Bài giảng Hóa phân tích - Chương 4: Hằng số đặc trưng điều kiện của các cân bằng hóa học trong nước (Bản đẹp)
CHƯƠNG 4
HꢀNG Sꢁ ĐꢂC TRƯNG
ĐIꢃU KIꢄN
CꢅA CꢆC CÂN BꢀNG
HꢇA HꢈC TRONG NƯꢉC
NỘI DUNG CHƯƠNG 4
HꢀNG Sꢁ ĐꢂC TRƯNG ĐIꢃU KIꢄN
CꢅA CꢆC CÂN BꢀNG HꢇA HꢈC
TRONG NƯꢉC
4.1 Khái niệm về cân bằng nhiễu
4.2 Hằng số đặc trưng điều kiện của cân
bằng trao đổi điện tử
4.3 Hằng số đặc trưng điều kiện của cân
bằng trao đổi tiểu phân
4.4 Ứng dụng
Chương 4
4.1 Khái NIỆM VỀ CÂN
BẰNG NHIỄU
– Định nghĩa
-Các loại CB nhiễu
– Hệ số điều kiện α
– Ảnh hưởng của CB nhiễu lên CB
chính
Chương 4
ĐỊNH NGHĨA CÂN BꢀNG NHIꢊU
Cân bằng chính C + X ⇆ CX
Cân bằng nhiễu: các CB tồn tại song song với
cân bằng chính trong DD, do:
Phꢅi tiꢆn hành p/ứng ꢇ
Trong thuꢀc thꢁ
mꢈt điꢉu kiện xác đꢊnh
không chꢂ cꢃ C,
(VD pH) nên phꢅi thêm
trong DD mꢄu
vào DD các hꢃa chất
không chꢂ cꢃ X
khác
Cấu tꢁ gây nhiễu (H+,OH -…) thường được
kí hiệu là Z
Chương 4
ĐỊNH NGHĨA CÂN BꢀNG NHIꢊU
CB nhiễu cꢃ thꢋ xꢅy ra trên X, trên C, trên XC
hoꢌc trên cꢍng mꢈt lꢎc X, C, XC với các HSĐT
tương ứng (Chương 3, gọi chung là Knh)
Cân bằng chính được biꢋu diễn theo hàng
ngang, các cân bằng phꢏ được biꢋu diễn theo
hàng dọc (qui ước)
Khi ghꢐp chung CB chính với CB nhiễu, hằng
sꢀ đꢌc trưng cho toàn hệ sꢑ là hꢀng sꢁ đꢂc
trưng điꢃu kiꢄn, kí hiệu là K’, E0‘, β‘, k‘, T‘…
HSĐT điꢉu kiện sꢑ liên hệ với HSĐT thông qua
giá trꢊ Knh
Chương 4
CꢆC LOẠI CÂN BꢀNG NHIꢊU
Cân bằng nhiễu oxy hꢃa khꢁ
C + X
CX
+
Z
KOX ↓↑
A
+
B
HSĐT điꢉu kiện sꢑ liên hệ với HSĐT thông qua
giá trꢊ Knh = Kox
Chương 4
CꢆC LOẠI CÂN BꢀNG NHIꢊU
Cân bằng nhiễu tạo tủa
C + X
CX
+
Z
↓↑Txz↓
XZ↓
HSĐT điꢉu kiện sꢑ liên hệ với HSĐT thông qua
giá trꢊ Knh = 1/TXZ↓
Chương 4
CꢆC LOẠI CÂN BꢀNG NHIꢊU
Cân bằng nhiễu tạo phức
C + X
CX
+
Z
Z tạo với X thành các
phức X(Z)1, X(Z)2,… X(Z)n
với các hằng sꢀ bꢉn βX(Z)1 ,
β X(Z)2 ,.., β X(Z)n
α X(Z) ↓↑
X(Z)1,…
HSĐT điꢉu kiện sꢑ liên hệ với HSĐT thông qua
giá trꢊ Knh = αX( Z)
n
α = 1 + β
X(Z)
X(Z) i
