Thứ Hai, 3 tháng 3, 2014
TÀI LIỆU TẬP HUẤN PHÁT TRIỂN CHUYÊN MÔN GIÁO VIÊN TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN MÔN HÓA HỌC
5
f = f
2
f
1
=
2
1
df
ũ
(f c gi l bin thiờn ca f) (I.2)
#
.
(# Nu vit: f
1
f
2
= f, ta cú gim ca f).
*) Bin thiờn ca nú khi h thc hin chu trỡnh (quỏ trỡnh kớn) l:
f = df
ũ
= 0 (I.3).
2. Th nhit ng l cỏc i lng thụng qua nú v cỏc o hm riờng cỏc cp ca nú, tớnh
c cỏc i lng c trng cho h.
T s thng nht biu thc vi phõn ca nguyờn lớ I v II, cú 4 th nhit ng c xỏc lp (xin
xem ngay sau õy).
B. Cỏc hm nhit ng
C 4 th nhit ng trờn cng u l hm s trng thỏi. Do ú, chỳng cũn c gi l hm
nhit ng.
1. Ni nng U = U(S,V) (I.4);
2. Entanpi H = H (S,P) (I.5);
3. Nng lng t do Hemhon (Hemholtz) F = F (T,V) (I.6);
4. Nng lng t do Gipx (Gibbs) G = G (T,P) (I.7).
Do cp bin s qui nh, nờn phm vi v mc c s dng mi hm nhit ng cú khỏc
nhau.
Ni nng U c tớnh ch yu khi ỏp dng nguyờn lớ I, thng l trong bi toỏn khớ lớ tng
hay s chuyn pha.
Entanpi H cú bin thiờn H l nhit ng ỏp (Q
p
) ca quỏ trỡnh hay ca phn ng nờn c s
dng khỏ rng rói.
Nng lng t do Hemhon (Hemholtz) F = F (T,V) c s dng trong cỏc quỏ trỡnh hay
phn ng xy ra phự hp iu kin v T, V.
Nng lng t do Gipx (Gibbs) G m G = G (T,P), c s dng rng rói nht.
G (ch khụng phi G
o
) c dựng lm tiờu chun v quỏ trỡnh t hay khụng t xy ra
hoc t ti trng thỏi cõn bng nhit ng (k c phn ng húa hc).
G > 0: quỏ trỡnh khụng t xy ra (I.8);
G = 0: quỏ trỡnh t ti trng thỏi cõn bng nhit ng (I.9);
(phn ng húa hc thun nghch t ti cõn bng: cõn bng húa hc)
G < 0: quỏ trỡnh t xy ra (I.10).
NX: C s Toỏn hc, Vt lớ hc m bo tớnh nh lng, logic cho cỏc kt lun Húa hc. Do
ú, dự mc s dng no, cỏc thy cụ giỏo dy Húa hc cng cn coi trng ỳng mc c s
ny.
II. Cõn bng húa hc
II.2.1 Phn nh tớnh
A. nh ngha
1. Ni dung: Cõn bng hoỏ hc l trng thỏi ca mt phn ng thun nghch, ti ú:
a) trong mt n v thi gian, mt n v th tớch cú bao nhiờu phõn t cht u chuyn thnh
sn phm thỡ cng cú by nhiờu phõn t cht u ú c to ra t sn phm.
6
b) hoc tc phn ng thun bng tc phn ng nghch.
c) hoc nng ca cỏc cht (ca phn ng) khụng thay i theo thi gian.
2. NX:
Cõn bng hoỏ hc (vit tt l cbhh) l mt trng thỏi ng, ti ú phn ng thun, phn ng
nghch vn xy ra.
Trong ba cỏch nh ngha cbhh trờn, hai cỏch u ch rừ c c im trng thỏi ng (hay
cõn bng ng) nờn thng c dựng, trong ú b) ph bin nht.
B. S chuyn di v trớ cõn bng hoỏ hc
1. Nguyờn lớ L Satlie
T thc nghim, nh hoỏ hc ngi Phỏp l L Satlie (Henri LeChaterlie) ó a ra kt lun,
ngy nay c gi l nguyờn lớ L Satlie:
"Nu tỏc ng vo mt trong cỏc yu t quy nh v trớ cbhh, v trớ ú s chuyn di v phớa
chng li nh hng do tỏc ng ny gõy ra".
