Từ1807, Dalton cho rằng : Nguyên tửlà hạt nhỏnhất cấu tạo nên các chất, không thể
chia nhỏhơn nữa bằng các phản ứng hoá học.
Phân biệt nguyên tửvà nguyên tố: Nguyên tốlà tập hợp các nguyên tửcó cùng điện
tích hạt nhân, do vậy :
- Đặc trưng của nguyên tửlà điện tích hạt nhân Z và khối lượng nguyên tửA
- Đặc trưng của nguyên tốlà điện tích hạt nhân Z
Vì vậy mọi nguyên tửcó khối lượng m và kích thước (đường kính d) khác nhau.
Vềmặt cấu tạo, nguyên tửgồm 2 phần : nhân và lớp vỏnguyên tử- các electron, nhân
ởgiữa, các electron ởchung quanh, trong nhân có nhiều phần tửnhỏkhác nhau.
Nguyên tửcó kích thước và khối lượng rất nhỏ.
Nguyên tửhidro có m
106 trang |
Chia sẻ: lamvu291 | Lượt xem: 1807 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Hóa đại cương 1, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Simpo PDF Merge and Split UnregisteredĐẠI H ỌVersionC S Ư - PH ẠM
NGUY ỄN V ĂN ĐÁNG
Bài giảng
HÓA ĐẠI CƯƠNG 1
ĐÀ N ẴNG - 2011
Simpo PDF Merge and Split UnregisteredĐẠI H ỌVersionC S Ư - PH ẠM
NGUY ỄN V ĂN ĐÁNG
Bài gi ảng
HÓA ĐẠI CƯƠNG 1
(CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CẤU TẠO CHẤT)
ĐÀ N ẴNG - 2011
SimpoCh ươ PDFng 1 Merge : M ỘT SandỐ KHÁI Split NI UnregisteredỆM VÀ ĐỊNH Version LU ẬT HÓA - H ỌC
CH ƯƠ NG 1 MỘT S Ố KHÁI NI ỆM
và ĐỊNH LU ẬT HOÁ H ỌC
1.1.CÁC KHÁI NI ỆM :
- T ừ th ế k ỷ V tr ước Công nguyên, ng ười ta đã có ý ni ệm v ề nguyên t ử : là h ạt nh ỏ nh ất
cấu thành nên v ật ch ất.
- Vào cu ối th ế k ỷ th ứ XIX nguyên t ử đã tr ở thành m ột th ực t ế th ực nghi ệm. Các
o
nguyên t ử có kích th ước ≈ 1 A (10 -10 m) và có kh ối l ượng vào kho ảng 10 -23 g.
- C ũng vào lúc này (cu ối th ế k ỷ th ứ XIX) ng ười ta c ũng đã bi ết nguyên t ử có c ấu t ạo
ph ức t ạp - t ừ các h ạt c ơ b ản khác nhau.
1.1.1.Hạt c ơ b ản :
1.1.1.1.Electron (điện t ử) :
Còn được g ọi là negatron, là h ạt c ơ b ản được khám phá đầ u tiên.
Electron ( e ) mang m ột điện tích s ơ đẳng : - 1,602.10 -19 Coulomb
-27 -31
Và có kh ối l ượng : m − = 0,91.10 g = 9,1.10 kg (=1/1837 đvC)
e
+ 1
1.1.1.2.Proton : Là h ạt nhân nguyên t ử H nh ẹ (H ), ký hi ệu 1 p có :
-24
- Kh ối l ượng : m p = 1,672.10 g ( = 1,00728 đvC)
- Mang điện tích d ươ ng s ơ đẳng : 1,602.10 -19 C hay +1
1
1.1.1.3.Neutron (n) : 0 n
-24
- Kh ối l ượng : m n = 1,675.10 g ≈ m P ( = 1,00867 đvc)
- Không mang điện tích.
0
0 1 0 γ
Ngoài ra còn có các h ạt : positron : 1 e ; antiproton : −1 p ; neutrino : 0 ν ; photon : 0
1.1.2.Nguyên t ử :
Từ 1807, Dalton cho r ằng : Nguyên t ử là h ạt nh ỏ nh ất c ấu t ạo nên các ch ất, không th ể
chia nh ỏ h ơn n ữa b ằng các ph ản ứng hoá h ọc.
