Hóa h_c 1-Chuong 5-tr_ng thái t_p h_p.rar

HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 1 of 48
HÓA ĐẠI CƯƠNG
Chapter 5:Trạng thái tập hợp (2 TIẾT)
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 2 of 48
Trạng thái tập hợp của các chất
Các trạng thái tập hợp của các chất
Trạng thái khí
Trạng thái lỏng
Trạng rắn
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 3 of 48
5.1 Các trạng thái tập hợp chất
- Trạng thái tồn tại của chất (khí, lỏng, rắn) ở điều kiện nào đó phụ thuộc vào:
Chuyển động nhiệt của các tiểu phân làm cho chúng phân bố hỗn độn và có khuynh hướng chiếm tòan bộ thể tích không gian của bình đựng. Yếu tố này được đánh giá bằng động năng chuyển động nhiệt của hạt.
Lực tương tác giữa các tiểu phân thành những tập hợp chặt chẽ có cấu trúc xác định. Yếu tố này được đánh giá bằng năng lượng tương tác giữa các tiểu phân (còn gọi là thế năng tương tác giữa các phân tử) .
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 4 of 48
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 5 of 48
Một số đặc trưng của các trạng thái
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 6 of 48
Khí Lỏng Rắn
Các trạng thái tập hợp chất
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 7 of 48
Các trạng thái tập hợp chất
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 8 of 48
Quá trình chuyển trạng thái
Rắn
Lỏng
Khí
Hóa hơi
Ngưng tụ
Nóng chảy
Hóa rắn
Requires
Energy
Liberates
Energy
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 9 of 48
5.2 Trạng thái khí
Không có thể tích và hình dạng cố định, khi nạp chất khí vào bình chứa, nó chiếm thể tích cả bình và có hình dạng bình chứa.
Khi cho các chất khí vào cùng một bình chứa, chúng trộn đều nhau.
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 10 of 48
Trạng thái khí
Khi cho các chất khí vào cùng một bình chứa, chúng trộn đều nhau.
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 11 of 48
Trạng thái khí
Có thể nén hay giãn chất khí dễ dàng.
Các chất khí có khối lượng riêng nhỏ hơn chất lỏng và chất rắn.
Các chất khí tác dụng áp lực lên bề mặt tiếp xúc với chúng.
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 12 of 48
Phương trình trạng thái khí lý tưởng
5.2.1.Các định luật chất khí lý tưởng.
Tại nhiệt độ không đổi, thể tích của một khối khí tỉ lệ nghịch với áp suất của nĩ.
V = k1/P hay V x P = k1 (k1: h?ng s? t? l?)
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 13 of 48
(Tại áp suất không đổi, thể tích của một khối khí tỉ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối của nó.
V = k2T hay V/T = k2 hay V1/V2 = T1/T2 (k2: h?ng s? t? l?)
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 14 of 48
Phương trình trạng thái khí lý tưởng: PV = nRT
Trong đó:
P áp suất
V thể tích
n số mol
T nhiệt độ (K)
R hằng số khí lý tưởng phụ thuộc vào đơn vị đo.
Ở nhiệt độ 00C, áp suất 1 atm, một mol khí bất kỳ đều có thể tích 22,414 lít.
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 15 of 48
Bảng gía trị R phụ thuộc vào đơn vị đo

HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 16 of 48
Áp suất riêng chất khí – Định luật Dalton
Áp suất riêng: Pr = (V0 /Vhh) * P0
Trong đó: Pr : áp suất riêng
V0: thể tích ban đầu của chất khí
Vhh: thể tích hỗn hợp
P0 : áp suất ban đầu của chất khí.
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 17 of 48
Áp suất riêng chất khí – Định luật Dalton

HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 18 of 48
D?nh lu?t Dalton: Áp suất chung của hỗn hợp các chất khí không tham gia tương tác hóa học với nhau bằng tổng áp suất riêng của các khí tạo hỗn hợp.

