + - NaOH Na + OH  Muối điện li cho cation kim loại và anion gốc acid NaCl Na+ + Cl- Tuy nhiên thuyết này bị giới hạn ở chỗ chỉ áp dụng được cho dung dịch nước và cho một loại base duy nhất là hydroxit. Do đó, một định nghĩa tổng quát hơn đã được đưa ra bởi 2 nhà hóa học Jonhannes K.Bronsted và Thomas Lowry, đó là:  Acid là chất cho H+  Base là chất nhận H+ Thuyết này có thể mở rộng ra cho các dung môi khác nước cũng như cho các phản ứng xảy ra ở trạng thái khí. 2.2 Dung dịch điện li 2.2.1 Sự điện li Sự điện li là quá trình phân li thành các ion (cation, anion) khi chất điện li tan vào nước hoặc đun nóng chảy. Chất điện li là chất khi tan vào nước tạo thành dung dịch dẫn điện được nhờ phân li thành các ion. Ví dụ: nước nguyên chất, NaCl rắn thì không dẫn điện nhưng dung dịch nước muối thì lại dẫn điện. 7
  14. 2.2.2 Độ điện li () Độ điện li  là đại lượng đặc trưng cho mức độ điện li của một chất, được tính dựa vào tỉ số giữa số phân tử phân li ra ion (Np) và tổng số phân tử hòa tan (Nt) Np Np  ,0   1  (%)  , 0    100% Nt (2.1) hoặc Nt (2.2) Độ điện li phụ thuộc vào bản chất chất tan, dung môi, nồng độ và nhiệt độ. Độ điện li của một chất tăng khi nồng độ của nó trong dung dịch giảm và ngược lại. 2.2.3 Phân loại các chất điện li Căn cứ vào độ điện li, người ta phân chia (có tính tương đối) thành:  Chất điện li mạnh là những chất khi hòa tan vào nước tất cả các phân tử của chúng phân li hoàn toàn thành ion, quá trình phân li là 1 chiều. Các acid mạnh, các base mạnh và đa số muối trung tính là chất điện li mạnh. + - Ví dụ: HNO3 H + NO3 + - KOH K + OH + - NH4Cl NH4 + Cl  Chất điện li yếu là những chất khi hòa tan vào nước chỉ có một số nào đó các phân tử phân li thành ion. Sự điện li của các chất điện li yếu là thuận nghịch. Các acid hữu cơ, acid vô cơ yếu (HCN, H2CO3...), các base vô cơ yếu (NH4OH), base hữu cơ (amin...), một số muối acid và muối base (NaHCO3, ...) là những chất điện li yếu. Ví dụ: NH4OH NH4+ + OH-  Chất không điện li: là những chất khi hòa tan trong nước không phân li thành các ion. Ví dụ: đường, rượu, các khí tan không tác dụng với nước như O2, N2... 2.3 Cân bằng hóa học trong dung dịch điện li 2.3.1 Sự điện li của nước Có thể nói nước là dung môi lưỡng tính, nghĩa là khi tan vào nước thì nước đóng vai trò là base. 8
  15. H2O  + - Ví dụ: HCl + H3 O + Cl Còn khi base tan vào nước đóng vai trò acid Ví dụ: NH3 + H2O  NH4 + + Cl - Sự thật bản thân nước vừa cho vừa nhận proton. Để đơn giản người ta thường viết: + - H2 O H + OH Bằng phép xác định độ dẫn điện cực nhạy, người ta xác định được rằng trong + - o nước nguyên chất [H ][OH ] = 10-14 mol/l ở 25 C. + - Như vậy trong nước: [H ] = [OH ] = 10-7 mol/l. + - Nồng độ ion H hay OH có thể thay đổi trong dung dịch nước bất kì nhưng tích số nồng độ của chúng luôn luôn bằng 10-14 mol/l. o + - Tích nồng độ các ion, kí