Phân bi ệt nguyên t ử và nguyên t ố : Nguyên t ố là t ập h ợp các nguyên t ử có cùng điện
tích h ạt nhân, do v ậy :
- Đặc tr ưng c ủa nguyên t ử là điện tích h ạt nhân Z và kh ối l ượng nguyên t ử A
- Đặc tr ưng c ủa nguyên t ố là điện tích h ạt nhân Z
Vì v ậy mọi nguyên t ử có kh ối l ượng m và kích th ước ( đường kính d) khác nhau.
Về m ặt c ấu t ạo, nguyên t ử g ồm 2 ph ần : nhân và l ớp v ỏ nguyên t ử - các electron, nhân
ở gi ữa, các electron ở chung quanh, trong nhân có nhi ều ph ần t ử nh ỏ khác nhau.
Nguyên t ử có kích th ước và kh ối l ượng r ất nh ỏ.
o
-24
Nguyên t ử hidro có m H = 1,67.10 g có d H ≈ 1 A
1.1.3.Phân t ử, ch ất :
Gi ả thi ết v ề phân t ử được Avogadro đưa ra vào n ăm 1811 :
Phân t ử là ph ần t ử nh ỏ nh ất c ủa ch ất, có kh ả n ăng t ồn t ại độ c l ập, còn gi ữ nguyên tính
ch ất hoá h ọc c ủa ch ất.
Chú ý : Gi ữ nguyên tính ch ất hoá h ọc ch ứ không ph ải tính ch ất v ật lý, phân t ử không có
tính ch ất v ật lý.
Ch ất được đặ c tr ưng b ởi hai tính ch ất quan tr ọng là đồng nh ất và có thành ph ần c ố đị nh.
Vậy g ỗ, bê tông, ...không ph ải là ch ất vì nó là h ỗn h ợp c ủa nhi ều cấu t ử khác nhau. Còn n ước
đường, r ượu, bia,....c ũng không ph ải là ch ất vì thành ph ần c ủa nó có th ể thay đổ i ch ứ không
cố đị nh.
Ch ất được t ạo nên t ừ phân t ử - vì phân t ử là ph ần t ử đạ i di ện c ủa ch ất : ch ất còn chia ra
làm 2 lo ại là đơ n ch ất và h ợp ch ất.
Đơ n ch ất : là ch ất được t ạo t ừ m ột nguyên t ố nh ư H 2, O 2, …
Hợp ch ất : là ch ất được t ạo t ừ ít nh ất hai nguyên t ố nh ư H2O, HCl, CH 3CHO, …
1.1.4. Đơ n v ị đo trong hoá h ọc :
1.1.4.1. Đơ n v ị đo kh ối l ượng :
1 HÓA ĐẠI C ƯƠ NG 1
SimpoCh ươ PDFng 1 Merge : M ỘT SandỐ KHÁI Split NI UnregisteredỆM VÀ ĐỊNH Version LU ẬT HÓA - H ỌC
+ Đơ n v ị cacbon : Hi ện nay th ường g ọi là đơ n v ị kh ối l ượng nguyên t ử.
Vì các h ạt vi mô có kh ối l ượng quá bé nên để ti ện d ụng ng ười ta quy ước đơ n v ị
nguyên t ử (u) bằng 1/12 kh ối l ượng c ủa m ột nguyên t ử 12 C
1 1 12 g -24 23
u = mC = . = 1,66056.10 g (V ới N là s ố Avogadro, b ằng 6,022.10 h ạt)
12 12 N
+ Nguyên t ử kh ối : là kh ối l ượng nguyên t ử t ươ ng đối c ủa nguyên t ố nào đó so v ới
(g ấp bao nhiêu l ần) đơ n v ị kh ối l ượng nguyên t ử. Vì v ậy nó không có đơ n v ị.
Ví d ụ : nguyên t ử kh ối c ủa H : 1,0079 (u) ; c ủa C : 12 (u)
+ Phân t ử kh ối : là kh ối l ượng phân t ử t ươ ng đối, vì v ậy t ươ ng t ự nh ư nguyên t ử
kh ối.
