CHƯƠNG I MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA HOÁ HỌC 1.1- MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2- MỘT SỐ ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN 1.1- MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1- Chất: tập hợp tiểu phân có thành phần,cấu tạo, tính chất xác định tồn độc lập điều kiện định Chất mà phân tử cấu tạo loại nguyên tử gọi đơn chất N N N N N≡N (đơn chất) Chất mà phân tử cấu tạo hai loại nguyên tử trở lên gọi hợp chất Na Cl Na Cl Na-Cl (hợp chất) Tập hợp gồm phân tử loại gọi nguyên chất Tập hợp gồm phân tử khác loại gọi hỗn hợp 2-Nguyên tử Nguyên tố Phân tử a- Nguyên tử Là hạt nhỏ nguyên tố phân chia nhỏ phản ứng hóa học Khối lượng ngtử tính theo đvC: 1dvC = (g) 6,02.10 23 (1.1) Ngtử không mang điện Khi ngtử electron tạo ion dương (cation), ngược lại ngtử nhận electron tạo ion âm (anion) b- Nguyên tố: Tập hợp loại nguyên tử có số điện tích hạt nhân (Z) ngtố hóa học Đa số nguyên tố hóa học bảng HTTH tập hợp nhiều nguyên tử loại c - Phân tử: Là phần tử (hay hạt) nhỏ chất tồn độc lập mà giữ nguyên tính chất chất Phân tử tạo nguyên tử (ion ) liên kết với Trong phân tử phân cực tồn trung tâm mang điện tích trái dấu, phân tử khơng phân cực khơng có trung tâm mang điện Khối lượng phân tử tính theo đvC Phân tử không mang điện ⇒ tổng số điện tích ion phân tử 3- Mol Khối lượng mol Công thức liên hệ mol khối lượng mol Mol (n): đại lượng dùng để số lượng hạt vi mô, ứng với mol chứa 6,02.1023 hạt vi mô Khối lượng mol (M): khối lượng mol hạt vi mơ tính gam Công thức liên hệ n M: m n= M (1.2) 1.2- MỘT SỐ ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN 1- Định luật bảo toàn khối lượng “Trong phản ứng hóa học tổng khối lượng chất tham gia pư tổng khối lượng sản phẩm tạo thành” 2- Định luật thành phần khơng đổi “Một hợp chất hóa học dù điều chế cách có thành phần khơng đổi” 3-Định luật Avơgađrơ “Ở điều kiện (T, p), thể tích khí chứa số phân tử khí nhau” - Phương trình trạng thái khí lí tưởng Đặc điểm trạng thái khí: khoảng cách phân tử khí lớn ⇒ lực tương tác phân tử khí nhỏ ⇒ phân tử khí chuyển động tự ⇒ chúng va chạm (va chạm phân tử khí với va chạm phân tử khí với thành bình) gây áp suất Khí lí tưởng: khí giả thiết thể tích khơng ⇒ chúng khơng có lực tương tác phân tử ⇒ chuyển động khí phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, thể tích số mol khí Phương trình liên hệ đại lượng gọi phương trình trạng thái khí lí tưởng Phương trình viết dạng đơn giản sau: pV=nRT (1.3) - P áp suất khí, V thể tích khí, T nhiệt độ tuyệt đối (T = t oc + 273 K) PV T0 - R- số khí lí tưởng, tính theo cơng thức: R= 0 Thay số: P0=1atm, T0=273K, V0=22,4lít ⇒ R = 0,082 l.atm mol.K - Nếu đổi đơn vị áp suất thể tích, giá trị R nhân giá trị sau: R=62400 mmHg.ml/mol.K = 8,314J/mol.K=1,987 cal/mol.K Vận dụng phương trình (1.3) để: Xác định khối lượng phân tử Suy định luật Avơgađrơ Suy định luật Dalton tính áp suất riêng phần khí Áp suất riêng phần pi khí i hỗn hợp: RT pi = n i V (1.4) - Phương trình trạng thái khí thực  n2 p + V   a .[ V − nb] = nRT  (1.5) n- số mol khí P – áp suất khí V – thể tích khí T – nhiệt độ tuyệt đối a – số đặc trưng cho lực tương tác phân tử b– số đặc trưng cho thể tích riêng phân tử khí Hằng số a, b thường tra bảng Bảng 1: số a b số khí Khí a(l atm / mol ) b ( cm3 /mol ) Khí He H2 0,0341 0,245 1,39 1,44 1,35 1,36 23,6 26,7 39,4 39,9 32,2 31,8 C2H4 N2 O2 Ar CO CO2 NH3 H2O Hg a ( l atm / mol ) b( cm /mol ) 4,47 3,59 4,17 5,46 8,09 57,1 42,7 37,0 30,5 17,0 6- Định luật đương lượng Trong phản ứng hoá học, nguyên tố phản ứng với (kết hợp thay thế) theo quan hệ khối lượng hoàn toàn xác định Ví dụ phản ứng: Hiđrơ (1,00g) + Clo (35,5g) → Hiđrô clorua (36,5g) Natri (23g) + Clo (35,5g) → Natri clorua (58,5g) Natri (23g) + Oxi (8g) → Natri oxit (31g) Hiđrô (1g) + oxi (8g) → Nước (9g) Natri (23g) + Nước (18g) → Natri hiđrôxit (40g) + Hiđrô (1g) Như khối lượng 1g hiđrô, 35,5g clo, 23g natri, 8g oxi … tương đương với phản ứng hố học Có thể nhận thấy quan hệ không phụ thuộc vào đơn vị khối lượng dùng, dù đvC, gam, kg, tấn,… Vì tổng quát nói phản ứng hố học phần khối lượng hiđrô tương đương với 35,5 phần khối lượng clo, 23 phần khối lượng natri, phần khối lượng oxi… Từ người ta đưa đại lượng gọi đương lượng định nghĩa sau: " Đương lượng nguyên tố số phần khối lượng nguyên tố kết hợp thay phần khối lượng hiđrô phản ứng hố học" Đương lượng đại lượng khơng có thứ ngun cố định Kí hiệu đương lượng Đ Một số hệ  đương lượng nguyên tố (Đ) Đ ngtô A = n A – khối lượng ngtử (1.6) n- hóa trị ngtố Như ngun tố đa hố trị có giá trị đương lượng khác Ví dụ : FeO ĐFe=56/2 =28; Fe2O3 ĐFe= 56/3 = 18,67  Đương lượng hợp chất  Đối với axit - bazơ : Đaxit= Maxit/số ion H+ trao đổi Đbazơ= Mbazơ/số ion OH trao đổi - (1.7) Đối với muối Đmuối=Mmuối/số điện tích dương kim loại pư (1.8)  Đối với chất oxi hóa - khử Đoxh= Moxh/số e nhận (1.9) Đkh = Mkh/số e nhường  Định luật đương lượng "các chất tác dụng với theo phần khối lượng tỉ lệ với đương lượng chúng“ Giả sử có phản ứng tổng quát sau: mA + nB → pC + qD Khối lượng đương lượng chất tham gia phản ứng là: mA, ĐA; mB, ĐB ⇒ biểu thức toán học định luật đương lượng có dạng sau: m A ĐA = mB ĐB Đặt nđ = m Đ mA mB = ĐA ĐB (1.10) (gọi số mol đương lượng) nđ A= nđ B (1.11) ⇒ phát biểu định luật đương lượng theo cách khác "các chất tác dụng với theo số mol đương lượng nhau" Nồng độ đương lượng (N): số mol đương lượng chất tan lít dung dịch Ví dụ: dd H2SO4 0,02N ⇔ 1lít dd có 0,02mol đương lượng H2SO4 hay 0,02x98/2= 0,98gam H2SO4 Nồng độ đương lượng tính theo công thức: nđ N= V (1.12) nđ- số mol đương lượng V – thể tích dung dịch (lit) nđ=N.V Thay vào bt (1.11) ta có NAVA=NBVB (1.13) Biểu thức (1.13) biểu thức hệ định luật đương lượng, sử dụng nhiều vào việc pha lỗng dung dịch BÀI TẬP BT 1: Bơm 6,13lít khí X vào bình kín hút hết khơng khí Cân xong, thay thể tích X thể tích khí SO2 Khối lượng bình SO2 nặng 5,0gam Tìm khối lượng mol khí X Biết thể tích khí đo 27,3 0C, 1atm Đs: MX=44g BT2 : Ở nhiệt độ áp suất, khối lượng thể tích khí Y nặng khí CO2 lần Tìm khối lượng 3,729 lít khí 1atm 30 0C Đs:mCO2=6,6g; mY=13,2g BT3: Để khử 1,8g oxit kim loại người ta phải dùng 756ml khí H (đktc) Tính đương lượng kim loại Đs: Đkl=18,67 BT4 : Một kim loại có đương lượng 27,9 Tính khối lượng kim loại cần thiết để đẩy 700ml hiđrô khỏi axit đktc Đs: m=1,744g BT5: Xác định lượng sắt hợp kim, biết sau hòa tan 0,3g hợp kim H2SO4 loãng người ta phải dùng 250ml dd KMnO40,02N để xác định lượng FeSO4 tạo thành Đs: mFe=0,28g BT6: Xác định đương lượng ngtố X hai oxit: - Oxit thứ chứa 22,23% oxi - Oxit thứ hai chứa 30% oxi Đs: ĐX1=28; ĐX2=18,6 BT7: Cứ 0,2g oxi 3,17g halogen tác dụng vừa đủ với lượng kim loại Tính đương lượng halogen Đhalogen=126,8 ... bazơ : Đaxit= Maxit /số ion H+ trao đ? ?i Đbazơ= Mbazơ /số ion OH trao đ? ?i - (1.7) Đ? ?i v? ?i mu? ?i Đmu? ?i= Mmu? ?i/ số ? ?i? ??n tích dương kim lo? ?i pư (1.8)  Đ? ?i v? ?i chất oxi hóa - khử Đoxh= Moxh /số e nhận (1.9)... oxit kim lo? ?i ngư? ?i ta ph? ?i dùng 756ml khí H (đktc) Tính đương lượng kim lo? ?i Đs: Đkl=18,67 BT4 : Một kim lo? ?i có đương lượng 27,9 Tính kh? ?i lượng kim lo? ?i cần thiết để đẩy 700ml hiđrô kh? ?i axit... (M): kh? ?i lượng mol hạt vi mô tính gam Cơng thức liên hệ n M: m n= M (1.2) 1.2- MỘT SỐ ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN 1- Định luật bảo toàn kh? ?i lượng “Trong phản ứng hóa học tổng kh? ?i lượng chất tham gia pư