MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHỌN LỌC CỦA HÓA HỌC TẬP 1 (TÁI BẢN LẦN THỨ 2) - NGUYỄN DUY ÁI

8/9/2019 MT S VN CHN LC CA HÓA HC TP 1 (TÁI BN LN TH 2) - NGUYN DUY ÁI
http://slidepdf.com/reader/full/mot-so-van-de-chon-loc-cua-hoa-hoc-tap-1-tai-ban-lan 1/347
NGYN DUY ÁI, VGUYN TINH DUNG, TRN THÀNH HUE, TRAN QUC s n ,
NGUYÊN VN TÒNG
TP MT
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QU
WWW.FACEBOOK.COM/BOIDUONGHOAHOCQU
B

I
ng góp PDF bi GV. Nguyn Thanh Tú
B

I
LÒ NÓI
Các ki thi Olimpic quc gia và quc t v hóa hc ngày càng dc nhiu nc quan tâm. S d nh vy vì chúng kch thích vic ci tin ni dung và phng pháp dý và hc hóa hc trng ph thông trung hc theo', hng tip cn vói hóa hc, òng thi to diu kin phát hin và bi dng nhng tài nng tr v hóa hc.
0 nc ta, nm 1993, ln àu tiên khoa Hóa hc trng i hc s phm Hà Ni 1 dng ra t chc kì th i hc sinh .gii Hóa hc vói s tham gia ca nhiu trih, thành ph... và t nm 1994, hàng nm B Giáo dc và ào to êu t chc thi hc sinh' gii toàn quc v môn hóa hc.
Trên bình din quc t, ln u tiên , Vit Nam c di tuyn tham d kì thi Olimpic quc t v hóa hc ln th 28 t chc ti LB Nga nm 1996 , và tip theo n kì thi Vân th 29 ti Canáda, lan th 30 ti Ôxtrâylia, lan, th 31 ti Thi Lan, và ln th 32 ti an Mch. Cà nãm ln, di tuyn Vit Nam êu t kt qu ng phn khi, ln gân dây nht ã giành c Huy chng vàng.
Hin nay, ngoài tài liu giáo khoa chuyên hóa hc, hu nh cha cô tài liu nào bàng ting Vit dùng d bi dõng mt cách h thng hc sinh gii hóa hc. góp phàn khc phc
s khó khàn dô, mt nhôm cán b ging dy khoa Hóa hc trng Di hc $ phm Hà Ni biên son cun "Mt s vn chn lc ca kóa hc" nhm cung cp mt s kin thc cn thit cho vic bi dõng hc sinh tham d các kì thi Ompc hóa hc quc gia và, quc t.
Sách gm 27 chngy phn thành 4 tp :
Tp 1 (các chng 1-7) trnh bày nhng kin thc v cu to cht và mt s phng pháp ph dùng trong hóa hc, cùng nhng kin thc v nguyên t hóa hc.
3
B

I
Tp 2 (các chng 8 - 15) dê cp n mi s ván dê o phn ng hóa hc và v'ê hóa hc hu co.
Tp 3 (các chng 16-24) gii thiu my vn d quan trng ca hóa sin h hc, hóa phân tick và vè íhc hành hóa hoc.
Tp; 4 (các chng 25-27) bao górti cc bài tp tng hpv hóa hc.
Các tác gi dc phân công nh sau :
Nguyn Duy Ái : các chng 1, 5, 6, 7 và 23.
Nguyn Tinh Dung : các chng 9, 20, 21 và 22.
Tràn Thành Hu : các chong 2, 3 và 8.
Tràn Quc Sn : các chng 10, 11, 12, 13, 14, 15 và 18.
Nguyn Vn Tbng : các chng 4, 6, 17, uà 24.
Ngoài ra Nguyn Duy Ái, Nguyn Tin h Dung và Trn Thành Hu cùng biên son các chng 25, 26 ; Tràn Quc Sn và Nguyn Vn Tòng cung biên son các chng 19, 27.
Cun sách này là tài liu cn thi t cho giáo viên và hc sinh các lp chuyên hóa kc. ó cng là tà i liu tham kho cho giáo viên hóa hc các trng ph thông trung hc, sinh vin i hc s phm và Cao ng s phm , hc sinh gii thuc chuyên ban khoa hc t nhiên... và tt c nhng ai quan
tâm n vic dy và hc môn hóa hc bc ph thông trung hc hin nay.
Sách cp n nhiu vn , li c biên son Vân du bi mt nhóm tác gi vi thi gian rt hn ch, nên không tránh, khi thiu sót. Các tác gi chân thành cm n nhng ý kin nhn xét ca bn dc.
Các tác gi
I - CC N V S LIÊN H GIA-CC N V
H thng các n v o lng c dùng trên toàn th gii là h SI (t ch Système Internationa l d ’ Unites)
1. Các n v c bn
i lng vt ' lí Tên n v KÍ hiu
dài mét m Khi lng kilogam kg Thi gian giây s* Cng ampe A dòng in
Nhit kelvin K Lng cht mol mol
Các n v dn xut u suy ra t các n v c ì ây là mt s n v dn xut thng dùng.
2. Mt s n v dn xu t
i lng vt lí Tên n v K hiu p sut patcan (pascal) Pa Nng ng ju n (joule) J Công’ sut oat (Watt) w in lng culông (coulomb) c in th von (volt) V
* - t ch seconde là giây-.
5
B

I
3. Mt s l iên h g ia các n v thng gp
Áp sut
= 760 mmHg
= 760 torr
0K = -273° c
T(K) = t(°C) + 273
Mun có bi s và c s ca các n v, ngi ta thêm vào các tin t sau
N ng lng
mega M 1 mega oat (MW), 1 triu oat
103 kio k 1 kilogam (kg), 1 nghìn gam
i c f 1 eci (c d là êxi)
10“2 centi (c c
là xenti) 10"3 mili (c m
là mili) 1 phn nghìn gam. 1 milligam (mg),
1 decimet (dm), 1 phn mi met
1 centimet (cm),
n v khi lng mo nguyên t là "g/moJ".
Ví d : - khi lng nguyên t ca hiro bng 1 v.c.
khi lng mo nguyên t híro bàng lg/mol.
~ khi ng nguyên t ca s t bng 56v,c.
khi lng mol nguyên t s t bng 56g/mol. Nh vy :
- Khi lng mol nguyên t oxi (O)
= khi lng ca 1 mol nguyên t oxi.
= khi lng ca 6,022 X 1023 nguyên t oxi.
= 16g/mol.
- Khi lng mol phân t ca mt ckt là khi lng ca1 mol phân t ca ch t o biu th bng gam, v s bàng khi lng phân t ca cht ó biu th bng n v cacbon.
n v khi lng mol phân t là "g/mol"
Ví d :
- Khi lng phân t ca hiro (H9) big 2 v.c.
Khi lng mol phân t hiro bng 2g/mol.
- Khi lng phân t ca clo (Cl2) bng 71 v.c.
Khi lng mol phân t clo b ng 71g/mol.
Nh vy
= Khi ng ca 1 mol phân t oxi.
= Khi lng ca 6,022 X 1023 phân t oxí.
= 32g/mol. Khái nim "moìn là hòn á tng tron g các phép tính toán
hóa hc.
II - MT S BÀI TOÁN CHUYN N V
Trong các bài toán, mi s liu thng kèm theo mt n v xác nh. Chng hn n v khi lng riêng là g/cm3, n v áp sut ìà atm, mmHg hay Pa V. V . . .
Trong khi làm tính, các n v ban u phi b loi tr và ch còn li n v cn tính.
Mun chuyn í t n v n sang n v kia, ta nhân n v ban u vi mt tha s gi là tha s chuyn i. Tha s này biu th s tng ng ca mt i lng duy nht theo hai n v khác nhau.
, - .. . n v mun chuyn i Tha s chuyên i = ------ — — ------ ~r -------
n v ban u
T s ca tha s phi tng ng vi mu s.
Kt qu ta s c áp s vi n v mà ta mun chuyn i. Chng hn ta mun i n v mét ra centimet, centimet ra in, angstrom ra centimet...
Ta có các quan h sau :
lm = 100cm ; lin = 2,54cm ; 1 = 10~scm. Tha s chuyn i s ln lt là :
lm 100cm ln , 2,54cm 100cm ay lm * 2,54cm nay l in ;
1A 10~8cm hay
IU cm
Tha s chuyn i phi vit nh th nào cho các dr'll v mu s loi tr các n v ban u và ch còn gi li các n v mun chuyn i.
Vi d 1 : i 585em ra mét.
Gii : Trc ht ta vit quan h gia cm và m.
Im = 100cm (a)
Im
Ta nhân s ban u vi tha s chuyn i. Tk chn tha
585ja«r X ™ - = 5,85m 10 Ocar"
Cn bit rng khi chia c hai v trong h thc (a) cho 100cm ta có :
Vì t s và mu s ca tha s (phân s) u biu th cùng mt khong cách nên tha s tng ng vi 1.
Nh vy khi nhân s ban u ( ây là 585cm) vi tha s chuyn i thì ln ca i lng không i, ch có giá tr v s và n v là thay i.
V d 2
Khong cách gia nguyên t o và nguyên t H trong phân t (H-O-H) là 95,7pm. i khong cách ó sang mét, sang nanomet.
Gii : i sang mét.
SO 100cm lm
n v cin b loi tr ch còn gi li n v mét :
lm lOOcm 1 OOcm 1 OOcm
lp m = 10 12m.
= 95,7 X 10~12m = 9,57 X 10"nm.
i sang, nanomet.
$ _ __ 11 Inm
9,1*7 X 10 X x — — 10 ^ = 9,57 X 10 2nm.
10
B

