Bài giảng Hóa đại cương - Chương 14: Cân bằng trong dung dịch chất điện ly khó tan

Nội dung text: Bài giảng Hóa đại cương - Chương 14: Cân bằng trong dung dịch chất điện ly khó tan

1. CHƯƠNG 14 CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LY KHÓ TAN
2. CHẤT ĐIỆN LY KHÓ TAN CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH  Trong dung dịch nước bão hòa của chất điện ly khó tan có cân bằng dị thể: n m A m B n r mA dd nB dd  Hằng số cân bằng ( a là hoạt độ): m n a n a m  K A A a A m B n
3. TÍCH SỐ TAN  Vì chất khó tan có độ tan rất nhỏ, nên trong dung dịch bão hoà xem nồng độ bằng hoạt độ, hoạt độ của chất rắn là hằng số: m n K .a a n a m const A m B n A B m n K ' C n C m A B  Đặt T = K’, gọi là tích số độ tan, hay là tích số tan: m n T C n C m A B
4.  Ví dụ: +2 -2 BaSO4(r) Ba (dd) + SO4 (dd) +2 -2 T = [Ba ][SO4 ]  Tích số tan phụ thuộc nhiệt độ (nên thường phải chỉ ra giá trị T tại nhiệt độ nào), pH, nồng độ các ion, chất tan khác trong dung dịch  Liên hệ giữa tích số tan và thế đẳng áp 0 0 0 G RT ln T H T S A m B n
5. TÍCH SỐ TAN VÀ ĐỘ TAN  Gọi S là độ tan tính theo mol/l của AmBn m n m n m n T A mS nS m n S m B n  Hay độ tan được tính: T A B S m n m n m n m n
6.  Điều kiện tan kết tủa m n C n C m T A B A m B n  Điều kiện tạo kết tủa m n C n C m T A B A m B n
7. BẢNG TÍCH SỐ TAN Hợp chất Công thức Nhiệt độ T –34 Aluminum Hydroxide anhydrous Al(OH)3 25°C 3×10 –21 Aluminum Phosphate AlPO4 25°C 9.84×10 –4 Barium Bromate Ba(BrO3)2 25°C 2.43×10 –9 Barium Carbonate BaCO3 25°C 8.1×10 –10 Barium Sulfate BaSO4 25°C 1.08×10 –10 Barium Sulfate BaSO4 50°C 1.98×10 –22 Beryllium Hydroxide Be(OH)2 25°C 6.92×10 Cadmium Sulfide CdS 18°C 3.6×10–29 –8 Calcium Carbonate calcite CaCO3 25°C 0.87×10 –6 Calcium Hydroxide Ca(OH)2 25°C 5.02 –33 Calcium Phosphate tribasic Ca3(PO4)2 25°C 2.07×10 –5 Calcium Sulfate CaSO4 25°C 4.93×10
8. Hợp chất Công thức Nhiệt độ T –20 Cupric Hydroxide Cu(OH)2 25°C 4.8×10 Cupric Sulfide CuS 18°C 8.5×10–45 18°C- Cuprous Iodide CuI 5.06×10–12 20°C –36 Ferric Hydroxide Fe(OH)3 18°C 1.1×10 18°C- Ferrous Carbonate FeCO 2×10–11 3 25°C –15 –16 Ferrous Hydroxide Fe(OH)2 25°C 1×10 ; 8.0×10 Ferrous Sulfide FeS 18°C 3.7×10–19 –4 Lead Chloride PbCl2 25.2°C 1.0×10 1×10–16; 1.43×10– Lead Hydroxide Pb(OH)2 25°C 20 –8 Lead Sulfate PbSO4 18°C 1.06×10 Lead Sulfide PbS 18°C 3.4×10–28 –5 Magnesium Carbonate MgCO3 12°C 2.6×10 –11 Magnesium Hydroxide Mg(OH)2 18°C 1.2×10
9. Hợp chất Công thức Nhiệt độ T –14 Manganese Hydroxide Mn(OH)2 18°C 4×10 Manganese Sulfide MnS 25°C 10–22 (green) –15 Mercuric Chloride HgCl2 25°C 2.6×10 Mercuric Hydroxide –26 Hg(OH)2 25°C 3.6×10 (equilib. with HgO + H2O) –29 Mercuric Iodide HgI2 25°C 3.2×10 4×10–53 to 2×10– Mercuric Sulfide HgS 18°C 49 –16 Nickel Hydroxide Ni(OH)2 25°C 5.48×10 Silver Bromide AgBr 25°C 7.7×10–13 Silver Chloride AgCl 25°C 1.56×10–10 Silver Chloride AgCl 50°C 13.2×10–10 Silver Chloride AgCl 100°C 21.5×10–10 Silver Iodide AgI 25°C 1.5×10–16 18°C- Zinc Hydroxide Zn(OH) 1.8×10–14 2 20°C
10. Ảnh hưởng các ion trong dung dịch đến S  Khi thay nồng độ bằng hoạt độ, ta có: T A m B n S m n m n m n m n f A m B n  Nhắc lại: Với dung dịch nước ta có: lg f 0 .5 Z n .Z m I A m B n A B 1 2 I C i Z i 2
11.  Khi thêm chất lạ không có ion chung với chất điện ly:  Lực ion I tăng, làm hệ số hoạt độ f giảm dẫn đến làm tăng độ tan của chất điện ly. -12  Ví dụ: Tính số tan của Ag2CrO4 là 2x10 trong nước ở 250C. Tính độ tan của chất này. 2 Ag 2 CrO 4 2 Ag CrO 4 2 1 2 3 T Ag CrO C C 2 2 C C 4 C 2 4 Ag CrO 4
12.  Trong đó 2 1 2 3 T Ag CrO C C 2 2 C C 4 C 2 4 Ag CrO 4 12 T 2 10 5 3 3 C 2 7 .9 10 mol / l CrO 4 4 4 -2  Mà nồng độ [CrO4 ] trong dung dịch bằng độ -5 tan của Ag2CrO4, tức là S = 7.9x10 M
13.  Bây giờ, nếu xét Ag2CrO4 trong dung dịch 0.01N ' 1 2 2 2 2 I C 1 C 2 2 C 1 C 1 Ag CrO K NO 2 4 3 + -2 +  Do nồng độ Ag và CrO4 quá nhỏ so với K - và NO3 , nên: ' 1 2 2 I C 1 C 1 0 .01 K NO 2 3
14. ' f 0 .794 Ag 2 CrO 4 2 ' 2 10 4 S 3 1 .4 10 mol / l 3 4 0 .794  Độ tan tăng: 4 1 .4 10 1 .77 5 7 .9 10
15.  Khi thêm chất lạ có ion chung với chất điện ly khó tan:  I và f tăng, nhưng do nồng độ ion chung tăng mạnh hơn nên làm cho độ tan phải giảm xuống theo nguyên lý chuyển dịch cân bằng.  Ví dụ: Xét ví dụ trên nhưng trong dung dịch AgNO3 0.01N. I, f vẫn như trên, I = 0.01, f = 0.794
16.  Nhưng khi có mặt Ag+ 2 1 2 T Ag CrO C C 2 0 .01 C 2 2 4 Ag CrO 4 CrO 4 4 8 C 2 T Ag CrO 10 2 10 mol / l CrO 4 2 4 -2  Ở đây nồng độ [CrO4 ] trong dung dịch bằng độ tan của Ag2CrO4, vì vậy độ tan giảm: 5 8 .22 10 3 4 .11 10 8 2 10