›
›

Tài liệu về Hóa đại cương

pdf 213 trang vanle 4030
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu về Hóa đại cương", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdftai_lieu_ve_hoa_dai_cuong.pdf

Nội dung text: Tài liệu về Hóa đại cương

  1. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC/ BỘ MƠN HĨA HỌC 1
  2. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com NỘI DUNG (tập 1): . Chương 1: Cấu tạo nguyên tử . Chương 2: Liên kết hĩa học . Chương 3: Nhiệt động hĩa học . Chương 4: Động hĩa học . Chương 5: Dung dịch 2
  3. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & BẢNG PHÂN LOẠI TUẦN HỒN CÁC NGUYÊN TỐ HĨA HỌC 3
  4. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com I. Sơ lược về các thuyết cấu tạo nguyên tử 4
  5. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Thuyết Rutherford “Electron quay chung quanh hạt nhân nguyên tử giống như hành tinh quay xung quanh mặt trời”
  6. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Điện Khối lượng Hạt tích (Kg) +1 Proton (p) 1,6726.10-27 Electron -1 9,1095.10-31 (e) Neutron 0 1,6750.10-27 (n) q = 1,602.10-19 Culong 6
  7. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Cấu tạo nguyên tử Số khối A Kí hiệu nguyên tử Số điện tích h.nhân Z X + Khối lượng hạt nhân ≈ khối lượng nguyên tử A= Số khối = N + Z + Trong nguyên tử trung hịa số electron = số proton 7
  8. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Thuyết Bohr- Rutherford  Hai tiên đề của Bohr  Electron chỉ quay xung quanh hạt nhân trên những quỹ đạo trịn, đồng tâm, cĩ bán kính xác định và một mức năng lượng xác định (quỹ đạo dừng). Electron khơng phát xạ hay hấp thu năng lượng trên các quỹ đạo dừng  Năng lượng ( E) chỉ được phát ra hay thu vào khi electron chuyển từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khác. E = hν = E3 - E2 8
  9. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Thành cơng của thuyết Bohr * Tính được bán kính quỹ đạo bền, tốc độ, năng lượng của e khi chuyển động trên các quỹ đạo bền đĩ 2  h2 1 Ze va r = n2 0 v = n 2 n 2 o h me Z 2 En = - (13,6/ n ) eV
  10. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com * Giải thích được bản chất vật lý của quang phổ nguyên tử Hydro - Đỏ, Lam, Chàm, Tím 10
  11. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com II. Thuyết cấu tạo nguyên tử hiện đại theo cơ học lượng tử 11
  12. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Những luận điểm cơ bản của cơ học lượng tử  Tính chất sĩng-hạt của hạt vi mơ Thuyết lượng tử của Plank: “ Năng lượng của bức xạ khơng được giải phĩng hay hấp thu một cách liên tục mà bằng những lượng gián đoạn gọi là lượng tử. ε = h ν Thuyết sĩng kết hợp của De Broglie λ = h/mv 12
  13. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Khối lượng Tốc độ Độ dài sóng Tiểu phân (kg) (ms-1) (pm) e khí (300K) 9.10 -31 1.10 5 7000 e ngtử hidro 9.10 -31 2,2.10 6 33 e ngtử Xe (n=1) 9.10 -31 1.10 8 7 Ngtử He khí (300K) 9.10 –27 1000 90 Ngtử Xe khí (300K) 9.10 –25 250 10 Trái banh bay nhanh 0,1 20 3.10 -22 Trái banh bay chậm 0,1 0,1 7.10 -20 13
  14. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Nguyên lý bất định Heisenberg Khơng thể xác định chính xác đồng thời vị trí và tốc độ của hạt vi mơ Δv: độ bất định về tốc độ Δx: độ bất định về vị trí 14
  15. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ  Đối với electron m= 9,110-28g, chuyển động với với độ chính xác vận tốc ∆v = 108cm thì độ bất định về vị trí nhỏ nhất ∆x sẽ là: h 6,625.10 27 0 1,6.10 8 cm 1,6 A x ≥ 2 m. v 2.3,14.9,1.10 28.108  Do đĩ người ta chỉ nĩi xác suất tìm thấy electron (hay các hạt vi mơ khác) tại một vị trí nào đĩ trong khơng gian tại một thời điểm nào đĩ. 15
  16. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Phương trình sĩng Schrodinger 2 2 2 8 2m E V  0 x2 y2 z2 h2 h : hằng số Plank m: khối lượng hạt vi mơ E : năng lượng tồn phần của hạt vi mơ V : thế năng của hạt vi mơ phụ thuộc vào tọa độ x, y, z  : hàm sĩng của hạt – mơ tả sự chuyển động của hạt trong khơng gian x, y, z 16
  17. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ý nghĩa của hàm sĩng   Hàm sĩng  xác định xác suất cĩ mặt của hạt vi mơ tại vị trí cụ thể ở một thời điểm nào đĩ  2dV cho biết xác suất cĩ mặt của hạt vi mơ trong thể tích dV tại thời điểm cụ thể. 17
  18. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Trạng thái của electron trong nguyên tử một electron và các số lượng tử 2 2 2 8 2m e2 E  0 2 2 2 2 x y z h 4 0r Hàm sĩng  của electron luơn chứa 3 thơng số là các số nguyên: n, l, ml Trạng thái chuyển động của electron trong Hydro phụ thuộc vào 3 số (n, l, ml): CÁC SỐ LƯỢNG TỬ 18
  19. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Mỗi bộ 3 số (n, l, ml) n,l,ml : xác định vùng khơng gian bao quanh hạt nhân mà electron cĩ thể cĩ mặt bất kỳ thời điểm nào với xác suất cĩ mặt khác nhau. Vùng khơng gian như vậy gọi là đám mây điện tử hay ORBITAL nguyên tử (Atomic Orbital - AO) 19
  20. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com AO quy ước là vùng khơng gian quanh hạt nhân, trong đĩ xác suất cĩ mặt electron trên 90% và cĩ hình dạng xác định. n = 1, l = 0, ml = 0 n = 2, l = 1, ml = 0 20
  21. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Các số lượng tử  Số lượng tử chính n Xác định năng lượng E và kích thước của orbital nguyên tử n 1 2 3 4 Lớp K L M N 4 me 2 2 E = Z2 = - 2,18.10-18 Z Z n 2 2 2 J = - 13,6 eV 8on h n n2 a n2 1 r = o 1 + 1 l (l+1) Z 2 n2 21
  22. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Số lượng tử phụ l  Xác định hình dạng của các orbital  Ứng với mỗi giá trị n nhận các giá trị nguyên dương từ 0  (n-1), nghĩa là cĩ n giá trị l 0 1 2 3 Phân lớp s p d f l = 0 l = 1 22