I
Angstrom (). ]à mt n v dài và bng 1 X 10 10m. Ngi ta thng dùng n v biu dìn bán kính nguyên t
Bit rng bán kính nguyên t photpho bng 1,10. Tính th tích Jnguyên t phot.pho theo angstrom khi, centim et khi và nanomet khi. (3, cm3, nm3)
Gii : 1 = 1 X 10_Ium. lem = lnm = 1 X 10- 9m.
i n v sang n v cm và nm.
= jr(l,lo)3 = 5,58Â3
^p(crn') =x 1.0- s cm)3 — 5,58 X 10“24cm3
^P(nm') “ (1,10 X l O ^ n m ) 3 = 5,58 X 10- 3 n m 3
Ví d 4
i áp sut 745mmHg sang n v torr, atm và Pa.
Gii
- n v torr và mmHg tng ng nhau. Vy 745mmHg = — 745torr.
- Gia n v mm Hg và atm có mi liên h sau : la tm =760mmHg.
=* 1,10 X 10~8cm
- Mí liên h gia n v mmHg và p.a là :
101,325 kPa = 760mmHg.
V d 5
a) Hi 245,2g sát tng ng vi bao nhiêu mol ? Bit rng
nguyên t khi * ca s t là 55,85 amu.
b) Trong 245,2g st có bao nhiêu nguyên t.
c) Tính khi lng mt nguyên t st theo gam.
Gii
a) Nguyên t khi ca st là 55,85amu, nh vy khi lng moi nguyên t,ca st là 55,85g/mol. Ta có th. có hai tha s
chuyn i :
1 mol nguyên t s t 55,85g sá t55,85g s t lmol nguyên t st
Ta chn th a s nào mà các n v mu s loi tr các
n v ban u. ( ây loi tr n v gam)
^ ^ ^ Imoi nguyên t Fe _ 245,g^Fe X ------ 55 85 F ------ = 45390mol ttguy®11 rá Fe -
b) Ta bi t rng 245,2g Fe t ng ng vi 4,39mol nguyên t Fe.
1 mol nguyên t Fe gm 6,022 X 1023 nguyên t. Nh vy
ta có hai tha s :
6,022 X 1023 nguyên t k 1moì nguyên t
1 mol nguyên t 0c 6 022 X 1023 nguyên t
ây cn loi tr n v moi nên ta chn tha s th nht :
* Khi lng nguyn t ca mt nguyên t biu th bng n v caebon (hay n v khi lng nguyên t, amu) thuòng c gi là nguyên t khi.
12
B

I
. oftr> __ _ _ ^ „ 6,022 X 10 nguyên t Fe 4,390 mtfr nguyên t Fe X ----- ~ T ~ - ——r — »—T~---- =
^ i jx x ft nguyên t st
= 2,644 X 1024 nguyên t st. c) Tính khi lng mt nguyên t st theo gam.
Ta có các tha s chuyn i sau :
• 55,ã5g F<e ____ 1 mol nguyên t Fe 1 mol nguyên t Fe 55,85g Fe
và
1 moi nguyên t Fe 6,022 X 1023 nguyên t Fe
6,022 X 1023 nguyên t Fe ay 1 mo nguyên t Fe
Vì kt qu ta cn n v g/nguyên t nên ta chn :
55,85gFe 1 Jkéì~nguyên t Fe
1 j a á f nguyên t Fe 6,022 X 1023 nguyên t Fe =
=9,274 X 10~23g/nguyn t Fe.
V d 6
Hi 25,4 ml thy ngân tng ng vi bao nhiêu moi bit rng khi lng riêng ca thy ngân là 13,534g/cm3 25°c và khi lng moi ca thy ngân là 200,59g/mol.
Gii
Trc ht ta cn bit khi lng ca 25,4ml thy ngân
khi lng = khi lng riêng X th tích.
1 ml tng ng vi lcm3. Ta có :
25,4 jzee?' X = 344 g.
1 mol 344' 1
§1.2. BIU D IN VÀ ÁN H GIÁ SAI s
CA CÁC KT QU THC NGHIM
I - SAI S CA CC KÊT Q O. Các k t qu otrong
thc nghim hóa hc ù c tin hành cnthn nâu cngu mc gai s. Có hai loi sai s :
Sai s h thng và sai s ngu nhiên.
Sai s h thng làm cho kt qu o không úng, ngha tà giá tr thc nghim sai lch, vi giá tr thc ca i lng o. Saí s h thng thng do nhng nguyên nhân xác nh và làm cho kt qu o chuyn dch theo mt chiu. Ví d, khi ta cân mt vt hút m không khí thì khi ng ca vt ngày cng tng theo thi gian cân (do vt cân hút m trong không khí ngày càng nhiu).
Sai sô' h thng có th phát hin và khc phc, nu làm vic cn thn, có kim tra cht ch thit b. hóa cht và phng
pháp làm vic.
Sai s ngu nhiên làm cho kt qu o kém chnh xác, ngha là các kt qu o lp li trong iu kin thc nghim nh nhau s không ging nhau. Sai s ngu nhiên do nhng nguyên nhân không xác nh, bin thiên theo các chiu khác nhau, ch có
th làm gim i ch không th loi tr.
II - BIU IN KT QU O
1. i l ng tr u n g b ìn h . Khi o lp li i lng X trong iu kin thc nghim ging nhau ta c dãy kt qu :
x lt x 2, x n
Kt qu tin cy nh t, ngha à gn vi giá tr thc nh t là giá tr trung bình cng :
14
B

I
n n
2- Sai s tuyt i và sai s tng i
Nu ta .b i t giá tr thc a ca i lng cn o, thì sai s tuyt i ca phép o
r = X - a (1.2)
X - a •
q = — -— . 100% (1.3)a
ây, r và q bao gm c sai s ngu nhiên và sai s h thng (nu có).
3. ánh giá chính xác. Trong trng hp phép ó ch phm sa i s ngu nhiên ta có th biu din chính xác ca kt qu o da vào các i lng sau ây :
a. lch chun s ca phép o i lng X
\ j ( z t - f + . . . +( xn - f J é v - (14)
V n —1 ' -------- — ,----- 71 — 1
tính s có th dùng công thc :
* = ? - - 1) ( 1 - 4 a )
b. Lch chun ca i lng trung bính :
s - = - (1.5) X n
c. Khong tin cy là khong giá tr ca X ti ó giá tr thc (trong a s trng hp ta không bit !) c th co mt vi mt tin cy ã cho :
15
B