hiệu là Kn . Ở 25 C : Kn = [H ][OH ] = 10-14 (2.3) gọi là tích số ion của nước. + - Ý nghĩa quan trọng của Kn là khi [H ] tăng thì [OH ] giảm và ngược lại.Do đó: + -  Đối với môi trường trung tính [H ] = [OH ] + -  Đối với dung dịch axit [H ] > [OH ] + -  Đối với dung dịch bazơ [H ] < [OH ] Nước nguyên chất là chất điện li yếu 2.3.2 pH của dung dịch + - Việc biểu diễn nồng độ rất nhỏ của H hoặc OH khá bất tiện; ví dụ + [H ]=0,0001M chẳng hạn, do đó năm 1909 nhà hoá học Sorensen đưa ra khái niệm mới gọi là chỉ số hidro và kí hiệu là pH có trị số bằng lograrit thập phân nồng độ ion H+ pH = -lg[H+] (2.4) tức [H+]=10-pH (2.5)  Trong nước nguyên chất hoặc môi trường trung tính: + - [H ] = [OH ] = 10-7 mol/l nên pH = 7 +  Trong môi trường axit [H ] > 10-7 mol/l nên pH 7 Dãy các giá trị của pH từ 1 đến 14 được gọi là thang pH 9
  16. 2.3.3 Dung dịch đệm pH Dung dịch đệm là những dung dịch không bị biến đổi đáng kể pH khi ta thêm vào đó những lượng nhỏ acid mạnh hoặc base mạnh hoặc pha loãng (không quá loãng) Dung dịch đệm thường là dung dịch chứa hỗn hợp acid yếu và muối của nó với base mạnh (CH3COOH + CH3COONa) hoặc base yếu và muối của nó với acid mạnh ( NH3 + NH4Cl). Sở dĩ thế vì trong dung dịch có cân bằng giữa dạng acid và base liên hợp. Dung dịch đệm có ý nghĩa rất lớn trong khoa học và đời sống. Nhiều phản ứng hoá học chỉ xảy ra ở một giá trị pH xác định; máu người (và động vật) là một dung dịch đệm có pH khoảng 7,3 - 7,4, nhờ thiết lập cân bằng giữa ion hydrocarbon và khí carbonic có trong máu. - + HCO3 + H  CO2 + H2O 2.3.4 Chất chỉ thị màu pH (chất chỉ thị màu acid - base) Chất chỉ thị màu pH là những chất bị biến đổi màu sắc của mình ở các giá trị pH khác nhau của môi trường (dung dịch). Chúng thường là các acid yếu hữu cơ có thể biểu diễn công thức tổng quát là Hind, trong dung dịch phân li như sau: + - HInd  H + Ind Dạng acid Dạng base Bảng 2.1 Khoảng chuyển màu của một số chất chỉ thị Màu dạng acid Màu dạng base pH chuyển màu Phenolphtalein Không màu Hồng 8-10 Quỳ tím Hồng Xanh 5-8 Metyl đỏ Hồng Vàng 4,4 – 6,2 Metyl da cam Da cam Vàng 3,1 – 4,5 Đại lượng đặc trưng đối với mỗi chất chỉ thị pH là khoảng chuyển màu của chất chỉ thị. Đó là khoảng pH mà chất chỉ thị bắt đầu chuyển từ một màu này sang hoàn toàn một màu khác (từ màu dạng acid sang màu dạng base). Dạng acid và base phải có màu sắc khác nhau. Trong dung dịch, chất chỉ thị có màu nào tuỳ thuộc vào nồng độ dạng nào nhiều hơn. Trên thực tế người ta thấy khi nồng độ của dạng acid gấp khoảng 10 dạng base thì dung dịch có màu của dạng acid và ngược lại Ví dụ: Với metyl đỏ thì ở pH < 4,4 có màu hồng (màu dạng acid). ở 4,4 < pH < 6,2 màu hồng chuyển dần sang vàng 10