  23. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Số lượng tử từ ml  Quyết định số lượng & sự định hướng các orbital ng. tử  ml nhận (2l + 1) giá trị từ –l  + l kể cả giá trị 0 23
  24. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 24
  25. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Số lượng tử spin ms Đặc trưng cho sự tự quay của e xung quanh trục của mình, nhận một trong hai giá trị từ -1/2 & +1/2 25
  26. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nguyên tử nhiều electron & cấu hình electron  Trạng thái electron cũng phụ thuộc vào 4 số lượng tử n, l, ml, ms  Hình dạng của AO cũng tương tự AO của nguyên tử hydro Trạng thái năng lượng của electron cĩ đặc điểm khác Phụ thuộc vào cả giá trị n và l Hiệu ứng chắn 26
  27. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com QUY TẮC SLATER XEM TRANG 19 GIÁO TRÌNH HĨA ĐẠI CƯƠNG TẬP 1 27
  28. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com CẤU HÌNH ELECTRON  Quy tắc Klechkowski Chu kỳ 1 1s Chu kỳ 2 2s 2p Chu kỳ 3 3s 3p 3d Chu kỳ 4 4s 4p 4d 4f Chu kỳ 5 5s 5p 5d 5f Chu kỳ 6 6s 6p 6d 6f Chu kỳ 7 7s 7p 7d 7f 28
  29. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Nguyên lý ngoại trừ Pauli: Trong nguyên tử khơng thể cĩ hai e cĩ cùng 4 số lượng tử Mỗi AO được đặc trung bởi 3 số lượng tử n,l, ml nhất định, chứa tối đa 2 e cĩ spin khác nhau trong mỗi phân lớp cĩ (2l+ 1)AO, chứa tối đa 2( 2l+1) e 29
  30. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Quy tắc Hund Trong mỗi phân lớp electron cĩ khuynh hướng điền vào các AO sao cho tổng số spin là cực đại. 30
  31. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Ví dụ 1: Electron cuối cùng (thuộc phân mức năng lượng cao nhất) của nguyên tử cĩ Z = 30 cĩ 4 số lượng tử là: a. n = 3; l = 2; ml = -2; ms = +1/2 b. n = 4; l = 0; ml = 0; ms = -1/2 c. n = 3; l = 2; ml = 2; ms = -1/2 d. n = 4; l = 0; ml = 0; ms = +1/2 31
  32. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Ví dụ 2: 4 số lượng tử của electron cuối cùng của ng.tử A: n=4; l=2; ml=0; ms=-1/2. Vậy cấu hình A là: a. 5s2 4d3 b. 5s2 4d8 c. 5s2 4d10 5p4 d. 5s2 4d6 32
  33. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Ví dụ 3: Tính giá trị điện tích hiệu dụng Z* đối với electron 3d của nguyên tử Zn (Z = 30) a. 8,75 b. 9,25 c. 7,85 d. 10,5 33
  34. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com III. Bảng hệ thống tuần hồn các nguyên tố hĩa học 34
  35. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Bảng HTTH Nhĩm chính Nhĩm phụ KL chuyển tiếp Nhĩm chính Lanthanides và Actinides
  36. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Sự biến đổi tuần hồn tính chất các nguyên tố trong bảng HTTH Bán kính nguyên tử, ion Năng lượng ion hĩa Ái lực electron Độ âm điện 36
  37. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Bán kính nguyên tử Trong chu kì • Bán kính nguyên tử (khi đi từ trái sang phải) giảm dần Trong phân nhĩm • Bán kính nguyên tử (khi đi từ trên tăng dần xuống dưới) 37
  38. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 38
  39. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Bán kính ion  Khi chuyển nguyên tử trung hịa cation thì bán kính Giảm??? r r Na Na  Khi chuyển nguyên tử trung hịa anion thì bán kính tăng r r Cl Cl 39
  40. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Chỉ so sánh bán kính những ion cĩ cùng số electron. Vd1: r Na+ < r F- Vd2: 3+ 2+ + r Al < r Mg < rNa 40
  41. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Tính kim loại, phi kim Tính phi kim Tính kim loại Tính kim Tính phiTính kim Tính kim loại 41
  42. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Năng lượng ion hĩa Năng lượng ion hĩa I là năng lượng cần thiết để tách một electron ra khỏi nguyên tử ở thể khí khơng bị kích thích X(k) + I X+(k) + e 42
  43. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 43
  44. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Ái lực electron Ái lực eletron F là năng lượng phát ra (-) hay thu vào (+) khi kết hợp một electron vào nguyên tử ở thể khí khơng bị kích thích X (k) + e X- (k) F 44
  45. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA H He -73 >0 Li Be B C N O F Ne -60 +48 -27 -122 +7 -141 -328 > 0 Na Mg Al Si P S Cl Ar -53 +39 -44 -134 -72 -200 -349 > 0 K Ca Ga Ge As Se Br Kr -48 +29 -29 -118 -77 -1985 -325 > 0 Rb Sr In Sn Sb Te I Xe -47 +29 -29 -121 -101 -190 -295 > 0 Cs Ba Tl Pb Bi Po At Rn -45 +29 -30 -110 -110 ? ? > 0 45
  46. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Độ âm điện Độ âm điện  là đại lượng đặc trưng cho khả năng của một nguyên tử (trong phân tử) hút electron về phía mình khi tạo liên kết với nguyên tử (của nguyên tố khác) 46
  47. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA H 2,2 Li Be B C N O F 0,98 1,57 2,04 2,55 3,04 3,44 3,98 Na Mg Al Si P S Cl 0,93 1,31 1,61 1,9 2,19 2,58 3,16 K Ca Ga Ge As Se Br 0,82 1,0 1,81 2,01 2,18 2,55 2,96 Rb Sr In Sn Sb Te I 0,82 0,95 1,78 1,96 2,05 2,1 2,66 Cs Ba Tl Pb Bi Po At 0,79 0,89 2,04 2,33 2,02 2,0 2,2 47
  48. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HĨA HỌC & CẤU TẠO PHÂN TỬ 1
  49. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nội dung 1. Những khái niệm cơ bản về liên kết hĩa học 2. Liên kết cộng hĩa trị 3. Liên kết ion 4. Liên kết hyđro 5. Liên kết Van Der Vaal
  50. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 1. Những khái niệm cơ bản về liên kết hĩa học 1.1 Bản chất của liên kết  Các loại liên kết hố học đều cùng cĩ bản chất điện, do tương tác của hạt nhân nguyên tử và electron  Chỉ cĩ các electron hĩa trị (electron lớp ngồi cùng tham gia vào liên kết hĩa học) 3