2. Cỏc yu t
Trong hoỏ hc xỳc tỏc cú vai trũ quan trng (xem, chng hn, sỏch: Trn Thnh Hu, T liu
Húa hc 10, NXB Giỏo dc, H Ni 2006, 2008 mc 6.2 trang 198 227). Tuy nhiờn xỳc tỏc
khụng gõy nh hng ti s chuyn di v trớ cbhh. Cũn li ba yu t sau õy c xột k:
a) Lng cht:
Ta cn lu ý cp khỏi nim rng l lng cht, bao gm c nng , khi lng, s mol,s
th tớch, , thm chớ c s nguyờn t hay s ht nhõn.
Yu t lng cht ny cú vai trũ i vi c phn ng thun nghch pha khớ, pha lng, pha rn
(xem Bi tp ỏp dng II.1 sau õy).
b) Nhit :
Yu t ny cng cú nh hng n cỏc phn ng cỏc pha khớ, lng, rn nh yu t lng
cht trờn.
p dng nguyờn lớ L Satlie, ta cú kt lun:
Nu phn ng thun thu nhit (
D
H
p thun
> 0), s tng nhit dn ti to thờm nhiu phõn
t/ lng sn phm.
Nu phn ng thun to nhit (
D
H
p thun
< 0), s tng nhit dn ti s tỏi to nhiu phõn
t/ lng cht u.
V mt nh lng, ni dung ú c biu th bng phng trỡnh Van Hop (Vant Hoff, nh
hoỏ hc H Lan):
D
ả
=
ả
pư
o
P
2
H
lnK
()
T
RT
(II.1)
Trong ú: K l hng s cbhh (xem mc II.2.2 sau õy):
DH
o
p
l nhit ca phn ng c xột
R l hng s khớ
T l nhit ca phn ng (bt buc theo thang Kenvin).
c) p sut
7
Trc ht cn chỳ ý phõn bit ỏp sut riờng(phn) p
i
ca tng cht trong h vi ỏp sut h P
hay cũn gi l ỏp sut ton phn hay ỏp sut chung.
Vi cỏc khớ lớ tng cỏc p
i
liờn h vi P theo nh lut antn
P =
i
i
p
ồ
(II.2)
Lu ý tip theo l yu t ỏp sut ch cú vai trũ i vi cht khớ.
Ta xột mt phn ng thun nghch tng quỏt:
l
1
A
1
+ l
2
A
2
+ + l
l
A
l
n
1
B
1
+ n
2
B
2
+ + n
m
B
m
(II.3)
Kớ hiu
n =
j
n
j
i
l
i
(II.4)
Vi ni dung ang xột, ta gi thit cỏc cht trong (II.3) u l khớ lớ tng, theo nguyờn lớ L
Satlie:
- Nu
D
n > 0, s tng ỏp sut P thun li cho s tỏi to cỏc cht u.
-
Nu
D
n < 0, s tng ỏp sut P thun li cho s to ra sn phm.
Bi tp ỏp dng II.1
p dng nguyờn lớ L Satlie, hóy xột s chuyn di v trớ cbhh ca mi phn ng hoỏ hc
thun nghch sau ( ngh bn c thờm iu kin cn thit (nu cú) ca tng phn ng):
1. RCOOH + R'OH RCOOR' + H
2
O (pha lng)
C th CH
3
COOH + C
2
H
5
OH CH
3
COOC
2
H
5
+ H
2
O
2. N
2
(k) + 3H
2
(k) 2NH
3
(k)
3. 2SO
2
(k) + O
2
(k) 2SO
3
(k)
4. CaCO
3
(r) CaO (r) + CO
2
(k)
5. NH
4
HS (r) NH
3
(k) + H
2
S (k)
Quy c vit tt: k l khớ; r l rn.
õy l cỏc phn ng c bn c xột trong SGK, xin bn c vui lũng cho cõu tr li.
Bi tp ỏp dng II.2
Ti sao ngi ta núi (II.1) l biu thc nh lng ca nguyờn lớ L Satlie khi xột nh hng
ca nhit ti s chuyn di v trớ cbhh?