Ví d ụ : phân t ử kh ối c ủa H 2 là 1,0079 x 2 = 2,0158 (u)
+ Mol : là l ượng ch ất ch ứa 6,022.10 23 (= N) h ạt vi mô , vì v ậy để ch ỉ rõ lo ại h ạt vi mô
ng ười ta nói mol nguyên t ử, mol phân t ử, mol ion.
+ Kh ối l ượng mol : kh ối l ượng c ủa 1 mol : v ề tr ị s ố đúng b ằng nguyên t ử kh ối (hay
phân t ử kh ối) còn đơ n v ị là g/mol (ký hi ệu M).
m
Vì v ậy s ố mol : n = (s ố mol nguyên t ử, phân t ử, ion ,....)
M
+ Đươ ng l ượng : khi nghiên c ứu các kh ối l ượng đã k ết h ợp v ới nhau c ủa các nguyên
tố trong nhi ều h ợp ch ất hoá h ọc. Dalton nh ận th ấy các nguyên t ố k ết h ợp v ới nhau theo nh ững
kh ối l ượng nh ất đị nh, ch ứ không ph ải tu ỳ ý.
Ví d ụ : H2O được t ạo thành t ừ 16 ph ần kh ối l ượng c ủa Oxi và 2 ph ần kh ối l ượng c ủa
Hidro trong các ph ản ứng hoá h ọc. Dalton g ọi các ph ần kh ối l ượng t ươ ng đươ ng v ới nhau là
đươ ng l ượng. Ngày nay qua thu ật ng ữ mol ti ện d ụng, có th ể nói 1 mol nguyên t ử O t ươ ng
đươ ng v ới 2 mol nguyên t ử H (hay ½ mol nguyên t ử O t ươ ng đươ ng v ới 1 mol nguyên t ử H).
Nên ng ười ta phát bi ểu :
* Đươ ng l ượng c ủa m ột nguyên t ố là l ượng nguyên t ố đó có th ể k ết h ợp ho ặc thay th ế
một mol nguyên t ử H trong ph ản ứng hoá h ọc.
Ví d ụ : trong HCl, NH 3, CH 4 đươ ng l ượng c ủa các nguyên t ố Cl, N, C l ần l ượt là : 1
mol nguyên t ử Cl, 1/3 mol nguyên t ử N và 1/4 mol nguyên t ử C.
* Mol đươ ng l ượng : là kh ối l ượng c ủa 1 đươ ng l ượng nguyên t ố (ký hi ệu Đ).
Nh ư ví d ụ trên, mol đươ ng l ượng c ủa Cl, N và C l ần l ượt là : 35,5 g/mol ; 14/3 g/mol
và 12/4 = 3 g/mol (Thu ật ng ữ này tươ ng t ự kh ối l ượng mol)
* Số mol đươ ng l ượng : c ũng t ươ ng t ự nh ư s ố mol ch ất.
m
Vì v ậy s ố mol đươ ng l ượng : n =
Ð Ð
Do đó n ếu g ọi n là hoá tr ị c ủa nguyên t ố đó th ể hi ện c ụ th ể trong m ột ph ản ứng nào đó
M
thì ta luôn có : Đ = (V ới M là kh ối l ượng mol nguyên t ố đó)
n
Khái ni ệm đươ ng l ượng, mol đươ ng l ượng, s ố mol đươ ng l ượng còn được áp d ụng
cho c ả h ợp ch ất :
- Đươ ng l ượng c ủa 1 h ợp ch ất là l ượng ch ất đó t ươ ng tác (hay thay th ế) vừa đủ v ới 1
đươ ng l ượng c ủa ngyên t ử hidro hay c ủa m ột ch ất b ất k ỳ.
t0
Ví d ụ : Fe 2O3 + 3H 2 → 2Fe + 3H 2O
Đươ ng l ượng c ủa Fe 2O3 b ằng 1/6 mol phân t ử Fe 2O3.
160 -1
Mol đươ ng l ượng c ủa Fe 2O3 = (g.mol )
6
M
* V ới h ợp ch ất ta v ẫn có : Đ = (v ới n là hóa tr ị, nó ph ụ thu ộc vào t ừng ph ản ứng.)
n
Nh ư v ới ph ản ứng : H2SO 4 + 2NaOH → Na 2SO 4 + 2H 2O
Trong ph ản ứng này ta th ấy H 2SO 4 trao đổi (ho ặc thay th ế) 2 nguyên t ử H.