  51. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 1.2. Độ dài liên kết là khoảng cách giữa hai hạt nhân nguyên tử liên kết với nhau. Ví dụ Liên kết: H-F H-Cl H-Br H-I d (A0) 0,92 1,28 1,42 1,62 4
  52. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 1.3. Gĩc hĩa trị Là gĩc tạo thành bởi 2 đoạn thẳng nối hạt nhân nguyên tử trung tâm với 2 hạt nhân nguyên tử liên kết. 5
  53. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 1.4. Bậc liên kết Bậc liên kết là số liên kết tạo thành giữa 2 nguyên tử tương tác trực tiếp với nhau 6
  54. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 1.5. Năng lượng liên kết Năng lượng cần tiêu tốn để phá hủy liên kết cĩ trong 1 mol phân tử ở trạng thái khí EH-H = 431 kj/mol 7
  55. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Năng lượng liên kết phụ thuộc vào độ dài liên kết, độ bội liên kết.  Năng lượng liên kết càng lớn liên kết càng bền 8
  56. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 2. LIÊN KẾT CỘNG HĨA TRỊ Liên kết cộng hố trị theo Lewis (1916)      HF: H  F H F    H  O  H H O H H2O:     NH : H  N  H H N H 3  H H H  H   CH4: H C  H H C H H H 9
  57. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com   O2: O  = O   N2:  N  N 10
  58. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com LIÊN KẾT CỘNG HĨA TRỊ THEO CƠ HỌC LƯỢNG TỬ PHƯƠNG PHÁP LIÊN KẾT HĨA TRỊ (VB) PHƯƠNG PHÁP ORBITAL PHÂN TỬ (MO) 11
  59. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Thuyết liên kết hố trị (Valence bond-VB) 12
  60. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Liên kết cộng hĩa trị hình thành do sự xen phủ của hai orbital, trong đĩ cĩ 2 electron cĩ spin trái dấu Liên kết cộng hĩa trị càng bền khi độ che phủ của các orbital nguyên tử càng lớn 13
  61. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Các kiểu xen phủ  Xen phủ trục liên nhân Liên kết sigma σ s-s s-p p-p 14
  62. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com H - H Cl - Cl H - Cl 15
  63. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Xen phủ trục hơng (bên) Liên kết pi p-p 16
  64. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Xác định cơng thức cấu tạo (số bậc liên kết, loại liên kết, gĩc hĩa trị) của các phân tử sau: F2, O2, N2, H2O. 17
  65. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Thuyết lai hĩa các orbital nguyên tử  Trước khi tham gia liên kết, các orbital s, p, d tổ hợp lại với nhau để tạo ra các orbital lai hĩa.  Các orbital lai hĩa cĩ năng lượng, hình dạng và kích thước giống nhau.  Cĩ bao nhiêu AO tham gia lai hĩa thì cĩ bấy nhiêu AO lai hĩa tạo thành, và bố trí đối xứng trong khơng gian.  Các kiểu lai hĩa sp3, sp2, sp, sp3d, sp3d2 18
  66. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Lai hĩa sp  Sự tổ hợp của 1 orbital s và 1 orbital p để hình thành 2 orbital sp.  2 orbital sp phân bố đối xứng cĩ cùng trục nằm trên một đường thẳng (1800) p s 1800 19
  67. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 20
  68. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 21
  69. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Lai hĩa sp2 1200 22
  70. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 23
  71. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Lai hĩa sp3 109,50 24
  72. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com C        2s 2p 2sp3 CH4 25
  73. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com N          2s 2p 2sp3 NH3 26
  74. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 27
  75. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Thuyết đẩy nhau giữa các cặp electron hĩa trị (VSEPR) NH3 28
  76. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com NH3 29
  77. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com H2O 30
  78. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com H2O 31
  79. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Xác định trạng thái lai hĩa của nguyên tử C và cơng thức cấu tạo của HCHO. 32
  80. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 33
  81. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Dự đốn trạng thái lai hĩa SỐ ĐiỆN TỬ TRẠNG THÁI (Te ) LAI HĨA 4 sp 6 sp2 8 sp3 10 sp3d 12 sp3d2 34
  82. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Tính Te x MLy Xét các hợp chất: MLn, ML n , n M: nguyên tử trung tâm. L: các nguyên tử biên (ligand) Te Mỗi ligand Số e hĩa trị Cộng y(e): Trừ x(e): nếu đĩng gĩp 1 e của M nếu là anion là cation (trừ O và S) 35
  83. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ PHÂN TỬ/ ION NGUYÊN TỬ Te TRẠNG THÁI TRUNG TÂM LAI HĨA CO2 C NO2 N N NH 4 N NH 2 N NO2 2 C CO3 36
  84. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Tổng số e tham gia liên kết Bậc liên kết Số liên kết *2 37
  85. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Độ phân cực của phân tử Momen lưỡng cực 38
  86. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 39
  87. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 3. LIÊN KẾT ION Liên kết ion là loại liên kết được tạo thành nhờ lực hút tĩnh điện giữa các ion trái dấu + - Na Cl 40
  88. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Mạng tinh thể ion NaCl CsCl Lập phương tâm diện Lập phương tâm khối 41
  89. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com QUAN HỆ GIỮA NĂNG LƯỢNG MẠNG LƯỚI VÀ NHIỆT ĐỘ SƠI, NHIỆT ĐỘ NĨNG CHẢY Tinh thể NaF NaCl NaBr NaI Uml[kcal/mol] 217 183 176 164 Nhiệt độ sơi 1695 1441 1393 1300 [0C] Nhiệt độ 993 801 766 665 n.chảy [0C] 42
  90. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com So sánh nhiệt độ nĩng chảy NaCl và MgO o 2+ 2- MgO Tnc = 2500 C Mg O o + - NaCl Tnc = 800 C Na Cl 43
  91. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com So sánh LK Cộng hĩa trị & LK ion LK CƠNG HĨA TRỊ LK ION ∆χ 1,7 Cĩ tính định hướng Bất định hướng TÍNH CHẤT Cĩ tính bão hịa Bất bão hịa 44