Tr li túm tt: Trong (II.1) R > 0; T > 0;
- Nu DH
o
p
< 0,
dlnK
dT
< 0, lnK (hoc K) nghch bin vi nhit T. Vy khi phn ng to
nhit, cbhh chuyn di sang trỏi (s tỏi to cht u thun li), nu T tng.
Kt qu ú phự hp vi kt lun c rỳt ra t nguyờn lớ L Satlie.
- ngh bn cho cõu tr li chi tit nu DH
o
p
> 0.
II.2.2. Phn nh lng
A. B sung mt s vn NLHH
8
Mt phn ng hoỏ hc thun nghch núi chung, trng thỏi cõn bng núi riờng, l mt h
nhit ng.
1. Th hoỏ hc
Vi mi cu t i (khỏi nim "cu t" mi phự hp v mt nhit ng, ta dựng gn ỳng l
"cht"), u cú
j
ii
i
T,P,n
G
G
n
ả
ổử
==m
ỗữ
ả
ốứ
(II.5)
i
G l nng lng Gipx (hay th ng ỏp) mol riờng (phn) ca cht i.
i
m l th hoỏ hc ca cht i (trc õy vn gi l hoỏ th).
Kớ hiu
j
i
T,P,n
G
n
ả
ổử
ỗữ
ả
ốứ
cho bit: Ly o hm ca G theo s mol cht i khi gi khụng i T, P v
s mol cỏc cu t j khỏc trong h.
Vi mi hm nhit ng U, H, F ta cng cú biu thc tng t (II.5).
T cỏc liờn h nhit ng, biu thc chi tit ca
i
G (hay à
i
) l:
i
00
ii
GGRTln(f/p)=+ ; i l khớ thc (II.6a)
hay
i
00
ii
RTln(f/p)m=m+ (II.6b)
i
00
ii
GGRTln(p/p)=+
; i l khớ lớ tng (II.6c)
hay
i
00
ii
RTln(p/p)m=m+ (II.6d).
2. H s hot / hot ỏp
Hot ỏp f
i
ca khớ thc liờn h vi ỏp sut riờng phn p
i
nu ú l khớ lớ tng (hay c xột
iu kin tiờu chun):
f
i
= gp
i
(II.7a)
g l h s hot ỏp; iu kin tiờu chun c chn sao cho g = 1 đ f
i
= p
i
(II.7b).
i
0
m l th hoỏ hc iu kin tiờu chun, t l vi
i
0
G .
i vi cỏc khớ, thng c coi l khớ lớ tng, ngi ta chn
p
0
= 1 bar (hay 1atm) l ỏp sut iu kin tiờu chun
(II.8)
p dng (II.8) thỡ, (II.6c) v (II.6d) c rỳt li gn hn:
i
G =
i
0
G + RTlnp
i
= m
i
=
i
0
m + RTlnp
i
(II.6e)
Trong (II.6e) p
i
l mt lng khụng th nguyờn (khụng n v) theo quy c (II.8), phự hp
vi phộp toỏn logarit l lnX hay lgX, X ch l mt s (mt lng) khụng th nguyờn.
Tng t trờn, vi mi cht i cú nng C
M
:
i
G =
i
0
G + RTln (a
i
/C
0
) II.9a) hay m
i
=
i
0
m + RTln (a
i
/ C
0
) (II.9b) (dd thc).
9
i
G =
i
0
G + RTln (C
i
/C
0
)(II.9c) hay m
i
=
i
0
m + RTln (C
i
/ C
0
) (II.9d) (dd loóng/lt).
Hot a
i
ca cht; trong dung dch thc liờn h vi nng C
i
trong dung dch loóng
(hay dung dch lớ tng):
a
i
= gC
i
(II.10a).
Khi iu kin tiờu chun c chn, cú kt qu gn ỳng c chp nhn:
g = 1 đ a
i
= C
i
(II.10b)
Cũn cú Quy c C
0
= 1 M (II.11)
p dng quy c ny v chỳ ý ti (II.10b), ta vit li (II.9c) v (II.9d) nh sau:
i
G
=
i
0
G
+ RTln C
i
= m
i
=
i
0
m
+ RTln C
i
(II. 9e)
Cng tng t p
i
trong (II.6e), C
i
trong (II.9e) l lng khụng th nguyờn. õy ch l quy c
!
Cựng vi cỏc quy c trờn, t vic chn iu kin tiờu chun cho cỏc cu t (cht) trong dung
dch, cũn cú quy c
Cht rn nguyờn cht cú hot hng nh, thng ly bng 1.
