Tài liệu công thức Hóa học - Trần Bá Hiếu

Nội dung text: Tài liệu công thức Hóa học - Trần Bá Hiếu

1. TH CHƯƠNG 4: NHIỆT HÓA HỌC − Phương trình khí lý tưởng: PV = nRT P − áp suất khí ∶ Pa, N/m2 hoặc atm V − thể tích ∶ m3 hoặc lít T − Nhiệt độ ∶ °K = ℃ + 273 R − hằng số khí lý tưởng ∶ 8,134 J. K−1. mol−1 hoặc 0,082 dm3. atm. K−1. mol−1 − Nhiệt đẳng tích: ∆U = Qv − Nhiệt đẳng áp: ∆H = Qp với H = U + PV − Mối liên hệ giữa nhiệt đẳng tích và nhiệt đẳng áp: ∆H = ∆U + P∆V = ∆U + ∆nRT Với ∆n bằng tổng số mol khí ở vế 2 trừ tổng số mol khí ở vế 1 − Hiệu ứng nhiệt ∆H = ∑ ∆Hs(sp) − ∑ ∆Hs(tg) = ∑ ∆Hc(tg) − ∑ ∆Hc(sp) − Nhiệt dung mol: T2 + Đẳng tích ∶ ∆H = ∫ CpdT T1 T2 + Đẳng áp ∶ ∆U = ∫ CvdT T1 − Định luật Kirchhoff T2 ∆H2 = ∆H1 + ∫ ∆CpdT T1 1
2. TH CHƯƠNG 5: CHIỀU VÀ GIỚI HẠN TỰ DIỄN BIẾN CỦA QUÁ TRÌNH ∗ Sự biến thiên Entropy − Của chất nguyên chất theo nhiệt độ ∶ T2 dT + Đẳng áp ∶ ∫ n∆C p T T1 T2 ∆S = nCp ln với Cp = const T1 T2 dT + Đẳng tích ∶ ∫ n∆C c T T1 T2 ∆S = nCv ln với Cv = const T1 − Trong phản ứng hóa học ∶ ∆S = ∑ S(sp) − ∑ S(tg) o o o Nếu ở điều kiện chuẩn và 25℃ thì ∆S298 = ∑ ∆S298(sp) − ∑ ∆S298(tg) ∗ Thế nhiệt động, tiêu chuẩn tự diễn biến của quá trình − Thế đẳng áp G ∶ G = H − TS Quá trình xảy ra theo chiều có ∆G = ∆H − T∆S < 0 và đạt tới trạng thái cân bằng khi bằng ∆G = 0 − Thế đẳng tích A ∶ A = U − TS Quá trình xảy ra theo chiều có ∆A = ∆U − T∆S < 0 và đạt tới trạng thái cân bằng khi bằng ∆A = 0 → G = A + PV o − Thế đẳng áp chuẩn tạo thành của một chất ∆GT,s Ở điều kiện chuẩn và 25℃ ∶ o o o ∆G298 = ∑ ∆G298,s(sp) − ∑ ∆G298,s(tg) o o o ∆G298 = ∆H298 − 298. ∆S298 o o o Với T = const ∶ ∆GT = ∆HT − T∆ST − Sự phụ thuộc của ∆G vào nhiệt độ 2
3. TH ∂ ∆G −∆H ( ) = ∂T T T2 o o Thông thường sẽ biết ∆G298 và ∆HT = f(T) . Lấy tích phân 2 vế ∶ T T T ∆G° −∆Ho ∆Go ∆Go −∆Ho ∫ d ( ) = ∫ T dT → T − 298 = ∫ T dT T T2 T 298 T2 298 298 298 − Ảnh hưởng của áp suất đến ∆G ( ) − Chất rắn, chất lỏng ∶ G(P2) = G(P1) + V P2 − P1 P ( ) 2 − Chất khí với 1 mol khí ∶ G(P2) = G(P1) + nRT ln P1 Nếu áp suất ban đầu là 1 atm ∶ G = Go + RT ln P 3