  92. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Sự phân cực ion Sự chênh lệch độ âm điện của các nguyên tố càng lớn tính ion của hợp chất càng cao. ∆χ Độ ion % ∆χ Độ ion % ∆χ Độ ion % 0,2 1 1,2 30 2,2 70 0,4 4 1,4 39 2,4 76 0,6 9 1,6 47 2,6 82 0,8 15 1,8 55 2,8 86 1,0 22 2,0 63 3,0 89 45
  93. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Điện tích cation càng lớn, bán kính cation càng nhỏ, tác dụng phân cực càng mạnh. Tính cộng hĩa trị tăng dần
  94. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Bán kính anion càng lớn, anion càng dễ bị biến dạng Tính cộng hĩa trị tăng dần
  95. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ảnh hưởng của sự phân cực ion đến tính chất các hợp chất  Sự phân cực ion làm giảm độ bền tinh thể của hợp chất Chất LiF LiCl LiBr LiI Nhiệt độ nĩng chảy (0C) 848 607 550 469  Sự phân cực ion làm giảm độ điện ly của hợp chất ion trong dung dịch 48
  96. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 4. LIÊN KẾT HYDRO Là liên kết được hình thành bởi nguyên tử H linh động (H liên kết với 1 nguyên tử cĩ độ âm điện lớn) với 1 nguyên tử cĩ độ âm điện lớn khác. X- H+ Y X, Y là các nguyên tử cĩ độ âm điện lớn (F, O, Cl, N) 49
  97. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com PHÂN LOẠI  Liên kết hydro liên phân tử 50
  98. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Liên kết hydro nội phân tử O O H O N H C H O O octo- Nitrobenzen andehit salyxilic 51
  99. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ảnh hưởng của liên kết Hydro  Liên kết Hydro liên phân tử làm tăng nhiệt độ sơi, nhiệt độ nĩng chảy của hợp chất o C2H5OH cĩ ts , tnc cao hơn CH3OCH3 o CH3COOH cĩ ts , tnc cao hơn HCOOCH3 52
  100. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Liên kết Hydro liên phân tử với dung mơi làm tăng độ tan của hợp chất trong dung mơi đĩ. o C2H5OH tan trong H2O tốt hơn trong CH3OCH3 53
  101. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Liên kết Hydro nội phân tử So sánh tính acid của 2 acid sau Acid ortho-hydroxy benzoic Acid meta-hydroxy benzoic 54
  102. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 5. LIÊN KẾT VAN DER WALLS  Là liên kết được hình thành giữa các phân tử trung hịa  Cĩ tính khơng định hướng, khơng bão hịa, khơng chọn lọc 55
  103. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com PHÂN LOẠI  Tương tác định hướng 56
  104. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Tương tác cảm ứng 57
  105. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Tương tác khuếch tán 58
  106. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com TÍNH CHẤT  Lực định hướng > Lực cảm ứng > Lực khuếch tán  Lực VDW càng lớn khi kích thước (khối lượng) càng lớn 59
  107. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com CHƯƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG HĨA HỌC 1
  108. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nội dung 1. Các khái niệm cơ bản 2. Nguyên lý 1 của NĐLH và hiệu ứng nhiệt của quá trình HH 3. Nguyên lý thứ 2 của NĐLH và chiều quá trình HH 2
  109. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 1. Các khái niệm cơ bản 3
  110. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Đối tượng nghiên cứu  Nhiệt động lực học là khoa học nghiên cứu các quy luật về sự biến hĩa từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác. Cơ sở của nhiệt động lực học là 2 nguyên lý nhiệt động lực học  Nhiệt động lực học hĩa học là khoa học nghiên cứu các quy luật về sự biến đổi qua lại giữa hĩa năng và các dạng năng lượng khác trong các quá trình hĩa học. 4
  111. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Hệ (nhiệt động ) là phần (trong phạm vi hĩa học) đang được khảo sát về phương diện trao đổi năng lượng và vật chất. Phần cịn lại ở xung quanh là mơi trường ngồi đối với hệ.  Hệ hở  Hệ kín  Hệ cơ lập 5
  112. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Hệ đồng thể là hệ cĩ các tính chất lý hố học giống nhau ở mọi điểm của hệ nghĩa là khơng cĩ sự phân chia hệ thành những phần cĩ tính chất hố lý khác nhau  Hệ dị thể là hệ cĩ bề mặt phân chia thành những phần cĩ tính chất hố lý khác nhau  Hệ cân bằng là hệ cĩ nhiệt độ, áp suất, thành phần giống nhau ở mọi điểm của hệ và khơng thay đổi theo thời gian 6
  113. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Trạng thái của hệ là tồn bộ các tính chất lý, hố của hệ.  Thơng số trạng thái: Trạng thái của hệ được xác định bằng các thơng số nhiệt động là: nhiệt độ T, áp suất P, thể tích V, nồng độ C  Hàm trạng thái là đại lượng nhiệt động cĩ giá trị chỉ phụ thuộc vào các thơng số trạng thái của hệ mà khơng phụ thuộc vào cách biến đổi của hệ 7
  114. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Quá trình là sự biến đổi xảy ra ở trong hệ gắn liền với sự thay đổi ít nhất 1 thơng số trạng thái  Quá trình xảy ra ở áp suất khơng đổi (P= hằng số) gọi là quá trình đẳng áp  ở thể tích khơng đổi gọi là quá trình đẳng tích  ở nhiệt độ khơng đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt  Quá trình thuận nghịch  Quá trình khơng thuận nghịch 8
  115. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nhiệt & Cơng  Nhiệt Nhiệt lượng Q cần dùng để đem m (g) hĩa chất từ lên một khoảng nhiệt độ từ T1 đến T2 Q = m C (T2 - T1 ) C: nhiệt dung riêng 9
  116. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Cơng Cơng thay đổi thể tích A = Pngồi ΔV (ΔV = V2 – V1 ) V1 V2 10
  117. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Quy ước về dấu Nếu hệ tỏa nhiệt Q 0 Nếu hệ nhận cơng A 0 11
  118. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 2. Nguyên lý 1 NĐLH & Hiệu ứng nhiệt của các quá trình hĩa học 12