(II.12)
Theo quy c ny, hot hay nng cht rn nguyờn cht khụng cú mt trong biu thc
ca t s Q hay bng s cbhh K (vỡ bng 1 ch khụng phi bng 0).
B. T s (hay t l) Q
Ta tr li phn ng tng quỏt (II.3) trờn:
l
1
A
1
+ l
2
A
2
+ + l
l
A
l
n
1
B
1
+ n
2
B
2
+ + n
m
B
m
Cỏc kt qu trờn cú th thu c t vic xột hm: G = G (T, P, n, x); (trong ú
x
l mc
(xy ra) ca phn ng).
T NLHH, ta cú dG = SdT + VdP +
ii
i
dn
m
ồ
(II.13a)
Gi thit ta xột phn ng xy ra khi T = const, P = const (ng nhit, ng ỏp), bin thiờn vụ
cựng nh ca nng lng t do Gipx ca phn ng, dG
p
, c tớnh theo
dG =
ii
i
dn
m
ồ
(II.13b).
M dn
i
= n
i
dx (II.14).
n
i
l h s cht i bt k, cht u hay sn phm, trong (II.3).
a (II.14) vo (II.13b), ta cú: dG =
i
ồ
i
n
i
dx (II.13c).
T NLHH, ta cú:
,
()
TPiipu
i
G
G
nm
x
ả
==D
ả
ồ
(II.14)
Chỳ ý (II.5) trờn, bin thiờn nng lng t do Gipx ca phn ng, DG
p
, c tớnh theo:
DG
p
=
ml
ji
ji
j1i1
GG
==
n-l
ồồ
(II.15).
1. Nu phn ng pha khớ, ta a (II.6e) vo (II.15), s c:
10
n
l
ộự
DD+pp
ờỳ
ởỷ
pư
p ư
=
j
i
ji
0
BA
ji
GGRTln(p)/(p) (II.16)
Kớ hiu
j
12m
12m
j
BBB
j
(p)pp p
n
nnn
p= (II.17a)
12l
i
12l
i
AAA
(p)pp p
lll
l
p= (II.17b).
Vi p
i
l ỏp sut riờng phn ca khớ i v trớ bt kỡ c xột ca phn ng.
Ngi ta quy c dựng kớ hiu:
12m
j
12m
i
ji
12l
12l
BBB
pBA
ji
AAA
pp p
Q(p)/(p)
pp p
nnn
n
l
lll
ộự
==pp
ờỳ
ởỷ
(II.18)
Q
p
(hay Q) l t s hay t l ca phn ng (II.3) v trớ bt kỡ c xột ca phn ng thun
nghch.
Khi a (II.18) vo (II.16), ta cú:
DG
p
= DG
0
+ RTlnQ (II.19)
Ghi chỳ: Nu dựng (II.6e), ta cú Q
p
.[(p
o
)
n
], ngha l: Lng (bng s) ca t l Q nhõn vi
n v thớch hp (bar)
n
.
2. Nu phn ng trong dung dch, a (II.9e) vo (II.15), ta cú:
l
ộự
n
ờỳ
D=D+p
ờỳ
ờỳ
ờỳ
ởỷ
p
i
i
o
pupu
A
j
i
j
GGRTln/C
B
j
C
(II.20)
Kớ hiu p ó quen thuc. Lỳc ú, ta cú:
12m
j
12m
i
BA
12l
ji
12l
BBB
p
ji
AAA
CC C
QC/C
CC C
nnn
n
l
lll
ộự
==pp
ờỳ
ởỷ
(II.21)
Q
c
hay Q l t s hay t l ca phn ng thun nghch (II.3) v trớ bt kỡ ca phn ng ú.
Th (II.21) vo (II.20), ta cú:
DD+
0
GRTlnQ
pư
pư
G =
(II.22).
Ghi chỳ:
*) V nguyờn tc, c bit vi phn ng pha khớ, phi phõn bit Q
p
vi Q
C
hay K
p
vi K
C
vỡ
bin s hm Gipx G l T, P khỏc bin s hm Hem hon F l T, V. Cú liờn h: Nu phn ng pha
khớ cú Dn ạ 0, DG
0
= DF
0
+ RTDn. Tuy nhiờn vi dung dch lng bin thiờn th tớch do phn ng
khụng ỏng k, V ằ0, nờn cú th dựng G nh trờn.
