Bài giảng Hóa phân tích - Chương 3: Hằng số đặc trưng của các cân bằng hoá học trong nước (Chuẩn kiến thức)

CHƯƠNG III  
HNG SỐ ĐẶC TRƯNG CA  
CÁC CÂN BNG HOÁ HC  
TRONG NƯỚC  
1
NI DUNG CHÍNH  
Các hng số đặc trưng quan trng ca các hPỨ  
trong dung môi nước:  
¾Htrao đổi đin t:  
ƒ Bán cân bng oxy – hoá khử  
ƒ Cân bng oxy – hóa khử  
¾Htrao đổi tiu phân  
™ Bán cân bng acid – baz  
™ Bán cân bng to ta  
™ Bán cân bng to phc  
™ Cân bng trao đổi tiu phân gia hai đôi  
2
CÂN BNG TRAO ĐI ĐIN TỬ  
™
Bán cân bng là quá trình cho nhn đin tgia  
hai dng oxy hoá (Ox) và kh(Kh) ca mt đôi oxy  
hoá khliên hp.  
Ox + ne- Kh  
¾ Theo PT Nernst, dd cha cp Ox – Kh có thế là:  
RT (Ox)  
E = Eo + ln  
(3.1)  
nF (Kh)  
o
ƒ R = 8,3144 J/mol.oK; T = 298,16 K, F = 96493 Cb/mol,  
n là số đin ttrao đổi và (Ox) và (Kh) là hot độ ca  
dng Ox và Kh trong dd.  
3
CÂN BNG TRAO ĐI ĐIN TỬ  
™ BÁN CÂN BNG  
¾ Khi hot độ = nng độ và thế các giá trtương ng  
vào (3.1) :  
0,059 [Ox]  
E = Eo +  
ln  
(3.2)  
n [Kh]  
¾ Khi (Ox) = (Kh) = 1M thì E = E0.  
¾E0 thế oxy hoá chun ca cp Ox/Kh = hng số  
đặc trưng cho khnăng oxy hoá hay khca hai  
dng liên hp ở điu kin chun (25oC, 1 atm).  
¾ Khi có mt cht rn: (arn) = 1  
¾ Khi có mt cht khí: pkhí = 1  
4
CÂN BNG TRAO ĐI ĐIN TỬ  
™ CÂN BNG TRAO ĐỔI ĐIN TỬ  
quá trình cho – nhn đin txy ra gia hai đôi  
oxy hoá khkhác nhau.  
2Fe3+ + Sn2+ 2Fe2+ + Sn4+  
™HNG SCÂN BNG – DỰ ĐOÁN CHIU PƯ  
Khi trn hai đôi Ox1/Kh1 và Ox2/Kh2 vi nhau:  
(1)  
→  
⎯  
n2Ox1 + n1Kh2  
n1Ox2 + n2Kh1  
(2)  
¾ Hng scân bng K1 cho biết mc độ phn ng:  
[Ox2 ]n1[Kh1 ]n2  
K(1) =  
[Ox1 ]n2[Kh2 ]n1  
5
CÂN BNG TRAO ĐI ĐIN TỬ  
™HNG SCÂN BNG – DỰ ĐOÁN CHIU PƯ  
Khi cha cùng lúc hai đôi, khi cân bng E1 = E2  
Áp dng phương trình Nerst và biến đổi ta có:  
n1 n2 ( E 1o E 2o )  
0 ,059  
K (1) = 10  
6
CÂN BNG TRAO ĐI ĐIN TỬ  
™HNG SCÂN BNG – DỰ ĐOÁN CHIU PƯ  
n1n2 ( E1o E2o )  
0,059  
K (1) = 10  
7
CÂN BNG TRAO ĐI ĐIN TỬ  
™HNG SCÂN BNG – DỰ ĐOÁN CHIU PƯ  
9 Ví d: Khi H+ tham gia vào BCB ca đôi Ox1/Kh1:  
(1)  
→  
n2Ox1 + n1Kh2 + n2mH+  
n1Ox2 + n2Kh1 + ½n2mH2O  
⎯  
(2)  
0,059 [Ox1 ] 0,059  
lg  
n1 [Kh1 ] n1  
0,059 [Ox2 ]  
E1 = E1o +  
+
lg[H + ]m E2 = E2o +  
lg  
n2  
[Kh2 ]  
[Ox2 ]n1[Kh1 ]n2  
[Ox1 ]n2[Kh2 ]n1[H + ]mn2  
Phthuc [H+]  
K(1) =  
8
CÂN BNG TRAO ĐI ĐIN TỬ  
™ THTƯƠNG ĐƯƠNG CA DD CHA HAI ĐÔI Ox/Kh  
E1o > E2o  
Khi đôi Ox1/Kh1 tác dng vi Ox2/Kh2 và  
n2Ox1 + n1Kh2 n1Ox2 + n2Kh1  
:
¾ Nếu thêm dn Ox1 vào Kh2 đến khi số ĐLượng ca  
chúng bng nhau hoc trn theo số ĐL bng nhau ⇒  
Đim tương đương.  