  119. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nguyên lý 1 NĐLH Q2 , A2 U2 U1 Q , A 1 1 1 2 ΔU = Q - A Trong đó: U = U – U là biến Q3 , A3 Δ 2 1 thiên nội năng của hệ. 13
  120. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nhiệt đẳng tích & Nhiệt đẳng áp Nguyên lý 1 U Q A Q Pngồi V  Nếu quá trình là đẳng tích ΔV = 0 A = 0 U Q v 14
  121. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Nếu quá trình là đẳng áp Pngồi = Pkhí = P U Q A Q U A QP U 2 U1 P(V2 V1) QP (U 2 PV2 ) U1 PV1 Đặt H = U + PV : hàm năng lượng entalpi QP H 2 H1 H 15
  122. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Hiệu ứng nhiệt của các quá trình hố học (Nhiệt hĩa học) a. Nhiệt tạo thành (sinh nhiệt) của một hợp chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất ứng với trạng thái tự do bền vững nhất trong những điều kiện đã cho về áp suất và nhiệt độ Ví dụ: C (r) than chì + O2 (k) CO2(k) 0 0 ΔH tt (CO2,k) = - 393,51 kJ/mol (ΔH f) 0 Nhiệt tạo thành chuẩn của đơn chất bằng 0: H 298 = 0. 16
  123. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com b. Nhiệt phân hủy của một hợp chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng phân hủy 1 mol chất đó thành các đơn chất. Ví dụ: H2O (l) → H2 (k) + 1/2O2 (k) 0 ΔH ph (H2O,l) = + 285,84 kJ/mol 17
  124. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com c. Nhiệt đốt cháy là hiệu ứng nhiệt của phản ứng đốt cháy 1 mol chất bằng oxy để tạo thành sản phẩm cháy ở áp suất không đổi. Ví dụ: CH4 (k) + 2O2 (k) = CO2 (k) + H2O (l) 0 ΔH đc (CH4,k) = - 212,7 kcal/mol 18
  125. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Entanpi của phản ứng 1. Entanpi tỷ lệ với hệ số hợp thức phương trình D CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) H = -802 kJ D 2CH4(g) + 4O2(g) 2CO2(g) + 4H2O(g) H = -1604 kJ 2. Khi đổi chiều phản ứng thì cũng đổi dấu của entanpi: D CO2(g) + 2H2O(g) CH4(g) + 2O2(g) H = +802 kJ D CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(g) H = -802 kJ 3. Entanpi phụ thuộc trạng thái D CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(g) H = -802 kJ D CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l) H = -890 kJ 19
  126. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Định luật Hess và hệ quả A ΔH X Y H Δ 3 ΔH5 A B ΔH4 Theo định luật Hess H H1 H 2 H3 H 4 H5 20
  127. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Hệ quả 1: Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng bằng tổng nhiệt tạo thành (sinh nhiệt) của các sản phẩm trừ tổng nhiệt tạo thành của các tác chất (cĩ kể các hệ số phản ứng của tác chất) 0 0 0 ΔH 298 = ΣΔH tt (sản phẩm) – ΣΔH tt(tác chất) Ví dụ: Cho phản ứng 0 PCl3 (r) Cl2 (k) PCl5 (r) H 298 131,2kJ Tính sinh nhiệt mol tiêu chuẩn của PCl5 (r), biết sinh nhiệt mol tiêu chuẩn của PCl3(r) là -607,2 kJ/mol 21
  128. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Hệ quả 2: Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng bằng tổng nhiệt đốt cháy của các tác chất trừ tổng nhiệt đốt cháy của các sản phẩm (cĩ kể các hệ số phản ứng của tác chất) ΔH0298 = ΣΔH0đc (tc) – ΣΔH0đc(sp) Ví dụ: CH3COOH (l) + C2H5OH (l) → CH3COOC2H5 (l)+ H2O (l) ΔH0đc - 871,69 - 1366,91 - 2284,05 0 0 ΔH 298 = - 871,69 - 1366,91 + 2284,05 = + 45,45 kJ 22
  129. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Hệ quả 3: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng năng lượng các liên kết bị đứt trừ tổng năng lượng liên kết được ráp. (cĩ kể các hệ số phản ứng của tác chất) 0 ΔH 298 = ΣE(đứt) – ΣE(ráp) Ví dụ: Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng: CH 2 CH 2 (k) H 2 (k) CH3 CH3 (k) 0 H 298 4EC H EC C EH H 6EC H EC C 23
  130. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Xác định nhiệt phản ứng cho phản ứng sau: 4NH3(k) + 5O2(k) 4NO(k) + 6H2O(k) Sử dụng hệ phản ứng sau N2(k) + O2(k) 2NO(k) H = 180.6 kJ N2(k) + 3H2(k) 2NH3(k) H = -91.8 kJ 2H2(k) + O2(k) 2H2O(k) H = -483.7 kJ 24
  131. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 3. Nguyên lý 2 của NĐLH và chiều quá trình HH 25
  132. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Tăng độ xáo trộn, độ mất trật tự Độ tăng entropi S ΔS > 0 ΔS > 0 Rắn Lỏng Khí 26
  133. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Entropi S  Entropi là đại lượng đặc trưng cho mỗi trạng thái của hệ  Nĩ biểu diễn độ tự do, xáo trộn, mất trật tự của các phân tử (nguyên tử) trong hệ đang xét. Q S hê T Q  Đối với hệ biến đổi thuận nghịch S hê T Q  Đối với hệ biến đổi khơng thuận nghịch S hê T 27
  134. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com H 2O(l) H 2O(k) S 0 Cl 2 (k) 2Cl (k) S 0 N 2 (k) 3H 2 (k) 2NH 3 (k) S 0 CaCO 3 (r) CaO (r) CO 2 (k) S 0 28
  135. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Biến thiên Entropi của phản ứng hĩa học D So = S So (sản phẩm) - S So (tác chất) (cĩ kể các hệ số phản ứng của tác chất) Ví dụ: Tính biến thiên Entropi tiêu chuẩn của phản ứng: N 2 (k) 3H 2 (k) 2NH 3 (k) 0 S298 (J / mol.K) 192 131 193 0 0 0 0 S298 2S298 (NH3 ) S298 (N2 ) 3S298 (H 2 ) 199(J / K) 29
  136. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Kết hợp nguyên lý 1 & 2 NĐHH : CHIỀU PHẢN ỨNG Phương trình cơ bản của NĐHH G H T S ΔG (kJ/mol): thế đẳng nhiệt, đẳng áp (Năng lượng tự do Gibbs) ΔG 0: phản ứng chỉ xảy ra chiều nghịch ΔG = 0: phản ứng đạt cân bằng 30
  137. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ở điều kiện tiêu chuẩn 0 0 0 G298 H 298 T S298 Thế đẳng áp tạo thành tiêu chuẩn của một chất (tinh khiết) là độ biến thiên thế đẳng áp của phản ứng tạo thành một mol chất đĩ từ các đơn chất bền ở điều kiên tiêu chuẩn. 0 Kí hiệu ΔG tt298 0 Đối với đơn chất thì ΔG tt298 được quy ước bằng 0 31