*) Cng nh Q
p
trờn, vi Q
C
, nu chỳ ý ti th nguyờn, ta s cú:
Q
C
.[(C
o
)
n
)] = Q
C
.
( )
D
-
n
1
mol.L (II.23).
(Giỏ tr bng s ca t l Q nhõn vi n v thớch hp).
*) Vi trng hp dung dch, cú mt im xin lu ý bn c: Vic chn iu kin tiờu chun
cho cht tan v dung mụi cú khỏc nhau. Tuy nhiờn do chp nhn gn ỳng g 1 đ C
i
a
i
nờn
11
s vic phc tp hn. Dự vy, vi cỏc dung dch loóng cht in li cng khỏ phc tp vỡ s tiu
phõn trong dung dch tng lờn (so vi s tiu phõn cht ban u). Trong trng hp ny phi tớnh
n tng tỏc gia cỏc tiu phõn thụng qua hot trung bỡnh, h s hot trung bỡnh.
*) Ngoi phn ng trong dung dch, mt s trng hp phn ng pha khớ cng cú thnh phn
h c biu th theo nng C (mol. L
_1
) nh va xột trờn.
C. Hng s cõn bng hoỏ hc
p dng iu kin (I.9) cho phn ng (II.3): Khi phn ng ny t ti cbhh ta cú:
DG
p
= 0
(II.24)
1. Vi phn ng pha khớ: a (II.24) ny vo (II.21), ta cú
DD+
0
GRTlnQ
pư
pư
G = 0 = (II.25a)
Vy: DG
p
o
= RTlnQ = RTlnK (II.25b)
Vy, ti cbhh ta cú:
j
j
i
i
B
j
p
A
i
(p)
K
(p)
n
l
p
=
p
(II.26)
Trong ú p
i
l ỏp sut riờng phn cht i ti cbhh.
Khi T = const; vi mt phn ng thun nghch c th, tr s K
p
hng nh nờu c gi l
hng s cõn bng nhit ng (hay gi tt l hng s cbhh).
(Cm t ting Anh ca thut ng trờn l: thermodynamic equilibrilium constant; chng hn,
xem sỏch: Atkins, Physical Chemistry, Oxford Uni. Press., 1998, trang 220, dũng 2).
a (II.26) vo (II.25b), ta cú:
pư
G
0
p
RTlnKD=-
(II.25c)
õy l mt trong nhng phng trỡnh cú vai trũ quan trng ca NLHH.
Ghi chỳ: Cng tng t vi Q, õy ta cng cú K
p
[(p
o
)
n
].
Vy giỏ tr bng s ca K nhõn vi n v thớch hp
[(p
o
)
n
] = (bar)
n
(II.27).
2. Vi phn ng trong dung dch (hay pha khớ cú thnh phn theo nng C).
Xột tng t trờn, ta cú:
G
p
= G
p
o
+ RTlnQ (II.28)
Vy
j
j
i
i
B
j
c
A
i
K
n
l
ộự
p
ởỷ
=
ộự
p
ởỷ
(II.29)
Kớ hiu [ ] ch nng cõn bng.
K
C
l hng s cõn bng nhit ng cho phn ng thun nghch trong dung dch hay pha khớ cú
thnh phn biu th theo nng mol.L
1
.
12
õy ta cng cú biu thc quan trng:
p ư
G
0
c
RTlnKD=- (II.30)
Ghi chỳ: n v ca K
p
hay K
C
c gii quyt tng t trờn.
Vy: Vi mt phn ng húa hc thun nghch xỏc nh, ti nhit xỏc
nh (T=Const), K
p
hay K
C
l hng s. ú l hng s cõn bng húa hc.
Hng s cõn bng húa hc l mt i lng nhit ng (hng s cõn bng
nhit ng).
Núi chung, hng s cõn bng húa hc cú th nguyờn/n v thớch hp:
K
p
[(p
o
)
n
] = K
p
. [(bar hay atm)
n
];
K
C
.[(C
o
)
n
] = K
C
.[(mol.L
1
hay M)
n
].
(Xin xem thờm Bi tp ỏp dng II.3 v im B. mc II.2.4 sau õy).