  17. ở pH > 6,2 có màu vàng (màu dạng base) Sử dụng chất chỉ thị pH thích hợp có thể đánh giá sơ bộ pH của một dung dịch trong khoảng nào. Ví dụ: - Nếu nhỏ phenolphtalein vào một dung dịch thấy xuất hiện màu hồng thì chứng tỏ dung dịch có pH > 8. - Nếu nhỏ metyl đỏ vào một dung dịch thấy xuất hiện màu hồng thì dung dịch có pH < 4,4. Nếu có màu vàng thì pH của dung dịch lớn hơn 6,2. Để xác định pH bằng các chất chỉ thị màu pH một cách chính xác hơn, người ta thường dùng dung dịch chỉ thị tổng hợp. Đó là một dung dịch chứa nhiều chất chỉ thị pH có các khoảng chuyển màu khác nhau và do đó nó sẽ có màu xác định tại một pH xác định. Tương tự, người ta cũng dùng giấy xác định pH. Đó là giấy đã được tẩm chỉ thị tổng hợp. 2.4 Cân bằng trong dung dịch chất điện li ít tan 2.4.1 Tích số tan Khi bỏ một chất điện li ít tan như BaSO4, AgCl, BaCO3... vào nước, các chất này sẽ phân li hoàn toàn thành các ion. Các ion trên bề mặt tinh thể hút các phân tử nước phân cực và bắt đầu chuyển vào dung dịch dưới dạng ion hydrat. Khi mức độ tích lũy gia tăng, các ion hydrat có thể va chạm với bề mặt tinh thể và bị hút bởi các ion trái dầu rồi bị mất nước và kết tủa. Trong dung dịch bão hòa của các chất này luôn luôn tồn tại cân bằng giữa trạng thái rắn và các ion hòa tan. Trường hợp chung chất điện li ít tan AmBn AmBn  mAn+ + nBm-   B  T AmBn  A n  m m n (2.6) + - Ví dụ: AgCl  Ag + Cl Hằng số cân bằng của quá trình này được gọi là tích số tan của AgCl và được kí hiệu là TAgCl  TAgCl  Ag  Cl   Vậy: Tích số tan của một chất điện li mạnh ít tan là tích số nồng độ các ion của nó trong dung dịch bão hòa chất đó với số mũ bằng hệ số tỉ lượng trong phân tử. 11
  18. Như vậy, tích số tan cho biết khả năng tan của một chất điện li ít tan. Chất có T càng lớn càng dễ tan. 2.4.2 Mối quan hệ giữa tích số tan (Tt) và độ tan (S) Tích số tan có mối liên hệ chặt chẽ với độ tan của chất điện li ít tan.Tuy nhiên cần phân biệt rõ tích số tan và độ tan. Tích số tan là một hằng số cân bằng mô tả cân bằng hòa tan của một chất tan, do đó ở một nhiệt độ xác định, một chất tan cụ thể chỉ có một giá trị xác định của tích số tan. Ngược lại, độ tan là một vị trí cân bằng, nên ở một nhiệt độ xác định, tùy nồng độ các chất có mặt trong dung dịch có thể có giá trị độ tan khác nhau. Khi biết tích số tan của một chất ở nhiệt độ nào đó có thể tính được độ tan của chất (số mol chất tan trong 1 lít dung dịch bão hòa chất đó). Ví dụ: Ở 25°C CuBr có độ tan là 2.10-4mol/l. Tính Tt + - CuBr (r)  Cu + Br S S + - TCuBr = [Cu ][Br ] = S2 = (2.10-4)2 = 4.10-8 mol2/l2  Điều kiện tạo thành kết tủa Biết tích số tan có thể xác định được điều kiện để hòa tan hay kết tủa một chất: * Điều kiện tạo thành kết tủa Một chất sẽ kết tủa khi tích số nồng độ các ion của nó trong dung dịch lớn hơn tích số tan, và ngược lại nó sẽ còn tan khi tích số nồng độ ion của nó chưa đạt đến tích số tan. Ví dụ: Kết tủa PbI2 có tạo thành không khi trộn 2 thể tích bằng nhau dung dịch Pb(NO3)2 0,01M và KI 0,01M. Nếu pha loãng dung dịch KI 100 lần rồi trộn như trên có kết tủa không? Biết TPbI = 1,1 . 10-9. 2 2+ - Pb + 2I  PbI2↓ Nồng độ các ion sau khi trộn: [Pb2+] = [I-] = 5.10-3 mol/l [Pb2+] . [I-]2 = 1,25 .10-7 > TPbI 2 Vì vậy có kết tủa được tạo ra. Nồng độ KI sau khi pha loãng là 10-4 mol/l. Nồng độ các ion sau khi pha trộn: 12