  138. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Tính biến thiên thế đẳng áp trong phản ứng hĩa học o o o G pư = S G tt (sp) - S G tt (tác chất) C2H4(k) + H2O(l) C2H5OH(l) D Tính G°pư, cho các giá trị sau D G°tt(C2H5OH(l)) = -175 kJ/mol D G°tt(C2H4(g)) = 68 kJ/mol D G°tt(H2O (l)) = -237 kJ/mol ΔG°pư = – 175 – 68 + 237 = –6 (kJ/mol) 32
  139. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Tính biến thiên thế đẳng áp tiêu chuẩn của phản ứng sau: 2Mg(r) CO2 (k) 2MgO(r) C(gr) 0 Htt298(kJ / mol) 0 -393,5 -601,8 0 0 S298(J / mol.K) 32,5 213,6 26,78 5,69 0 0 0 G298 H 298 T S298 0 H 298 2( 601,8) 1( 393,5) 810,1kJ 0 S298 2(26,78) 5,69 2(32,5) 213,6 219,35J 0 0 0 3 G298 H 298 T S298 810,1 298( 219,35.10 ) 744,7kJ 33
  140. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com CHƯƠNG 4: ĐỘNG HĨA HỌC & CÂN BẰNG HĨA HỌC 1
  141. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nội dung I. ĐỘNG HĨA HỌC 1. Một số khái niệm 2. Phương trình động học một số phản ứng đơn giản 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng II. CÂN BẰNG HĨA HỌC 1. Hằng số cân bằng 2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng 2
  142. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com I. ĐỘNG HĨA HỌC I.1. Một số khái niệm  Vận tốc phản ứng 3
  143. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Tại t = 0 [A] = 8 [B] = 8 [C] = 0 Tại t = 16 [A] = 4 [B] = 4 [C] = 4 4
  144. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Tại t = 32 [A] = 2 [B] = 2 [C] = 6 Tại t = 48 [A] = 0 [B] = 0 [C] = 8 5
  145. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Vận tốc phản ứng C A v t t Vận tốc tức thời tại thời điểm t: dC dA v dt dt 6
  146. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Biểu thức vận tốc phản ứng Xét phản ứng: A B C D v kAm Bn Trong đĩ: k: được gọi là hằng số vận tốc m: bậc phản ứng theo A n: bậc phản ứng theo B (m+n): bậc phản ứng tổng quát Hai giá trị m,n được suy ra từ giá trị thực nghiệm, cĩ thể mang giá trị dương, âm, là số nguyên hay số thập phân 7
  147. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nếu tác chất tham gia phản ứng là chất khí, thì dùng áp suất các khí để tính vận tốc phản ứng A ( k ) B ( k ) C D m n v k.pA .pB 8
  148. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Phản ứng đơn giản & phức tạp  Phản ứng đơn giản (phản ứng sơ cấp) là phản ứng xảy ra một giai đoạn (bậc phản ứng trùng với hệ số tỷ lượng của phản ứng) 2 NO(k) + O2(k) 2 NO2(k) 2 v = k[NO] [O2]  Phản ứng phức tạp là phản ứng xảy ra nhiều giai đoạn (bậc phản ứng là các giá trị thực nghiệm) 9
  149. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Phản ứng Pt vận tốc 3/2 CH3CHO CH4 + CO v = k[CH3CHO] 2 N2O5 4 NO2 + O2 v = k[N2O5] 1/2 H2 + Br2 2 HBr v = k[H2][Br2] 10
  150. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Hợp chất trung gian & năng lượng hoạt hĩa Hợp chất trung gian Năng lượng hoạt hĩa Tác chất Sản phẩm 11
  151. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: 12
  152. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Hợp chất trung gian Năng lượng hoạt hĩa Ea 13
  153. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com I.2. Phương trình động học một số phản ứng đơn giản  Phản ứng bậc khơng Tốc độ phản ứng khơng phụ thuộc vào nồng độ của chất phản ứng A → Sản phẩm v kA0 k const 14
  154. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Phản ứng bậc một A → Sản phẩm v kA v = k [N2O4] 15
  155. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Phản ứng bậc hai 2A → Sản phẩm v kA2 2 v = k [NO2] A + B → Sản phẩm v k AB  16
  156. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com I.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng  Ảnh hưởng của nồng độ tác chất A B C D v kAm Bn  Nồng độ tác chất tăng thì vận tốc phản ứng tăng  Vận tốc phản ứng giảm theo thời gian 17
  157. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com + Đối với phản ứng thuận nghịch A B m Theo chiều thuận (A B) vth k th A n Theo chiều nghịch (B A) v ng k ng B  Theo thời gian . [A] giảm vth giảm . [B] tăng vng tăng  Khi vth = vng phản ứng đạt cân bằng 18
  158. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Ảnh hưởng của nhiệt độ Quy tắc Van’t Hoff Khi tăng nhiệt độ lên 100 thì vận tốc phản ứng tăng lên 2 4 lần Số lần tăng này gọi là hệ số nhiệt độ: γ v k T 2 2  10 v1 k1 Với v2 , k2 là vận tốc và hằng số vận tốc của phản ứng ở nhiệt độ T2 v1 , k1 là vận tốc và hằng số vận tốc của phản ứng ở nhiệt độ T1 ΔT = T2 - T1 19
  159. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Hệ thức Arrhenius E a k A.e RT Ea : năng lượng hoạt hĩa của phản ứng A : thừa số tần số (thể hiện xác suất va chạm hữu hiệu của các phân tử tham gia phản ứng) 20
  160. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Xét phản ứng 21
  161. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com E a k A.e RT E ln k ln A a RT Xác định được A & Ea 22
  162. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Ảnh hưởng của xúc tác  Chất xúc tác là những chất cĩ khả năng làm tăng vận tốc phản ứng. Chất xúc tác tham gia vào phản ứng, nhưng sau phản ứng được phục hồi, khơng bị biến đổi về khối lượng và chất lượng Phân loại chất xúc tác:  Xúc tác đồng thể: cĩ cùng pha với chất tham gia phản ứng  Xúc tác dị thể: khơng cùng pha với chất tham gia phản ứng, phản ứng hố học xảy ra trên bề mặt chất xúc tác  Xúc tác enzym 23
  163. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Chất xúc tác làm tăng vận tốc phản ứng (thuận & nghịch), khơng làm thay đổi mức độ cân bằng của phản ứng thuận nghịch  Chất xúc tác làm tăng vận tốc phản ứng bằng cách làm giảm năng lượng hoạt hĩa khơng cĩ xúc E khi khơng tác a cĩ xúc tác Ea khi cĩ cĩ xúc tác xúc tác 2H 2O2 2H 2O O2 24