I
ây, £ = ta k . Sx (1.7)
ta k là tha s Xtiu-n (Student) ng vi mt tin cy a
ã cho và s bc t do k = n - 1. Có th coi tin cy a là kh nng xut hin bin c trong s 100 kh nng thc hin.
Ví d nu chn a — 0,95 thì trong s 100 phép o s có khong 95 phép o cho ta kt qu nm trong khong tin cy ã cho, hoc trong 100 kh nng thì có n 95 kh nãng là giá tr thc nm trong khu vc X — £ n X + £. Trong các sách, tra cu có cho các giá tr t ng vi tin cy a cho trc và ng vi tng s bc t do. Trong bng 1.1 có cho các giá tr t ng vi a = 0,95
Bng 1-1. Giá t r thra s s tu d e n t n g v i a — 0,95 và
ng vi các giá tr k khác nhau*
k 1 2 3 4 5 7 8 9 10 20
I 12,7 4,30 3,18 2,78 2,57 2,45 2,36 2,31 2,26 2,23 2,09
i lng £ phn ánh chính xác ca phép o. D nhiên £ càng ln thì kt qu o càng kém chính xác.
Trong trng hp không bit giá tr thc ca i ng ó thi có th ánh giá sai s tng i theo công thc
q = = . 100% (1.8) X
V d 1.1. Kt qu xác nh hàm ìng S0 2 trong khí quyn gn mt nhà máy giy nh sau : 1,90 ; 1,98 ; 1,94 và 1,92 (ppm)‘.
Tính a) Giá tr trung bình, b) ch chun ca phép o và lch ca giá tr trung bình, c) Khong tin cy vi tin cy a = 0,95. d) Sai s tng i ca phép "o.
* ppm - part per million
4 1,92 3,6864
2 7,74 14,9804
b) lch chun. Theo (1.4a) :
5 = - [14,9804 - - ;p 2-3/3 = 0,034ppmS02
0,034 s_ — — = 8,5.10 ppmS02 X T
c) Tra bng 1.1 ta c
*« = 0,95, k = 3 = 3 ’ S
£095 = 3,18 . 8,5.10' 3 = 0,027 « 0,03.
Khong tin cy = 1,93 ± 0,03 hay 1,90 = a =s 1,96 ppm S 0 2
£ 0,03 d) Sai s tng i q - . 100 = -zr~k . 100 = 1,5%
X *>93
II - SO c ó NGHA. Các s có ngha biu din gn úng s ánh giá mc chính xác ca kt qu o. Nu không có mt thông tin b sung (ví d lch chun) thì ta ngm hiu
rng s cui cùng trong kt qu o có b t nh là ± 1. Chng hn, nu biu din th tích o c là. 23,4 ml, iu ó có
ngha là dng c o th tích có th o n chính xác ± 0,1 ml và kt qu o th tích có 3 s c ngha, trong 2 s u (23) là tin cy, s th ba à bt nh.
17
B

I
Kt qu cân vi khi lng 1,012^ có 4 s có nghía, trong ó s cui là bt nh, ngha là cân có chính xác ± 0,001g, nu ghi là l,0120g thì cân có chính xác 0,0001g (0,1 mg).
Nh vy khi vit mt s i thc nghim phi ut s có ngha sao cho ck có ch s cui cng là bt dnh.
Các s không c dùng tht lp im thp phân khôngtính vào s có ngha. Vi d trong s 0,0034 ch có hai s có nghía (34).
i vi các s phc tp ngi ta th ng chuyn sang dng sô ly th a thp p hân và các sô có ngha là các s phn nguyên. Ví d 0,0034 = 3,4 .10-3 , có 2 s c ngha à 34 ; 1056 = 1,056.103 có 4 s c ngha.
i vi các s ogarit thì các s bên trái im thp phân (phn c tính) không c coi là các s có ngha, vì ây là các ch s ly tha. Ví d, igex = 1,44 có 2 s có ngha (là 44) lg10x = 16,024 có 3 s có ngha (0,2 và 4).
Trong các phép tính ch c phép àm tròn ô kt quà cui cùng mà không làm tròn sô' ò các giai on tính trung gian.
vi cc phép tnh nhân và chia, ch kt quá cui cùng mt s s có ngha không vt quá s ca tha s có s có ngha ít nht.
Ví d 1,2 X 3,145 = 3,774 — 3,8 (gi li 2 s có ngha).
Trong các phép tính cng và tr cn thc hin các phép tính ti s có ngha cui mà mi s hng u có.
V d 1.2 : Xác nh các s có ngha (ji) ca các s (:r) sau :
X S ly t h ù a cùa V n X n
16.4 L64.I01 3 - ! a . x = 1 . 0 9 8 3
0.00486 4.86.10 3 log!()x = 0.699 3
1400 1,4.10' 2 '
1400 1.40.103 3
1400 1.400.10'’ 4
a) Cng 1524,2
b) Tr 1742,6’
c) Nhân và chia
76,845
4,279.1
Trong mt s trng hp khi gi li các s có ngha cncân nhác sao cho bt nh kt qu cúi cùng không thay i so vi bt nh ca các s liu c dùng tính.
101 Ví d 1.4
99 = 1,02 mà không vit 1,0
vì bt nh tng i ca c hai s 101 và 99 .u à ±1% 7 1 1 ì . , YÕY ^ 99 ' Nu kt là 1,0 thi bt nh s
± 0,1
là • 100 = ì% 101
Ví d 1.5 Õ = không vit 0,990 vì nu vit 0, 990
± 0,001 thì bt nh se là Q99Q x =5 0,1% trong khi bt
nh ca các tha s tính u là ± 1%.
19
B

I
ví d .6. gx = lg 1,234 = 0,091 mà không vit 0,09131 vi bt nh ca X là ± 0,001 nên nu ta ly lg(l.,234 ± 0,001) s c 0,09096 và 0,091669. Nh vy s bt nh là s th
ba sau du phy !
Ví d 1.7. X = 10' ll234 = 10lgx
gx = -1,234VyX = 0,0583 mà khôrig vit 0,05834
vì nu tính X t lgx = -(1,234 ± 0,001) ta s có X = 0,05847 và 0,05821. Nh vy s th t sau du ph ã là bt nh.
Chú ý : Trong mt s trng hp tính toán phòng nga s mt mát khi lãm tròn s, ngoài s có nghía cui cùng ngi ta còn ly thêm mt s na, nhng s này phi vit dng ch s di. Chng hn, tron g- ví d 1.6 có th v it
lgl>234 = 0,0913 ; trong ví d 1.3c có th vit X = 2,04.10-23.
§1.3. CC NH LUT c o BN CA HÓA HC
I - NH LUT BO TOÀN KHI LNG
1. Ni dung nh lut
Khi lng ca các chát tham gia phân ng bang khi lng ca các cht to thành sau phn ng.
iu ó là bi vì s nguyên t ca mi nguyên t trong các cht tham gia phn ng và trong các sn phm ca phn ng phi bng nhau . ;
2. Áp dng nh lut
Ngi ta da vào nh lut bo to àn khi lng cân bàng các phng trình phn ng.
20
B

I
Vi d :
Khi cho HNO3 ìoãng tác dng vi ng phn ng s xy ra theo phng trìn h phn ng sau : -
H N 03 + Cu Cu(N03)2 + NO + H20 (a)
Theo nh lut bo toàn khi lng, s nguyên t ca các nguyên t H, N, 0, Cu c hai v ca phng trình phi
bng nhau :'
Phng trình trên ã c câri bng.
Chú ý Mun cân bng mt phng trình phn ng có các ion tham
gia chng nhng phi da vào nh lut bo toàn khi lng mà còn phi da vào nh ìut bo toàn in tích ngha là tng in tích ca các ion c hai v ca phng trình phn ng phi bng nhau.
Ví xét phng trình phn ng sau :
Fe2+ + MnO“ + 8H+ Fe3+ + Mn2+ + 4H20 (b) Trong phng trình phn ng trên, s nguyên t st, mangan,
oxi và hiro c hai v u bng nhau. Tuy nhiên phng trình phn ng trên cha th coi là ã cân bng vì tng in tích ca các ion v trá i là (2+) + (1-) 4- (8+) — C9+), trong khi ó v phi, tng in tích ca các ion là (3-r) + (2+) = (5+).
Nh vy, mun cân bng phng trìn h phn ng (b) ngoài vic
cân bng khi lng ta cn phi chú ý cân bàng in tích* na. Phng trình phn ng phi c cân bng nh sau :
5Fe2+ + M n04" + 8H+ — 5Fe3+ + Mn2+ + 4H20.
* Cách cân bng in tích : Xem phn phàn ng oxi hóa-kh.
21
B

I
Trong phng trinh phàn ng trên, chng nhng s nguyên t sá t, mangan . oxi và hiro c hai v éu bngnhau mà
tng in tích hai v cng bng nhau và bng :
5(2+) + (l-> + 8(1+) = 5*3+; -í- (2+) = 17+
Nh vy, mt phng tr ình phn ng ã cân bng phi tha
mãn haí tiu chun :
- Khi lng c bo toàn,
- in tích c bo toàn.
Khi cân bng phng trinh (a) nêu trên ta không chú ý ti in tích vì ch có các phán t trung hòa in tham gia phn ng và to thành sau phn ng, nh vy tng in tích c hai v u bng không.
II - NH LUT THÀNH PHN KHÔNG x
1. Ni dung dnh lut . Th ành ph n v'ê khi lng ca các nguyên t trong mt hp cht không di .
Có ba cách biu din thành phn ca hp cht. Ta ly phân t amoniac làm v d. Phân t amoniac bao gi cng có công thc là NH-. Công thc này cho bit.:
a - Sô nguyên t ca mi nguyên t trong phân t. Mt phân, t amoniac cha mt- nguyên t N và ba nguyên t H.
b - Khi lng ca mi nguyên t trong .m t moi phân t. Mt moi amoniac bao gi cng oha mt mol nguyên t
N và ba mol nguyên t H, t ó ta bit c mt khi lng mol NH3 (17g) bao gi cng cha*l4g N và 3g H.
c - T cách (b) nêu trên, có th suy ra cách biu dn theo thành phn % ca mi nguyên t trong hp cht i vi khi ng ca toàn phân t.
22
B