i=1
αX(Z) : hệ sꢀ điꢉu kiện của X khi cꢃ Z
Chương 4
CꢆC LOẠI CÂN BꢀNG NHIꢊU
Knh = Kox = 1/TXZ↓= αX(Z)
Chương 4
C + X
CX
Hꢒ Sꢓ ĐIꢔU KIꢒN α
+
Z
X bꢊ Z gây nhiễu theo CB nhiễu
tạo phức
α X(Z) ↓↑
X(Z)1,…
Gọi [X]0: nồng đꢈ ban đꢕu của X
[X]’ : nồng đꢈ cꢖn lại của X sau khi p/ứng
với C
[X] : nồng đꢈ tꢗ do của X (sau khi tham gia
CB chính + CB phꢏ)
[X]’ = [X(Z)1]+ [X(Z)2] +…+ [X(Z)n] + [X]
Vꢘ [X(Z)i] = [X] β1,i [Z]i :
[X ' ]
n
X (Z ) =
=1+ [Z]i
1,i
[X ]
i=1
Chương 4
Hꢒ Sꢓ ĐIꢔU KIꢒN α
1) α ≥1; khi α = 1⇒ Z không gây nhiễu lên cấu tꢁ
đang xꢐt
2) Khi tính α, cho phꢐp bꢙ qua các sꢀ hạng nhꢙ
hơn các sꢀ hạng khác khoꢅng 103 lꢕn trꢇ đi:
α= 1+103,0 +106,8 +1010,1 ≈ 1010,1
C + X
CX
+
Z1
↓↑
3) Nꢆu X bꢊ nhiễu bꢇi
Z1, Z2 đꢉu theo CB
nhiễu tạo phức:
Z2
↓↑
X(Z1)1,..X(Z2)1,..
n
m
X{Z1,Z 2} =1+ [Z ]i + [Z ]j = + −1
1,i
1
1, j
2
X (Z1)
X (Z 2)
i=1
j=1
Chương 4
Hꢒ Sꢓ ĐIꢔU KIꢒN α
4) Khi H+ ( hoꢌc OH- ) không tham gia trꢗc
tiꢆp vào cân bằng chính với X mà chꢂ tham
gia vào cân bằng phꢏ, các ꢅnh hưꢇng gây
nhiễu của chꢎng trên X thường được xem
là cân bằng nhiễu tạo phức với hệ sꢀ điꢉu
kiện αX( H ) hoꢌc αX( OH )
Chương 4
ꢋNH HƯꢌNG CꢅA CB NHIꢊU LÊN
CÂN BꢀNG CHꢍNH
Cân bꢎng chꢏnh sꢐ bꢑ dꢑch chuyꢒn (tuân theo
nguyên lꢓ Le Châtelier) khi chꢑu ꢔnh hưꢕng cꢖa
cꢗc cân bꢎng phꢘ
Viꢙc xem CB nhiꢚu xꢔy ra đꢛc lꢜp vꢝi CB chꢏnh
chꢞ nhꢎm mꢘc đꢏch giꢟp cho viꢙc hꢠnh dung ꢔnh
hưꢕng cꢖa CB nhiꢚu lên CB chꢏnh trꢕ nên dꢚ
dꢡng hơn
Trong thực tế, viꢙc XĐ nꢢng đꢛ cꢣn lꢤi cꢖa cꢥu
tꢦ trong dd phꢔi đưꢧc thực hiꢙn dựa trên mꢨi
tương quan cꢩng lꢟc vꢝi cꢔ CB chꢏnh lꢪn CB phꢘ
Chương 4
4.2 HẰNG SỐ ĐẶC
TRƯNG ĐIỀU KIỆN CỦA
CÂN BằNG TRAO ĐổI
ĐIệN Tử
– HSĐTđiều kiện của bán cân bằng:
*Ảnh hưởng của pH
*Ảnh hưởng của CB nhiễu tạo phức
*Ảnh hưởng của CB nhiễu tạo tủa
*Các ảnh hưởng khác
-HSĐTđiều kiện của cân bằng:
* hằng số cân bằng điều kiện
* thế tương đương điều kiện
Chương 4
HSĐT ĐIꢃU KIꢄN CꢅA BꢆN CÂN
BꢀNG TRAO ĐꢫI ĐIꢄN Tꢬ
-
Ox + ne
Kh
+
+
Z1
Z2
Khi cꢃ CB nhiễu, phꢅi dꢍng thꢆ oxy hꢃa chuꢚn