  164. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: N2 (k) 3H 2 (k) 2NH3 (k) Tốc độ phản ứng trên thay đổi như thế nào khi tăng thể tích bình phản ứng lên 2 lần a. Tăng lên 4 lần b. Tăng lên 16 lần c. Giảm xuống 16 lần d. Giảm xuống 4 lần 25
  165. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Một phản ứng kết thúc sau 3h ở 200C. Ở nhiệt độ nào phản ứng sẽ kết thúc sau 20 phút, biết hệ số nhiệt độ của phản ứng là 3. a. 300C b. 400C c. 500C d. 600C 26
  166. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Khi thực hiện một phản ứng ở 200C thì hằng số tốc độ của phản ứng là k. Khi tăng nhiệt độ phản ứng lên 300C thì hằng số tốc độ phản ứng tăng lên 2 lần. Tính năng lượng hoạt hĩa của phản ứng. 27
  167. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com II. CÂN BẰNG HĨA HỌC II.1. Hằng số cân bằng Xét phản ứng (đơn giản) thuận nghịch aA + bB cC + dD a b • vth = kth [A] [B] c d • vn = kn [C] [D] Ở trạng thái cân bằng: vt = vn a b c d kt [A] [B] = kn [C] [D] . c d kt [C] [D] K = = a b kn [A] [B] 28
  168. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com +Nếu phản ứng trong dung dịch c d CC CD Kc = a b CA CB +Nếu hỗn hợp phản ứng là chất khí aA(k) + bB(k) cC + dD a b PA .PB K P c d PC .PD 29
  169. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com H2(g) + I2(g) 2 HI(g) Nồng độ Nồng Thời gian 30
  170. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Cách viết biểu thức hằng số cân bằng CaCO3 (r)  CaO(r) CO2 (k) K P P CO2 NH 4Cl(r)  NH3 (k) HCl(k) K P .P P NH3 HCl CH3COOCH3 H 2O  CH3COOH CH3OH dư [CH3COOH].[CH3OH ] KC [CH 3COOCH3 ].[H 2O] [CH3COOH ].[CH3OH ] KC [CH 3COOCH3 ] 31
  171. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com aA + bB cC + dD cC + dD aA + bB Cc D d A a Bb K K 1 A a Bb 2 Cc D d 1 K 1 K 2 32
  172. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com aA + bB cC 2aA + 2bB 2cC 2 c c C C K 2 2 a 2b K 1 a b A  B A  B 2 Cc a b A  B 2 K 2 K 1 33
  173. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com (1) aA bB (3) aA cC (2) bB cC Bb Cc K K 3 a 1 A a A  B b C c c     [C ] a b K A  B 2 [B]b K3 K1 K2 34
  174. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Cho các cân bằng ở 8500C 14 C(r) CO2 (k) 2CO(k) Kp1 1,3.10 atm 3 1 CO(k) Cl2 (k) 2COCl2 (k) Kp2 5,4.10 atm Tính hằng số cân bằng KP của phản ứng: C(r) CO2 (k) 2Cl2 (k) COCl2 (k) 11 a)7,54.10 b)3,79.109 c)7,54.10 11 d)4,37.10 9 35
  175. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Sự liên hệ giữa ΔG0 và K G 0 RT ln K . Nếu K >1 thì G0 0 phản ứng diễn ra theo chiều nghịch . Nếu K = 0 thì G0 = 0 hệ đạt trạng thái cân bằng 36
  176. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: 2NO2 (k) N2O4 (k) Cĩ ∆H và ∆S lần lượt là -57,4Kcal và -176,74 cal.độ-1 a. Tính nhiệt độ ở trạng thái cân bằng b. Tính giá trị hằng số cân bằng ở 250C 37
  177. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com II.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng Nguyên lý Le Chatelier về sự chuyển dịch cân bằng: Với một hệ ở trạng thái cân bằng, nếu ta thay đổi bất kỳ một yếu tố xác định điều kiện cân bằng (p, T, C) thì cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều chống lại sự thay đổi đĩ 38
  178. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: 2SO 2 (k) O2 (k)  2SO3 0 H pu 198,4kJ Để thu được nhiều SO3 cần phải: a) Tăng áp suất, tăng nhiệt độ b) Giảm áp suất, tăng nhiệt độ c) Tăng áp suất, giảm nhiệt độ d) Giảm áp suất, giảm nhiệt độ 39
  179. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Xét các hệ cân bằng sau trong một bình kín 1/ C(r) H 2O(k) CO(k) H 2 (k) H 131kJ 2 / CO(k) H 2O(k) CO2 (k) H 2 (k) H 41kJ Các cân bằng trên sẽ chuyển dịch như thế nào khi thay đổi một trong các điều kiện sau: a. Tăng nhiệt độ b. Thêm lượng hơi nước vào c. Thêm khí H2 vào d. Giảm thể tích của bình kín e. Dùng thêm chất xúc tác 40
  180. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com CHƯƠNG 5: DUNG DỊCH 1
  181. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nội dung 1. Một số khái niệm 2. Dung dịch chất điện ly 3. Cân bằng trong dung dịch chất điện ly khĩ tan 2
  182. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Dung dịch Là hệ đồng thể gồm 2 hay nhiều chất (chất tan & dung mơi) mà thành phần của chúng thay đổi trong giới hạn rộng.  Dung dịch khí: khơng khí  Dung dịch lỏng  Dung dịch rắn: hợp kim Ag-Au. 3
  183. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Nồng độ dung dịch n(mol)  CM (M ) Nồng độ mol V (l)  Nồng độ đương lượng (CN): số đương lượng chất tan cĩ trong 1 lít dung dịch. CN n*CM hệ số tỷ lệ 4
  184. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Nếu là hợp chất Acid/ Baz n  H OH trao đổi Ví dụ: H 2 SO 4 2NaOH Na 2 SO 4 2H 2O n 2 n 1  Nếu là hợp chất Muối n ( ) ( ) Ví dụ: NaCl(n 1); Na2SO4 (n 2)  Nếu là hợp chất Oxy Hĩa Khử n e trao đổi 2 3 2 Ví dụ: 5Fe MnO4 8H 5Fe Mn 4H 2O n 1 n 5 5
  185. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Quá trình hịa tan tạo thành dung dịch Nguyên tắc Các chất “giống nhau” thì hịa tan vào nhau Các chất phân cực thì hịa tan vào các chất phân cực và ngược lại 6
  186. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Xét quá trình hịa tan chất rắn vào chất lỏng: 2 giai đoạn.  Quá trình chuyển pha: quá trình phá vỡ mạng tinh thể chất rắn để tạo thành các phân tử/ ion. Quá trình thu nhiệt ∆HCP > 0  Quá trình solvat hĩa: quá trình tương tác giữa các phân tử/ ion chất tan với dung mơi. Quá trình tỏa nhiệt ∆Hsolvat < 0 H ht HCP H solvat 7
  187. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Quá trình chuyển pha Na 8
