›
›

Bài giảng Hóa đại cương - Chương I: Những khái niệm và định luật cơ sở của hoá học - Huỳnh Kỳ Phương Hạ

ppt 26 trang ngocly 540
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa đại cương - Chương I: Những khái niệm và định luật cơ sở của hoá học - Huỳnh Kỳ Phương Hạ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_hoa_dai_cuong_chuong_i_nhung_khai_niem_va_dinh_lua.ppt

Nội dung text: Bài giảng Hóa đại cương - Chương I: Những khái niệm và định luật cơ sở của hoá học - Huỳnh Kỳ Phương Hạ

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC MƠN HỌCMƠN HỌC HóA ĐẠI CƯƠNG GIẢNG VIÊN: HUỲNH KỲ PHƯƠNG HẠGIẢNG VIÊN: HUỲNH KỲ PHƯƠNG HẠ
  2. TÀI LIỆU THAM KHẢO n HÓA ĐẠI CƯƠNG (1,2) GS. NGUYỄN ĐÌNH SOA n TẬP BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG (Bộ môn Công nghệ Vô cơ – Khoa Công Nghệ Hóa Học – Trường ĐH Bách Khoa TP HCM) n HÓA ĐẠI CƯƠNG (GLINKA, N.L.) n HÓA ĐẠI CƯƠNG VÔ CƠ (HOÀNG NHÂM) n HÓA ĐẠI CƯƠNG (RENÉ DIDIER) n HÓA ĐẠI CƯƠNG VÀ TRẮC NGHIỆM HÓA ĐẠI CƯƠNG (NGYỄN ĐỨC CHUNG) n CÁC TÀI LIỆU HĨA ĐẠI CƯƠNG HAY GENERAL CHEMISTRY
  3. CHƯƠNG I NHỮNG KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT CƠ SỞ CỦA HOÁ HỌC
  4. NguyênNguyên tửtử – Nguyên tử là phần tử nhỏ nhất của một nguyên tố hoá học, không thể phân chia nhỏ hơn được nữa về mặt hoá học. Trong các phản ứng hoá học, nguyên tử không thay đổi. NguyênNguyên tốtố hoáhoá họchọc – Là chất được tạo thành từ các nguyên tử có điện tích hạt nhân giống nhau.
  5. Phân tử – Phân tử là tập hợp nhóm các nguyên tử (có thể cùng hoặc khác loại). Các nguyên tử liên kết với nhau trong phân tử theo những kiểu liên kết khác nhau.
  6. ĐơnĐơn chấtchất,, hợphợp chấtchất:: ĐơnĐơn chấtchất làlà cáccác chấtchất đượcđược cấucấu thànhthành từtừ mộtmột nguyênnguyên tốtố (Oxy(Oxy OO22,, KimKim cươngcương C,C, NitơNitơ NN22 ) ) HợpHợp chấtchất làlà cáccác chấtchất đượcđược cấucấu thànhthành từtừ 22 nguyênnguyên tốtố trởtrở lênlên (H(H22O,O, RượuRượu,, DấmDấm ) ) LuậtLuật thànhthành phầnphần khôngkhông đổiđổi:: MộtMột hợphợp chấtchất hóahóa họchọc xácxác địnhđịnh luônluôn chứachứa cùngcùng mộtmột sốsố nguyênnguyên tốtố nhưnhư nhaunhau vớivới tỉtỉ lệlệ khốikhối lượnglượng xácxác địnhđịnh
  7. n Định luật bảo tồn khối lượng (Hay định luật Lomonossow - Lavoisier) là định luật cơ bản trong lĩnh vực hĩa học, được phát biểu: – Trong phản ứng hĩa học, tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng sản phẩm tạo thành.  ( (mmtrướctrước) ) = =  ( (mmsausau)) n Lịch sử: – Năm 1748 Mikhail Lomonossow đặt ra định đề – Năm 1789 Antoine Lavoisier phát biểu định luật này
  8. Khối lượng nguyên tử (Nguyên tử lượng) • Khối lượng của 1H = 1.6735 x 10-24 g và 16O là 2.6560 x 10-23 g. • Định nghĩa: Khối lượng của 12C = chính xác là 12 đvC hay amu (đơn vị Carbon, hay là đơn vị nguyên tử, atomic mass unit). • Từ đó: 1 amu = 1.66054 x 10-24 g 1 g = 6.02214 x 1023 amu
  9. Đồng vị n CCácác nguyênnguyên tửtử củacủa cùngcùng mộtmột nguyênnguyên tốtố nhưngnhưng kháckhác nhaunhau sốsố neutron neutron trongtrong hạthạt nhânnhân ((đượcđược chỉchỉ địnhđịnh bởibởi sốsố khốikhối).). n VíVí dụdụ:: – Đồng vị của Hydrogen H-1, 1H, protium (một proton, khơng cĩ neutron trong hạt nhân). – Đồng vị của Hydrogen H-2 or D, 2H, deuterium (1 proton và 1 neutron trong hạt nhân). – Đồng vị của Hydrogen Hydrogen H-3 H-3 or or T, T, 33H, H, tritium tritium (1 proton và 1 neutron trong hạt nhân).