I
Khi lng ca N trong mt moi NHU
Khi lng ca 1 moi NH-^
14 g N
hay 82,35g N trong lOOg NH3.
- Thành phn % ca H trong NH~
Khi lng ca H trong lmol NHg
3gH Khi lng ca Imo NH3
X 100 = 17,65%
hay 17,65g H trong lOOg NH3.
.2. Áp dng dnh ut. Xác nh công thc phân t ca hp cht. Khi bit thành phn % khi lng, ta c th suy ra t l v s nguyên t ca mi nguyên t trong phân t.
Ta ly phân t hidrazin - mt hp cht ca nit và hìro rt gn gi vi amoniac àm ví d.
V d 1 : Bng phép phân tích, ta bit rng hidrazin gm 87,42% khi lng N và 12,58% khi lng H.
Xác nh công thc n gin ca hidrazin.
Gii
Nu ta ly lOOg hidrazin th i t thành phn % nói trên ta bit c trong ó có 87,42g N và 12,58g H.
Nh vy s mol ca mi nguyên t trong 100 g hidrazin là :
lmoN 87,42g N X — TZ — - 6,24mol N14 g
12,58g H X 1 y -1H = 12,58 mol H.
23
B

I
T sô' mol ca mi nguyên t có trong lOOg hidrazm ta tìm t l v s mol ca nguyên t n 30 vi nguyên t kia
12,58 molH 2m olH 6.24 mo N 1 mol N
Ti s này cho bit trong phân t hidraz in c 1 mol N thì
có 2 mol H. iu ó có ngha là trong phân t hidrazin cmt nguyên t N phi có hai nguyên t H.
Nh vy, t thành phn % ta có th ùm c t s các nguyên t trong phân t. Tuv nhiên, cn nh rng, công thc
phn t chng nhng cho ta bit ti l v s nguyên t ca các nguyên t trong phân t mà còn phi cho bit tng s các nguyên t trong phân t .
Chng hn i vói phân t hidrazin, s nguyên t H gp ôi s nguyên t N. Nh vy công thc phân t ca hidrazin có
th là NH2 hay N?H4 hay N 3HÓ, N4HS v.v... Thành phn % ch cko bit t l u s nguyn t trng
phán t. Công thc NH2 trong ó 30 nguyên t là nh nht ng vi t l v S nguyên t ã bi t gi là công thc dn gin nht. Mun tìm c công thc phân t, cân phi bit khi lng phân t ca cht ó, xác nh bng thc nghim.
Chng hn i vi hidrazin, thc nghim cho bit khi ng mol phân t ca 1Ó là 32g/mol. Nh vy cng có nghía là công
thc phân t ca hidrazin bng hai 'lncông thc n ginnht (NH2) tc là N2H4-
Vi d 2
Gii
S mòi Fevà s mol p tro ng lOOg oxt :
, Im olFe „ S mol Fe = 72,4g X kg ~ 1.30 m olF e
o • - lm olO ^ S moì o = 27,6g X — — ~ l,73molO.
, log
24
B

I
T l vê s moi o i vi s mol Fe :
s mol o 1,73 mol o 1,33 1 so' mol Fe = 1,30 mol F = M y *3 trên L
V s nguyên t trong cng thc phi làs nguyên nên ta có t l 4 trên 3.
Nh vy, công thc n gin nht ca oxit sát ó là Fe30 4.
VÍ d 3
un nóng 1,014 g hirat ng (II) sunfat màu xanh trên mt chén s cho ti khi nc kt tình bay ht, còn li 0,654g cht rn màu trng.
Tìm công thc ca hirat rtg (II) sunfat. Gii
Hirat ng (II) sunfat có côngthc làCuS04.xHL0.
a) Kh lng nc kt tinh ã c bay ra :
1.014g hírat - 0,654g mui khan = 0.36 g nc mt i.
b) S moi nc mt i :
0,3g- X — = 0,020mol H20 c) Cht rn màu trng còn li là mui CuS04 khan.
S moi mui khan :
0,654g'X = 0,004 mo CuS04. 159,6,g- 4
) Ti s moì H20 so vi s mol CuS04 :
s moì H20 0,020 5,00
s mol CuS04 0,004 1,00
e) T l s mol H-,0 so vi s moi CuS 04 là 5 : 1.
Nh vy công thc n gin nht ca mui hi rat ng (II) sunfat là CuS04. 5H20
25
B

I
- Ni dung nh lut
Khi hai nguyên t kt hp vi nhau cho nhiu hp cht, nhng khi lng ca nguyên t này kt hp vi cùng mt khi ng ca nguyên t kia ti l vi nhau nh nhng s
Ttguyn nhò. Chng hn ùro tác dng vi nit to thành amoniac (NH3)
và hidrazin (N2H4).
Trong amoniac c 1 mol N (14g) kt hp vi3mol H (3g)
Trong hid razin c 1 mol N (14g) kt hp vi2mol H (2g)
Ta có t l :
3gH i vi 14g N tro ng amoniac 3 2gH i vi 14g N trong hidraz in 2
- ngha ca nh lut.
Qua ví d trên ta thy t l v khi lng ca H trong hai hp cht kt hp vi cùng mt khi lng ca N úng bng t l v s nguyên t H kt hp vi cùng mt nguyên t N trong hai hp cht.
IV - NH LUT AVOGARO VÀ TH TÍCH MOL CA CÁC KHÍ
1. Ni du ng nh lut
Trong cùng iu kn nhit và áp sut, nhng th tích bng nhau cùa mi cht kh í u cha cùng mt s ph ân t.
nh lut Avogaro còn có th phát biu nh sau :
0 nh it và áp sut không di, th tích chim bi mt cht khí t l thun vói s mol kh.
i vi hai cht khí, cùng iu kin nhit (T), và áp
sut (P)j mi liên h gia th tích V và s mol n có th biudin nh sau :
B

I
1 1"12
v d 2
mt nhit và áp sut nào ó, mt (1,00) moi khí chimth .tích là 2 7,01 và khi lng riêng à l,41g/j.
a ~ Tính khi lng mol ca kh ó.
b - Tính khi lng riêng ca khí ó iu kin tiêu chun.
Gii '
ã . X 241* = 38,lg/mol. 1 mol l ’ &
b) iu kin tiêu chun mt (1,00) mol khí tc 38, lg chim mt th tích là 22,4/.
Vy khi lng riêng ca khí ó iu kin tiêu chun là :
D = = 1.70 g l ( ktc).
V - NH LUT KHÍ LÍ t n g '' h a y p h n g t r ì n h
TRNG THÁI KHÍ 1. Ph ng trinh trng thái khí là phng trinh liên
h các g iá t r g ia áp su t , th t í ch , nh i t và s mol ca mt cht khí.
PV = nRT.
trong ó p, V, n, T ln lt là áp sut, th tích, s mol, nhit túyt i ca kh.
* Khí li tuòng là khi tuân theo các nU lut Boyle - Marotte: Charles ; Gay-I-ussac và Avogaro mt cách nghiêm ngt. Các khí thc th hin s sai lch
nh so vi các nh ut trôn. nhit vã áp sut thng.- s sai lch ó thòng c hò qua.
28
B

I
R là hng s khí và giá tr ca nó tùy thuc vào vic chon n v ca p và V.
- Nu pc biuth bng atm vàV bu th bàng lit. thì
R có giá tr nh sau : PV la tm X 22.4/ fn°9 ^ -atm
= nT = T m õ n r 273K = ; m õi. K
- Nu p c biu th bàng mmHg và V c biu th bng m l th R có giá tr nh sau :
PV 760m mHg X 22.40(>nZ 62.30QmmHg. m l nT = m õ 1T2 73K = m ol. K
“ R có th c biu th theo n v nàng lng
Ta bit rng :
H.atm = 101,32jun.
ta có :
0 ,082.1 . atm 101,32J , R = — — X 1 7 x1 = S,314J/mol-K.m ol, K l í . a tm
- Giá tr ca R theo n v SI.
vTa bit rng la tm = 101, 3 kilopascal và th tích mol
ktc là 22,4 dm3
PV 101,3kPa X 22,4dm3 8 ,3 1 k Pa .d m 3 nT l m o l x 273K “ mo l. K ”
2. Vn dn g phng trnh trng thái khí gii mt s bài toán v cht khí.
Li ích ca phng trình trng thái khí là ch nó cho bit mi liên h gia bn bin s p, V. n và T mô t trng thái ca mt cht khí. Nu bit c ba trong các bin s d thì có th tính c bin s th t.
vi d
Tính th tích ca mt qu cu c np y bi 4,00 mol khí hei áp sut 748 torr và nhit 30°c.
29
B