điꢉu kiện E0‘ đꢋ xꢐt khꢅ năng oxy hꢃa/khꢁ
Chương 4
HSĐT ĐIꢃU KIꢄN CꢅA BꢆN CÂN
BꢀNG TRAO ĐꢫI ĐIꢄN Tꢬ
ꢀNH HƯꢁNG CꢂA pH
Ox + ne - + mH+ ⇄ Kh + ½ mH2O
PT Nernst:
0,059 [Ox][H+ ]m
0,059
0,059 [Ox]
lg[ H + ]m +
lg
E0 +
=
E = E0 +
lg
n
n
[Kh]
n
[Kh]
Nꢆu xem H+ gây nhiễu lên Ox + ne - ⇄ Kh, khi
gꢈp chung ꢅnh hưꢇng của CB chính và CB phꢏ,
phꢅi dꢍng E0‘
0,059
0,059 [Ox]
lg
E0 '= E0 +
lg[ H + ]m
E = E0 '+
n
[Kh]
n
Chương 4
HSĐT ĐIꢃU KIꢄN CꢅA BꢆN CÂN
BꢀNG TRAO ĐꢫI ĐIꢄN Tꢬ
ꢀNH HƯꢁNG CꢂA pH
Vꢅ dꢆ : Tính E0 ‘ ꢇ pH = 1 của bán cân bằng:
−
MnO4 + 5e− + 8H+ ⇄ Mn2+ + 4H2O
E0 =1,51V
E0 '= E0 +
E0 '=1,51+
pH = 1 [H+] = 10−1M
0,059
lg[ H + ]m
n
0,059
lg[10−1]8 =1,42V
5
Chương 4
HSĐT ĐIꢃU KIꢄN CꢅA BꢆN CÂN
BꢀNG TRAO ĐꢫI ĐIꢄN Tꢬ
ꢋNH HƯꢌNG CꢅA CÂN BꢀNG NHIꢊU TẠO PHꢭC
-
Ox + ne
+
Z1
Kh
+
Z2
PT Nernst:
0,059 [Ox]
lg
E = E0 +
α Ox(Z1)↓↑
Ox(Z1)1,…
α Kh(Z2) ↓↑
n
[Kh]
Kh(Z2)1,…
Kh(Z 2)
0,059 [Ox']
lg
= E0 +
(1)
(2)
n
[Kh'] Ox(Z1)
Nếu ghꢮp CB nhiꢚu vꢡ CB
chꢏnh thꢡnh CB chung:
Ox’ + ne - ⇄ Kh’
0,059 [Ox']
E = E0 '+
lg
n [Kh']
Ox(z1)
0,059
E0 '= E0 −
lg
n Kh(Z 2)
(1) vꢡ (2)
Chương 4
HSĐT ĐIꢃU KIꢄN CꢅA BꢆN CÂN
BꢀNG TRAO ĐꢫI ĐIꢄN Tꢬ
ꢋNH HƯꢌNG CꢅA CÂN BꢀNG NHIꢊU TẠO PHꢭC
-
Ox + ne
Kh
+
Z2
α Kh(Z2↓↑
Nhận
xꢐt
Kh(Z2)1
…
Khi αOX ( Z 1 ) = 1 : E0 ‘ > E0 BCB oxy hꢃa khꢁ
dꢊch chuyꢋn theo chiꢉu tꢛ trái sang phꢅi, tức tính
oxy hꢃa của dạng oxy hꢃa tăng lên
Chương 4
HSĐT ĐIꢃU KIꢄN CꢅA BꢆN CÂN
BꢀNG TRAO ĐꢫI ĐIꢄN Tꢬ
ꢋNH HƯꢌNG CꢅA CÂN BꢀNG NHIꢊU TẠO PHꢭC
-
Ox + ne
Kh
+
Z1
Nhận
xꢐt
α Ox(Z1)↓↑
Ox(Z1)1,…
2) Khi α Kh ( Z 2 ) = 1: E0‘ < E0 BCB oxy hꢃa khꢁ
dꢊch chuyꢋn theo chiꢉu tꢛ phꢅi sang trái, tức tính
oxy hꢃa của dạng oxy hꢃa giꢅm xuꢀng
Chương 4
Tải về để xem bản đầy đủ
57 trang
21120
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa phân tích - Chương 4: Hằng số đặc trưng điều kiện của các cân bằng hóa học trong nước (Bản đẹp)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_hoa_phan_tich_chuong_4_hang_so_dac_trung_dieu_kien.ppt