2 HÓA ĐẠI C ƯƠ NG 1
SimpoCh ươ PDFng 1 Merge : M ỘT SandỐ KHÁI Split NI UnregisteredỆM VÀ ĐỊNH Version LU ẬT HÓA - H ỌC
98 -1
Vậy mol đươ ng l ượng c ủa H 2SO 4 trong ph ản ứng này : Đ = = 49 (g.mol )
2
Trong khi ph ản ứng : H 2SO 4 + NaOH → NaHSO 4 + H 2O
98 -1
Thì mol đươ ng l ượng c ủa H 2SO 4 trong ph ản ứng này : Đ = = 98 (g.mol )
1
Với ph ản ứng oxi hóa kh ử : 2KMnO 4 + 5SO 2 + 2H 2O → 2MnSO 4 + K 2SO 4 + 2H 2SO 4
thì KMnO 4 có hóa tr ị 5 vì trong ph ản ứng này m ỗi phân t ử KMnO 4 đã trao đổi 5 electron :
−
− + + + → 2+ +
MnO 4 5e 8H Mn 4H 2O
Vậy đối v ới ph ản ứng trao đổi hay trung hoà thì hoá tr ị n chính là t ổng s ố đơn v ị điện
tích mà các ch ất trao đổ i v ới nhau.
Còn đối v ới ph ản ứng oxi hoá kh ử thì hoá tr ị n chính là s ố electron mà m ột phân t ử
(nguyên t ử) trao đổ i trong ph ản ứng hoá h ọc.
1.1.4.2. Đơ n v ị đo n ăng l ượng, công :
Hệ đơn v ị h ợp pháp và thông d ụng hi ện nay là h ệ SI. T ừ các đơn v ị c ơ s ở :
Chi ều dài : m
Kh ối l ượng : kg
Th ời gian (giây) : s
Nhi ệt độ : K
Lượng ch ất : mol
Cươ ng độ dòng điện : A
Từ đó : F = m. γ ⇒ đơ n v ị c ủa l ực F : kg.m.s-2
Công : A = F.s ⇒ đơ n v ị c ủa công A : kg.m.s-2 . m = kg.m 2.s-2 = J (Joule)
Mà công, nhi ệt l ượng, đề u thu ộc v ề n ăng l ượng nên đơ n v ị qu ốc t ế SI c ủa công, nhi ệt
lượng, n ăng l ượng đề u là J.
Do tính ch ất l ịch s ử, ng ười ta còn dùng m ột s ố đơn v ị phi SI :
erg = 10 -7 J ; calor (cal) = 4,184 J
watt. gi ờ Wh = 3600 J ; eV = 1,602.10 -19 J
Ng ười ta quy ước : - Khi h ệ to ả nhi ệt : Q < 0
- Khi h ệ thu nhi ệt : Q > 0
Mà khi h ệ thu nhi ệt thì sinh công nên khi sinh công A 0
F m 1 kg N
Và áp su ất p = có đơ n v ị : kg. . là = = Pa (Pascal)
s s 2 m2 m.s 2 m2
1
1atm = 1,013.10 5 Pa ; 1 bar = 10 5 Pa ≈ 1atm ; 1mmHg = atm
760
1.1.4.3.H ệ th ức Einstein v ề quan h ệ gi ữa kh ối l ượng và n ăng l ượng
Kh ối l ượng m và n ăng l ượng E là nh ững thu ộc tính c ủa v ật ch ất. Nó có th ể chuy ển hoá
lẫn nhau theo h ệ th ức : E = m.c 2
(c : v ận t ốc ánh sáng trong chân không ≈ 2,9979.10 8 m.s -1 th ường làm tròn là 3.10 8m.s -1)
Từ h ệ th ức này (E = m.c 2), n ếu nói một cách nghiêm ng ặt thì định lu ật B ảo toàn kh ối
lượng không còn chính xác, vì khi m ột ph ản ứng x ảy ra thì luôn kèm theo s ự trao đổ i n ăng
E
lượng v ới môi tr ường ngoài, khi đó kh ối l ượng ch ất s ẽ thay đổ i m ột l ượng là ∆m =
c 2
Nh ưng vì c quá lớn, nên khi có s ự trao đổ i n ăng l ượng E r ất l ớn m ới th ấy s ự bi ến đổ i
của kh ối l ượng m. Trong các ph ản ứng hoá h ọc, s ự thu phát n ăng l ượng E r ất nh ỏ nên s ự bi ến
thiên v ề kh ối l ượng m không th ể quan sát b ằng th ực nghi ệm. Vì v ậy hi ện nay đị nh lu ật B ảo
toàn khối l ượng v ẫn còn hi ệu l ực trong các ph ản ứng hoá h ọc.
