Bài giảng Hóa đại cương 1

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

pdf106 trang | Chia sẻ: lamvu291 | Lượt xem: 1689 | Lượt tải: 1download
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
Tài liệu liên quan