Ta xột tip mt ni dung lớ thỳ ỏng chỳ ý v hng s cõn bng húa hc.
Bi tp ỏp dng II.3
1. Tr s ca hng s cbhh K cú giỏ tr trong khong no (ca trc s thc)? Trong khong ú,
on hay phn no tng ng vi s chim u th ca phn ng thun? Phn ng nghch? Ti
sao?
2. H s cỏc cht trong (II.3) u c nhõn vi tha s x, phng trỡnh hoỏ hc mi cú hng
s cbhh kớ hiu l K'.
a) K' liờn h vi K nh th no?
b) S thay i ca tr s hng s cbhh cú ý ngha hoỏ hc khụng? Ti sao?
c) Thc t quy c nh th no v h s cỏc cht trong phng trỡnh phn ng?
Tr li túm tt:
1. Tr s ca K trong khong: 1 < K< Ơ (II.31)
Gii thớch: Da vo biu thc ca K
(cng cú th da vo G
o
).
Cú 2 on / phn: 1 < K < Ơ: Phn ng thun chim u th.
0 < K < 1: Ph n ng nghch chim u th.
Nu K = 1. Mi bn cho cõu tr li (hoc xem Bi tp IV.1 di õy).
2. a) Liờn h K' = K
x
(II.32).
Chỳ ý: x l s nguyờn hoc phõn s.
b) S thay i K (c tr s v n v) ú khụng cú ý ngha hoỏ hc, ch thun tuý do lm toỏn.
c) Quy c: Dựng b h s l s nguyờn ti gin nht.
Trao i v ging dy: S cũn mt s cõu hi phỏt sinh t ni dung trờn. Cú th l:
*) Trong cỏc ni dung trờn, cú phi cp ch vi 1 (mt) phn ng c th cỏc phn ng?
*) S thay i h s (cỏc) cht trong ptp lm thay i K (c tr s v n v), nhng khụng cú
ý ngha hoỏ hc. Vy khi lm toỏn, cn x lớ vn ny nh th no?
Bi tp ỏp dng II.4
Cú nhng trng hp no v liờn h gia Q vi K ca mt phn ng? mi trng hp ú,
phn ng thun nghch xy ra nh th no? (T = const).
Tr li túm tt:
Cú 3 trng hp liờn h:
13
a) Q > K (II.32);
b) Q < K (II.33);
c) Q = K. (II.34)
ngh bn cho ý kin tip theo v vic xy ra phn ng thun, nghch mi trng hp v
nu c, hóy nờu vớ d minh ha.
Bi tp ỏp dng II.5
Gi thit cú cbhh trong pha lng
2FeCl
2
(aq) + Cl
2
(aq) 2FeCl
3
(aq) (*)
V trớ cbhh ú bin i nh th no trong mi trng hp sau õy? Gii thớch c th.
1. Pha loóng dung dch bng mt lng thớch hp nc nguyờn cht.
2. Hoc thờm vo h (*) mt lng thớch hp dung dch KMnO
4
cú H
2
SO
4
loóng.
Gi thit ch xột (*) trong dung dch; b qua cỏc quỏ trỡnh ph khỏc liờn quan ti h (*); lng
thớch hp l lng va gõy ra mt bin i trc tip i vi h (*), khụng xột bin i tip theo.
Tr li túm tt:
1. Cú th xột nh tớnh hoc liờn h Q vi K (xem Bi tp ỏp dng II.4 trờn).
2. Bn nờn dựng thờm tr s th kh tiờu chun E
0
OX/Red
tr li cõu hi ny.
Trao i v ging dy: Ny ra mt cõu hi thỳ v t ni dung trờn:
Cn hiu c th nh th no v yu t lng cht khi xột nguyờn lớ L Satlie?
Sau cỏc bi tp trờn, chc chn bn s hi: K
x
cú phi l hng s cbhh khụng? Nu cú quan
tõm nh vy, bn thc s s cú c hi hiu sõu hn, ỏp dng tt hn bi toỏn cbhh. Ta s xột túm
tt vn thỳ v ny.
Vi mt dung dch hay hn hp khớ hay rn, ta cú
=
ồ
i
i
j
j
n
x
n
(c gi l phn mol hay t l mol ca i) (II.35).
