DUNG DỊCH - CÂN BẰNG LỎNG HƠI Chương V: DUNG DỊCH CÂN BẰNG LỎNG HƠI I. Đại cương về dung dòch II. Sự hòa tan của chất khí trong chất lỏng III.Sự hòa tan của chất lỏng trong chất lỏng Cân bằng lỏng – hơi I. ĐẠI CƯƠNG VỀ DUNG DỊCH  Dung dòch là hỗn hợp đồng thể của hai hay nhiều chất hoàn toàn trộn lẫn vào nhau.  Dung dòch lỏng  Dung dòch rắn  Dung dòch gồm:  Dung môi Ký hiệu 1 (x 1 )  Chất tan Ký hiệu i = 2, n (x i )  Dung dòch lý tưởng: Các cấu tử có tính chất lý, hóa giống nhau lực tương tác giống nhau: f A-A = f B-B = f A-B Tạo dung dòch không gây hiệu ứng: ΔU = 0; ΔH = 0; ΔV = 0 Tuân theo các phương trình lý tưởng, như μ i =μ i o + RTlnx i PHÂN LOẠI DUNG DỊCH  Dung dòch vô cùng loãng: x 1 → 1, x i → 0 Tuân theo các phương trình lý tưởng, như: - Đònh luật Henry, - Đònh luật Raoult, - μ i =μ i o + RTlnx i  Dung dòch thực (không lý tưởng): Lực tương tác khác nhau: f A-A ≠ f B-B ≠ f A-B tạo thành dung dòch ΔU ≠ 0; ΔH ≠ 0; ΔV ≠ 0 Không tuân theo các phương trình lý tưởng, phải sử dụng hoạt độâ: μ i = μ i o + RTlna i II. SỰ HÒA TAN CỦA CHẤT KHÍ TRONG CHẤT LỎNG  Sự hòa tan của chất khí trong chất lỏng phụ thuộc vào các yếu tố:  Bản chất dung môi và chất tan  p suất  Nhiệt độ  Quá trình hòa tan của chất khí trong chất lỏng gồm các giai đoạn:  Ngưng tụ khí thành lỏng  Pha loãng chất tan trong dung dòch  Solvat hóa chất tan bởi dung môi Bậc tự do: C = k – f + 2 = 2  x i = f (T, P)  Khi T= const: x i = f (P)  Khi P= const: x i = f (T) Các thông số cần biết để xác đònh trạng thái của hệ: x i , T, P  Xét sự cân bằng: Khí i = Dung dòch (bão hòa i) Đònh luật Henry Ở nhiệt độ không đổi, độ hoà tan của một khí trong một chất lỏng tỉ lệ áp suất phần trên pha lỏng. x i = k H .P i với k H là hằng số Henry, chỉ phụ thuộc nhiệt độ. Khí i (P i ) = Dung dòch (nồng độ x i ) Hằng số cân bằng: i P i x K P = 1. ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP SUẤT ĐẾN SỰ HÒA TAN CỦA KHÍ TRONG CHẤT LỎNG  Đònh luật Henry chỉ thật đúng cho dung dòch lý tưởng Với dung dòch thực: - Đònh luật Henry chỉ đúng khi áp dụng cho các chất tan dễ bay hơi dung dòch vô cùng loãng độ tan có thể biểu diễn theo các nồng độ khác nhau - Dung dòch có nồng độ cao thì phải sử dụng hoạt độ. sử dụng phương trình thực nghiệm của độ tan S = a + b.P + c.P 2 Đònh luật Siverts Trong ngành luyện kim, các khí tan vào kim loại lỏng dưới dạng nguyên tử: X 2 (k) → 2X Hằng số cân bằng:  2 i P i x K P = iiHi x KP k P== [...]