1.2.CÁC ĐỊNH LU ẬT C Ơ B ẢN C ỦA HOÁ H ỌC :
1.2.1. Định lu ật b ảo toàn kh ối l ượng :
Nh ững phép tính đị nh l ượng c ủa hoá h ọc là d ựa trên định lu ật này.
3 HÓA ĐẠI C ƯƠ NG 1
SimpoCh ươ PDFng 1 Merge : M ỘT SandỐ KHÁI Split NI UnregisteredỆM VÀ ĐỊNH Version LU ẬT HÓA - H ỌC
Định lu ật này do các nhà Bác h ọc Lomonoxop (1756) và Lavoisier (1789) phát hi ện m ột
cách độc l ập v ới nhau - nh ờ thí nghi ệm nung kim lo ại trong bình kín và cân đo bình tr ước và
sau ph ản ứng, th ấy r ằng kh ối l ượng không đổ i tr ước và sau ph ản ứng .
Nội dung c ủa đị nh lu ật được phát bi ểu :
Kh ối l ượng c ủa các ch ất tham gia ph ản ứng b ằng kh ối l ượng các ch ất t ạo thành sau
ph ản ứng.
Định lu ật này đúng v ới các ph ản ứng hoá h ọc, nh ưng là gi ới h ạn c ủa ph ản ứng h ạt nhân,
do s ự chuy ển hoá v ật ch ất thành n ăng l ượng t ừ công th ức Einstein : E = mc 2 đã đề c ập t ừ
ph ần tr ước.
Bảo toàn nguyên t ố - m ột tên g ọi khác c ũng c ủa đị nh lu ật b ảo toàn kh ối l ượng do
Lavoisier tìm ra, có th ể phát bi ểu : Kh ối l ượng c ủa nguyên t ố trong các ph ản ứng luôn được
bảo toàn. Khi gi ải toán hóa, ng ười ta th ường dùng : số mol nguyên t ử được b ảo toàn trong
ph ản ứng hóa h ọc.
Thí d ụ : Đốt cháy m ột ch ất h ữu c ơ X c ần a mol O 2 thu được b mol CO 2 và c mol H 2O.
Xác định công th ức đơn gi ản c ủa X.
Gi ải : B ảo toàn nguyên t ố : n C = n CO2 = b ; n H = 2n H2O = 2c. C ũng b ảo toàn nguyên t ố
(nguyên t ố O) : n O(X) + n O(O2) = n O(CO2) + n O(H2O) ⇒ n O(X) + 2a = 2b + c ⇒ n O(X) = 2b + c - 2a.
nC : n H : n O = b : 2c : (2b + c - 2a) ⇒ Công th ức đơn gi ản c ủa X
1.2.2. Định lu ật thành ph ần không đổ i :
Ví d ụ : 18g nước được t ạo thành t ừ 2g hidro (l ấy tròn) và 16g oxi.
Dù nước được điều ch ế theo b ất c ứ cách gì (t ổng h ợp t ừ H 2 và O 2, hay b ất k ỳ cách nào
khác) và b ất k ỳ ta điều ch ế ở n ơi ch ốn nào thì thành ph ần đị nh tính và định l ượng (m H : m O =
1: 8) v ẫn không đổ i.
