Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là bài giảng được biên soạn của giáo viên tại trường mình đang học ( ĐH Y Dược TP.HCM) . Bài giảng nói về các phản ứng trao đổi: trung hòa, tạo phức, tạo tủa; phản ứng oxi hóakhử. ; tích số tan . Đảm bảo chất lượng nên mọi người cứ tham khảo thoải mái nhé . Chúc mọi người thành công.
Hóa Đại Cương – Vô Cơ CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC Đối tượng: SV Cao đẳng Dược - ĐHYD TPHCM TS Trần Phi Hoàng Yến MỤC TIÊU Trình bày phân loại phản ứng hóa học Trình bày loại phản ứng điều kiện phản ứng Cân tính đương lượng gam chất phản ứng Nêu ứng dụng phản ứng ngành dược NỘI DUNG PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG HÓA HỌC ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC: PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI: TRUNG HÒA, TẠO TỦA, TẠO PHỨC; Phản ứng OXY OXY HÓA KHỬ CẤU TẠO PIN ĐIỆN HÓAHÓA- NGUYÊN TỐ GALVANIC Phản ứng hóa học trình chuyển đổi vật chất, liên kết hóa học chất phản ứng thay đổi tạo chất (sản phẩm) Việc nghiên cứu phản ứng hóa học góp phần vào lĩnh vực khoa học hóa học A + B Chất tham gia phản ứng C + Sản phẩm D Đặc điểm chung phản ứng hóa học Có thay đổi lượng (thu nhiệt tỏa nhiệt) tuân theo định luật bảo toàn lượng Phản ứng kết thúc có cân hóa học hay chất phản ứng chuyển đổi hoàn toàn Thông thường, liên quan đến việc di chuyển electron việc tạo thành phá vỡ liên kết hóa học Khái niệm phản ứng hóa học áp dụng cho việc biến đổi hạt bản: phản ứng hạt nhân PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG HÓA HỌC Theo thay đổi lượng Theo thay đổi số oxy hóa Theo tạo thành sản phẩm Phản ứng tỏa nhiệt (+Q) Phản ứng thu nhiệt (-Q) Phản ứng không thay đổi số o-h Phản ứng thay đổi số o-h Phân hủy Cộng hợp Trao đổi …, tạo tủa, tạo phức, trung hòa PHÂN LOẠI PHẢN ỨNG HÓA HỌC Phản ứng tạo tủa Phản ứng cháy (Pứ tỏa nhiệt) (Pứ trao đổi) Phản ứng thu nhiệt Phản ứng acid-base (Pứ trung hòa/trao đổi) Phản ứng hóa hợp Phản ứng tạo phức (Pứ trao đổi) Phản ứng oxy hóa khử (Pứ thay đổi số oxy hóa) Phản ứng phân hủy NGHIÊN CỨU PỨ HH ĐỂ LÀM GÌ? NGHIÊN CỨU PỨ HH ĐỂ LÀM GÌ? ỨNG DỤNG CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC Hiểu trình sinh hóa xảy thể Hiểu trình biến đổi thuốc thể yếu tố ảnh hưởng Tổng hợp nguyên liệu hóa dược Định tính định lượng phân tích PHẢN ỨNG OXY HOÁ KHỬ Cân phản ứng Oxy hóa – Khử Nguyên tắc 1: Tổng số electron cho chất khử phải tổng số electron chất oxy hóa nhận vào PHẢN ỨNG OXY HOÁ KHỬ Nguyên tắc 2: PỨ xảy môi trường acid Ví dụ: KMnO4 + KNO2 + H2SO4 → MnSO4 + KNO3 + K2SO4 + H2O MnO4- + 5e → Mn+2 Thiếu O bên nào, thêm nước NO2- - 2e → NO3- bên đó, bên thêm H+ MnO4- + 5e + 8H+ → Mn+2 + 4H2O x2 NO2- - 2e + H2O → NO3- + 2H+ x5 2MnO4- + 5NO2- + 6H+ → 2Mn+2 + 5NO3- + 3H2O 2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + KNO3 + K2SO4 + 