¾ Thế ca dd ti đim tương đương: Thế tương đương  
¾ Ti đim tương đương:  
n [Ox ] =n [Kh ]  
[Ox1 ] n2 [Ox2 ] n1  
= và  
1
1
2
2
=
n1[Kh1 ] =n2[Ox2 ] [Kh2 ] n1 [Kh1 ] n2  
9
CÂN BNG TRAO ĐI ĐIN TỬ  
™ THTƯƠNG ĐƯƠNG CA DD CHA HAI ĐÔI Ox/Kh  
Ecb = E1 = E2 = Etñ  
Taïi caân baèng:  
0,059 [Ox 1 ]  
[Ox1 ]  
[Kh1 ]  
E td = E10 +  
lg  
n1Etd = n1E10 + 0,059lg  
hay  
hay  
n1  
[ Kh1 ]  
0,059 [Ox 2 ]  
[Ox2 ]  
[Kh2 ]  
E td = E 20 +  
lg  
n2 Etd = n2 E20 + 0,059 lg  
n2  
[Kh 2 ]  
n1 E1o + n2 E2o  
0,059 [Ox1 ] [Ox2 ]  
+
lg  
E=  
lg  
n1 + n2  
n1 + n2 [Kh1 ] []Kh2 ]  
n2 n1  
[Ox1 ] [Ox2 ]  
= lg  
= lg1 = 0  
[Kh2 ] [Kh1 ]  
n1 n2  
10  
CÂN BNG TRAO ĐI ĐIN TỬ  
™ THTƯƠNG ĐƯƠNG CA DD CHA HAI ĐÔI Ox/Kh  
11  
CÂN BNG TRAO ĐỔI TIU PHÂN  
™BÁN CÂN BNG TRAO ĐỔI TIU PHÂN  
Là quá trình cho nhn tiu phân p gia hai dng cho  
(D – Donor) và dng nhn (A – acceptor) trong DD:  
(1)  
→  
⎯  
A + p  
D
(2)  
Áp dng định lut tác dng khi lượng cho bán cân bng:  
[ D ]  
K (1) = β =  
[ A][ p]  
[ A][ p]  
K (2) = k =  
[D]  
12  
CÂN BNG TRAO ĐỔI TIU PHÂN  
™ BÁN CÂN BNG TRAO ĐỔI TIU PHÂN  
Thc tế, quá trình cho nhn p có thxy ra theo n nc.  