Ngày nay ta xem đấy là điều hi ển nhiên nh ưng các nhà bác h ọc đã b ỏ r ất nhi ều công
sức, mày mò theo dõi b ằng r ất nhi ều th ực nghi ệm (d ĩ nhiên các định lu ật đề u t ừ th ực nghi ệm
mà ra). Định lu ật này là do Proust tìm ra vào n ăm 1799 : Mỗi m ột h ợp ch ất hoá h ọc đề u có
thành ph ần đị nh tính và định l ượng không đổ i mà không ph ụ thu ộc vào cách điều ch ế ch ất đó.
Nếu kh ảo sát m ột cách nghiêm ng ặt thì định lu ật này c ũng b ị vi ph ạm n ếu thành ph ần
đồng v ị c ủa ch ất thay đổ i. Nh ư H 2O khác D 2O (vì có th ể t ại th ời điểm này, t ại đị a điểm khác
thành ph ần đồ ng v ị có th ể khác nhau, d ẫn đế n thành ph ần kh ối l ượng khác nhau).
Do v ậy để chính xác h ơn ta nên phát bi ểu : Mỗi m ột h ợp ch ất hoá h ọc đề u có thành
ph ần đị nh tính và định l ượng không đổ i mà không ph ụ thu ộc vào cách điều ch ế ch ất đó n ếu
thành ph ần đồ ng v ị c ủa các ch ất tham gia ph ản ứng không đổ i.
Trong nh ững ph ản ứng thông th ường ta th ường b ỏ qua s ự sai bi ệt nh ỏ này.
1.2.3 Định lu ật t ỉ l ệ b ội :
Khi kh ảo sát v ề các nguyên t ố ph ản ứng v ới nhau có th ể t ạo thành nhi ều s ản ph ẩm khác
nhau, Dalton đã đư a ra định lu ật này (1803) :
N ếu hai nguyên t ố t ạo thành v ới nhau nhi ều h ợp ch ất hoá h ọc, thì nh ững kh ối l ượng
của nguyên t ố này để k ết h ợp v ới cùng kh ối l ượng c ủa nguyên t ố kia trong các h ợp ch ất đó t ỉ
lệ v ới nhau nh ư nh ững s ố nguyên nh ỏ.
Dalton c ũng là ng ười có nhi ều đóng góp cho thuy ết nguyên t ử, c ũng nh ư định lu ật
đươ ng l ượng.
Ví d ụ : Trong oxit cacbon : 12g C k ết h ợp v ới 16g oxi, t ỉ l ệ m C : m O = 3 : 8 ; còn trong
cacbonic : thì c ứ 12g C k ết h ợp v ới 32g oxi, t ỉ l ệ : m C : m O = 3 : 8
Ta th ấy s ố ph ần kh ối l ượng oxi k ết h ợp v ới cùng m ột ph ần kh ối l ượng C trong hai ch ất
ấy (oxit cacbon và cacbonic) t ỉ l ệ 1 : 2.
Cũng nh ư trong axit hipocloro, axit cloro, axit cloric, axit percloric : s ố ph ần kh ối l ượng
của oxi k ết h ợp v ới cùng m ột ph ần kh ối l ượng c ủa H (hay của Cl) trong 4 h ợp ch ất ấy l ần l ượt
theo t ỉ l ệ : 1 : 2 : 3 : 4
Định lu ật này c ũng b ị vi ph ạm khi xét đế n nh ững hidrocacbon m ạch dài.
Ví d ụ : C 20 H42 v ới C 21 H44 ch ẳng h ạn, ta th ấy 2 h ợp ch ất này v ẫn t ỉ l ệ v ới nhau, nh ưng
không ph ải là s ố nguyên nh ỏ.
4 HÓA ĐẠI C ƯƠ NG 1
SimpoCh ươ PDFng 1 Merge : M ỘT SandỐ KHÁI Split NI UnregisteredỆM VÀ ĐỊNH Version LU ẬT HÓA - H ỌC
1.2.4. Định lu ật Gay Lussac và định lu ật Avogadro :
Gay - Lussac là ng ười đầ u tiên nghiên c ứu đị nh l ượng v ề ph ản ứng gi ữa các ch ất khí,
ông nh ận th ấy th ể tích các ch ất khí tham gia ph ản ứng ( ở cùng điều ki ện nhi ệt độ , áp su ất) và
các ch ất khí t ạo thành luôn t ỉ l ệ v ới nhau.