  188. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Quá trình solvat hĩa (hydrat hĩa) dd NaCl 9
  189. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 2. Dung dịch chất điện ly Là dung dịch cĩ chất tan là chất điện ly (chất trong dung dịch phân ly thành các ion trái dấu) Chất điện ly 10
  190. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Chất điện ly mạnh: phân ly hồn tồn thành ion NaCl Na Cl  Chất điện ly yếu: phân ly một phần thành ion CH 3COOH  CH 3COO H 11
  191. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Độ điện ly α Là tỷ số phân tử phân ly thành ion (n’) trên tổng số phân tử đã hịa tan trong dung dịch (n) n' n Quy ước  α > 0,3 chất điện ly mạnh  α < 0,03 chất điện ly yếu  0,03 < α < 0,3 chất điện ly trung bình 12
  192. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Cân bằng trong dung dịch chất điện ly yếu n m Am Bn  mA nB [An ]m[Bm ]n KCB const [AmBn ]  KCB chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ  KCB càng lớn chất điện ly càng mạnh 13
  193. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Hằng số điện ly của axit yếu CH3COOH  CH3COO H [CH3COO ].[H ] 5 KCB Ka 1,8.10 [CH3COOH ] 14
  194. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com H 2CO3  H HCO3 [H ].[HCO3 ] 7 Ka1 4.10 [H 2CO3 ] 2 HCO3  H CO3 2 [H ].[CO3 ] 11 Ka2 5,6.10 [HCO3 ] Đối với axit nhiều nấc K1 >> K2 Axit nhiều nấc chủ yếu phân ly ở nấc 1 15
  195. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Hằng số điện ly của baz yếu NH 4OH  NH 4 OH [NH 4 ].[OH ] 5 KCB Kb 1,8.10 [NH 4OH ] 16
  196. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Mối liên hệ giữa hằng số điện ly & độ điện ly Phương trình điện ly AB AB  A B Ban đầu C0 0 0 Điện ly C = αC0 αC0 αC0 Cân bằng C0 ‒ αC0 αC0 αC0 [A ].[B ] C 2 2 K o [AB] C0 (1 ) Nếu AB là chất điện ly yếu : α <<1 2 K C0 17
  197. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 2.1. pH của dung dịch axit – baz 2.1.1. Lý thuyết axit – baz  Quan điểm Arrhenius H2O HCl(k) → H+ + Cl- H2O NaOH(r) → Na+ + OH- Hạn chế: o Khơng áp dụng được cho chất trong nước + - khơng phân ly ra H hoặc OH . Ví dụ: NH3 o Chỉ xét trong dung mơi nước 18
  198. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Quan điểm Bronsted . Axit là chất cho proton H+ NH 4  H NH 3 . Baz là chất nhận proton H+ CH3COO H  CH3COOH Ví dụ: 2 HCO3  H CO3 Axit Baz liên hợp 2 HCO3 vàCO3 : là cặp axit, baz liên hợp 19
  199. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Baz acid + - NH3 + H2O NH4 + OH H+  Với mỗi cặp axit – baz liên hợp: -14 Ka + Kb = 10 hay pKa + pKb = 14 Ví dụ: CH3COOH  CH3COO H 14 -5 10 10 Ka = 1,8.10 K 5,62.10 b 1,8.10 5 20
  200. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Quan điểm Lewis . Axit là chất nhận cặp electron liên kết . Baz là chất cho cặp electron liên kết N H 3 H  NH 4 Baz Lewis Axit Lewis 21
  201. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 2.1.2. Tính pH của dung dịch axit  Axit mạnh n H n A nH A Ca → nCa pH lgC lg(nC ) H a 22
  202. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Axit yếu đơn chức HA  H A 1 pH ( pK lgC ) 2 a a Với: Ca nồng độ ban đầu của axit HA Ka hằng số axit HA. pKa = - lgKa 23
  203. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 2.1.3. Tính pH của dung dịch baz  Baz mạnh n B(OH )n B nOH Cb → nCb pOH lgC lg(nC ) OH b pH = 14 – pOH 24
  204. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Baz yếu đơn chức BOH  B OH 1 pH 14 ( pK lgC ) 2 b b Với: Cb nồng độ ban đầu của baz BOH Kb hằng số baz BOH. pKb = - lgKb 25
  205. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 2.1.4. Tính pH của dung dịch muối Acid Acid yếu + Acid mạnh + mạnh Acid yếu + Baz mạnh Baz yếu Muối + Baz Baz yếu (CH3COONa) (NH4Cl) mạnh (CH3COONH4) (NaCl) Giá trị Tùy thuộc vào =7 >7 <7 pH acid và baz Cơng 1 1 1 pH (14 pK lgC ) pH (14 pK lgC ) pH (14 pKa pKb ) thức 2 a m 2 b m 2 tính 26
  206. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Trộn lẫn 10ml dung dịch CH3COOH 0,2M và 10ml dung dịch NaOH 0,2M. Dung dịch mới cĩ pH bằng ? (Cho pKa = 4,8). a. 2,4 b. 6 c. 8,9 d. 12,5 27
  207. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 2.1.5. Tính pH của dung dịch đệm Dung dịch đệm là dung dịch khi thêm một lượng nhỏ axit, một lượng nhỏ baz hay pha lỗng thì pH của dung dịch rất ít thay đổi Dung dịch đệm axit Gồm axit yếu và muối của axit yếu CH3COOH & CH3COONa Dung dịch đệm baz Gồm baz yếu và muối của baz yếu NH4OH & NH4Cl 28
  208. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com  Dung dịch đệm axit Ca pH pKa lg Cmuơi  Dung dịch đệm baz Cb pH 14 ( pKb lg ) Cmuơi 29
  209. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Trộn lẫn 10ml dung dịch NH4OH 0,4M và 10ml dung dịch HCl 0,2M. Dung dịch mới cĩ pH bằng ? (Cho pKb = 4,8). a. 2,4 b. 6 c. 9,2 d. 11,6 30
  210. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com 3. Cân bằng trong dung dịch chất điện ly khĩ tan Xét cân bằng điện ly của muối BaSO4 2 2 BaSO4 (r)  BaSO4 (l) Ba SO4 Dạng đơn giản 2 2 BaSO4 (r)  Ba SO4 Hằng số cân bằng 2 2 T KCB [Ba ].[SO4 ] BaSO4 T BaSO4 tích số tan của BaSO4 31
  211. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Mối liên hệ giữa tích số tan & độ tan (S) n m Am Bn (r)  Am Bn (l) mA nB S mS nS T [An ]m.[Bm ]n m n m n (m n) Am Bn [mS] .[nS] m n S TA B S m n m n (mol / lit) mm.nn 32
  212. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Điều kiện để cĩ kết tủa n m n m m n mA nB  Am Bn Đặt T' [A ] .[B ] • Dung dịch chưa bão hịa T’ TAmBn 33
  213. Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com Ví dụ: Người ta đổ từ từ dung dịch chứa CaCl2 và BaCl2 (cĩ cùng nồng độ) vào dung dịch H2SO4 cho đến khi xuất hiện kết tủa. Chất nào kết tủa trước? Cho T 1,1.10 10 BaSO4 T 2,4.10 6 CaSO4 34