I
latm — 760 torr.
760torr
PV = nTR -» V =
= _ _ _ _ _ = 1 0 1 /
V d 2 Tính áp sut theo kPa do 54,Og xenon tác dng lên mt bình
1,00Z 20°c.
S mol xenon
^ „ lmol n = 54,0gXe X 3^ 3g~Xe = 0,41 to o l
T = 20°c +273 = 293K
„ Tr _ _ V, nRT PV = nRT -* p =
. 8,3 1k Pa . dm3 0,41 lm ol X — X 293K
„ m oi . K 2 _ p = ----------------------- ~ - — -------- - 1,00 X 10 kPa
(hay 9,87 atm).tl ..If'"
v d 3 I 0,1 OOg ìtf|Kp cht CO công thc n gin nht CH2F2
chim mt {th tích là 0,0470Z 298K và 755 mmHg.
Xác nì khi ng mol ca cht ó.
30
B

I
S mol ca cht ó tng ng vi 0,100g là :
' PV
n RT i p sang afcm
p = 7 5 5 xn m H g X ____ TT_ — 0 , 9 9 3 a t m /oUmmxig
T ó :
0,993 atm X 0,0470 n 5=5 (0,082/ . a tm / mo.K)(29SK) = ° ’00191mo
0,1 OOgKhi lng mol = 0 ^ 0 1 9 1 ^ 1 = 52’4 /mo -
ây khi lng moi à 52,4g/mol, nh vy công thc n gin nht cng là công thc phân t ca hp cht CH2F2-
§1.4. PHN NG HÓA HC
Trong hóa hc có hai loi phn ng quan trng nht là phn ng axt - baz và phn ng oxi hóa - kh. .
A. A BA
I - TÍNH CHT CÙA DUNG DCH AXIT, DUNG DCH BAz. PHN NG TRUNG HÒA.
1. Tính cht ca dung dch axit
Nói chung, các dung dch axit thng c mt s tính cht sau.
a - Có v chua
b - i màu cht ch th (ví d i màu qu xanh thành )
31
B

I
d - An mòn hu ht các kim loi
e - Tác dng vi mui ca axit yu hnvà d bayhi hn to thành axit yu hn và mt mui mi.
g - Tác dng vi oxit kim loi và hiroxitkim loi to thành mui và nc (phn ng trun g hòa).
2 . T ính ch t ca dung d ch baz
Nói chung các dung dch bazd thn g có mt s tnh cht sau :
a - Có v ng.
b - i màu cht ch th (ví d i màu qu th ành xanh)
c - Dn in.
Các baz tan gi à kim.
3. Phn ng trung hòa
a - Phng trình phn ng trung hòa có dng sau :
AXÍT + BA2 -* MUI + NC.
Ví d : HC1 + NaOH -H> NaCl + H 20
b - Phng trình ion i vi phn ng trung hòa mt axit mnh bi mt baz mh
H+ + OH“ H20
c - Sn phm ca phn ng trung hòa không nht thit phi là mui trng tính. Mt s mui có th có tinh axit (nh mui amoni clorua) hay có tính baz (nh mui natri cacbonat).
32
B

I
Phn ng trung hòa thng c dùng trong phng pháp phân tích th tích.
II - S LC LÍ THUYT AXIT-BAZO
1." Thuyt Arniuyts (Arrhenius)
Nãni 1884, nhà hóa hc Thy in Arêniuyts xng ra lí thuyt sau :
a - Axit là nhng cht khi phân lí trong nc to thành
nhng ioi hiro (H+) (và chi có ion H+ là ion dng)
b - Baz là nhng cht khi phân li trong nc to thành nhng ion hiroxit (OH~) (và ch có ion OH- là ion âm)
Nh vy theo thuyt Arêniuyts th ì
- mt ax it to ra tron g ung dch nc các ion H+ có nng [H+] > 10”7 M (M là kí hiu ca mol/lit) và nng
[OH~] < 10"7M. '
- mfc baz to ra tro ng dung dch nc các ion OH” có
nng [OH- ] > 10“7 M vã nng '[H*3 < 10“7M.
c - Nhng hn ch ca thuyt Arêniuyts v axit - baz.
- Thuyt Arêniuyts ch coi các cht trong phân t có cha proton H* mi là axit và ch coì các cht trong phân t có cha nhóm hiroxit OH” mi là baz mà tht ra phm vi các cht c coi ìà axit baz rng rãi hn nhiu
- Thuyt Arêniuyts ch áp ng i vói các dung dch nc
còn i vi các dung môi mi thì không áp dng c.
2. Thuyt Bronstet - Luri (Bronsted - Laury)
Là lí thuyt tng quát hn do hai nhà bác hc an Mch và Anh xng ra nm 1923 mt cách c lp nhau.
33
B

I
a - A xit là nhng cht (phn t hay ion) có kh nng nhng proton cho cht khác trong phn ng hóa hc.
- Baz là nhng cht (phân t hay ion) có kh nng nhn proton ca cht khác trong phn ng hóa hc.
6 -Phn ng axit - baz là phn ng trong ó proton c chuyn t mt axit n mt baz.
Ví d
(hay c proton)
nhng proton I
(hay mt proton)
c proton
mt proton
c - Cp liên hp
Mi axit u có mt baz liên hp (baz liên hp là mt
phân t hay ion kém axit mt proton). Chúng to th ành mt
cp iiên hp.
B_ là baz liênhp ca HB.
Sau y là mt s cp liên hp :
34
B

I
+ H+
CH3COOH CH3COO" HCI cr h 2s o 4 h s o ;
H S O ' soj- h 2c o 3 HCO“
HCOJ co-
d - N hn xét v thyt axit - baz ca Bro nstet “ Lauri
Khác vi thuyt Arêniuyts, thuyt Bronstet - Lauri coi các cht không cha H* hoc OH- cng là axít hoc baz.
Ví d :
- Dng dch NH4C1 là axit Bronstet vì nó cho nâc proton
NH* + H 20 ^ NH3 + H30 +
- Dung dch N a2C 03 là baz. Brons tet vì nó nhn proton ca nc
co *” + H20 ^ HCOJ + OH"
- Mt cht tác dng nh mt axit hay nh mt baz c trong dung dch nãc hay không phi trong dung dch nc.
Ví d : CH3COOH + NH3 ^ CH3COO" + NH4
- Cùng mt cht có th tác dng nh mt axit hay nh mt baz tùy theo môi trng :
Ví d : HCO“ + H+ ^ C 02 + H20
baz
35
B

I
3. mnh ca axt và baz
- Ax it m nh lã nhng axit có kh nng nhng proton cho cht khác mt cách mnh m. Trong dung dch các axít mnh
phân li hoàn toàn to ra ion H+.
Ví d H C 1 ----------» + c r
Coi nh phân li 100% trong nc.
- Các axit yu ch phân li mt phn trong dung dch to ra ion H+. r V
Ví d CH3COQ CH3CO Cr
Ch phân li 1% trong nc.
Cn chú ý rng kí hiu H+ c dùng ch ion hironi H30 + ( n gin cách vit)
- Baz m nh là nhng faaz có ái lc mnh m vi proton.
Trong dung dch, các baz mnh phân lì hoàn toàn to ra ion hiroxit (OH~)..
Ví d N aO H ----------* Na+ + OH"
Cn bit rng các baz mnh ly mt proton ca nc to ra ion OH~ :
Ví d PC^~ + H20 — > HPOj~ +• OH"
Cn phân bit khái nim v mnh ca axit baz và khái nim v nng ca chúng trong dung dch.
- Nng biu th lng cht có mt trong mt n v th tích
Ví d CH3COOH 10M, HC1 0, IM, H N 03 2M.
36
B