  10. Nguyên tử lượng trung bình • Trong tự nhiên, các nguyên tố tồn tại ở các dạng đồng vị với tỉ lệ khác nhau, ví dụ: • C: 98.892 % 12C + 1.108 % 13C. • Nguyên tử lượng trung bình C: • (0.98892)(12 amu) + (0.0108)(13amu) = 12.011 amu. • Trong hệ thống tuần hoàn là NTL trung bình.
  11. Ví dụ: Chlorine cĩ 2 đồng vị, Cl-35 and Cl-37, cĩ nguyên tử lượng lần luợt là 34.96885 and 36.96590 amu. Nguyên tử lượng của nĩ trong tự nhiên là 35.453 amu. Thành phần % của từng đồng vị? Đặt x = phần Cl-35, y = phần Cl-37 Ta cĩ x + y = 1 y = 1 - x 34.96885*x + 36.96590*y = 35.453 Từ đĩ x = 0.7553 75.53% Cl-35 y = 1 - x = 0.2447 hay 24.47% Cl-37
  12. n Định luật tỉ lệ bội. (Định luật Đalton) – Nếu hai nguyên tố hóa hợp với nhau tạo thành một số hợp chất thì những lượng khối lượng của một nguyên tố so với cùng một lượng khối lượng của nguyên tố kia sẽ tỉ lệ với nhau như những số nguyên đơn giản. n Ví dụ: n FeS, FeS2, với cùng 56 đơn vị khối lượng Fe thì tỉ lệ S: Fe lần lượt là 32:56; 64:56. Do đó tỉ lệ S là 32:64 = 1:2 n N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5 với 14 đơn vị khối lượng N thì tỉ lệ N lần lượt là : (8/14):(16/14):(24/14):(32/14):(40/14) 8:16:32:40 1:2:3:4:5
  13. Chuyển đổi nhiệt độ C = 5/9 * (F - 32) F = (9/5)*C + 32 K = C + 273.15 - 40o F = - 40o C
  14. BẢNG CHỮ CÁI HY LẠP TƯƠNG ỨNG : alpha (a) : iota (i) : rho (r) : beta (b) : kappa (k) : () sigma (s) : gamma (g) : () lambda (l) : tau (t)  ( ): delta (d) : mu(y) (m) : upsilon (u) : epsilon (e) : nu(y) (n) (): phi (f) : zeta (z) : xi (x) : chi (c) : eta (h) : omicron (o)  (): psi (y) : theta (q) : pi (p)  (): omega (w)
  15. Đương lượng và định luật đương lượng Đương lượng: Đ ĐươngĐương lượnglượng củacủa mộtmột nguyênnguyên tốtố hayhay mộtmột hợphợp chấtchất làlà sốsố phầnphần khốikhối lượnglượng củacủa nguyênnguyên tốtố hayhay hợphợp chấtchất đóđó kếtkết hợphợp hoặchoặc thaythay thếthế vừavừa đủđủ vớivới mộtmột đươngđương lượnglượng củacủa mộtmột nguyênnguyên tốtố hayhay hợphợp chấtchất kháckhác Cách tính đương lượng: CôngCông thứcthức chungchung đểđể tínhtính đươngđương lượnglượng làlà:: ĐĐAA == M/nM/n (n tạm gọi là số đương lượng)
  16. Trường hợp cụ thể A là một nguyên tố M: khối lượng nguyên tử, n: Hóa trị nguyên tố. Ví dụ: Trong CO thì ĐC=12/2=6 CO2 thì ĐC=12/4=3
  17. A là axit: M: Phân tử lượng của axit n: Số H+ tham gia phản ứng Ví dụ: H2SO4 + NaOH NaHSO4 + H2O ĐA = 98/1=98 H2SO4 + NaOH Na2SO4 + H2O ĐA = 98/2=49
  18. A là bazơ: M:M: PhânPhân tửtử lượnglượng củacủa bazơbazơ n:n: SốSố OHOH thamtham giagia phảnphản ứngứng VVíí dụdụ:: Ca(OH)Ca(OH)22 + + HClHCl Ca(OH)ClCa(OH)Cl + H + H22OO ĐĐAA = M[ = M[Ca(OH)Ca(OH)22]]/1/1 Ca(OH)Ca(OH)22 + + HClHCl CaCl CaCl22 + H + H22O O ĐĐAA = M[ = M[Ca(OH)Ca(OH)22]]/2/2
  19. A là muối: M: Phân tử lượng của muối n: Số điện tích của ion (anion hoặc cation) đã thay thế Ví dụ: Al2(SO4)3 +3 ĐA = M[Al2(SO4)3]/(2x3) theo Al -2 ĐA = M[Al2(SO4)3]/(3x2) theo (SO4) Trong phản ứng cụ thể Fe2(SO4)3 + 2NH4OH = 2Fe(OH)SO4 + (NH4)2SO4 - Đ[NH4OH] = M[NH4OH] (vì chỉ cĩ 1 nhĩm OH ) -2 Đ[Fe2(SO4)3] = Đ[Fe2(SO4)3]/(1[SO4 ]x2) (vì trong 2Fe.2(SO4).(SO4) -2 cĩ 1 nhĩm SO4 đã bị thay thế)
