Bài giảng Hóa học đại cương - Chương 5: Trạng thái tập hợp các chất

Nội dung text: Bài giảng Hóa học đại cương - Chương 5: Trạng thái tập hợp các chất

1. 2/22/2013 LOGO Company Logo CHƯƠNG 5: TRẠNG THÁI TẬP HỢP CÁC CHẤT 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp www.themegallery.com 5.2 Trạng thái khí PowerPoint Template Add your company slogan 5.3 Trạng thái lỏng 5.4 Trạng thái rắn Company Logo Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Trạng thái tồn tại của chất(khí, lỏng, rắn) ở điều kiện nào đó, nó phụ thuộc vào: - Chuyển động nhiệt của các tiểu phân. - Lực tương tác giữa các tiểu phân. Company Logo Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Solid Gas Liquid Click xem violip 1
2. 2/22/2013 Company Logo Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Company Logo Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Company Logo Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Trạng thái Rắn Lỏng Khí Tịnh tiến, Tịnh tiến, Chuyển động dao động quay, dao quay, dao động động Khoảng cách bé, kích cỡ tăng lên quá khá lớn so cỡ kích thước với kích giữa các hạt hạt hạt thước hạt Hình dạng có thể tích không có thể Hình dạng và thể tích nhưng ko có tích và hình bảo toàn hình dạng dạng 2
3. 2/22/2013 Company Logo Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Khí (gas) Liberates Energy Hóa hơi Ngưng tụ Lỏng (liquid) Nóng chảy Hóa rắn Rắn (solid) Requires Energy Company Logo Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất
   Ngoài các trạng thái Rắn, lỏng, khí còn có một trạng thái khác (trạng thái thứ tư).
   Đố các bạn trạng thái đó là gì? Click xem violip Click xem violip Company Logo Company Logo 5.2 Trạng thái khí 5.2.1 Khái niệm
   Có thể nén hay giãn dễ dàng.
   Tác dụng lên bề mặt tiếp xúc chúng. 5.2.1 Khái niệm
   Có khối lượng riêng nhỏ hơn chất lỏng và rắn. 5.2.2 Phương trình trạng thái khí lý tưởng 5.2.3 Áp suất riêng phần chất khí 3
4. 2/22/2013 Company Logo Company Logo 5.2.1 Khái niệm 5.2.1 Khái niệm
   Không có hình dạng cố định.
   Có hình dạng bình chứa Click xem violip Khi cho các chất khí vào một bình chứa chúng sẽ trộn đều nhau. Company Logo Company Logo 5.2.1 Khái niệm 5.2.1 Khái niệm
   Tại t 0 không đổi, V khí tỉ lệ nghịch P của nó. Tại áp suất không đổi, V tỉ lệ thuận với t 0 khí tuyệt đối của nó. hay ( k1:hằng số tỷ lệ) k1 V= V x P= k 1 V = k 2T hay V/T = k 2 hay P V1/V 2 = T 1/T 2 (k 2: hằng số tỷ lệ) Company Logo Company Logo 5.2.2 Phương trình trạng thái khí lý tưởng Bảng gía trị R phụ thuộc vào đơn vị đo
   Trong đó: PV= nRT P V R Đơn vị - P: áp suất - V: thể tích N/m 2 m3 8,3144 J./mol.K - n: số mol 0 - T: nhiệt độ( K) 22,4/273 atm lít l.atm/mol.K - R: hằng số khí lý =0,0821 tưởng phụ thuộc vào đơn vị đo. ml.mmHg/ 0 mmHg ml 62400
   Ở nhiệt độ 0 C, áp suất 1 atm, 1 mol khí mol.K bất kỳ đều có thể tích 22,414 lít. 4
5. 2/22/2013 Company Logo Company Logo 5.2.3 Áp suất riêng phần chất khí 5.2.3 Áp suất riêng phần chất khí
   Trong bình gồm nhiều chất khí
   Mỗi chất tạo ra áp suất riêng phần của chúng. Click xem violip Company Logo Company Logo 5.2.3 Áp suất riêng phần chất khí 5.2.3 Áp suất riêng phần chất khí
   Định luật Dalton: Áp suất chung của hỗn hợp các chất khí không tham phản ứng hóa học với nhau bằng tổng áp suất riêng của các chất khí trong hỗn hợp. Phh = P 1 + P 2 + P 3 + .+ P n
   Trong đó: - Phh : áp suất hỗn hợp - P1,P 2,P 3, , P n:áp suất riêng chất khí . Company Logo Company Logo 5.3 Trạng thái lỏng 5.3.1 Tính thẩm thấu 5.3.1 Tính thẩm thấu 5.3.2 Áp suất hơi bão hòa 5.3.3 Nhiệt độ sôi của chất lỏng 5.3.4 Nhiệt hóa hơi 5.3.5 Độ nhớt 5.3.6 Sức căng bề mặt 5.3.7 Tính mao dẫn 5
6. 2/22/2013 Company Logo Company Logo 5.3.1 Tính thẩm thấu 5.3.2 Áp suất hơi bão hòa
   Áp suất hơi chất lỏng ở trạng thái bão hòa được gọi là áp suất hơi bão hòa. Mỗi chất lỏng có áp suất hơi bão hòa xác định.