Nh ư ph ản ứng gi ữa hidro và clo để cho khí clorua hidro : c ứ m ột th ể tích hidro ph ản ứng
vừa đủ v ới m ột th ể tích clo cho 2 th ể tích clorua hidro....
Ông quy k ết : các th ể tích các ch ất khí tham gia ph ản ứng t ỉ l ệ v ới nhau và t ỉ l ệ v ới các
th ể tích khí c ủa các s ản ph ẩm khí t ạo thành nh ư nh ững s ố nguyên nh ỏ.
Avogadro sau khi quan sát các ph ản ứng khí đã đư a ra định lu ật : Ở cùng điều ki ện
(nhi ệt độ , áp su ất) nh ư nhau nh ững th ể tích b ằng nhau c ủa m ọi ch ất khí đề u ch ứa cùng m ột
số phân t ử. (1811)
Định luật c ủa Avogadro đã đư a đến m ột s ố h ậu qu ả :
- Ông đã đư a ra khái ni ệm phân t ử (là ph ần t ử nh ỏ nh ất c ủa ch ất). Ngoài ra ông còn nh ấn
mạnh : phân t ử c ủa đơn ch ất không đồ ng nh ất v ới nguyên t ử mà th ường g ồm m ột s ố nguyên
tử.
- S ố nguyên t ố được b ảo toàn.
- Và trên c ơ s ở đó, ng ười ta gi ả thi ết r ằng v ới các ch ất khí phân t ử g ồm 2 nguyên t ử.
Dựa vào đó có th ể gi ải thích d ễ dàng định lu ật t ỉ s ố th ể tích (Gay -Lussac)
Cũng t ừ đị nh lu ật Avogadro k ết h ợp v ới đị nh ngh ĩa v ề mol ta có th ể nói : M ột mol c ủa
bất k ỳ ch ất khí nào c ũng đề u chi ếm cùng m ột th ể tích khí, khi nó cùng điều ki ện nhi ệt độ , áp
su ất. Và b ằng cách cân 1 lít c ủa b ất k ỳ ch ất khí nào ở điều ki ện tiêu chu ẩn (1atm, 0 oC), mà
ng ưòi ta đã bi ết được kh ối l ượng mol c ủa nó. T ừ đó dễ dàng suy ra : 1 mol c ủa b ất k ỳ ch ất khí
nào ở điều ki ện tiêu chu ẩn c ũng chi ếm m ột th ể tích là 22,4 lít.
1.2.5. Định lu ật đươ ng l ượng :
Từ định ngh ĩa c ủa đươ ng l ượng ta th ấy : 1 đươ ng lượng ch ất này tác d ụng v ừa đủ v ới 1
đươ ng l ượng ch ất khác, hay n đươ ng l ượng ch ất này tác d ụng v ừa đủ v ới n đươ ng l ượng ch ất
khác .
Dalton đư a ra định lu ật : Các ch ất tác d ụng v ới nhau theo nh ững kh ối l ượng t ỉ l ệ v ới
đươ ng l ượng c ủa chúng.
Vậy n ếu m A gam ch ất A tác d ụng v ừa đủ v ới m B gam ch ất B và n ếu trong m A gam ch ất
A có n đươ ng l ượng ch ất A thì trong m B gam ch ất B c ũng có n đươ ng l ượng ch ất B. N ếu ta ký
hi ệu ĐA và ĐB l ần l ượt là mol đươ ng l ượng ch ất A và B.
Ð A m A
Ta đã có : m A = n. ĐA và m B = n. ĐB ; suy ra : =
ÐB mB
* Ví d ụ :
- Hòa tan 16,86g kim lo ại c ần 14,7g axit. Tính mol đươ ng l ượng c ủa kim lo ại ĐKL bi ết
mol đươ ng l ượng c ủa axit Đaxit = 49
Ð A mA 18 86,
Gi ải : T ừ = suy ra ĐKL =49.
Ð B mB 14 7,
- Xác định mol đươ ng l ượng c ủa kim lo ại ĐM bi ết MCl 3 ch ứa 28,2 % kim lo ại M và ĐCl
= 35,5.
Ð m 28 2,
Gi ải : T ừ A = A suy ra Đ = 35,5.