4. TH CHƯƠNG 6: CÂN BẰNG HÓA HỌC ∗ Phương trình tổng quát: aA + bB → cC + dD PcPd K = ( C D ) = const p PaPb A B cân bằng PcPd π = ( C D ) p PaPb A B ban đầu o ∆GT = ∆GT + RT ln πp o ∆GT = −RT ln Kp πp ∆GT = RT ln Kp c d ∆n nCnD P Kn = a b → Kp = Kn ( ) nAnB ∑ ni [C]c[D]d K = → K = K (0,082. T)∆n c [A]a[B]b p c với ∆n = (c + d) − (a + b) hay tổng quát hơn là tổng hệ số chất sản phẩm trừ tổng hệ số chất tham gia Note: Chất rắn và chất lỏng không có mặt trong phương trình tính hằng số cân bằng K o p(T2) ∆H 1 1 o − Ảnh hưởng của nhiệt độ đến Kp ∶ ln = ( − ) ( ∆H là hằng số ) Kp(T1) R T1 T2 Trường hợp ∆Ho = f(T) T2 T2 ∆Ho ∫ d(ln K ) = ∫ p RT2 T1 T1 4
5. TH CHƯƠNG 7: DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LY Với dung dịch chất điện ly yếu ∶ AB A+ + B− [A+][B−] K = c [AB] + − Nếu chất phân ly ra H ( OH ) thì là hệ số cân bằng axit Ka ( bazo Kb ) −14 KaKb = KH2O = 10 − Axit, bazo mạnh 1 nấc ∶ −7 −13 Ca( hoặc Cb ) ≥ 3,16.10 M hay CaKa( hoặc CbKb ) ≥ 10 M thì có thể bỏ qua sự phân ly của nước − Tích số tan: Chỉ áp dụng đối với các chất rắn ít tan hay các chất kết tủa Ví dụ ∶ 1) Gọi độ hòa tan của AgCl trong nước là s (mol/l ) AgCl Ag+ + Cl− s s 2 Tt = s. s = s 2) Ag2SO4 ∶ có độ hòa tan là x + 2− Ag2SO4 2Ag + SO4 2x x 2 3 Tt = (2x) . x = 4x NOTE: Tt = const nếu nhiệt độ không thay đổi 5
6. TH CHƯƠNG 8: ĐỘNG HÓA HỌC −Với phản ứng bậc 1, ta có: C0 m0 P0 ln = kt = ln = ln C m Pi Với phản ứng phân rã có chu kì bán hủy t1/2 : ln 2 = kt −Ảnh hưởng của nhiệt độ: KT VT T2−T1 2 = 2 = γ 10 ( với γ là hằng số nhiệt độ ) KT1 VT1 −Phương trình Arrhenius: −E ln k ≅ ln v = a + ln β RT −1 Ea đơn vị là J. mol ln β là hằng số nào đó phụ thuộc từng loại phản ứng J R = 8,314 mol. K −Ảnh hưởng của chất xúc tác: k −1 ln 2 = (Ea′ − Ea) k1 RT 6
7. TH CHƯƠNG 9: ĐIỆN HÓA HỌC − Trong phản ứng oxi hóa − khử ∶ ∆G = −nEF (hay ∆Go = −nEoF) n: số e trao đổi của quá trình E: suất điện động của pin (V) F = 96500 C. mol−1 −Hệ thức Nersnt: aoxh + ne → bkh ( a, b là hệ số cân bằng ) 0,059 [oxh]a E = Eo + log ( ở 25℃ ) oxh/kh oxh/kh n [kh]b RT [oxh]a CTTQ: E = Eo + ln oxh/kh oxh/kh nF [kh]b −Hằng số cân bằng của phản ứng oxi hóa − khử trong dung dịch ∆Go = −nEoF = −RT ln k nEoF nEo → ln k = hay log k = RT 0,059 o o o với E = E(+) − E(−) 7