  20. A là chất oxi hóa-khử: – M:M: khốikhối lượnglượng phânphân tửtử chấtchất – n:n: sốsố ee traotrao đổiđổi trongtrong phảnphản ứngứng Ví dụ: 8Al+3KNO3+5KOH+2H2O=3NH3+8KAlO2 Đ[Al] = 27/3 (Số e trao đổi từ Al0 Al+3=3e) Đ[KOH] = M[KOH] Đ[KNO3] = M[KNO3]/8 (N+5 N-3 trao đổi 8e)
  21. n Đương lượng gam (đlg): – ĐươngĐương lượnglượng gamgam củacủa mộtmột chấtchất làlà lượnglượng tínhtính bằngbằng gg củacủa chấtchất đóđó cócó sốsố đođo bằngbằng đươngđương lượnglượng củacủa nónó n Ví dụ: – Đương lượng của H2SO4 là 49 hay 98 thì 1 đlg là 49g hay 98g. n Định luật đương lượng: – Trong một phản ứng hóa học số đương lượng của các chất tham gia phản ứng phải bằng nhau. – Trong các phản ứng hóa họa một đương lượng của chất này chỉ kết hợp hoặc thay thế một đương lượng của chất khác mà thôi.
  22. n Phản ứng: aA + bB = cD + dD Số đlg của chất i = mi/Đi Từ đĩ định luật viết thành: mA/ĐA = mB/ĐB hay mA/mB = ĐA/ĐB Và: NAVA = NBVB = NCVC Trong đĩ Ni là nồng độ đương lượng của chất i.
  23. n Nồng độ đương lượng: – Là số đương lượng gam chất tan trên một lít dung dịch. – Ký hiệu N hay CN. n Tương quan giữa nồng độ mol và nồng độ đương lượng NA = nCA (n: Số đương lượng) n Ví dụ: Cho phản ứng H2SO4 + 2NH4OH = (NH4)2SO4 + 2H2O Tìm khối lượng NH4OH cần thiết để phản ứng vừa đủ với 2 lít dd H2SO4 0.5N. Ta cĩ n của H2SO4 là 2 và đương lượng là 49, nên CA=NA/2 = 0.25M. Khối lượng axit là 2x0.25x98=49g m[NH4OH]=m[H2SO4]x(Đ[NH4OH]/Đ[H2SO4])
  24. PhươngPhương trìnhtrình trạngtrạng tháithái khíkhí lýlý tưởngtưởng pV = nRT – p:p: ápáp suấtsuất ((atm,mmHgatm,mmHg)) – V:V: thểthể tíchtích (ml,(ml, lítlít)) – T:T: nhiệtnhiệt độđộ KenvinKenvin – n:n: sốsố molmol – R:R: HằngHằng sốsố khíkhí n R = 0.082 (l.atm/mol.K) n R = 62400 (ml.mmHg/mol.K) n R = 1.987 (cal/mol.K)
  25. n Định luật Avogadro – MộtMột molmol khíkhí bấtbất kỳkỳ ởở điềuđiều kiệnkiện tiêutiêu chuẩnchuẩn 0000C,C, 760mmHg)760mmHg) phảiphải chứachứa mộtmột sốsố phânphân tửtử làlà 6.023x106.023x102323 NN == 6.023x106.023x102323 làlà sốsố Avogadro.Avogadro. – TừTừ đóđó tínhtính đượcđược khốikhối lượnglượng chínhchính xácxác củacủa nguyênnguyên tửtử vàvà phânphân tửtử
  26. n QuyQuy tắctắc BátBát bộbộ (octet - Lewis (octet - Lewis vàvà Langmuir) Langmuir) – “Để cĩ một trạng thái electron ổn định giống khí trơ, các nguyên tử cĩ khuynh hướng nhận, cho, hay chia sẻ các electron để tầng ngồi cùng cĩ thể cĩ hoặc gĩp phần vào 4 cặp electron (bát bộ).” n QuyQuy tắctắc bátbát bộbộ cĩcĩ nhữngnhững ngoạingoại lệlệ. . ThíThí dụdụ nhưnhư vớivới hydrogen hydrogen vàvà helium, helium, sốsố electron electron tốitối đađa làlà 2 2 thaythay vìvì 8; 8; vớivới phosphorus phosphorus (P) (P) sốsố nàynày làlà 10; 10; vớivới sulfur (S) sulfur (S) sốsố nàynày cĩcĩ thểthể làlà 12 12