3H2O Nguyên tắc 3: PỨ xảy môi trường base Ví dụ: KClO3 + CrCl3 + KOH → K2CrO4 + KCl + H2O ClO3- + 6e + 3H2O = Cl- + 6OH- x1 Cr3+ - 3e + 8OH- x2 = CrO42- + 4H2O 2- + 5H O ClO3- + 2Cr3+ + 10 OH- Thiếu = Cl- O+bên 2CrO thêm OH bên bên kia+là7KCl nước+ 5H O KClO3 + 2CrCl3 +10KOH =đó,2K CrO Thêm nước vế trái, vế phải: OH- thêm e, H+ e Nguyên tắc 4: 4: PỨ xảy môi trường trung tính KMnO + KNO + H O → MnO + KNO + KOH MnO 4− + 3e + H O = MnO + OH − ×2 NO − 2e + H O = NO + 2H − − + ×3 2MnO4− + 3NO2− + 7H2O = 2MnO2 + 3NO3− + 8OH− + 6H+ → H O + 2OH − MnO −4 + 3NO −2 + H O = MnO + 3NO 3− + 2OH − ⇒ 2KMnO + 3KNO + H O = 2MnO + 3KNO + 2KOH PHẢN ỨNG OXY HOÁ KHỬ Ứng dụng phản ứng oxy hóa khử phân tích Trong phương pháp phân tích dựa phản ứng oxy hóa khử để định lượng chất oxy hóa hay chất khử Để định lượng chất khử thường sử dụng chất oxy hóa kali permanganat (KMnO4), kali dicromat (K2Cr2O7), iod (I2),… Để định lượng chất oxy hóa thường dùng chất khử sắt II sulfat (FeSO4), Natri thiosulfat (Na2S2O4), acid oxalic (H2C2O4) ,… MỘT SỐ KHÁI NIỆM PIN ĐIỆN HÓA Khái niệm Cấu tạo pin điện hóa Ở điều kiện bình thường, phản ứng Oxy hóa – Khử xảy nơi hóa biến thành nhiệt Ở điều kiện đặc biệt phản ứng Oxy hóa – Khử xảy gián tiếp hai nơi khác hóa biến thành điện (qua dây dẫn) Tế bào Galvanic (Tế bào điện hóa) Là thiết bị chuyển hóa sang điện từ phản ứng oxy hóa khử Cấu tạo pin điện – Tế bào galvanic điện cực Cấu tạo tế bào Galvanic (pin điện hóa): Porous frit Một pin điện hóa gồm có: Hai bán pin điện hóa: hai điện cực nhúng dung dịch Hai bán pin phải nối với cầu nối có khả dẫn điện hai điện cực phải nhúng dung dịch có khả dẫn điện Phản ứng oxy hóa – khử Cấu tạo tế bào Galvanic (tế bào điện hóa): Điện cực bên trái gọi cathode (nơi xảy trình khử): Cu2+ (aq) + 2e → Cu (s) Điện cực bên phải gọi anode (nơi xảy trình oxy hóa): Zn (s) → Zn2+ (aq) + 2e Khi tế bào điện hóa biểu thị cho phản ứng: Cu2+ (aq) + Zn (s) → Cu (s) + Zn2+ (aq) Ký hiệu tế bào điện hóa: : biểu diễn vị trí tiếp xúc hai pha, nơi hình thành : biểu diễn cầu muối hay ngăn cách hai bán cell Anode ghi bên trái, cathode ghi bên phải Biểu diễn: Zn (s) ZnSO4 (aq, 0,1 M) CuSO4 (aq, 0,1 M) Cu (s) Phản ứng oxy hóa – khử Điện cực hydrogen tiêu chuẩn: Điện cực hydro tiêu chuẩn (standard hydrogen electrode – SHE) ổn định nhiệt độ nên chọn làm chuẩn = V Biểu diễn bán cell: Pt (s), H2 (g, 1atm) H+ (aq, a = 1M) Phản ứng bán cell: 2H+ + 2e → H2 (g) Phản ứng oxy hóa – khử Thế khử tiêu chuẩn E°: Khi aCu2+ = M ∆E = E°Cu2+/Cu = +0,34 V Phản ứng oxy hóa – khử Dãy hoạt động: Tính oxy hóa tăng Li+ Zn2+ Fe2+ Pb2+ 2H+ Cu2+ I2 Li Zn Fe Pb H2 Cu -0,76 -0,44 E° (V) -3,05 -0,13 0,00 2I- Fe3+ Ag+ Au3+ F2 Fe2+ Ag Au 2F- 0,34 0,53 0,77 0,80 1,50 2,87 Tính khử giảm Ứng dụng: giúp dự đoán chiều phản ứng oxy hóa – khử Ox1 + Kh2 → Kh1 + Ox2 Điều kiện phản ứng xảy ra: E°Ox1/kh1 > E°Ox2/Kh2 Phản ứng oxy hóa – khử Hằng số cân phản ứng oxy hóa khử: Đối với bán phản ứng khử: n: số e trao đổi F: số Faraday = 96500 C/mol E: điện cực ∆G = - nFE Ox1 + ne Kh1 ∆G°1 = - nFE°1 Kh2 - ne Ox2 ∆G°2 = nFE°2 Ox1 + Kh2 ∆ Kh1 + Ox2 ∆G° ∆G° = ∆G°1 + ∆G°2 = - nF (E°1 – E°2) Mà ∆G° = -RTLnK ⇒ LnK = nF∆E° RT Ở 25°C, biến đổi Ln thành Lg: LgK = n∆ ∆E° 0,059 = n(E°1 – E°2) 0,059 Khi ∆E° = E°1 – E°2 > ⇒ phản ứng theo chiều thuận Phản ứng oxy hóa – khử Phương trình Nernst: Là phương trình cho biết khử nồng độ chất oxy hóa chất khử Ox + ne Kh ∆G = ∆G° + RTLnQ -nFE = - nFE° + RTLnQ 2,303 RT E = E° - LgQ nF Khi cân bằng: E = E° - 2,303 RT LgK nF E = E° + 2,303 RT nF Khi [Ox] = [Kh] = 1M ⇒ E = E° Lg [Ox] [Kh] E = E° + 0,059 n Lg [Ox] [Kh] Phản ứng oxy hóa khử Đặc điểm • Là phản ứng có thay đổi số oxy hóa trước sau phản ứng • Thế khử tiêu chuẩn Eo • Cặp oxy hóa khử có Eo lớn (càng dương) dạng o-h mạnh, dạng o-h cặp phản ứng với dạng khử cặp có Eo nhỏ • Phân loại: Phản ứng phân tử; Phản ứng tự o-h khử Pin điện hóa • Nguyên tắc cấu tạo pin điện hóa (tế bào Galvanic); vai trò cầu muối • Điện cực hydrogen tiêu chuẩn – Thế khử tiêu chuẩn Eo • Hiểu điều kiện xảy phản ứng oxy hóa khử/ dự đoán chiều phản ứng dựa vào Eo cặp oxy hóa khử • Vận dụng phương trình Nernst để tính E điều kiện nồng độ chất oxy hóa khử [...]... MỘT SỐ LOẠI PHẢN ỨNG HÓA HỌC 1 PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI Phản ứng acidacid-base Phản ứng tạo tủa Phản ứng tạo phức 2 PHẢN ỨNG OXY HÓA KHỬ PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI Định nghĩa Điều kiện của phản ứng trao đổi Cách tính đương lượng gam trong phản ứng trao đổi Phân loại phản ứng trao đổi PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI Định nghĩa Phản ứng trao đổi là phản ứng trong đó điện tích các ion không thay đổi AB + CD AD + CB PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI... Phân loại phản ứng trao đổi Phản ứng Acid – Base (phản ứng trung hòa) Phản ứng kết tủa Phản ứng tạo phức Phản ứng Acid – Base (phản (phản ứng trung hòa hòa)) Phản ứng acid - base là phản ứng giữa một acid và một base, sản phẩm tạo thành là một muối và nước Phản ứng giữa acid và base trong dung dịch nước có thể x y ra bốn kiểu: 1 Base mạnh Acid mạnh 2 Base y u 3 Base mạnh 4 Base y u Acid y u Phản ứng Acid... bay hơi PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI Điều kiện của phản ứng trao đổi đổi:: Thí dụ 1: KNO3 + NaCl = KCl + NaNO3 Trong phản ứng n y, các chất tham gia và tạo thành sau phản ứng đều là các chất điện li mạnh, trong dung dịch chúng phân li hoàn toàn thành ion, nên có thể viết: K+ + NO3- + Na+ + Cl- = K+ + Cl- + Na+ + NO 3Các ion trong dung dịch không có gì thay đối chứng tỏ thực tế phản ứng n y không x y ra PHẢN ỨNG. .. ỨNG TRAO ĐỔI Điều kiện của phản ứng trao đổi đổi:: Thí dụ 2: 2: H2SO4 + 2NaOH = 2H2O + Na2SO4 Phản ứng n y x y ra theo chiều thuận vì chất tạo thành là H2O, chất điện ly y u Thí dụ 3: 2AgNO3 + CaCl2 = Ca(NO3)2 + 2AgCl↓ Phản ứng n y x y ra theo chiều thuận vì chất tạo thành là AgCl, chất ít tan PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI Cách tính đương lượng gam trong phản ứng trao đổi Trong phản ứng trao đổi, đương lượng gam... acid – base, cần chú ý xem các chất phản ứng là mạnh hay y u, Khi có 1 chất mạnh và 1 chất y u, pH dung dịch sau phản ứng (với số mol acid và base bằng nhau) được quy định bởi thành phần liên hợp của acid y u hay base y u Trong trường hợp phản ứng giữa acid y u và base y u, pH của dung dịch phụ thuộc vào sự tương quan giữa Ka và Kb (Ka > Kb → pH< 7; Ka < Kb → pH > 7) Phản ứng Acid – Base Phương pháp... như phản ứng x y ra hoàn toàn Như v y, nếu trộn số mol acid HCl và NaOH bằng nhau, kết quả sẽ được dung dịch NaCl và H2O Vì Cl- và Na+ phân ly từ 1 base mạnh và 1 acid mạnh nên NaCl sẽ có tính acid và base rất y u, hầu như không bị th y phân, tạo dd trung tính Vì v y, phản ứng giữa acid mạnh và base mạnh sẽ cho dd trung tính (nếu cùng số mol acid và base) Đặc điểm của các phản ứng acid - base Phản ứng. .. TRAO ĐỔI Điều kiện của phản ứng trao đổi đổi:: AB + CD AD + CB K là hằng số cân bằng của phản ứng Muốn phản ứng chủ y u x y ra theo chiều thuận thì K phải lớn hơn 1 Do đó: [AD][CB] > [AB][CD] Vì nồng độ mỗi chất n y ở trạng thái cân bằng phụ thuộc vào sự điện li của nó trong dung dịch Do đó, để phản ứng trao đổi chủ y u x y ra theo chiều thuận thì các chất tạo thành phải ít phân ly thành ion hoặc là chất... Dựa trên phản ứng giữa acid và base, có thể định lượng một acid bằng một base hay ngược lại theo phương pháp phân tích thể tích Khi chuẩn độ có sự biến đổi nồng độ ion H+ và OH-, trong mỗi phản ứng cụ thể Việc chọn lựa chất chỉ thị thích hợp để phát hiện điểm tương đương là cần thiết Ứng dụng trong chuẩn độ acid acid base: base: NaOH 0,1N CH3COOH Chỉ thị phenolphtalein PHẢN ỨNG KẾT TỦA Phản ứng kết... 1.1014 Acid y u – base mạnh HCOOH+ OHHCOO- + H2O 1,8.1010 Na+, HCOO(Base; pH > 7) Acid mạnh – base y u H3O+ + NH3 +H2O Acid y u – base y u HCOOH+ NH3 Acid mạnh – base mạnh HCOO- + NH4+ NH4+ K 1.8.109 Sau khi trộn cùng số mol Na+, Cl- (Trung tính; pH = 7) NH4+, Cl(Acid; pH < 7) Phụ thuộc vào Ka và Kb Ka = 5,6.10-10 Kb = 5,6.10-11 Phản ứng Acid – Base Ý nghĩa thực tiễn tiễn: Khi viết phản ứng acid – base,... 0,01M làm chất chỉ thị CrO42- +2Ag+ = Ag2CrO4↓ đỏ Phản ứng tạo phức Định nghĩa: nghĩa: Phản ứng tạo phức là phản ứng trao đổi trong đó chất tạo thành là một phức chất Thí dụ: CuSO4 + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+ + SO42[Cu ( NH 3 ) 4 ]2+ SO42− K= 4 [CuSO4 ][ NH 3 ] K là hằng số tạo phức hay hằng số bền của phức Hằng số không bền mô tả cân bằng phân ly của ion phức Hằng số không bền là nghịch đảo của