M −
Ð B mB 100 28 2,
1.3.CÁC PH ƯƠ NG PHÁP XÁC ĐỊNH KH ỐI L ƯỢNG PHÂN T Ử - NGUYÊN T Ử
1.3.1.Xác định kh ối l ượng phân tử các ch ất khí và ch ất d ễ bay h ơi)
Chúng ta có 2 cách, nh ưng c ả hai đều d ựa trên định lu ật Avogdro :
1.3.1.1.Theo t ỉ kh ối : Theo ph ươ ng pháp này để xác đị nh kh ối l ượng phân t ử M
của ch ất khí c ần xác đị nh, d ựa vào kh ối l ượng phân t ử M c ủa ch ất đã bi ết. Nếu g ọi ch ất ch ưa
bi ết kh ối l ượng mol là X, ch ất đã bi ết kh ối l ượng mol là A. Trong cùng điều ki ện nhi ệt độ , áp
su ất, các th ể tích b ằng nhau c ủa 2 ch ất khí có kh ối l ượng là m X và m A và có kh ối l ượng mol là
5 HÓA ĐẠI C ƯƠ NG 1
SimpoCh ươ PDFng 1 Merge : M ỘT SandỐ KHÁI Split NI UnregisteredỆM VÀ ĐỊNH Version LU ẬT HÓA - H ỌC
m X mA mX M X mX
MX và M A. Theo Avogadro : = hay = . T ỉ l ệ kh ối l ượng ( ở cùng
M X M A mA M A mA
điều ki ện nhi ệt độ , áp su ất) g ọi là t ỉ kh ối c ủa ch ất khí X so v ới ch ất khí A - th ường ký hi ệu là
M X
d X . V ậy d X = . Nh ư v ậy n ếu bi ết d X và M A ta xác định được M X.
A A M A A
Xác định M A và d X bằng cách là :
A
- M : ch ọn ch ất nào đã bi ết kh ối l ượng mol, thông th ường là H ( M = 2) ho ặc không
A 2 H2
khí (M KK ≈ 29).
- d X : cân 2 th ể tích b ằng nhau ( ở cùng điều ki ện) c ủa ch ất khí X và khí A được m X và
A
mX
mA suy ra d X =
A mA
1.3.1.2.Theo th ể tích mol :
Theo h ệ qu ả c ủa đị nh lu ật Avogadro : M ột mol c ủa b ất k ỳ ch ất khí nào ở điều ki ện tiêu
chu ẩn c ũng chi ếm 1 th ể tích là : 22,4 lít. Nh ư v ậy cân V 0 lít khí c ần xác đị nh M ở điều ki ện
tiêu chu ẩn được kh ối l ượng m, suy ra M = 22 4, m
V0
Ho ặc xác đị nh V lít khí ở điều ki ện b ất k ỳ (d ĩ nhiên phải bi ết áp su ất p và nhi ệt độ T lúc
ấy) là m (g). R ồi nh ờ vào ph ươ ng trình tr ạng thái khí : p.V = n.R.T = m . R.T
M
Suy ra M (c ần nh ớ ph ươ ng trình khí lý t ưởng ch ỉ đúng khi áp su ất p nh ỏ).
1.3.2.Xác định kh ối l ượng nguyên t ử
1.3.2.1.Ph ươ ng pháp Kannizzaro (1858) :
Ph ươ ng pháp này ti ến hành theo 3 b ước :
- Bước 1 : Xác định kh ối l ượng phân t ử các ch ất khí ho ặc các ch ất d ễ bay h ơi có ch ứa
nguyên t ố c ần xác đị nh càng nhi ều càng t ốt (nh ờ ph ươ ng pháp xác định kh ối l ượng phân t ử ở
ph ần 1.3.1 ).
- Bước 2 : Bằng ph ươ ng pháp phân tích (th ực nghi ệm), xác định hàm l ượng c ủa nguyên
tố đó trong các phân t ử c ủa h ợp ch ất đã xác định ở b ước 1.
- Bước 3 : D ựa vào các s ố li ệu ở b ước 1 và 2, xác định kh ối l ượng c ủa nguyên t ố c ần tìm
trong t ừng h ợp chất, con s ố nh ỏ nh ất (chính xác