Tài liệu Các khái niệm và định luật cơ bản trong hóa học1

HÓA PHÂN TÍCH TS. NGUYỄN THỊ LAN PHI Email: [email protected] Bộ môn Kỹ thuật Hóa lý – Khoa Kỹ thuật Hóa học Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP. Hồ Chí Minh CHƢƠNG II CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN Các khái niệm và định luật cơ bản 1. Dung dịch 2. Các loại nồng độ dung dịch 3. Cân bằng hóa học – Định luật tác dụng khối lượng 4. Đương lượng – Định luật tác dụng đương lượng Dung dịch – Định nghĩa • Một hệ đồng thể do sự phân tán của phân tử hay ion giữa hai hay nhiều chất. • Thành phần có thể thay đổi trong giới hạn rộng. • Gồm chất phân tán (chất tan) và môi trƣờng phân tán (dung môi) Muối Chất tan Nƣớc Dung môi Phân loại dung dịch • rắn/rắn • rắn/lỏng • lỏng/lỏng • rắn/khí • lỏng/khí • Khí /khí Phổ biến nhất trong hóa phân tích là dung dịch rắn/ lỏng và lỏng/lỏng. Một số ví dụ về dung dịch Loại Ví dụ Dung dịch khí Khí/khí Không khí Dung dịch lỏng Khí / Lỏng Nƣớc soda Chất tan Dung môi Oxy (K) Nitơ (K) Nƣớc (L) Lỏng/Lỏng Dấm ăn Carbon dioxide (K) Acid acetic (L) Rắn /Lỏng Nƣớc biển Natri clorua (R) Nƣớc (L) Dung dịch rắn Lỏng / Rắn Hỗn hống răng Rắn / Rắn Thép Thủy ngân (L) Carbon (R) Nƣớc (L) Bạc (R) Sắt (R) Dung dịch – Nồng độ dung dịch  Nồng độ dd: là lƣợng chất tan trong một đơn vị dung môi. Muối Chất tan Nƣớc Dung môi • DD loãng: lƣợng chất tan chiếm tỷ lệ nhỏ • DD đậm đặc: lƣợng chất tan chiếm tỷ lệ lớn • DD bão hoà: lƣợng chất tan tối đa ở nhiệt độ và áp suất xác định • DD quá bão hoà: thêm chất tan vào dd bão hoà  đun nóng  làm nguội từ từ. Dd này kém bền. Dung dịch chưa bão hòa Dung dịch chƣa bão hòa • Chứa ít hơn hàm lƣợng chất tan tối đa. • Có thể hòa tan thêm chất tan. Chất tan Copyright © 2007 by Pearson Education, Inc. Publishing as Benjamin Cummings Dung dịch bão hòa Dung dịch bão hòa • Chứa lƣợng chất tan tối đa có thể hòa tan. • Có chất tan còn lại dƣới đáy cốc chứa. Chất tan Copyright © 2007 by Pearson Education, Inc. Publishing as Benjamin Cummings Ví dụ Dung dịch bão hòa • Chứa lƣợng chất tan tối đa có thể hòa tan. • Có chất tan còn lại dƣới đáy cốc chứa. Chất tan Copyright © 2007 by Pearson Education, Inc. Publishing as Benjamin Cummings Ví dụ Ở 40C, độ tan của KBr là 80 g/100 g H2O. Xác định dung dịch bão hòa (S) và dung dịch chƣa bão hòa (U). Giải thích. A. 60 g KBr cho vào 100 g nƣớc ở 40C. B. 200 g KBr cho vào 200 g nƣớc ở 40C. C. 25 g KBr cho vào 50 g nƣớc ở 40C. Đáp án A. U 60 g KBr/100 g nƣớc thì ít hơn độ tan của 80 g KBr/100 g nƣớc. B. S Trong 100 g nƣớc, 100 g KBr vƣợt quá độ tan của 80 g KBr ở 40C. C. U Tƣơng tự 50 g KBr trong 100 g nƣớc có độ tan nhỏ hơn 80 g KBr/100g nƣớc ở 40C. Nồng độ dd – Các ký hiệu chung m(g): khối lƣợng chất tan có phân tử khối M q(g): khối lƣợng dung môi Vx(ml): thể tích chất tan có phân tử khối M V(ml): thể tích cuối của dd sau khi pha chế d(g/ml): khối lƣợng riêng của dd sau pha chế. Ký hiệu chung m(g): khối lƣợng chất tan có phân tử khối M q(g): khối lƣợng dung môi Vx(ml): thể tích chất tan có phân tử khối M V(ml): thể tích cuối của dd sau khi pha chế d(g/ml): khối lƣợng riêng của dd sau pha chế. Nồng độ Nồng độ của một dung dịch • Là lƣợng chất tan hòa tan trong một lƣợng dung dịch nhất định. lƣợng chất tan lƣợng dung dịch Nồng độ dung dịch – Phân loại • Độ tan (S) • Nồng độ khối lƣợng hay nồng độ g/l (Cg/l) • Độ chuẩn (T) • Nồng độ phần trăm (%) • Nồng độ phần triệu (ppm) • Nồng độ molan (Cm) • Nồng độ mol (CM) • Nồng độ phân mol (Ni) • Nồng độ đƣơng lƣợng (CN) Nồng độ dung dịch – Độ tan (S) Độ tan (S): số gam chất tan trong 100 g dung môi khi dung dịch bão hoà ở một nhiệt độ, áp suất xác định. m S= x 100 q Độ tan (S) - Ví dụ Độ tan của NaCl trong nƣớc ở các nhiệt độ khác nhau S (g NaCl/100 g H2O). 10oC 20oC 35,8 36,0 30oC 50oC 80oC 100oC 36,3 36,6 38,4 39,8 Nguồn: Ju. Lurie, Handbook of analytical Chemistry. Các loại nồng độ dung dịch Nồng độ khối lƣợng hay nồng độ g/l (C g/l): số gam chất tan trong 1 lít dung dịch m . 1000 C(g/l) = V Các loại nồng độ dung dịch Độ chuẩn (T): là một dạng nồng độ khối lƣợng nhƣng đơn vị biểu diễn: g/ml hoặc mg/ml m T(g/ml) = V m 3 T(mg/ml) = .10 V