I
- mnh cà axit baz biu th kh ;nng ca mt cht có th nhng (hay nhn) proton trong mt phn ng hóa hc.
T ó có th nói :
- Mt dung dch m c ca axit yu nh CH-jCOOH 10M
Mt dung dch loãng ca axit yu nh CH3COOH 0,2M
Mt dung dch oãng ca axit mnh nh HC1 ,01M.
m nh yu tng di ca mt cp axit- baz.
Mt áxit càng mnh, baz liên hp ca nó càng yu và ngc li, mt bazo càng mnh, axit liên hp ca nó càng yu.
Sau ây là mnh yu tng i ca mt s cp axit - baz
liên hp.
Axit Baz
- Không có
HI HBr
nng tn ti
Thuyt ax i t - baz ca L iuyx (Lewis )
Nm 1930, nhã hóa hc M Liuyxil dã xng ra thuyt axil - bnzd bao gm
cà nhng quá trinh c s tham gia ca proton (nh thuyt Bronsle i - L.;iuri). cà
nhng quá trinh không có mt proion.
Theo Liux thì : - Ax là nhng cht có th nhn cp electron cùá cht khác e to thành liên
kt mi.
- Baza là nhng cht có th nhng cp electron cho chl khác to thành
liên kt mi.
cp electron cp electron
Nh vy, axit Liuvxd bao gm các phân t trung hòa nhu cc>2 . SO-J— ; các
cation nh H+ 7 caúon kìm loi (Al^+, Be +...)
Ba z Liuyx bao gm các phân t trung hòa, nh các amin, các anion gc axil
nh F . C1
Mc dù thuyt axit baz cùa Liuyx tng quát hn thuyt cùa Bronstet - Lau ri
nhng vì thiu cc s nh lng cht chê nêu khng c s dng rng rãi nh
thuyt Bronstet - Lauri.
Vic nghin cu nh lng mnh ca các axit bazos s uc lin hãnh các chng sau.
Phàn ng axit bazrt uc ng dng rng rãi trong phân tích nh íng : phng
pháp chun axit bazo.
H.+ + :OH2
B. 01 A
Trong nhiu phn ng hóa hc, có s dch chuyn electron t cht n sang cht kia : ó là các phn ng oxi hóa - kh.
I - MT S KHÁI NIM
1. S oxi hóa, s kh
- Quá trình oxi hóa (hay s oxi hóa) là quá trnh xy ra s mt electron
- Quá trinh kh (hay s kh) là quá trình xy ra s nhn electron
S oxi ha và s kh bao gi cng xy ra ng thi trong mt phn ng oxi hóa - kh.
Ví d
b - H2 + Cl2 2HC1
d - 2Na + CU -* 2NaCll2
+ i i h 2o
Nh vy, nguyên t , phân t và ion u có th tham gia vào phn ng oxi hóa - kh.
2. C h t oxi hó a, ch t k h Trong phn ng oxi hóa - kh có hai cht phn ng chính : ó là cht oxi hóa và cht kh.
- Cht ox hóa là cht nhn electron ca cht khác, làm cho
cht ó b oxi ha và trong quá trình, bn thân nó b kh. Các cht oxi hóa thng dùng là 0X1 (0 2), clo (Cl2) kali pem anganat (KM n04)s kaìi icrom at (K^Ci O-P V.V. .
Cht kh là cht nhng electron cho cht khác làm cho cht ó b kh và trong quá trình, bn thân nó b ox hóa.
39
B

I
Các cht kh thng .gp là natri (Na), hiro ÍH2), natri sunf it (Na2S 0 3), iatr i thiosu nfa t (Na2S20 3) V . V . .
3. Các na phn ng
Mt phn ng oxi hóa - kh có th chia thành hai "na phn ng"
Mt na phn ng biu th quá trình Dxi hóa
Mt na phn ng biu th quá trìn h kh.
Trong ví d (a) trên Cu2+ + Zn —» Cu + Zn2+ tacóth bi din phng trình phn ng thành hai na phn ng sau :
Zn —* Zn2+ + 2e. - Km b m t electron và b oxi hóa thành Zn2+ (quá trình oxi hóa)
Cu2+ + 2e — Cu - lon ng C2+ nhn electron và b kh thành ng kim loi (quá trình kh)
Trong ví d (e) :
Các na phn ng c vit nh sau :
C2H5OH + H 20 CH3COOH + 4H+ + 4e (quá trình
oxi hóa)
II - S OXI HÓA
c + 02 ---- >C02 H2 + I2 ----» 2HI
không th coi là có s chuyn hn electron t cht kh (ccbon) sang cht oxi hóa (oxi) hay t hiro sang iot vì s chênh lch
40
B

I
âm in ca các nguyên t ó là rt nh. ( âm in ca hiro là 2,1 ; ca oxí là 3,5 ; ca iot à 2,2)
Vi vy biu th s thay i . trng thái ca tác cht gây ra bi phn ng oxi hóa - kh, ngi ta a vào hóa hc khái nim s oxi hóa (hay bc oxi hóa, hay trng thái oxì hóa).
S oxi hóa à in tích ca nguyên t trong phân t vi gi nh rng liên kt trong phân t à liên kt ion. (Trong phân t, nguyên t nào có âm in ln hn th nhn electron, nguyên t kia thì nhng electron).
S oxi hóa ca mt nguyên t c xác nh theo các quy tc sau :
X. S oxi hóa ca t t c các n cht u bng không.
2. S oxi hóa ca oxi bng -2 trong tt c các hp cht ca chúng tr các peoxit nh N a20 2, H20 2 tron g ó oxi có s oxi hóa bng - 1.
3. S oxi hóa ca hiro là +1 tron g t t c các hp chttr các hìrua kim loi trong ó hiro có s oxi hóa là - 1.
4. Tt c các s oxi hóa khác s c la chn nh th nào
tng i s các s oxi hóa bng in tích trên phân thay /ion.
Ví d : Xác ih s oxi hóa ca C1 và N trong các ion CIO**;
NC>2 , NO“
Trong trng hp ca CIO”, trc ht ta ly s oxi ha ca oxi à -2, sau ó rút ra s oxi hóa ca clo theo quy tc (4) :
S oxi hóa cùa oxi + s oxi hóa ca clo = -1
- 2 + s oxi hóa ca co = -1 S oxi hòa ca clo = -1 + 2 = +1.
Cng tng t nh *y, ta rú t ra s oxi hóa ca Ntrong
NOJ là +3, s 0X1 hóa ca N trong NCC là +5.
Da vào khái nim s oxi hóa, ta c th nhngha phn ng oxí ha - kh mt cách khái quát hn.
41
B

I
- Phn ng oxi hóa - kh là phn ng gây ra s thay i s oxi hóa ca các nguyên t.
- Quá trình oxi hóa (hay s oxi hóa) là qu átrình trong ó có s mát electron hay s tng s oxi hóa.
- Quá trình kh (hay s kh) là quá trìn h trong ó có sthu electron hay s gim s oxi hóa.
- Cht oxi hóa là ch t nhn electron ca cht khác, do ó trong quá trình, s oxi hóa ca nó gim.
- Cht kh ã ch t nhng electron cho cht khác, o ó trong quá trình, s oxi hóa ca nó tng.
III - CÂN BNG PHNG TRÌNH PHN NG OXI HÓA - KH
Có hai phng pháp thng c dùng hn c là phng pháp th ng bng electron và phng pháp ion - electron.
1. Ph ng pháp thn g b àng electro n
Thng theo các bc sau :
a - Xác nh s oxi hóa cùa các nguyên t trong phng trình phn ng tm xem cht.nào cht oxi hóa, cht nào
là cht kh. b - Vit các quá trình oxi hóa vã quá tr ình kh, cân bng
mi quá trnh.
c - Tìm các h s cùa ch t oxi hóa và ch t kh sao cho s electron do cht kh nhng ra bng s electron do cht oxi hóa nhn vo.
d - t các h s ca cht 0X2 hóa vã cht kh vào phng trình phn ng và kim tra xem s nguyên t ca các nguyên
t hai v ã bng nhau cha. Ví d
Cân bng phng trình phàn ng nhôm tác ng vi dung dch axit cìohiric to ra nhôm corua và khí hiro.
42
B