   Áp suất hơi bão hòa tỷ lệ thuận với nhiệt độ. Click xem violip 1 Click xem violip 2 Company Logo Company Logo 5.3.3 Nhiệt độ sôi của chất lỏng
   Nhiệt độ sôi là nhiệt độ tại đó áp suất hơi bão hòa của một chất lỏng bằng áp suất khí quyển (1 atm). Click xem violip Company Logo Company Logo 5.3.4 Nhiệt hóa hơi 5.3.5 Độ nhớt Nhiệt hóa hơi là Các lớp chất lỏng cản lại chuyển động của nhiệt lượng cần chúng đối với nhau gọi là tính nhớt. hấp thụ để làm hóa hơi 1 mol F = η.S. ∆V Click xem violip chất lỏng tại Trong đó: ∆x nhiệt độ sôi. Kí - η: độ nhớt (poazơ). ∆ hiệu: Hhh và đơn -S: diện tích tiếp xúc hai chất lỏng vị nhiệt hóa hơi: kJ/mol. - ∆V: độ chênh lệch hai vận tốc chất lỏng - ∆x: khoảng cách giữa hai chất lỏng. 6
7. 2/22/2013 Company Logo Company Logo 5.3.5 Độ nhớt 5.3.5 Độ nhớt Company Logo Company Logo 5.3.5 Độ nhớt 5.3.6 Sức căng bề mặt Click xem violip1 Click xem violip2 Company Logo Company Logo 5.3.6 Sức căng bề mặt 5.3.6 Sức căng bề mặt 7
8. 2/22/2013 Company Logo Company Logo 5.3.6 Sức căng bề mặt 5.3.6 Sức căng bề mặt
   Là tính chất đặc trưng của lớp bề mặt chất lỏng tiếp xúc vơi những pha khác. Company Logo Company Logo 5.3.6 Sức căng bề mặt 5.3.6 Sức căng bề mặt Click xem violip1 Click xem violip2 Company Logo Company Logo Sức căng bề mặt của nước và Hg 5.3.7 Tính mao dẫn Capillary 8
9. 2/22/2013 Company Logo Company Logo 5.3.7 Tính mao dẫn 5.3.7 Tính mao dẫn Company Logo Company Logo 5.3.7 Tính mao dẫn 5.3.7 Tính mao dẫn Company Logo Company Logo 5.3.7 Tính mao dẫn 5.3.7 Tính mao dẫn
   Là kết quả của sức căng bề mặt xuất hiện trên bề mặt chất lỏng và rắn. hc1 hc2 hc3 Chiều cao của hc4 chất lỏng phụ thuộc vào đường kính của mao quản 9
10. 2/22/2013 Company Logo Company Logo 5.4 Trạng thái rắn 5.4.1 Trạng thái tinh thể 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.1.1 Đặc trưng của tinh thể Trạng Trạng Đồng 5.4.1.2 Mạng lưới tinh thể thái thái vô hình và 5.4.1.3 Tính đối xứng và hệ tinh thể tinh thể địnhhình đa hình 5.4.1.4 Các kiểu mạng tinh thể Company Logo Company Logo 5.4.1.1 Đặc trưng của tinh thể 5.4.1.1 Đặc trưng của tinh thể
    Đa số chất rắn ở trạng thái tinh thể.
    Có khả năng tự kết tinh.
    Trong tinh thể chứa các nguyên tử
    Mỗi loại tinh thể có t0 nóng chảy xác định.
    Tính định hướng, khúc xạ ánh sáng. Lá Al
    Tính dẫn điện và nhiệt. Company Logo Company Logo 5.4.1.1 Đặc trưng của tinh thể 5.4.1.1 Đặc trưng của tinh thể Sự kết tinh của Cu(đường nguội của Cu) Sự kết tinh của kim loại 10
11. 2/22/2013 Company Logo Company Logo 5.4.1.1 Đặc trưng của tinh thể 5.4.1.1 Đặc trưng của tinh thể Tinh thể nhánh cây
    Sản phẩm quá trình:
    Tinh thể nhánh cây = Hạt tinh thể
    Bề mặt phân cách = Biên giới hạt Hạt kim lọai Company Logo Company Logo 5.4.1.2 Mạng lưới tinh thể 5.4.1.2 Mạng lưới tinh thể Ô sơ sở(cơ bản) Thông số mạng Nút mạng Phương tinh thể Lỗ hổng Company Logo Company Logo Ô cơ sở Thông số mạng Các nguyên tử sắp xếp có quy luật
    Mô hình không gian gọi là ô cơ sở (ô cơ bản) - Độ lớn các cạnh: a, b, c - Các góc hợp bởi các cạnh a,b,c : α , β , γ 11
12. 2/22/2013 Company Logo Company Logo Thông số mạng Thông số mạng Nhiều ô cơ sở sắp xếp liên tiếp theo 3 chiều trong không gian tạo thành mạng tinh thể Company Logo Company Logo Nút mạng Phương tinh thể Là đường thẳng đi qua nút mạng
    Nút mạng: - Giao nhau của 2 đường thẳng nối tâm của 1 nguyên tử với 2 nguyên tử kề cạnh nó => Nút mạng - Nguyên tử (ion, phân tử ): nằm tại nút Hình 1:Phương theo Hình 1:Phương theo mạng Hình 3:Phương đường chéo khối đường chéo mặt theo cạnh Company Logo Company Logo Số phối vị (phối trí) Lỗ hổng (hốc tinh thể) Cách sắp xếp khít nhất  Số nguyên tử nằm gần nhau nhất và cách đều một nguyên tử trong mạng  Ký hiệu : K 12
13. 2/22/2013 Company Logo Company Logo Lỗ hổng (hốc tinh thể) Lỗ hổng (hốc tinh thể) -Lỗ hổng: không gian trống được giới hạn bởi hình khối nhiều mặt mà mỗi đỉnh khối là tâm nguỵên tử (ion) tại nút mạng. Company Logo Company Logo Lỗ hổng (hốc tinh thể) 5.4.1.3 Tính đối xứng và hệ tinh thể
    Dựa vào tính chất đối xứng của tâm, mặt phẳng, trục đối xứng ta phân loại các tinh thể làm 7 loại. Company Logo Company Logo 5.4.1.3 Tính đối xứng và hệ tinh thể 5.4.1.3 Tính đối xứng và hệ tinh thể Mạng lưới Mạng lưới Hệ tinh thể Độ dài và góc Hệ tinh thể Độ dài và góc Bravais Bravais a = b # c Đơn giản Đơn giản 3.Tứ phương 0 a = b =c α = β = γ = 90 Tam khối 1.Lập phương Tâm khối α = β = γ= 90 0 a # b # c Đơn giản Tâm diện 4.Đơn tà α = γ = 90 0 # β Tâm cuối Đơn giản a # b # c a = b = c Tâm khối 5.Tam phương Đơn giản 2.Tà phương α = β = γ = 90 0 α = β # γ # 90 0 Tâm cuối a # b # c Tâm diện 6.Tam tà Đơn giản α = β # γ # 90 0 a = b # c 7.Lục phương Đơn giản α = β =90 0, γ =120 0 13
14. 2/22/2013 Company Logo Company Logo Sai lệch(khuyết tật) trong kim loại Sai lệch điểm Sai lệch điểm Là lệch có kích thước nhỏ theo 3 Sai lệch đường chiều không gian, có dạng 1 điểm. Sai lệch khối Sai lệch mặt Company Logo Company Logo Sai lệch điểm Sai lệch đường Nguyên nhân :
    Sai lệch có kích thước nhỏ (kt nguyên tử)
    Nguyên tử dao động nhiệt
    theo 2 chiều và lớn theo chiều thứ 3, có Rời khỏi nút mạng => Nút trống dạng 1 đường (thẳng, cong, xoắn ốc). Ngtử nằm giữa các nút mạng : Nguyên tử xen kẽ.
    Tạp chất: Thay thế ngtử ở nút mạng  Nguyên tử thay thế. Nằm xen kẽ các nút mạng  Nguyên tử xen kẽ. Company Logo Company Logo Sai lệch đường Sai lệch đường Sai lệch biên Sai lệch xoắn 14
15. 2/22/2013 Company Logo Company Logo Sai lệch mặt Sai lệch khối Sai lệch có kích
    Sai lệch có kích thước lớn theo 3 chiều thước lớn theo 2 đo trong mạng tinh thể. chiều đo và nhỏ Ví dụ :Rỗ co, Rỗ khí. theo chiều thứ 3→ Dạng một mặt (phẳng, cong, uốn lượn).
    Lệch: Biên giới hạt Company Logo Company Logo Tính trượt của kim loại 5.4.2 Trạng thái vô định hình Các nguyên tử (phân tử) sắp xếp không có trật tự & không có quy luật theo 3 chiều trong không gian ở trạng thái rắn. SiO 2 Company Logo Company Logo 5.4.2 Trạng thái vô định hình 5.4.2 Trạng thái vô định hình
    Không tự kết tinh.
    Tiểu phân sắp xếp hỗn độn.
    Không có nhiệt độ nóng chảy xác định.
    Có tính đẳng hướng.
    Có thể bị biến dạng khi có F tác dụng. Hình d ạng phân t ử Polyme 15
16. 2/22/2013 Company Logo Company Logo 5.4.2 Trạng thái vô định hình 5.4.2 Trạng thái vô định hình Búi Lướ i
    σσσ σσσ Hình d ạng phân t ử Polyme Company Logo Company Logo 5.4.2 Trạng thái vô định hình 5.4.2 Trạng thái vô định hình H H H H - C – C- - C – C- H Cl H H Company Logo Company Logo 5.4.3 Hiện tượng đồng hình và đa hình 5.4.3.1 Chất đồng hình
    Là chất rắn có cùng công thức. 1 2
    Có thể thay thế trong tinh thể. Hiện Hiện
    Ví dụ: tượng tượng - KCl và KBr các Cl - và Br - có thể thay thế đồng đa không hạn chế. hình hình 16
17. 2/22/2013 Company Logo Company Logo 5.4.3.1 Chất đồng hình Dung dịch rắn thay thế 11 Dung Clickdịch to rắn add Titlethay thế 22 Dung Clickdịch to rắn add Titlexâm nhập A(B) Company Logo Company Logo Dung dịch rắn xâm nhập(xen kẽ) 5.4.3.2 Chất đa hình
    Là chất có nhiều cấu trúc khác nhau.
    Có tính chất hóa học khác nhau.
    Bị thay đổi khi t 0 thay đổi. Company Logo Company Logo 5.4.3.2 Chất đa hình 5.4.3.2 Chất đa hình Cacbin Cacbon Kimc ươ ng γγγ Fe ααα Fe βββ Fe Fe δδδ 0 (760 0C) (906 0C) (1401 C) (1539 0C) Grafit 17
18. 2/22/2013 LOGO Add your company slogan 18