  19. [Pb2+] = 5.10-3 mol/l; [I-] = 5.10-5 mol/l [Pb2+] . [I-]2 = 1,25 .10-11 < TPbI 2 Vì vậy không có kết tủa được tạo ra. * Điều kiện hòa tan kết tủa Để hòa tan một chất điện li ít tan thì phải thêm vào dung dịch một chất nào đó có khả năng kết hợp với một trong các ion của chất điện li, làm cho tích số nồng độ của các ion nhỏ hơn tích số tan Ví dụ: Hòa tan FeS bằng dung dịch HCl FeS(r)  Fe2+ + S2- (1) HCl  H+ + Cl- (2) S2- + H+  H2 S (3) Do (3) nên nồng độ S2- giảm xuống làm [Fe2+][S2-] < TFeS và làm cho cân bằng chuyển dịch sang chiều thuận tức chiều làm hòa tan FeS. Câu hỏi ôn tập 1. Viết phương trình điện li của các chất sau: a). HNO3, H2S, H3PO4 b). NaOH, NH4OH, Ba(OH)2 c). Al(OH)3, K2CO3, NaHCO3 - 2. Tìm [OH ] trong dung dịch có pH = 10,8 3. Tìm pH dung dịch acid HCl 10-4M 4. Tìm pH dung dich KOH 10-7M 5. Tính tích số tan của BaSO4, biết độ tan của nó ở 20°C là 1,05.10-5M 6. Tìm độ tan của CaC2O4 biết rằng tích số tan của CaC2O4 = 2,57.10-9 7. Cho dung dịch CH3COOH có nồng độ 0,1M, độ điện li là 1%. Tính nồng độ mol và pH của dung dịch sau phản ứng. 8. Tính pH của dung dịch tạo thành sau khi trộn 100ml dung dịch HCl 1M với 500ml dung dịch KOH 0,375M. 9. Trộn 250ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,08mol/l và H2SO4 0,01mol/l với 250ml dung dịch NaOH a mol/l, thu được 500ml dung dịch có pH =12. Tính a. 10. Nhỏ vài giọt dung dịch phenolphtalein vào dung dịch NH3 thấy dung dịch chuyển sang màu hồng. Để dung dịch có màu hồng đậm hơn thì làm như thế nào? 13
  20. Chương 3. ĐẠI CƯƠNG VỀ HÓA HỮU CƠ ---------- 1. Mục tiêu Giúp phân biệt được các loại hợp chất hữu cơ, các tính chất vật lí và hóa học đặc trưng của mỗi loại hợp chất hữu cơ cơ bản, từ đó biết được lợi ích và tác hại của việc sử dụng hóa chất trong đời sống. 2. Nội dung chương 2.1 Phân loại các hợp chất hữu cơ Các hợp chất hữu cơ có thể được phân loại theo cơ cấu của dây carbon hoặc theo nhóm định chức. 2.1.1 Phân loại theo nhóm định chức Nhóm định chức là một nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử có hóa trị chưa bão hòa, nó là tâm xảy ra các phản ứng trong phân tử chất hữu cơ. Các hợp chất hữu cơ có chứa cùng một loại nhóm định chức như nhau sẽ được xếp vào cùng một dãy đồng đẳng. Ví dụ: -OH (nhóm hydroxyl), -COOH (nhóm carboxyl), -NH2 (nhóm amino)… 2.1.2 Phân loại theo mạch carbon Mạch thẳng Mạch nhánh Mạch vòng Gọi chung là mạch hở Mạch vòng 2.2 Các hydrocarbon không mang nhóm chức 2.2.1 Định nghĩa 2.2.1.1 Ankan 14
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2