I
- Trc ht vit phng trình phn ng cha cân bng :
Ai + HC1 — * AICI3 + H2 T
a. Xác nh s oxi hóa :
0 + 1 +3 o AI + HC1 — * AICÌ3 + H2
S oxi hóa ca nhôm tng t 0 ên + 3 : AI à cht kh
S oxi hóa ca hìro gim t +1 xung 0 : HC1 là cht oxi hóa
b. AI ----* AI34 + 3e
3x1 2 ^ + 2e — * H2
Hai nguyên t nhôm nhng ra 6 electron, vy phi có sáu ion hiro nhn 6 electron to thành 6 nguyên t hiro (3 phân t hiro)
d.2AI + 6HC1 2A1C3 + 3H2 t
Ví d 2
Cân bng phtrng trình phn ng ng tác dng vi axt nitric loãng.
o +5 +2 +2
a.Cu + HNO3 — * Cu(N03)2 + n o + H2 o
S oxi hóa ca Cu tãng t 0 n + 2, : Cu là cht kh .
S oxi hóa ca nitd gim t + 5 n + 2 : HNO3 là cht oxi hóa
2+ b. Cu — Cu + 2e
+5 +2
+ 5 + 2
2 X j N + 3e — * 3N
d. 3Cu + 2H N 03 -» 3Cu (N 03)2 + 2N 0 + H20
Trong phng trình phn ng trêi, ngoài cht oxi hóa vàcht kh còn có nhng cht không trc tip tham gia quá trình oxí hóa - kh nhng cn thit cho phn ngxy ra.
v phi ca phng trìn h có 8nguyên tnit, v trá i mi có 2 do ó v trái phi thêm 6 phân t HN03-
Nh vy t ng cng có 8 phân t H N 03 trong ó có hai phân t tham gia phn ng xi ha kh còn 6 phân t khác óng vai trò là môi trng phn ng.
Vy phng trình ã cân bng là :3Cu + 8HNO3 -* 3Cu (N 03)2 + 2NO +• 4H20
Phng pháp thng bàng s oxí hóa
Phngpháp thng bng sô' oxi hóa cng tng t phng pháp thng bng
electron. Nóda trn nguyên tc tông s s oxi hóa tng lên phi bng tng s
s oaci ha gim i trong mi phng trình phàn ng oxi hóa - kh.
Ví d : cân bng phng trinh phn ng
AI + HC -* A ì C13 + t ì 2 t
S thay ôi i vi Côn bng s bin i
. mi nguyên tù
+ 3 1(+ 3) = + 3
- 1 3 (- 1) = - 3
Nhân ôi h s 1 và 3 vì mi phân t H2 gm 2 nguyên t .
2 (+ 3) = + 6 (tng sô s oxi hóa tng)
2 (- 3) = - 6 (tng s sô oxi hóa gim)
Phuong trình ã cân bng :
2A + 6HC1---- * 2A1C13 + 3H2 t
2+
2. Phng pháp ion - electron
Thng theo các bc sau :
a - Chia phng trình phn ng thành hai na phn ng ri cân bng các na phn ng ó (Mi u, cân bng s nguyên t ca các nguyên t haí v, nu cn phi thêm H+, OH”, hoc H20 ; sau ó cân bng in tích bng cách thêm bt electron).
b - Nhân các na phàn ng vi các h s sao cho s eectron nhng i trong quá trình oxi hóa bng s electron nhn vào trong quá trình kh.
c - Cng các na phn ng vi nhau và n gin phng trình .
d - Kim tra xem phng trình ã cân bng v khi lng và in tích cha.
Ví d 1
Cân bng phng trình phn ng hòa tan ng trong dupg dch axit nitric loãng bit rng sn phm phn ng là Cu2+ vã NO.
Cu + NO“ — * Cu2+ + NO a - Cu —> Cu2+ quá tr ìn h oxi hóa
NO^ -» NO quá tr ình kh
- Cân bng khi lng ca mi na phn ng
- Thêm các phân t H20 vào v nào thiu oxi.
- Thêm H4 vào v nào thiu hiro
Cu ---- * Cu2+
Cu — > Cu2+ + 2e
45
B

I
b - N hân các na phn ng vi các h s sao cho s electron nhng i trong quá trình oxi hóa bng s electron nhn c
trong quá trình kh
1 X 2NOJ + 8H+ + 6e ---->2NO + 4H2 0
c - Cng các na phn ng vi nhau và n gin phng
trình :
d - Kim tra kt qu :
Trong phng trinh trên s nguyên t ca các nguyên t
hai v ã bng nhau ; in tích mi v u bng 6+ p hng trình ã cân bng.
VÍ d 2
Cân bng phng trình phn ng oxi hóa mui Fe2+ bng dung dch kali pemanganat t rong môi tròng axit :
Fe2+ + MnO^ — * Mn2+ + Fe3+ + H20
a - Fe2 + ---- » Fe3+ + e na phn ng oxi hóa.
M11O4 + 8H + + 5 e ---- > Mn2+ + 4H 2 0 na phn ng kh
b - 5 X
MnO^ + 8H + + 5 e ---- >Mn2+ + m p
c - 5Fe2+ + MnO" + 8H + + £ € r^ 5 F e 3+ + Mn2+ + 41 ^0 +
d - Khi lng ã c cân bng - intích mi v u bng nhau và bng 17+
Phng trình trn ã cân bàng.
45
B

I
v d 3
Trong môi trng baz, ion hipoclorit CIO- oxi hóa ion cromit
CrOJ thành ion cromat CrC>4~ và b kh thành ion clo raa C1- '
Cân bng phng trình phn ng ó.
- Phng trình phn ng chung :
C + C" C + .
Cr2 + 40H- ---- » CrÓ~ + 2H2O cân bng khi lng
Cr02~ + 40 H ” ---- >CrC^~ + 21^0 + 3e cân bng in tích J
CIO- — * c r na phn ng kh.
C10~ + H 2 0 ------ >Cì- + 20H~ cân bng khi lng -
CIO- + H2 o + 2 e ------ » Cl~ + 20H~ cân bng in tích J
b. 2 x 1 CrC>2 + 4OH” -----» Cr*" + 21^0 + 3e
3 X C" + 2 + 2e > CF + 20" c. 2C rOf + 80H - + 3CICT + 31^0 + J&T----->
— * 2CrO£“ + 42 0 + 3cr + 60H“ +
Có th loi tr 6 ion OH~ và 3 phân t nc c 2 v :
2CrO~ + 20H ” + 3C10“ — » 2CrO~ + H2 o + 3C1“.
d. Phng trình trên ã cân bng khi lng và mi v u cha in tích 7-. Phng trình phn ng ã cân bàng.
C7m ý : Khi cân bng phng trìn h phán ng ox hóa kh trong dung dch nc, ta thng phi a thêm oxi và hiro vào. Tuy nhiên, ta không th thêm 0 2 hay H2 vào phng trình
phn ng vì các cht ó không có trong dung ch nc, hn
47
B

I
na ta không c gây ra các s bin i s oxi hóa khác vi s bin i trong phn ng. Trong các dung dch axit, nng ion OH~ rt nh, ngc li trong các dung dch baz, nng ion H+ à không áng k.
Vì vy
Trong dung dch axit ta ch thêm H4 hoc H20 (mà không thêm OH~)
Trong dung dch baz ta ch thêm OH~ hoc H20 (mà không
thêm )
V mnh yu ca các na phn ng, ta s xét các chng sau.
§1.5. DANH PHÁP HÓA HC
(theo quy nh ca I- u. p . A. C)
ây ch nói n danh pháp hóa vô c còn danh pháp hóa hu c s nói n ô phn di.
I - CCH GI TÊN N CHT VÀ NGUYÊN T
phân bit n cht và nguyên t, các n cht ng vi
công thc H2, 0 2, 0 3 , P4, Sg v.v... c ln lt gi à ihiro, ioxi , trioxi (ozon), tetraphotp ho , xicoocta lu hunh còn
các tên hiro, oxi, lu hunh, photpho dùng gi các nguyên t tng ng.
i vi các n chát trng thái rn, C10 n gin, công ihc ca chúng s à kí hiu cá nguyên t. ví d eacbon, st và nói chung các kim loi s c biu din .à c, Fe ...
48
B

I
II - CCH GI TÊN CÁC HP CHT NH T
Hp cht nh t gm hai nguyên t, chúng có th là hp cht ion hay cng hóa tr.
Khi gi tên các hp cht nh t, tên nguyên t có âm in nh hn c c trc, nguyên t có âm in n hi c sau-. Các nguyên t có âm in ln hon c thêm hu t "ua", riêng oxi thì thành oxit.
- i uói các hp cht ion
Hp cht ion gm cation kim oi và anion phi kim. Khi gi tên các hp cht ion, cation c c trc, anion c sau.
Ví d :
Công thc
Rb2S ALSe.2 3 Srò
rubii sunfua nhôm xelenwa stronti oxit
i vi các kim loi có nhiu trng thái 0 X 1 hóa, ngi ta ghi s oxi hóa bng ch s La Mã t tróng du ngoc theo sau tên kim loi.
Ví d :
Tên
49
B