Phh = P1 + P2 + P3 + ..+ Pn

Trong dĩ:
Phh : �p su?t h?n h?p
P1, P2, P3,., Pn: �p su?t ri�ng ch?t khí.
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 19 of 48
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 20 of 48
5.2.2 Phương trình trạng thái khí thực
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 21 of 48
Phương trình trạng thái khí thực
Khi tăng áp suất (khỏang cách giữa các phân tử khí giảm). Lực tương hỗ giữa các phân tử đủ lớn và ảnh hưởng đến chuyển động của chúng.
Thừa số hiệu chỉnh áp suất: Plt = Pt + (an2/V2)
Trong đó:
a : hằng số cho từng chất khí
n: số mol khí
V: thể tích
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 22 of 48
Phương trình trạng thái khí thực
Khi hạ nhiệt độ, động năng chuyển động trung bình của các phân tử khí giảm, khi đó lực tương tác hút – đẩy giữa các phân tử thể hiện rõ hơn.
Thừa số hiệu chỉnh thể tích: (P + an2)(V – nb) = n.R.T
Trong đó:
b : hằng số đặc trưng cho từng thể tích riêng của chất khí
n: số mol khí
V: thể tích của bình
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 23 of 48
5.3 Trạng thái lỏng
5.3.1 Cấu tạo chất lỏng
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 24 of 48
Trạng thái lỏng
Sau thời gian t
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 25 of 48
Trạng thái lỏng
5.3.2. Áp suất hơi bão hòa chất lỏng
- Áp suất hơi chất lỏng ở trạng thái bão hòa được gọi là áp suất hơi bão hòa. Mỗi chất lỏng có áp suất hơi bão hòa xác định.
- Áp suất hơi bão hòa tỷ lệ thuận với nhiệt độ.
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 26 of 48
Trạng thái lỏng
5.3.3 Nhiệt độ sôi của chất lỏng
Nhiệt độ sôi là nhiệt độ tại đó áp suất hơi bão hòa của một chất lỏng bằng áp suất khí quyển (1 atm).
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 27 of 48
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 28 of 48
Trạng thái lỏng
5.3.4 Nhiệt hóa hơi
Nhiệt hóa hơi là nhiệt lượng cần hấp thụ để làm hóa hơi 1 mol chất lỏng tại nhiệt độ sôi. Kí hiệu: Hhh và đơn vị nhiệt hóa hơi: kJ/mol.
5.3.5 Độ nhớt
Các lớp chất lỏng cản lại chuyển động của chúng đối với nhau gọi là tính nhớt.
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 29 of 48
Sự hóa hơi của chất lỏng
ΔHhh = Hhơi – Hlỏng = - ΔHngưng tụ
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 30 of 48
Trạng thái lỏng
5.3.6 Sức căng bề mặt
Là tính chất đặc trưng của lơp bề mặt chất lỏng tiếp xúc vơi những pha khác.
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 31 of 48
Sức căng bề mặt
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 32 of 48
Trạng thái lỏng
5.3.7 Hiện tượng mao dẫn
Nếu lực hút giữa các tiểu phân chất lỏng yếu hơn lực hút giữa các tiểu phân chất rắn và chất lỏng thì chất lỏng sẽ tẩm ướt chất rắn và có bề mặt lõm xuống. Ví dụ: ống thủy tinh tiếp xúc với nước.
Nếu lực hút giữa các tiểu phân của chất lỏng lớn hơn lực hút giữa các tiểu phân của chất rắn và chất lỏng thì không xuất hiện hiện tượng tẩm ướt chất rắn và có bề mặt lồi lên. Ví dụ: ống thủy tinh tiếp xúc vơi thủy ngân.
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 33 of 48
Sức căng bề mặt của nước và thủy ngân
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 34 of 48
Capillary
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 35 of 48
Mao dẫn
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 36 of 48
Mao dẫn
hc1
hc2
hc3
hc4
Chiều cao của chất lỏng phụ thuộc vào đường kính của mao quản
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 37 of 48
5.4 Trạng thái rắn
5.4.1 Chất rắn tinh thể và chất rắn vô định hình
Ch?t r?n tinh th?
+�Cĩ kh? nang t? k?t tinh th�nh c�c h?t nhi?u m?t, nhi?u c?nh, nhi?u chĩp.
+� Gĩc t?o b?i hai m?t tuong ?ng c?a tinh th? luơn luơn cĩ gi� tr? khơng d?i.
+��B�n trong tinh th? c�c nguy�n t?, ph�n t?, ion du?c ph�n b? m?t c�ch tu?n hịan theo nh?ng quy lu?t nh?t d?nh t?o th�nh m?ng lu?i khơng gian d?u d?n.
+��Nhi?t d? nĩng ch?y c?a tinh th? x�c d?nh v� khơng thay d?i trong su?t qu� trình nĩng ch?y.
+ Cĩ tính d?nh hu?ng.
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 38 of 48
Chất rắn vô định hình
+ Không có khả năng kết tinh thành tinh thể có hình dạng xác định.
+ Các cấu tử sắp xếp hỗn độn.
+ Không có nhiệt độ nóng chảy nhất định.
+ Không có tính định hướng.
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 39 of 48
5.4.2 Mạng tinh thể và cách sắp xếp khít nhất
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 40 of 48
Hốc trong tinh thể
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 41 of 48
Sự sắp xếp các quả cầu
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 42 of 48
Số ion chứa trong một tế bào
1
1/2
1/8 n t
1/8
1/8
Tâm khối
Tâm diện
Nguyên tử
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 43 of 48
Mật độ xếp khít và tỷ số bán kính ion
Mật độ xếp khít (P)
P = N x Vc/Vtb
P = 1. 4/3 πr3/a3= 0.52
Như vậy cầu chiếm 52% và 48% rỗng
Tính P đối với mạng lập phương
nội tâm (tâm diện)
Tỷ số bán kình (độ xếp khít)
= r+/r-
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 44 of 48
5.4.3 Các kiểu mạng lưới tinh thể
1.Mạng lưới cộng hóa trị (Mạng lưới nguyên tử)
Được tạo thành từ những nguyên tử liên kết với nhau bằng lực liên kết cộng hóa trị ( than chì, kim cương…)
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 45 of 48
2 Mạng lưới phân tử
Các tiểu phân cấu trúc là những phân tử (trừ khí hiếm), chúng hút nhau bằng lực hút yếu Van der Waals, đôi khi cả liên kết hydro. Vì vậy, cấu trúc mạng lưới phân tử dễ nóng chảy, dễ hóa hơi, tương đối mềm.
.
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 46 of 48
3 Mạng lưới tinh thể ion
Được tạo thành từ những ion ngược dấu luân phiên nằm tại nút mạng và liên kết với nhau bằng lực hút tĩnh điện.
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 47 of 48
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 48 of 48
Độ bền của mạng lưới tinh thể đặc trưng bởi
U (năng lượng mạng lưới tinh thể) =



N số Avogadro, M: hằng số Madelung, e điện tích electron, Z điện tích dương và âm, ro khoảng cách ngắn nhất 2 ion, n hệ số borh (9-10)
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 49 of 48
4. Mạng kim loại
Được đặc trưng bằng các ion dương nằm tại nút mạng và liên kết giữa chúng là liên kết kim lọai
HUI© 2006
General Chemistry:
Slide 50 of 48