... độ hòa tan của chất khí nếu biết Ts và λngưmgtụ III SỰ HOÀ TAN CỦA CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG CÂN BẰNG DUNG DỊCH LỎNG – HƠI Trộn hai chất lỏng vào nhau xảy ra 3 trường hợp: - Hoàn toàn tan lẫn vào nhau, - Hoàn toàn không tan lẫn vào nhau - Tan có giới hạn 1 HỆ DD LÝ TƯỞNG TAN LẪN VÔ HẠN Xét dung dòch hai chất A, B cân bằng với hơi của A, B Các thông số cần biết để xác đònh trạng thái của hệ: l B x ,... phần: - Dưới đường lỏng: hệ một pha lỏng c=k–f+1=2 - Trên đường sương: hệ một pha hơi c=k–f+1=2 - Vùng giữa hai đường: hệ hai pha lỏng – hơi, c=k–f+1=1 0 T C T Pha hơi H 0 A l3 T3 h3 l2 T2 T1 Q l1 Pha lỏn g L A h2 h1 B Nhiệt độ: TL →T1 → T2 →T3 Điểm hệ: L → l1 → Q2 → h3 Điểm lỏng: l1 → l2 → l3 Điểm hơi: h1→ h2→ h3 Nếu điểm lỏng, điểm hệ và điểm hơi thẳng hàng, ta có Lỏngl 2 Q 2 h 2 = Hơih 2 Q2l2 2 HỆ DUNG. .. Hơih 2 Q2l2 2 HỆ DUNG DỊCH THỰC TAN LẪN VÔ HẠN a Áp suất hơi: Trong dung dòch thực: Phơi thực ≠ Phơi theo Raoult Nếu Phơi thực > Phơi theo Raoult: hệ sai lệch dương Nếu Phơi thực < Phơi theo Raoult: hệ sai lệch âm Nguyên nhân: fA-A ≠ fA-B ≠ fB-B P(mmHg) P(mmHg) 240 400 180 300 120 100 60 50 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 C6H6 CH3COCH3 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 CHCl3 (C2H5)2O b Thành phần pha hơi Đònh luật Konovalov... với điểm cực trò trên đường áp suất hơi tổng cộng thì pha lỏng và pha hơi cân bằng có cùng thành phần P T = const Điểm cực trò: x = x h B l B x =x h A Điểm đẳng phí Dung dòch đẳng phí dP = 0 A l A B 3 SỰ CHƯNG CẤT DUNG DỊCH: 0 T C T Pha hơi 0 A l5 l4 S l1 h5 Q1 l2 R L A h4 h1 h2 h3 Pha lỏn g B 4 HỆ HAI CHẤT LỎNG HOÀN TOÀN KHÔNG TAN LẪN a Tính chất của hệ: Áp suất hơi riêng phần của mỗi chất không phụ... l B a Áp suất hơi, đònh luật Raoult: Đònh luật Raoult Áp suất hơi bão hoà của mỗi cấu tử tỉ lệ thuận với phần mol của nó trong dung dòch Pi = k.x l i Hệ một cấu tử: x li = 1 → Pi = Pio → k = Pio Pi = P x o i l i Đònh luật Raoult đúng cho dung dòch lý tưởng Đối với dung dòch thực: - Đònh luật Raoult đúng cho dung môi của dung dòch vô cùng loãng, - Đònh luật Henry đúng cho chất tan của dung dòch vô cùng... CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN SỰ HÒA TAN CỦA KHÍ VÀ RẮN TRONG CHẤT LỎNG Xét cân bằng: Khí i ↔ Dung dòch (nồng độ xi) + ΔH1 Rắn i ↔ Dung dòch (nồng độ xi) + ΔH2 Hằng số cân bằng: xi (dungdòch) KX = = xi (dungdòch) xi (khí / rắn) Áp dụng phương trình đẳng áp Van’t Hoff: (3.19a) ΔH ⎛ ∂ ln K X ⎞ ⎜ ⎝ ∂T ⎟ = RT 2 ⎠P Chất i hoà tan theo các giai đoạn: i(khí ,rắn) → ilỏng → i dd , nên: ΔH1 = λngưng tụ + ΔHpha loãng + ΔHsolvat... B h A α B/ A 0 B 0 A l B l A l B l A h h x B n B PB = h = h x A n A PA Đònh luật Konovalov-I 0 PB = 0 gọi là hệ số tách hay hệ số chưng cất PA Các hệ quả + Thành phần pha hơi đồng biến thành phần pha lỏng + Thành phần chất dễ sôi trong pha hơi lớn hơn trong pha lỏng d Giản đồ (x-x) ‘Thành phần hơi – Thành phần lỏng h x = f(x ) h B α.x x = l h h l x A + x B x A + α.x B h B C B l B l B α>1 h B x α=1... Thành phần pha hơi cũng chỉ phụ thuộc nhiệt độ h 0 x B PB PB = = 0 = f (T) h x A PA PA Nhiệt độ sôi nhỏ hơn nhiệt độ sôi mỗi cấu tử nguyên chất Xác đònh áp suất hơi bão hòa và nhiệt độ sôi của hệ: P mmHg 760 Áp hơi bão hòa của nước khi sôi, là 760mmHg 0 PA 0 Áp suất hơi bão hòa chất A theo nhiệt độ Nhiệt độ sôi và áp hơi bão hòa của A khi hỗn hợp sôi PA T sôi hệ 0 tC Xác đònh áp suất hơi bão hòa và... chất tan của dung dòch vô cùng loãng b Giản đồ áp suất-thành phần: ( ); P = g ( x ) h B c=1: x = f x Khi T= const l B l B Xét dung dòch hai cấu tử A và B P 0 l PA = PA x A PB = P x 0 B 0 l B PB (3) P = PA + PB 0 = P x + P x 0 A l A = P (1 − x 0 A 0 B l B PA l B )+ P 0 B (2) x l B P = P + (P − P ).x 0 A 0 B 0 A (1) l B A xB B c Thành phần pha hơi - Đònh luật Konovalov Theo đònh luật Dalton: Kết hợp... trình Clausius-Clapeyron: 0 PA = K A exp(−λ A / RT) 0 B P = K B exp(−λ B / RT) ⎛ λA ⎞ ⎡ ⎛ λA ⎞ ⎛ λB ⎞⎤ l P = K A exp ⎜ − ⎟ + ⎢K A exp ⎜ − ⎟ + K B exp ⎜ − ⎟⎥ xB ⎝ RT ⎠ ⎣ ⎝ RT ⎠ ⎝ RT ⎠ ⎦ Phương trình này nêu quan hệ giữa ba biến: P, T, x l B Khi P= const T P T ( ) T =g x Pha hơi 0 A l Ts x = f(T) h B đường hơi hay đường sương h L=H Pha lỏn g A x l B x h B l B T B 0 B x = f(T) l B đường lỏng hay đường . DUNG DỊCH - CÂN BẰNG LỎNG HƠI Chương V: DUNG DỊCH CÂN BẰNG LỎNG HƠI I. Đại cương về dung dòch II. Sự hòa tan của chất khí trong chất lỏng III.Sự hòa tan của chất lỏng trong chất lỏng Cân. TAN CỦA CHẤT LỎNG TRONG CHẤT LỎNG CÂN BẰNG DUNG DỊCH LỎNG – HƠI Trộn hai chất lỏng vào nhau xảy ra 3 trường hợp: - Hoàn toàn tan lẫn vào nhau, - Hoàn toàn không tan lẫn vào nhau - Tan có giới. lỏng Cân bằng lỏng – hơi I. ĐẠI CƯƠNG VỀ DUNG DỊCH  Dung dòch là hỗn hợp đồng thể của hai hay nhiều chất hoàn toàn trộn lẫn vào nhau.  Dung dòch lỏng  Dung dòch rắn  Dung dòch gồm:  Dung