I
- i vi các axit nh t
Các. axit nh t ìà nh ng hp ch t trong ó hiro liên kt vi phi kim có âm in n hn ; khi hòa tan trong nc
chúng là nhng axit. trng thái nguyên cht, cách gi tên nh ã nêu trên.
Trong dung dch nc, thêm tin t "hiro" và hu t "ic".
Ví d
Công thc Tên hp chát Tên dun g dch ic
HC1 hiro clorua axit hirocloric HC1 (aq) HF hiro florua axit hidrofloric HF (aq) H2S hiro sunfua ax it hirosuníuric H2S (aq)
HCN hiro xianua axit hiroxianic HCN (aq)
Cc chú : Bên cnh danh pháp h thng do UPAC quy nh ngi ta còn gi tên các cht theo anh pháp ã quen dùng.
Chng hn i vi các axit nh t, ngi ta thêm hu t hiric vào tên các phi kim.
Ví d
HCN (aq) axit xìaxiiric
III - CC AXIT TAM T VÀ MUI.
Các hp cht tam t gm ba nguyên t. Axit tam t (oxiaxit)
là hp cht 'ca hiro, oxi và (thng là) mt t)hi kim. Các phi kim có nhiu trng thái ox hda^to thành nhiu
axit tam t. Các axit này khác nhau s nguyên t oxi. Ngi ta dùng hu t "" ch trng thái oxi hóa thp ca nguyên t trung tâm và hu t nc" ch trng thái oxi hóa cao.
Âxit tam t ca các phi kim u gi là axit ”ic"
51
B

I
HCIO3 a. cloric
HBr03 a. bromic
HIOs a. ioic.
- Các ax it cha ít hn mt nguyên t oxi i vi mi nguyên
t trung tâm thì thay tip t "ic" bng ”".
Ví d
Còng thc
H B r 2
- i vi các ax it cha t hn mt nguyên t oxi so vi axit “" thì thêm tin t "hipo” và hu t "" vn gi nguyên.
Ví du :
S oxihóa
+4 axít suníur h 2s g 4 HNO- H2Se4
+6 a. sunfuric +3 a. nitr +5 a. nitric +4 a. selen +6 a. selenic
+3 a. brom HBrÓ3 +5 a. bromic
Công thc S oxi hóa Tên
HCÌO
+1
52
B

I
- Các mui axifc cha các anion là gc ax it tam t tro ng ó còn li mt hay nhiu nguyên t hiro axit. Tên các mui này vn c gi nh thng l ch thêm ch "hiro" hay "ihiro" vào sau tên ca cation ch s nguyên t hiro axit.
Ví d
?ông thc Tên Công thc Tên N a íS 0 4 natri k h 2p o 4 kali ihiro-
hidrosunfat photphat N aH S03 natr iqHPO, kali
hirosunít hirophotphat NaH COj natri
hirocacbonat
Cc chú : Nhiu cht ã c tm ra t thi sa xa, vì
vy khôig gi tên theo h thng mà gi theo fcên thông dng. Ví d : H20 gi à nc
gi ìà amoniac
gi à hidrazin
gi là photphin...
BÀI TP
1-1. i các áp sut sau ây sang các n v tng ng.
a) 740 mmHg sang atm
b) 1,25 atm sang mmHg
c) 740 mmHg sang kpa.
d) 0,5 atm sang kPa.
e) 542 mmHg sang torr g) 35 torr sang afcra.
h) 210 kPa sang mmHg
54
B

I
i) 0,015 kPa sang atm
. k) 95,0 kPa sang mmHg
1-2. i áp sut 650 torr sang các n v sau :
a) cmHg , b) atm , c) Pa , d) kPa.
1-3. Xp các áp sut sau ây theo chiu gim dn :
75 kPa, 300 torr , 0,6 atm, 350 mmHg
1- 4. Mt lng khí kripton chim 40,0 ml 0,400 atm .
Nu gi nhi t không i, lng krpton nói trên s chim mt th tích là bao nhiêu 4,00 atm, 0,00400 atm, 765 torr, 4,00 torr và 3,5 X 10' 2 to rr
1-5. Xác nh áp su t theo kPa, gây nên bi 54,Og khíxenon trong mt bình có th tích là 1,00Z 20°c.
1-6 . Kt qu phân tích mt hp cht kh cho bitkhíócha 85,7% v khi lng cacbon và 14,3% khi lng hro.
iu kin tiêu chun, 100 ml cht ó có khi lng là 0,188g.
Xác nh công thc phân t ca cht .
1-7. Gho 5,6g bt nhôm vo dung dch NaOH d. Tính th tích khí H9 c to nên áp sut 742 mmHg và nhit 22°c.
1- 8. Khí amoníac c tng hp theo phng trình phn ng sau :
FeOct) N2 + 32 ^ 2NH3
500°c
Ngi ta dùng 3 55 I H 2 25°c và 542 mxnHg trn vi 105 N2 20 °c và 645 mmHg.
1-9 . Kt qu xác nh (lp li) hàm lng oxi tan trong mt mu nc nh sau :
8,50 ; 7,98 ; 8,35 ; 8,62 phn triu ípp.m) Oxi
55
B

I
Nu dung dch cha 180g N2H4 thì th tích ti th iu ca khí 0 2 cn th it tác dng vi hidrazin là bao nhiêu
bi t rng oxi c o ô áp sut 750 mmHg và nhi t là c.
1-1 5. Xét xem các phn ng nào sau y là phn ng ax it baz ? Phn ng oxi hóa - kh ? vì sao ?
a. NH3 + HC1 NH4C1
b. NB + 0 i NO + H20
c. NH3 +H2 o ^ NH+ + OH"
d. NH4 +H2 0 ^ NHj + R , 0+ - Các phn ng não sau ây là phn ng oxi hóa “ kh ?
Nu là phn ng oxi hóa - kh, hãy cân bng các phng trình phn ng ó :
a. I2 + S2 0 | . -—» I + S4 0 |
b. HgCl2 + KI —^ Hgl2 + KC1
c. PCI3 + H20 ----» HC1 + H3PO3
d. N 02 + H2 ^ NO” + NO~ + H+
- Trong các cht sau ây cht nào là axit là baz ?
H2C 03 , HCO3 , CO3- . Vit phng trình phn ng
minh ha.
1-16- - Xác nh nng cùa ax it cacbohic bit rn g mun trung hòa 20,0 ml axit cn 24,4ml ung dch NaOH vi nng 0,10 M.
- Tính th tích axit H2S04 0,10M cn thit trung hòa 500 m ung dch cha 10,0 g NaOH.
1-17. - Cân bng các phng trình phn ng sau :
a. P4 + NO" — * H 3P 0 4 + NO
57
B

I
m ^ . o 2 — » Br" + s o ^ “
g. Zn + NaOH — * [Zn(OH)4]2~ + H2
1- 18 .
a - Vit Qông thc ca mi cht sau :
amoni n itr a t coban (Il)sunfa t . vanai (III) oxit
niken (II) xianua canxi hipoclorit sunfua iclorua
bari peoxit bo tr if loru a xenon trioxit b - Gi tên các cht ng vi các công thc sau :
KHSO3 , (N H4)2S , CuCI , GuC12 , N2F4 , BCI3,
HBr , P20 5, , SF4 , CIF3.
1-19. Gi tên các cht ng vi công thc sau :
N aH S04 KH2P 0 4 HIO H B r0 2
N aH S 03 K2H P 0 4 H I0 2 .
N aH C03 H I0 3
h i o 4
§2.1. NGUYÊN T
Nguyên t là phn t nh nht ca mt nguyên t mà vn mang tính cht hóa hc ca nguyên t dó.
Vi d 2. 1
Hãy vit phng trình phn ng chng minh s khác nhau v tính cht hóa hc
a) Gia Na vi Na+ b) Gia Cì vi cr Tr li
a) Na ìà nguyên t, trong phn ng nhng l
Na+ là ion, tro ng phn ng th u l,
ó là im khác nhau v tính cht hóa hc gia Na vi Na+
b) Bn c cho câu tr li i vi C1 và *.
Ví d phn ng chng minh : phân tích hai phàn ngsau ây :
Na + Cl2 ---------- * NaCl
nóng chy
Khi xét g t, ngi ta thng cp n ba c trng
quan trng : in tích, khi lng, kch thc. V in tch :
Nguyên t trung hòa v din.
Mt nguyên t hóa hc có s th t trong bng h thng
tun hoàn (vitt t HTTH) là z. H t nhân nguyên t (hay í on) ca nguyên t ó có s n v in tích ng (+)
bng ZeQ. S n v in tích âm (-) ea nguyên t ó bng
- Ze . e0 là in tch nguyên t hay in tích s ng. Quy
c chn ea = i . Mi electron mang in tích eQ nhng
ngc u, là du Do ó ngi ta nói : Trong nguyên t
ca nguyên t ó cô z electron, ( cho gn ta k hiu
electron là )
V d 2.2
Hây cho bit s g

MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHỌN LỌC CỦA HÓA HỌC TẬP 1 (TÁI BẢN LẦN THỨ 2) - NGUYỄN DUY ÁI

Documents