¾ Vi tng nc:  
β1  
[ D1 ]  
1
A + p D1  
β 1 =  
β 2 =  
=
kn  
β2  
[ A ][ p ] k n  
[ D 2 ]  
1
D1 + p D2  
=
Kn-1  
[ D1 ][ p ] k n 1  
β
Dn-1 + p n Dn  
k1  
Tng quát, nc thi:  
[D ] 1  
i
D + p D ⇒  
βi =  
=
i - 1  
i
[D ][p] ki'  
i1  
13  
CÂN BNG TRAO ĐỔI TIU PHÂN  
™ BÁN CÂN BNG TRAO ĐỔI TIU PHÂN  
¾ Vi nhiu nc cùng lúc: Để đơn gin, xét quá trình cho  
nhn hai tiu phân p cùng lúc:  
β1  
,2  
⎯→  
⎯ ⎯  
A + 2p  
D2  
k1,2  
[D2 ]  
1
β1,2 =  
=
9 Hng sbn tng cng:  
[A][ p]2 k1,2  
[D1 ] [D2 ]  
[D2 ]  
β1 .β2 =  
×
=
= β1,,2  
[A][ p] [D1 ][ p] [A][ p]2  
1
β1,i = β1 .β2 ....βi =  
kn .kn1 ...ki'  
14  
CÂN BNG TRAO ĐỔI TIU PHÂN  
™ HNG SỐ ĐẶC TRƯNG CA CÁC BÁN CÂN BNG CTHỂ  
15  
CÂN BNG TRAO ĐỔI TIU PHÂN  
™ HNG SỐ ĐẶC TRƯNG CA CÁC BÁN CÂN BNG CTHỂ  
¾ Bán cân bng axit - baz:  
*** Hng scân bng axit:  
(1)  
A- + H+  
HA  
→  
←⎯ ⎯  
( 2 )  
ƒ Hng số đặc trưng theo chiu (1): βHA  
ƒ Hng số đặc trưng theo chiu (2): kHA = kaxit = ka  
[H + ][A]  
kHA = kacid = ka = kA/ B =  
[HA]  
16  
CÂN BNG TRAO ĐỔI TIU PHÂN  
™ HNG SỐ ĐẶC TRƯNG CA CÁC BÁN CÂN BNG CTHỂ  
¾ Bán cân bng axit - baz:  
***Hng scân bng baz:  
(1)  
→  
A- + H2O  
(2)  
HA + OH-  
⎯  
kA= kbaz  
ƒ Hng số đặc trưng theo chiu (1):  
ƒ Hng số đặc trưng theo chiu (2):  
β
A−  
[HA][OH ]  
1014  
k
H2O  
kA= kbaz = kb =  
=
=
[A][H2O] kHA  
kHA  
17  
CÂN BNG TRAO ĐỔI TIU PHÂN  
™ HS ĐẶC TRƯNG CA CÁC BÁN CÂN BNG CTHỂ  
18  
CÂN BNG TRAO ĐỔI TIU PHÂN  
™ HNG SỐ ĐẶC TRƯNG CA BÁN CÂN BNG CTHỂ  
¾ Bán cân bng to ta:  
ƒ Độ tan S: Tng nng độ D chuyn vào dd  
S = [D] + [A]  
thường S [A] vì [D] ~ 0.  
ƒ Nếu D không tn ti dng phc: TTST S  
mAn+ + nBm+  
→  
⎯⎯  
Vi AmBn:  
AmBn  
TAmBn  
mm .nn  
TAmBn = [An+]m.[Bm]n  
m+n  
S =  
19  
CÂN BNG TRAO ĐỔI TIU PHÂN  
™ NNG ĐỘ CÁC CU TKHI CÂN BNG  
¾ Theo PT bo toàn khi lượng : [A]o = [D1] + [D2] + …+ [Dn]  
Thay [Di] = β1,i [A].[p]i [A]o = [A] + β1,1 [A].[p]1 +…+ β1,n [A].[p]n  
n
[ A] = [ A].{1 + β [ p ]i } = [ A].α  
Hay  
o
1,i  
A[ p ]  
i =1  
(αA[p]: Hsố điu kin ca A khi có p)  
20  
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 41 trang Thùy Anh 28/04/2022 4920
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa phân tích - Chương 3: Hằng số đặc trưng của các cân bằng hoá học trong nước (Chuẩn kiến thức)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_hoa_phan_tich_chuong_3_hang_so_dac_trung_cua_cac_c.pdf