Trong ú i l mt cht (khớ) xỏc nh; j bao gm tt c cỏc cht ca h, k c i.
NX: x
i
l lng khụng th nguyờn;
cú: 0 < x
i
< 1 (II.36) v
i
i
x
ồ
= 1 (II.37).
T ú, ta cng cú biu thc cho Q
x
v K
x
tng t Q
C
(hay Q
p
) v K
C
(hay K
p
).
Tt nhiờn cng cú Q
x
v K
x
u l cỏc lng khụng th nguyờn.
Ch trong phn ng pha khớ (Ti sao? Mi bn cho cõu tr li) mi thit lp c liờn h gia
K
x
vi K
C
(hay K
p
) ca mt phn ng.
Lu ý: Dự cú hay khụng cú liờn h vi K
C
(hay K
p
), núi chung, K
x
vn cha phi l hng s
cbhh! (Nú ch l mt t s hay mt t l). Vy khi no K
x
l hng s cbhh?
Mi bn cho cõu tr li. Phn sau s cú bi toỏn ỏp dng K
x
.
II.2.3. Tớnh cõn bng hoỏ hc
õy l mt ni dung rt quan trng khi xột cõn bng hoỏ hc. Cú mt s cn c khỏc nhau
phõn loi bi toỏn ny.
14
A. Da vo pha ca cỏc cht trong phn ng
Theo cn c ny, cú 2 trng hp chớnh:
1. cbhh trong pha lng (dung dch hoc nguyờn cht).
2. cbhh cú pha khớ.
3. cbhh cú c pha lng vi pha khớ,
B. Da vo c im hoỏ hc ca phn ng thun nghch
Theo cn c ny, ta cú 4 trng hp in hỡnh:
1. Cõn bng axit, baz.
2. Cõn bng oxi hoỏ kh.
3. Cõn bng to phc.
4. Cõn bng kt ta, ho tan kt ta.
(Trong mi bi toỏn, cú th xột riờng r tng cõn bng hoc kt hp t hai tr lờn trong bn
cõn bng trờn).
Mt s ngi vn cho rng õy l lnh vc hoỏ hc phõn tớch. Xột v bn cht, õy l cỏc bi
toỏn cbhh ỏp dng c th vi tng i tng, hoc phi hp mt s i tng trong cựng mt bi
toỏn.
Trong hai dng bi toỏn cbhh trờn, ni dung chung l: Tớnh K v cỏc i lng trong biu thc
ca K (ỏp sut (riờng p
i
hoc ca h P); nng hay thnh phn h;) ti cbhh.
C. Da vo liờn h gia hng s cbhh vi cỏc i lng nhit ng
Cú mt s trng hp ch yu sau õy:
1. T
p ư
G
0
p
RTlnKD=- (II.38a) hay G
o
p
= RTlnK
C
(II.38b)
Biu thc (II.38a) c dựng nhiu hn (Liờn h G
o
p
vi K
C
cp phn trờn).
Mt khỏc, cú liờn h: G
p
= H
p
TS
p
(II.39a)
V G
o
p
= H
o
p
TS
o
p
(II.39b).
DH v DH
0
c tớnh theo mt trong cỏc cỏch xỏc nh nhit phn ng;
DS
0
c tớnh da vo nguyờn lớ III ca NLHH (hay nh lớ nhit ca Nernst).
(S lc v nguyờn lớ III hay nh lớ nhit ca Nernst: Ti 0K, cht nguyờn cht cú entropi
bng zero: S
o
0K
= 0; do ú S
o
= S
o
T
S
o
0K
= S
o
T
(#)).
2. Liờn h G
o
p
= nFE
o
(II.40).
Phn ng c xột cú th ti mi cc ca pin (bỏn phn ng) hoc phn ng ton mch (tng
cng).
Kt hp (II.39b) vi (II.40), ta cú:
RTlnK = nFE
0
đ K = exp[nFE
0
/RT] (II.40).
õy l biu thc c s tớnh cõn bng oxi hoỏ kh ta ó cp trờn.
3. Tớnh s ph thuc nhit ca hng s cbhh.
C s cho dng bi toỏn ny l phng trỡnh Kiờchụp ó cp trờn:
D
ả
=
ả
pư
o
P
2
H
lnK
()
T
RT
(II.1).
Đăng ký:
Đăng Nhận xét (Atom)
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét