Các công thức hóa học cơ bản. Các công thức cơ bản để giải toán. Tốc độ của một phản ứng hóa học

Từ khóa: Hóa học lớp 8. Tất cả các công thức và định nghĩa, ký hiệu của các đại lượng vật lý, đơn vị đo lường, tiền tố để chỉ định đơn vị đo lường, mối quan hệ giữa các đơn vị, công thức hóa học, định nghĩa cơ bản, ngắn gọn, bảng, sơ đồ.

1. Kí hiệu, tên gọi và đơn vị đo
một số đại lượng vật lý dùng trong hóa học

Số lượng vật lý	Chỉ định	đơn vị đo lường
Thời gian	t	với
Sức ép	P	Pa, kPa
Lượng chất	ν	nốt ruồi
Khối lượng vật chất	m	kg, g
Phần khối lượng	ω	Không thứ nguyên
Khối lượng phân tử	M	kg / mol, g / mol
Khối lượng mol	V n	m 3 / mol, l / mol
Khối lượng vật chất	V	m 3, l
Khối lượng phần		Không thứ nguyên
Khối lượng nguyên tử tương đối	A r	Không thứ nguyên
	Ông	Không thứ nguyên
Tỷ trọng tương đối của khí A hơn khí B	D BA)	Không thứ nguyên
Mật độ vật chất	R	kg / m 3, g / cm 3, g / ml
Hằng số Avogadro	N A	1 / mol
Nhiệt độ tuyệt đối	T	K (Kelvin)
Nhiệt độ độ C	t	° С (độ C)
Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng hóa học	Q	kJ / mol

2. Quan hệ giữa các đơn vị đại lượng vật lý

3. Công thức hóa học lớp 8

4. Các định nghĩa cơ bản ở lớp 8

Nguyên tử- hạt nhỏ nhất không thể phân chia được về mặt hóa học của một chất.
Nguyên tố hóa học một loại nguyên tử nhất định.
Phân tử- hạt nhỏ nhất của chất vẫn giữ được thành phần, tính chất hóa học và bao gồm các nguyên tử.
Chất đơn giản Những chất mà phân tử của chúng được tạo nên từ những nguyên tử cùng loại.
Chất phức tạp Các chất mà phân tử của chúng được tạo thành từ các loại nguyên tử khác nhau.
Thành phần định tính của chất cho biết nó bao gồm những nguyên tử nào.
Thành phần định lượng của chất cho biết số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong thành phần của nó.
Công thức hóa học- bản ghi có điều kiện về thành phần định tính và định lượng của một chất bằng các ký hiệu và chỉ số hóa học.
Đơn vị khối lượng nguyên tử(amu) - đơn vị đo khối lượng của nguyên tử, bằng khối lượng của 1/12 nguyên tử cacbon 12 C.
nốt ruồi- lượng chất chứa số hạt bằng số nguyên tử trong 0,012 kg cacbon 12 C.
Hằng số Avogadro (Na \ u003d 6 * 10 23 mol -1) - số hạt có trong một mol.
Khối lượng mol của một chất (M ) là khối lượng của một chất lấy một lượng bằng 1 mol.
Khối lượng nguyên tử tương đối thành phần NHƯNG r - tỉ số giữa khối lượng nguyên tử của một nguyên tố m 0 với 1/12 khối lượng của nguyên tử cacbon 12 C.
Trọng lượng phân tử tương đối vật liệu xây dựng M r - tỷ lệ giữa khối lượng của phân tử của một chất nhất định với 1/12 khối lượng của nguyên tử cacbon 12 C. Khối lượng phân tử tương đối bằng tổng khối lượng nguyên tử tương đối của các nguyên tố hóa học tạo thành hợp chất, có tính đến số nguyên tử của nguyên tố này.
Phần khối lượng nguyên tố hóa học ω (X) cho biết khối lượng tương đối của chất X do nguyên tố này chiếm bao nhiêu phần trăm.

NGHIÊN CỨU ATOMIC-MOLECULAR
1. Có những chất có cấu tạo phân tử và không phân tử.
2. Có khoảng trống giữa các phân tử, kích thước của chúng phụ thuộc vào trạng thái tập hợp của chất và nhiệt độ.
3. Các phân tử chuyển động liên tục.
4. Phân tử được tạo thành từ nguyên tử.
6. Nguyên tử được đặc trưng bởi khối lượng và kích thước nhất định.
Trong các hiện tượng vật lý, các phân tử được bảo toàn, trong các hiện tượng hóa học, như một quy luật, chúng bị phá hủy. Các nguyên tử trong hiện tượng hóa học sắp xếp lại, tạo thành phân tử chất mới.

QUY LUẬT VỀ THÀNH PHẦN HỢP NHẤT CỦA CHẤT
Mỗi chất tinh khiết về mặt hóa học về cấu tạo phân tử, dù điều chế theo phương pháp nào, đều có thành phần định tính và định lượng không đổi.

GIÁ TRỊ
Tính giá trị là thuộc tính của nguyên tử của nguyên tố hóa học để gắn hoặc thay thế một số nguyên tử nhất định của nguyên tố khác.

PHẢN ỨNG HÓA HỌC
Phản ứng hóa học là một quá trình trong đó một chất khác được hình thành từ một chất. Thuốc thử là những chất tham gia vào một phản ứng hóa học. Sản phẩm của phản ứng là những chất được tạo thành do kết quả của một phản ứng.
Dấu hiệu của phản ứng hóa học:
1. Sự tỏa nhiệt (ánh sáng).
2. Thay đổi màu sắc.
3. Sự xuất hiện của một mùi.
4. Lượng mưa.
5. Sự thoát khí.

Kiểm tra thông tin. Cần phải kiểm tra tính chính xác của các dữ kiện và độ tin cậy của thông tin được trình bày trong bài báo này. Có một cuộc thảo luận trên trang thảo luận về chủ đề: Nghi ngờ về thuật ngữ. Công thức hóa học ... Wikipedia

Công thức hóa học là sự phản ánh thông tin về thành phần và cấu trúc của các chất bằng cách sử dụng ký hiệu hóa học, số và dấu ngoặc đơn. Hiện nay người ta phân biệt các loại công thức hóa học sau: Công thức đơn giản nhất. Có thể được lấy bởi ... ... Wikipedia

Bài chi tiết: Các hợp chất vô cơ Danh sách các hợp chất vô cơ theo các nguyên tố một danh sách thông tin về các hợp chất vô cơ, được trình bày theo thứ tự bảng chữ cái (theo công thức) cho từng chất, axit hydro của các nguyên tố (với ... ... Wikipedia

Bài báo hoặc phần này cần được sửa đổi. Hãy cải tiến bài viết phù hợp với quy tắc viết bài ... Wikipedia

Phương trình hóa học (phương trình phản ứng hóa học) là một bản ghi có điều kiện của một phản ứng hóa học sử dụng công thức hóa học, hệ số và ký hiệu toán học. Phương trình phản ứng hóa học đưa ra định tính và định lượng ... ... Wikipedia

Phần mềm hóa học là các chương trình máy tính được sử dụng trong lĩnh vực hóa học. Nội dung 1 Biên tập viên hóa học 2 Nền tảng 3 Văn học ... Wikipedia

Sách

Từ điển Nhật-Anh-Nga về Lắp đặt Thiết bị Công nghiệp. Khoảng 8.000 thuật ngữ, từ điển Popova I.S.
Từ điển ngắn gọn về thuật ngữ sinh hóa, Kunizhev S.M .. Từ điển dành cho sinh viên các chuyên ngành hóa học và sinh học của các trường đại học nghiên cứu khóa học về hóa sinh, sinh thái nói chung và những điều cơ bản của công nghệ sinh học, và cũng có thể được sử dụng trong ...

Các ký hiệu hiện đại của các nguyên tố hóa học đã được đưa vào khoa học năm 1813 bởi J. Berzelius. Theo gợi ý của ông, các nguyên tố được ký hiệu bằng các chữ cái đầu trong tên Latinh của chúng. Ví dụ, oxy (Oxygenium) được ký hiệu bằng chữ O, lưu huỳnh (Sulfur) - bằng chữ S, hydro (Hydrogenium) - bằng chữ H. Trong trường hợp tên của các nguyên tố bắt đầu bằng cùng một chữ cái, một trong số phần sau được thêm vào chữ cái đầu tiên. Vì vậy, cacbon (Carboneum) có ký hiệu là C, canxi (Canxi) - Ca, đồng (Cuprum) - Cu.

Ký hiệu hóa học không chỉ là tên viết tắt của các nguyên tố: chúng còn biểu thị số lượng (hoặc khối lượng) nhất định của chúng, tức là mỗi ký hiệu biểu thị một nguyên tử của một nguyên tố, hoặc một mol nguyên tử của nguyên tố đó, hoặc khối lượng của một nguyên tố bằng (hoặc tỷ lệ với) khối lượng mol nguyên tố của nguyên tố đó. Ví dụ, C có nghĩa là một nguyên tử cacbon, hoặc một mol nguyên tử cacbon, hoặc 12 đơn vị khối lượng (thường là 12 g) cacbon.

Công thức của hóa chất

Công thức của các chất không chỉ cho biết thành phần của chất mà còn cho biết số lượng và khối lượng của nó. Mỗi công thức biểu thị một phân tử của một chất, hoặc một mol chất, hoặc khối lượng của một chất bằng (hoặc tỷ lệ với) khối lượng mol của nó. Ví dụ, H 2 O biểu thị một phân tử nước, hoặc một mol nước, hoặc 18 đơn vị khối lượng (thường là (18 g) nước.

Các chất đơn giản cũng được biểu thị bằng công thức cho biết một phân tử của một chất đơn giản bao gồm bao nhiêu nguyên tử: ví dụ, công thức của hiđro là H 2. Nếu thành phần nguyên tử của phân tử của một chất đơn giản không được biết chính xác hoặc chất đó bao gồm các phân tử chứa một số nguyên tử khác nhau, và nếu nó không phải là phân tử, mà là cấu trúc nguyên tử hoặc kim loại, thì một chất đơn giản được ký hiệu là biểu tượng phần tử. Ví dụ, một chất đơn giản là photpho được ký hiệu bằng công thức P, vì tùy thuộc vào điều kiện, photpho có thể bao gồm các phân tử có số nguyên tử khác nhau hoặc có cấu trúc cao phân tử.

Công thức hóa học để giải quyết vấn đề

Công thức của chất được thiết lập dựa trên kết quả phân tích. Ví dụ, theo phân tích, glucose chứa 40% (trọng lượng) cacbon, 6,72% (trọng lượng) hydro và 53,28% (trọng lượng) oxy. Do đó, khối lượng của cacbon, hiđro và oxi liên quan với nhau là 40: 6,72: 53,28. Hãy chỉ định công thức glucozơ cần thiết là C x H y O z, trong đó x, y và z là số nguyên tử cacbon, hydro và oxy trong phân tử. Nguyên tử khối của các nguyên tố này lần lượt bằng 12,01; 1,01 và 16,00 amu Do đó, phân tử glucozơ chứa 12,01 lần a.m.u. cacbon, 1,01u a.m.u. hydro và 16,00za.u.m. ôxy. Tỷ lệ của các khối lượng này là 12,01x: 1,01y: 16,00z. Nhưng chúng tôi đã tìm ra tỷ lệ này, dựa trên dữ liệu phân tích glucose. Vì thế:

12,01x: 1,01y: 16,00z = 40: 6,72: 53,28.

Theo tính chất tỷ lệ:

x: y: z = 40 / 12,01: 6,72 / 1,01: 53,28 / 16,00

hoặc x: y: z = 3,33: 6,65: 3,33 = 1: 2: 1.

Do đó, trong phân tử glucozơ, có hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy trên mỗi nguyên tử cacbon. Điều kiện này được thỏa mãn bởi các công thức CH 2 O, C 2 H 4 O 2, C 3 H 6 O 3, v.v. Công thức đầu tiên trong số những công thức này, CH 2 O-, được gọi là công thức đơn giản nhất hoặc công thức thực nghiệm; nó tương ứng với trọng lượng phân tử là 30,02. Để tìm ra công thức phân tử hoặc công thức thực, cần phải biết khối lượng phân tử của một chất nhất định. Khi đun nóng, glucozơ bị phá hủy mà không chuyển thành chất khí. Nhưng khối lượng phân tử của nó cũng có thể được xác định bằng các phương pháp khác: nó bằng 180. Từ việc so sánh khối lượng phân tử này với khối lượng phân tử ứng với công thức đơn giản nhất, rõ ràng công thức C 6 H 12 O 6 tương ứng với glucozơ. .

Như vậy, công thức hóa học là hình ảnh cấu tạo của một chất bằng cách sử dụng ký hiệu các nguyên tố hóa học, chỉ số và một số dấu hiệu khác. Có các loại công thức sau:

— động vật nguyên sinh , thu được theo kinh nghiệm bằng cách xác định tỷ lệ của các nguyên tố hóa học trong phân tử và sử dụng các giá trị của khối lượng nguyên tử tương đối của chúng (xem ví dụ trên);

— phân tử , có thể thu được bằng cách biết công thức đơn giản nhất của một chất và khối lượng phân tử của nó (xem ví dụ trên);

— hợp lý , hiển thị các nhóm nguyên tử đặc trưng cho các lớp nguyên tố hóa học (R-OH - rượu, R - COOH - axit cacboxylic, R - NH 2 - amin bậc một, v.v.);

— cấu trúc (đồ họa) , cho thấy sự sắp xếp lẫn nhau của các nguyên tử trong phân tử (nó có thể là hai chiều (trong mặt phẳng) hoặc ba chiều (trong không gian));

— điện tử, hiển thị sự phân bố của các electron trong các quỹ đạo (chỉ được viết cho các nguyên tố hóa học, không phải cho các phân tử).

Hãy xem xét kỹ hơn ví dụ về phân tử etanol:

công thức đơn giản nhất của etanol là C 2 H 6 O;
công thức phân tử của etanol là C 2 H 6 O;
công thức cấu tạo của etanol là C 2 H 5 OH;

Ví dụ về giải quyết vấn đề

VÍ DỤ 1

Bài tập

Đốt cháy hoàn toàn lượng chất hữu cơ có khối lượng là 13,8 g trong oxi, thu được 26,4 g khí cacbonic và 16,2 g nước. Tìm công thức phân tử của một chất nếu mật độ hơi hiđro tương đối của chất đó là 23.

Quyết định

Hãy vẽ sơ đồ cho phản ứng cháy của một hợp chất hữu cơ, biểu thị số nguyên tử cacbon, hiđro và oxi lần lượt là "x", "y" và "z":

C x H y O z + O z → CO 2 + H 2 O.

Hãy xác định khối lượng của các nguyên tố tạo nên chất này. Các giá trị của khối lượng nguyên tử tương đối lấy từ Bảng tuần hoàn của D.I. Mendeleev, được làm tròn đến số nguyên: Ar (C) = 12 a.m.u., Ar (H) = 1 a.m.u., Ar (O) = 16 a.m.u.

m (C) = n (C) × M (C) = n (CO 2) × M (C) = × M (C);

m (H) = n (H) × M (H) = 2 × n (H 2 O) × M (H) = × M (H);

Tính khối lượng mol của khí cacbonic và nước. Như đã biết, khối lượng mol phân tử bằng tổng khối lượng nguyên tử tương đối của các nguyên tử tạo nên phân tử (M = Mr):

M (CO 2) \ u003d Ar (C) + 2 × Ar (O) \ u003d 12+ 2 × 16 \ u003d 12 + 32 \ u003d 44 g / mol;

M (H 2 O) \ u003d 2 × Ar (H) + Ar (O) \ u003d 2 × 1 + 16 \ u003d 2 + 16 \ u003d 18 g / mol.

m (C) = × 12 = 7,2 g;

m (H) \ u003d 2 × 16,2 / 18 × 1 \ u003d 1,8 g.

m (O) \ u003d m (C x H y O z) - m (C) - m (H) \ u003d 13,8 - 7,2 - 1,8 \ u003d 4,8 g.

Hãy xác định công thức hóa học của hợp chất:

x: y: z = m (C) / Ar (C): m (H) / Ar (H): m (O) / Ar (O);

x: y: z = 7,2 / 12: 1,8 / 1: 4,8 / 16;

x: y: z = 0,6: 1,8: 0,3 = 2: 6: 1.

Điều này có nghĩa là công thức đơn giản nhất của hợp chất là C 2 H 6 O và khối lượng mol là 46 g / mol.

Giá trị của khối lượng mol của một chất hữu cơ có thể được xác định bằng cách sử dụng mật độ hydro của nó:

M chất = M (H 2) × D (H 2);

Chất M \ u003d 2 × 23 \ u003d 46 g / mol.

M chất / M (C 2 H 6 O) = 46/46 = 1.

Vì vậy công thức của một hợp chất hữu cơ sẽ có dạng C 2 H 6 O.

Trả lời

C2H6O

VÍ DỤ 2

Bài tập

Phần trăm khối lượng của photpho trong một oxit của nó là 56,4%. Tỉ khối hơi oxit trong không khí là 7,59. Đặt công thức phân tử của oxit.

Quyết định

Phần trăm khối lượng của nguyên tố X trong phân tử của thành phần HX được tính theo công thức sau:

ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Tính phần trăm khối lượng của oxi trong hợp chất:

ω (O) \ u003d 100% - ω (P) \ u003d 100% - 56,4% \ u003d 43,6%.

Hãy ký hiệu số mol của các nguyên tố tạo nên hợp chất là "x" (photpho), "y" (oxi). Khi đó, tỷ lệ mol sẽ như thế này (giá trị của khối lượng nguyên tử tương đối được lấy từ Bảng tuần hoàn của D.I. Mendeleev sẽ được làm tròn thành số nguyên):

x: y = ω (P) / Ar (P): ω (O) / Ar (O);

x: y = 56,4 / 31: 43,6 / 16;

x: y = 1,82: 2,725 = 1: 1,5 = 2: 3.

Điều này có nghĩa là công thức đơn giản nhất cho sự kết hợp của photpho với oxy sẽ có dạng P 2 O 3 và khối lượng mol là 94 g / mol.

Giá trị của khối lượng mol của một chất hữu cơ có thể được xác định bằng cách sử dụng khối lượng riêng của nó trong không khí:

M chất = M không khí × D không khí;

Chất M \ u003d 29 × 7,59 \ u003d 220 g / mol.

Để tìm công thức đúng của một hợp chất hữu cơ, ta tìm tỉ lệ về khối lượng mol phân tử thu được:

M chất / M (P 2 O 3) = 220/94 = 2.

Điều này có nghĩa là các chỉ số của nguyên tử phốt pho và ôxy phải cao hơn 2 lần, tức là công thức của chất sẽ giống như P 4 O 6.

Trả lời

P 4 O 6

Giá trị và kích thước của nó	Tỉ lệ
Nguyên tử khối của nguyên tố X (tương đối)
Số phần tử	Z = N(e –) = N(R +)
Phần trăm khối lượng của nguyên tố E trong chất X, tính bằng phần trăm của một đơn vị, tính bằng%)
Khối lượng chất X, mol
Lượng chất khí, mol	V m= 22,4 l / mol (n.o.) ổn. - R= 101 325 Pa, T= 273 K
Khối lượng mol của chất X, g / mol, kg / mol
Khối lượng của chất X, g, kg	m(X) = N(X)  M(X)
Thể tích mol khí, l / mol, m 3 / mol	V m= 22,4 l / mol ở n.o.
Thể tích khí, m 3	V = V m × N
Năng suất sản phẩm
Mật độ chất X, g / l, g / ml, kg / m 3
Khối lượng riêng của một chất khí X bằng hiđro
Khối lượng riêng của một chất X trong không khí	M(không khí) = 29 g / mol
Luật khí thống
Phương trình Mendeleev-Clapeyron	PV = nRT, R= 8,314 J / mol × K
Phần thể tích của một chất khí trong hỗn hợp khí, tính bằng đơn vị phần nhỏ hoặc tính bằng%
Khối lượng mol của hỗn hợp khí
Phần trăm số mol của chất (X) trong hỗn hợp
Nhiệt lượng, J, kJ	Q = N(X)  Q(X)
Hiệu ứng nhiệt của phản ứng	Q = -H
Nhiệt tạo thành chất X, J / mol, kJ / mol
Tốc độ phản ứng hóa học (mol / lsec)
Luật hành động đại chúng (cho một phản ứng đơn giản)	một A + trong B = với C + d D u = k với một(A)  với trong(B)
Quy tắc của Van't Hoff
Độ hòa tan của chất (X) (g / 100 g dung môi)
Phần trăm khối lượng của chất X trong hỗn hợp A + X, tính bằng đơn vị phần trăm, tính bằng%
Khối lượng của dung dịch, g, kg	m(rr) = m(X) + m(H2O) m(rr) = V(rr)   (rr)
Phần khối lượng của chất hòa tan trong dung dịch, tính bằng phần trăm của một đơn vị, tính bằng%
Mật độ giải pháp
Thể tích của dung dịch, cm 3, l, m 3
Nồng độ mol, mol / l
Mức độ phân ly của chất điện ly (X), tính bằng phần trăm của một đơn vị hoặc%
Sản phẩm ion của nước	K(H 2 O) =
Chỉ thị hydro	pH = –lg

Chủ yếu:

Kuznetsova N.E. và vân vân. Hóa học. 8 ô-10 ô .. - M .: Ventana-Graf, 2005-2007.

Kuznetsova N.E., Litvinova T.N., Levkin A.N. Hóa học lớp 11 gồm 2 phần, 2005-2007.

Egorov A.S. Hóa học. Một cuốn sách giáo khoa mới để chuẩn bị cho các trường đại học. Rostov n / a: Phoenix, 2004.– 640 tr.

Egorov A.S. Hóa học: một khóa học hiện đại để chuẩn bị cho kỳ thi. Rostov n / a: Phoenix, 2011. (2012) - 699 tr.

Egorov A.S. Tài liệu hướng dẫn tự giải bài tập hóa học. - Rostov-on-Don: Phoenix, 2000. - 352 tr.

Hóa học / hướng dẫn sử dụng gia sư cho ứng viên đại học. Rostov-n / D, Phoenix, 2005– 536 tr.

Khomchenko G.P., Khomchenko I.G. Nhiệm vụ môn hóa học dành cho sinh viên đại học. M.: Trường trung học. Năm 2007. – 302p.

Thêm vào:

Vrublevsky A.I.. Tài liệu giáo dục và đào tạo để chuẩn bị cho kiểm tra tập trung về hóa học / A.I. Vrublevsky - Mn .: Unipress LLC, 2004. - 368 tr.

Vrublevsky A.I.. 1000 nhiệm vụ trong hóa học với các chuỗi biến đổi và kiểm tra kiểm soát dành cho học sinh và sinh viên đại học .– Mn: Unipress LLC, 2003.– 400 tr.

Egorov A.S.. Tất cả các dạng công việc tính toán trong hóa học để chuẩn bị cho Kỳ thi Trạng thái Thống nhất. – Rostov n / D: Phoenix, 2003. – 320p.

Egorov A.S., Aminova G.Kh. Các nhiệm vụ và bài tập tiêu biểu chuẩn bị cho kì thi học sinh giỏi môn hóa học. - Rostov n / D: Phoenix, 2005. - 448 tr.

Đề thi thống nhất nhà nước năm 2007. Hóa học. Tài liệu giáo dục và đào tạo để chuẩn bị cho sinh viên / FIPI - M .: Trí thức-Trung tâm, 2007. - 272 tr.

SỬ DỤNG-2011. Hóa học. Bộ đào tạo, ed. A.A. Kaverina. - M .: Giáo dục Quốc gia, 2011.

Các tùy chọn thực sự duy nhất cho các nhiệm vụ để chuẩn bị cho kỳ thi nhà nước thống nhất. SỬ DỤNG.2007. Hóa học / V.Yu. Mishina, E.N. Strelnikov. M.: Trung tâm Thử nghiệm Liên bang, 2007. – 151p.

Kaverina A.A.. Ngân hàng nhiệm vụ tối ưu để chuẩn bị cho học sinh. Đề thi Thống nhất Nhà nước năm 2012. Môn Hóa học. Sách giáo khoa. / A.A. Kaverina, D.Yu. Dobrotin, Yu.N. Medvedev, M.G. Snastina. - M .: Trí thức-Trung tâm, 2012. - 256 tr.

Litvinova T.N., Vyskubova N.K., Azhipa L.T., Solovieva M.V.. Các nhiệm vụ kiểm tra bổ sung cho các bài kiểm tra dành cho sinh viên của các khóa học dự bị đại học 10 tháng (hướng dẫn). Krasnodar, 2004. - S. 18 - 70.

Litvinova T.N.. Hóa học. SỬ DỤNG-2011. Các bài kiểm tra đào tạo. Rostov n / a: Phoenix, 2011.– 349 tr.

Litvinova T.N.. Hóa học. Các bài kiểm tra cho kỳ thi. Rostov n / D .: Phoenix, 2012. - 284 tr.

Litvinova T.N.. Hóa học. Định luật, tính chất của các nguyên tố và hợp chất của chúng. Rostov n / D .: Phoenix, 2012. - 156 tr.

Litvinova T.N., Melnikova E.D., Solovieva M.V.., Azhipa L.T., Vyskubova N.K. Hóa học trong các nhiệm vụ dành cho ứng viên vào các trường đại học. - M .: LLC "Publishing House Onyx": LLC "Publishing House" World and Education ", 2009.- 832 tr.

Phức hợp giáo dục và phương pháp trong hóa học cho sinh viên các lớp y tế và sinh học, ed. T.N. Litvinova. - Krasnodar: KSMU, - 2008.

Hóa học. SỬ DỤNG-2008. Kiểm tra đầu vào, hỗ trợ giảng dạy / ed. V.N. Doronkin. - Rostov n / a: Legion, 2008. - 271 tr.

Danh sách các trang web về hóa học:

1. Nhà giả kim. http:// www. nhà giả kim thuật. en

2. Hóa học cho mọi người. Sách tham khảo điện tử cho một khóa học hóa học hoàn chỉnh.

http:// www. Informika. en/ bản văn/ cơ sở dữ liệu/ chemy/ KHỞI ĐẦU. html

3. Hóa học học đường - sách tham khảo. http:// www. hóa học trường học. qua. en

4. Gia sư môn hóa. http: // www. hóa học.nm.ru

tài nguyên Internet

Nhà giả kim. http:// www. nhà giả kim thuật. en

Hóa học cho tất cả mọi người. Sách tham khảo điện tử cho một khóa học hóa học hoàn chỉnh.

http:// www. Informika. en/ bản văn/ cơ sở dữ liệu/ chemy/ KHỞI ĐẦU. html

Hóa học học đường - sách tham khảo. http:// www. hóa học trường học. qua. en

http://www.classchem.narod.ru

Gia sư môn hóa. http: // www. hóa học.nm.ru

http://www.alleng.ru/edu/chem.htm- Tài nguyên giáo dục trên Internet về hóa học

http://schoolchemistry.by.ru/- hóa học trường học. Trên trang web này có cơ hội vượt qua bài kiểm tra trực tuyến về các chủ đề khác nhau, cũng như các phiên bản demo của Bài kiểm tra trạng thái thống nhất

Hóa học và cuộc sống - Thế kỷ XX1: tạp chí khoa học phổ thông. http:// www. hij. en

Hóa học- khoa học về thành phần, cấu trúc, tính chất và sự biến đổi của các chất.

Học thuyết nguyên tử-phân tử. Chất bao gồm các hạt hóa học (phân tử, nguyên tử, ion), có cấu trúc phức tạp và bao gồm các hạt cơ bản (proton, neutron, electron).

Nguyên tử- một hạt trung hòa gồm một hạt nhân dương và các êlectron.

Phân tử- một nhóm nguyên tử bền vững liên kết với nhau bằng liên kết hóa học.

Nguyên tố hóa học Một loại nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân. Phần tử chỉ định

trong đó X là ký hiệu của phần tử, Z- số thứ tự của nguyên tố trong Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố của D.I. Mendeleev, Một- số khối. Số seri Z bằng điện tích của hạt nhân nguyên tử, số proton trong hạt nhân nguyên tử và số electron trong nguyên tử. Số khối Một bằng tổng số proton và neutron trong nguyên tử. Số nơtron bằng hiệu A-Z

đồng vị Các nguyên tử của cùng một nguyên tố có số khối khác nhau.

Khối lượng nguyên tử tương đối(A r) là tỉ số giữa khối lượng trung bình của nguyên tử nguyên tố đồng vị tự nhiên với 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị cacbon 12 C.

Trọng lượng phân tử tương đối(M r) - tỷ số giữa khối lượng trung bình của phân tử một chất có thành phần đồng vị tự nhiên với 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị cacbon 12 C.

Đơn vị khối lượng nguyên tử(a.u.m) - 1/12 phần khối lượng nguyên tử của đồng vị cacbon 12 C. 1 a.u. m = 1,66? 10-24 năm

nốt ruồi- lượng chất có chứa bao nhiêu đơn vị cấu tạo (nguyên tử, phân tử, ion) có nguyên tử trong 0,012 kg đồng vị cacbon 12 C. nốt ruồi- lượng chất chứa 6,02 10 23 đơn vị cấu tạo (nguyên tử, phân tử, ion).

n = N / N A, ở đâu N- lượng chất (mol), N là số hạt, a N A là hằng số Avogadro. Lượng của một chất cũng có thể được ký hiệu bằng ký hiệu v.

Hằng số Avogadro N A = 6,02 10 23 hạt / mol.

Khối lượng phân tửM(g / mol) - tỷ lệ khối lượng của một chất m(d) lượng chất N(mol):

M = m / n,ở đâu: m = M n và n = m / M.

Thể tích mol khíV M(l / mol) - tỷ lệ thể tích khí V(l) về lượng chất của khí này N(mol). Trong điều kiện bình thường V M = 22,4 l / mol.

Điều kiện bình thường: nhiệt độ t = 0 ° C hoặc T = 273 K, áp suất p = 1 atm = 760 mm. rt. Mỹ thuật. = 101 325 Pa = 101,325 kPa.

V M = V / n,ở đâu: V = V M n và n = V / V M.

Kết quả là một công thức chung:

n = m / M = V / V M = N / N A.

Tương đương- một hạt thực hoặc có điều kiện tương tác với một nguyên tử hydro, hoặc thay thế nó, hoặc tương đương với nó theo một số cách khác.

Khối lượng mol tương đương M e- tỉ số giữa khối lượng của một chất với số đương lượng của chất này: M e = m / n (eq) .

Trong phản ứng trao đổi điện tích, khối lượng mol của các chất tương đương

với khối lượng mol M bằng: M e = М / (n? M).

Trong phản ứng oxi hóa khử, đương lượng khối lượng mol của chất bằng khối lượng mol M bằng: M e = M / n (e),ở đâu n (e) là số electron được chuyển.

Luật tương đương- Khối lượng của các chất phản ứng 1 và 2 tỷ lệ với khối lượng mol của các chất tương đương của chúng. m1 / m2= M E1 / M E2, hoặc m 1 / M E1 \ u003d m 2 / M E2, hoặc n 1 \ u003d n 2,ở đâu m 1 và m2 là khối lượng của hai chất, M E1 và TÔI 2 là khối lượng mol tương đương, n 1 và n 2- số đương lượng của các chất này.

Đối với các nghiệm, luật tương đương có thể được viết dưới dạng sau:

c E1 V 1 = c E2 V 2, ở đâu với E1, với E2, V 1 và V 2- nồng độ mol tương đương và thể tích dung dịch của hai chất này.

Định luật khí hỗn hợp: pV = nRT, ở đâu P- áp suất (Pa, kPa), V- thể tích (m 3, l), N- lượng chất khí (mol), T- nhiệt độ (K), T(K) = t(° C) + 273, R- liên tục, R = 8,314 J / (K? Mol), trong khi J \ u003d Pa m 3 \ u003d kPa l.

2. Cấu tạo của nguyên tử và Quy luật tuần hoàn

Lưỡng tính sóng-hạt vật chất - ý tưởng rằng mỗi vật thể có thể có cả tính chất sóng và vật chất. Louis de Broglie đã đề xuất một công thức liên kết tính chất sóng và hạt của các vật thể: ? = h / (mV),ở đâu h là hằng số Planck, ? là bước sóng tương ứng với mỗi vật thể có khối lượng m và tốc độ v. Mặc dù tính chất sóng tồn tại đối với tất cả các vật thể, nhưng chúng chỉ có thể được quan sát đối với các vật thể vi mô có khối lượng bằng với khối lượng của một nguyên tử và một electron.

Nguyên lý bất định Heisenberg: ? (mV x)? x> h / 2n hoặc ? V x? X> h / (2? M),ở đâu m là khối lượng của hạt, x là tọa độ của nó V x- tốc độ theo hướng x,?- độ không đảm bảo, sai số xác định. Nguyên tắc không chắc chắn có nghĩa là không thể xác định đồng thời vị trí (tọa độ) của x) và tốc độ (Vx) vật rất nhỏ.

Các hạt có khối lượng nhỏ (nguyên tử, hạt nhân, electron, phân tử) không phải là hạt theo cách hiểu của cơ học Newton và không thể nghiên cứu bằng vật lý cổ điển. Chúng được nghiên cứu bởi vật lý lượng tử.

Số lượng tử chínhN lấy các giá trị 1, 2, 3, 4, 5, 6 và 7 tương ứng với các mức (lớp) điện tử K, L, M, N, O, P và Q.

Cấp độ- không gian nơi chứa các electron có cùng số hiệu N. Các electron ở các mức khác nhau được phân tách về mặt không gian và năng lượng, vì số N xác định năng lượng của các electron E(nhiều hơn N, nhiều hơn E) và khoảng cách R giữa các electron và hạt nhân (càng N, nhiều hơn R).

Số lượng tử quỹ đạo (bên, phương vị)l nhận các giá trị tùy thuộc vào số n: l = 0, 1,…(N- một). Ví dụ, nếu n = 2, sau đó l = 0,1; nếu n = 3, sau đó l = 0, 1, 2. Số lđặc trưng cho tầng sublevel (lớp con).

cấp lại- không gian nơi các electron được định vị với N và l. Các cấp độ lại của cấp độ này được chỉ định tùy thuộc vào số lượng l: s- nếu l = 0, P- nếu l = 1, d- nếu l = 2, f- nếu l = 3. Các cấp lại của một nguyên tử nhất định được chỉ định tùy thuộc vào các số N và l, ví dụ: 2 giây (n = 2, l = 0), 3d (n = 3, l = 2), v.v. Các cấp độ lại của một cấp độ nhất định có các năng lượng khác nhau (càng nhiều l, nhiều hơn E): E s< E < Е А < … và các hình dạng khác nhau của các quỹ đạo tạo nên các đường phân chia lại này: quỹ đạo s có hình dạng của một quả bóng, P- quỹ đạo có hình dạng của một quả tạ, v.v.

Số lượng tử từ tínhm 1đặc trưng cho sự định hướng của mômen từ quỹ đạo bằng l, trong không gian so với từ trường bên ngoài và nhận các giá trị: - l,… -1, 0, 1,… l, tức là tổng số (2l + 1) giá trị. Ví dụ, nếu l = 2, sau đó m 1 =-2, -1, 0, 1, 2.

Quỹ đạo(một phần của cấp độ bán lại) - không gian nơi các electron được định vị (không quá hai) với một số n, l, m 1. Sublevel chứa 2l + 1 quỹ đạo. Ví dụ, d- cấp độ phân chia lại chứa năm obitan d. Các quỹ đạo của cùng một cấp độ phân chia lại có các số khác nhau m 1, có năng lượng như nhau.

Số quay từ tínhbệnh đa xơ cứngđặc trưng cho hướng của mômen từ nội tại của êlectron s bằng ?, so với từ trường ngoài và nhận hai giá trị: +? và _ ?.

Các electron trong nguyên tử chiếm các mức, mức phân chia lại và obitan theo các quy tắc sau.

Quy tắc của Pauli: Hai electron trong một nguyên tử không thể có bốn số lượng tử giống nhau. Chúng phải khác nhau ít nhất một số lượng tử.

Nó tuân theo quy tắc Pauli rằng một quỹ đạo có thể chứa không nhiều hơn hai điện tử, một cấp độ chia lại có thể chứa không quá 2 (2l + 1) điện tử, một cấp có thể chứa không nhiều hơn 2n 2 các electron.

Quy tắc của Klechkovsky: việc điền các mức bán lại điện tử được thực hiện theo thứ tự tăng dần của số tiền (n + l), và trong trường hợp cùng số lượng (n + l)- theo thứ tự tăng dần của số N.

Dạng đồ họa của quy tắc Klechkovsky.

Theo quy tắc Klechkovsky, việc lấp đầy các cấp lại được thực hiện theo trình tự sau: 1s, 2s, 2p, 3s, Zp, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 8s,…

Mặc dù việc lấp đầy các cấp lại xảy ra theo quy tắc Klechkovsky, trong công thức điện tử, các cấp lại được viết tuần tự theo các cấp: 1 giây, 2 giây, 2p, 3 giây, 3p, 3d, 4 giây, 4p, 4d, 4f vv Vì vậy, công thức điện tử của nguyên tử brom được viết như sau: Br (35e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5.

Cấu hình điện tử của một số nguyên tử khác với cấu hình được dự đoán bởi quy tắc Klechkovsky. Vì vậy, đối với Cr và Cu:

Cr (24e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 và Cu (29e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1.

Quy tắc của Hund (Gund): Việc lấp đầy các obitan của một cấp độ phân chia lại nhất định được thực hiện sao cho tổng spin là cực đại. Các obitan của một cấp lại đã cho trước tiên được lấp đầy bởi một điện tử.

Cấu hình điện tử của nguyên tử có thể được viết ra theo cấp, cấp lại, obitan. Ví dụ, công thức điện tử P (15e) có thể được viết:

a) theo cấp độ) 2) 8) 5;

b) bởi các cấp lại 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3;

c) bởi các obitan

Ví dụ về công thức điện tử của một số nguyên tử và ion:

V (23e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 3 4s 2;

V 3+ (20e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 4s 0.

3. Liên kết hóa học

3.1. Phương pháp trái phiếu giá trị

Theo phương pháp liên kết hóa trị, liên kết giữa nguyên tử A và B được hình thành bằng cách sử dụng một cặp electron chung.

liên kết cộng hóa trị. Kết nối người nhận tài trợ.

Tính trị số đặc trưng cho khả năng hình thành liên kết hóa học của các nguyên tử và bằng số liên kết hóa học mà một nguyên tử hình thành. Theo phương pháp liên kết hóa trị, hóa trị bằng số cặp electron chung và trong trường hợp liên kết cộng hóa trị, hóa trị bằng số electron chưa ghép đôi ở lớp ngoài cùng của nguyên tử trong mặt đất hoặc bị kích thích. Những trạng thái.

Giá trị của nguyên tử

Ví dụ, đối với cacbon và lưu huỳnh:

Khả năng bão hòa liên kết cộng hoá trị: các nguyên tử tạo thành một số liên kết giới hạn bằng hoá trị của chúng.

Lai ghép các obitan nguyên tử- sự trộn lẫn các obitan nguyên tử (AO) của các phân đoạn khác nhau của nguyên tử, các electron của chúng tham gia vào việc hình thành các liên kết tương đương? Sự tương đương của các obitan lai hóa (HO) giải thích sự tương đương của các liên kết hóa học được hình thành. Ví dụ, trong trường hợp nguyên tử cacbon hóa trị bốn, có một 2s– và ba 2p-điện tử. Để giải thích sự tương đương của bốn liên kết?-Được hình thành bởi cacbon trong phân tử CH 4, CF 4, v.v., nguyên tử một S- và ba R- obitan lai hóa được thay thế bằng bốn obitan lai hóa tương đương sp 3- ghi nợ:

Sự định hướng liên kết cộng hóa trị là nó được hình thành theo hướng xen phủ cực đại của các obitan tạo thành một cặp electron chung.

Tuỳ theo kiểu lai hoá mà các obitan lai hoá có sự sắp xếp theo không gian nhất định:

sp- tuyến tính, góc giữa các trục của các obitan là 180 °;

sp 2- hình tam giác, các góc giữa trục của các obitan là 120 °;

sp 3- hình tứ diện, các góc giữa trục của các obitan là 109 °;

sp 3 ngày 1- tam giác-lưỡng tháp, góc 90 ° và 120 °;

sp2d1- hình vuông, các góc giữa trục của các obitan là 90 °;

sp 3 ngày 2- Hình bát diện, góc giữa các trục của các obitan là 90 °.

3.2. Lý thuyết về obitan phân tử

Theo lý thuyết về obitan phân tử, một phân tử bao gồm hạt nhân và các electron. Trong phân tử, các electron nằm trong các obitan phân tử (MO). MO của các electron ngoài cùng có cấu trúc phức tạp và được coi là tổ hợp tuyến tính của các obitan ngoài cùng của nguyên tử tạo nên phân tử. Số MO được tạo thành bằng số AO tham gia tạo thành chúng. Năng lượng của các MO có thể thấp hơn (MO liên kết), bằng nhau (MO không liên kết), hoặc cao hơn (MO lỏng, chống liên kết) so với năng lượng của các AO hình thành chúng.

Điều kiện tương tác của công ty cổ phần

1. AO tương tác nếu chúng có năng lượng tương tự nhau.

2. Các AO tương tác với nhau nếu chúng xen phủ nhau.

3. AO tương tác nếu chúng có tính chất đối xứng thích hợp.

Đối với phân tử AB diatomic (hoặc bất kỳ phân tử mạch thẳng nào), đối xứng MO có thể là:

Nếu một MO đã cho có trục đối xứng,

Nếu một MO đã cho có mặt phẳng đối xứng,

Nếu MO có hai mặt phẳng đối xứng vuông góc.

Sự hiện diện của các điện tử trên các MO liên kết làm ổn định hệ thống, vì nó làm giảm năng lượng của phân tử so với năng lượng của nguyên tử. Tính ổn định của phân tử được đặc trưng thứ tự kết nối n, tương đương với: n \ u003d (n sv - n res) / 2,ở đâu n sv và n res - số electron trong các obitan liên kết và các obitan liên kết lỏng lẻo.

Việc điền vào một MO bằng các electron xảy ra theo các quy tắc tương tự như việc lấp đầy một AO trong nguyên tử, đó là: quy tắc Pauli (không thể có nhiều hơn hai điện tử trên một MO), quy tắc Hund (tổng spin phải bằng tối đa), v.v.

Sự tương tác của các nguyên tử 1s-AO của kì đầu (H và He) dẫn đến sự hình thành liên kết? -MO và sự nới lỏng? * - MO:

Công thức điện tử của phân tử, thứ tự trái phiếu N, năng lượng liên kết thực nghiệm E và khoảng cách giữa các phân tử RĐối với các phân tử điôt từ các nguyên tử của chu kỳ đầu tiên được cho trong bảng sau:

Các nguyên tử khác của chu kỳ thứ hai chứa, ngoài 2s-AO, còn có 2p x -, 2p y - và 2p z -AO, có thể tạo thành? - và? -MO khi tương tác. Đối với các nguyên tử O, F và Ne, năng lượng của 2s– và 2p-AO là khác nhau đáng kể, và tương tác giữa 2s-AO của một nguyên tử và 2p-AO của nguyên tử khác có thể bị bỏ qua, coi tương tác giữa 2s-AO của hai nguyên tử riêng biệt với sự tương tác của 2p-AO của chúng. Sơ đồ MO cho các phân tử O 2, F 2, Ne 2 có dạng như sau:

Đối với các nguyên tử B, C, N, năng lượng của 2s– và 2p-AO gần bằng năng lượng của chúng, và 2s-AO của một nguyên tử tương tác với AO 2p z của nguyên tử khác. Do đó, thứ tự của MO trong các phân tử B 2, C 2 và N 2 khác với thứ tự của MO trong các phân tử O 2, F 2 và Ne 2. Dưới đây là sơ đồ MO cho các phân tử B 2, C 2 và N 2:

Dựa vào sơ đồ trên của MO, em có thể viết công thức điện tử của các phân tử O 2, O 2 + và O 2 ?:

O 2 + (11e)? s2? s * 2? z 2 (? x 2? y 2) (? x * 1? y * 0)

n = 2 R = 0,121 nm;

Ô 2 (12e)? s2? s * 2? z 2 (? x 2? y 2) (? x * 1? y * 1)

n = 2,5 R = 0,112 nm;

O2? (13e)? s2? s * 2? z 2 (? x 2? y 2) (? x * 2? y * 1)

n = 1,5 R = 0,126 nm.

Trong trường hợp của phân tử O 2, lý thuyết MO có thể thấy trước độ bền lớn hơn của phân tử này, vì n = 2, bản chất của sự thay đổi năng lượng liên kết và khoảng cách giữa các hạt nhân trong dãy O 2 + - O 2 - O 2, cũng như tính thuận từ của phân tử O 2, trên các MO trên có hai electron chưa ghép đôi.

3.3. Một số loại kết nối

Sự gắn kết- liên kết tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu. Liên kết ion có thể được coi là trường hợp cực đoan của liên kết cộng hóa trị có cực. Liên kết ion được hình thành nếu hiệu số độ âm điện của các nguyên tử X lớn hơn 1,5–2,0.

Liên kết ion là không định hướng không bão hòa sự liên quan. Trong tinh thể NaCl, ion Na + bị hút bởi tất cả các ion Cl? và bị đẩy lùi bởi tất cả các ion Na + khác, bất kể hướng tương tác và số lượng các ion. Điều này xác định trước tính ổn định cao hơn của tinh thể ion so với các phân tử ion.

liên kết hydro- liên kết giữa nguyên tử hiđrô của phân tử này với nguyên tử có độ âm điện (F, CI, N) của phân tử khác.

Sự tồn tại của liên kết hydro giải thích các tính chất dị thường của nước: nhiệt độ sôi của nước cao hơn nhiều so với các đồng phân hóa học của nó: t bale (H 2 O) = 100 ° C, và t bale (H 2 S) = - 61 ° C. Liên kết hiđro không hình thành giữa các phân tử H 2 S.

4. Các mô hình của quá trình hóa học

4.1. Hóa nhiệt

Năng lượng(E)- khả năng thực hiện công việc. Công cơ học (A) được thực hiện, ví dụ, bằng khí trong quá trình giãn nở của nó: A \ u003d p? V.

Các phản ứng đi kèm với sự hấp thụ năng lượng - thu nhiệt.

Các phản ứng diễn ra khi giải phóng năng lượng tỏa nhiệt.

Các loại năng lượng: nhiệt, ánh sáng, điện, hóa học, năng lượng hạt nhân, v.v.

Các loại năng lượng:động năng và thế năng.

Động năng- năng lượng của một cơ thể đang chuyển động, đây là công việc mà cơ thể có thể làm trước khi nghỉ ngơi.

Nhiệt (Q)- một dạng động năng - gắn liền với chuyển động của nguyên tử và phân tử. Khi truyền một khối lượng cho cơ thể (m) và nhiệt dung riêng (c) của nhiệt lượng? Hỏi nhiệt độ của nó tăng lên một lượng? t:? Q = m với? t,ở đâu? t =? q / (c t).

Năng lượng tiềm năng- năng lượng mà cơ thể thu được do sự thay đổi vị trí của nó trong không gian hoặc các thành phần của nó. Năng lượng của liên kết hóa học là một loại thế năng.

Định luật đầu tiên của nhiệt động lực học: năng lượng có thể truyền từ dạng này sang dạng khác, nhưng không thể biến mất hoặc phát sinh.

Nội năng (U) - tổng động năng và thế năng của các hạt cấu tạo nên vật thể. Nhiệt lượng hấp thụ trong phản ứng bằng hiệu số giữa nội năng của sản phẩm phản ứng và chất phản ứng (Q \ u003d? U \ u003d U 2 - U 1), với điều kiện là hệ thống chưa thực hiện công việc về môi trường. Nếu phản ứng xảy ra ở áp suất không đổi thì các chất khí thoát ra tác dụng với tác dụng của áp suất bên ngoài và nhiệt lượng hấp thụ trong quá trình phản ứng bằng tổng biến thiên nội năng. ? U và làm việc A \ u003d p? V. Nhiệt này được hấp thụ ở áp suất không đổi được gọi là sự thay đổi entanpi: H =? U + p? v, xác định enthalpy như H \ u003d U + pV. Phản ứng của chất lỏng và chất rắn diễn ra mà không có sự thay đổi đáng kể về thể tích (? V = 0), vậy những phản ứng này là gì? H gần với ? Ư (? H =? Ư). Đối với các phản ứng có sự thay đổi về thể tích, chúng ta có ? H>? U nếu đang trong quá trình mở rộng và ? H< ?U nếu quá trình nén đang diễn ra.

Sự thay đổi entanpi thường do trạng thái chuẩn của vật chất: nghĩa là đối với một chất tinh khiết ở một trạng thái nhất định (rắn, lỏng hoặc khí), ở áp suất 1 atm = 101 325 Pa, nhiệt độ 298 K và a nồng độ các chất 1 mol / l.

Entanpi chuẩn của sự hình thành? H arr- nhiệt lượng toả ra hoặc bị hấp thụ trong quá trình tạo thành 1 mol chất từ các đơn chất tạo thành ở điều kiện tiêu chuẩn. Ví dụ, ? N arr(NaCl) = -411 kJ / mol. Điều này có nghĩa là trong phản ứng Na (tv) +? Cl 2 (g) = NaCl (tv), 411 kJ năng lượng được giải phóng trong quá trình tạo thành 1 mol NaCl.

Entanpi chuẩn của phản ứng?- Sự thay đổi entanpi trong một phản ứng hóa học, được xác định theo công thức: ? H = ? N arr(Mỹ phẩm) - ? N arr(thuốc thử).

Vậy đối với phản ứng NH 3 (g) + HCl (g) \ u003d NH 4 Cl (tv), biết? H o 6 p (NH 3) \ u003d -46 kJ / mol,? H o 6 p (HCl) \ u003d -92 kJ / mol và? H o 6 p (NH 4 Cl) = -315 kJ / mol ta có:

H \ u003d? H o 6 p (NH 4 Cl) -? H o 6 p (NH 3) -? H o 6 p (HCl) \ u003d -315 - (-46) - (-92) \ u003d -177 kJ.

Nếu một? H< 0, phản ứng tỏa nhiệt. Nếu một? H> 0, phản ứng thu nhiệt.

Pháp luật Hess: entanpi chuẩn của phản ứng phụ thuộc vào entanpi chuẩn của chất phản ứng và sản phẩm chứ không phụ thuộc vào đường phản ứng.

Các quá trình tự phát không chỉ có thể là quá trình tỏa nhiệt, tức là các quá trình làm giảm năng lượng (?H< 0), nhưng cũng có thể là các quá trình thu nhiệt, tức là các quá trình làm tăng năng lượng (?H> 0). Trong tất cả các quá trình này, sự "rối loạn" của hệ thống tăng lên.

Sự hỗn loạnS là đại lượng vật lý đặc trưng cho mức độ rối loạn của hệ thống. S là entropy tiêu chuẩn,? S là sự thay đổi trong entropy tiêu chuẩn. Nếu? S> 0, rối loạn phát triển nếu AS< 0, то беспорядок системы уменьшается. Для процессов в которых растет число частиц, ?S >0. Đối với các quá trình mà số hạt giảm dần thì?< 0. Например, энтропия меняется в ходе реакций:

CaO (tv) + H 2 O (l) \ u003d Ca (OH) 2 (tv),? S< 0;

CaCO 3 (tv) \ u003d CaO (tv) + CO 2 (g),? S \ u003e 0.

Các quá trình tiến hành một cách tự nhiên với việc giải phóng năng lượng, tức là để làm gì? H< 0, và với sự gia tăng entropi, tức là khi nào? S> 0. Việc tính cả hai yếu tố dẫn đến biểu thức cho Năng lượng Gibbs: G = H - TS hoặc? G \ u003d? H - T? S. Các phản ứng trong đó năng lượng Gibbs giảm, tức là? G< 0, могут идти самопроизвольно. Реакции, в ходе которых энергия Гиббса увеличивается, т. е. ?G >0, tự phát không đi. Điều kiện? G = 0 có nghĩa là một trạng thái cân bằng đã được thiết lập giữa các sản phẩm và chất phản ứng.

Ở nhiệt độ thấp, khi giá trị T gần bằng 0, chỉ có các phản ứng tỏa nhiệt mới diễn ra, vì T? S- vài và? G =? H< 0. Ở nhiệt độ cao, các giá trị T? S lớn, và, bỏ qua độ lớn? H, chúng tôi có? g = - T? S, tức là, các quá trình có sự gia tăng entropi sẽ xảy ra một cách tự phát, mà? S> 0, và? G< 0. При этом чем больше по абсолютной величине значение?G, тем более полно проходит данный процесс.

Giá trị của AG cho một phản ứng cụ thể có thể được xác định theo công thức:

G =? С arr (sản phẩm) -? G o b p (thuốc thử).

Trong trường hợp này, các giá trị? G o br, cũng như? H arr và? S o br đối với một số lượng lớn các chất được cho trong các bảng đặc biệt.

4.2. Động học hóa học

Tốc độ của một phản ứng hóa học(v) được xác định bằng sự thay đổi nồng độ mol của các chất phản ứng trong một đơn vị thời gian:

ở đâu v là tốc độ phản ứng, s là nồng độ mol của thuốc thử, t- thời gian.

Tốc độ của một phản ứng hóa học phụ thuộc vào bản chất của chất phản ứng và điều kiện phản ứng (nhiệt độ, nồng độ, sự có mặt của chất xúc tác, v.v.)

Ảnh hưởng của nồng độ. TẠI Trong trường hợp phản ứng đơn giản, tốc độ phản ứng tỷ lệ với tích nồng độ của các chất phản ứng, được tính theo lũy thừa bằng hệ số cân của chúng.

Đối với phản ứng

trong đó 1 và 2 lần lượt là chiều của phản ứng thuận và nghịch:

v 1 \ u003d k 1? [Là? [B] n và

v 2 \ u003d k 2? [C] tr? [D] q

ở đâu v- tốc độ phản ứng, k là hằng số tốc độ, [A] là nồng độ mol của chất A.

Phản ứng đơn tính là số phân tử tham gia vào hoạt động cơ bản của phản ứng. Đối với các phản ứng đơn giản, ví dụ: mA + nB> pC + qD, số mol bằng tổng các hệ số (m + n). Các phản ứng có thể là đơn phân tử, hai phân tử, và hiếm khi là ba phân tử. Các phản ứng phân tử cao hơn không xảy ra.

Thứ tự phản ứng bằng tổng các chỉ số của mức độ nồng độ trong biểu thức thực nghiệm của tốc độ của một phản ứng hóa học. Vì vậy, đối với một phản ứng phức tạp

mA + nB> рС + qD biểu thức thực nghiệm cho tốc độ phản ứng có dạng

v 1 = k1? [NHƯNG] ? ? [TẠI] ? và thứ tự phản ứng là (? +?). Ở đâu? và? là thử nghiệm và có thể không trùng với m và N tương ứng, vì phương trình của một phản ứng phức tạp là kết quả của một số phản ứng đơn giản.

Ảnh hưởng của nhiệt độ. Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào số lần va chạm hiệu dụng của các phân tử. Sự tăng nhiệt độ làm tăng số lượng phân tử hoạt động, tạo điều kiện cần thiết cho phản ứng xảy ra. năng lương̣̣ kich hoaṭ E tác dụng và làm tăng tốc độ của một phản ứng hóa học.

Quy tắc của Van't Hoff. Khi nhiệt độ tăng thêm 10 °, tốc độ phản ứng tăng theo hệ số 2-4. Về mặt toán học, điều này được viết là:

v2 = v1? ?(t 2 - t 1) / 10

Trong đó v 1 và v 2 là tốc độ phản ứng ở nhiệt độ ban đầu (t 1) và nhiệt độ cuối (t 2),? - hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng, cho biết tốc độ phản ứng tăng bao nhiêu lần khi nhiệt độ tăng thêm 10 °.

Chính xác hơn, sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độ được biểu thị bằng Phương trình Arrhenius:

k = A? e - E / (RT),

ở đâu k là tỷ lệ không đổi, NHƯNG- không đổi, không phụ thuộc vào nhiệt độ, e = 2,71828, E là năng lượng kích hoạt, R = 8,314 J / (K? Mol) - hằng số khí; T- nhiệt độ (K). Có thể thấy rằng hằng số tốc độ tăng khi nhiệt độ tăng và năng lượng hoạt hóa giảm.

4.3. Cân bằng hóa học

Một hệ ở trạng thái cân bằng nếu trạng thái của nó không thay đổi theo thời gian. Sự bằng nhau về tốc độ của phản ứng thuận và phản ứng nghịch là điều kiện để duy trì trạng thái cân bằng của hệ.

Một ví dụ về phản ứng thuận nghịch là phản ứng

N 2 + 3H 2 - 2NH 3.

Luật hành động đại chúng: Tỷ số giữa tích của nồng độ của các sản phẩm phản ứng với tích của nồng độ của các chất ban đầu (tất cả các nồng độ được biểu thị theo lũy thừa bằng hệ số phân vị của chúng) là một hằng số được gọi là không đổi thế cân bằng.

Hằng số cân bằng là thước đo sự tiến triển của một phản ứng trực tiếp.

K = O - không có phản ứng trực tiếp;

K =? - phản ứng trực tiếp đi đến cuối cùng;

K> 1 - cân bằng dịch chuyển sang phải;

Đến< 1 - cán cân chuyển dịch sang trái.

Hằng số cân bằng phản ứng Đến có liên quan đến sự thay đổi năng lượng Gibbs tiêu chuẩn? G cho cùng một phản ứng:

G = - RT ln K, hoặc? g = -2,3RT lg K, hoặc K = 10 -0,435? G / RT

Nếu một K> 1, sau đó lg K> 0 và? G< 0, т. е. если равновесие сдвинуто вправо, то реакция – переход от исходного состояния к равновесному – идет самопроизвольно.

Nếu một Đến< 1, sau đó lg K < 0 и?G >0, tức là nếu cân bằng dịch chuyển sang trái, thì phản ứng không tự phát sang phải.

Định luật chuyển dịch cân bằng: Nếu một ảnh hưởng bên ngoài được tạo ra trên một hệ thống ở trạng thái cân bằng, một quá trình sẽ phát sinh trong hệ thống chống lại ảnh hưởng bên ngoài.

5. Các phản ứng oxi hóa khử

Phản ứng oxy hóa khử- Các phản ứng đi kèm với sự thay đổi trạng thái oxi hóa của các nguyên tố.

oxy hóa là quá trình nhường electron.

Sự hồi phục là quá trình thêm electron.

Chất oxy hóa Một nguyên tử, phân tử hoặc ion nhận electron.

Chât khử Một nguyên tử, phân tử hoặc ion tặng electron.

Chất oxi hóa, nhận electron, chuyển sang dạng khử:

F2 [ca. ] + 2e> 2F? [nghỉ ngơi.].

Các chất khử, nhường electron, chuyển thành dạng oxi hóa:

Na 0 [khôi phục ] - 1e> Na + [ước chừng].

Sự cân bằng giữa dạng oxi hoá và dạng khử được đặc trưng bởi Phương trình Nernstđối với tiềm năng oxy hóa khử:

ở đâu E 0 là giá trị tiêu chuẩn của thế oxy hóa khử; N là số electron được chuyển; [nghỉ ngơi. ] và [ca. ] lần lượt là nồng độ mol của hợp chất ở dạng bị khử và dạng oxi hóa.

Giá trị của thế điện cực tiêu chuẩn E 0được cho trong bảng và nêu đặc điểm của tính chất oxi hóa và tính khử của các hợp chất: giá trị càng dương E 0, Các tính chất oxy hóa càng mạnh và giá trị càng âm E 0, các đặc tính phục hồi càng mạnh.

Ví dụ, đối với F 2 + 2e - 2F? E 0 = 2,87 vôn, và đối với Na + + 1e - Na 0 E 0 =-2,71 vôn (quá trình luôn được ghi lại đối với các phản ứng khử).

Phản ứng oxi hoá khử là sự kết hợp của hai nửa phản ứng là oxi hoá và khử và được đặc trưng bởi suất điện động (emf)? E 0:?E 0= ?E 0 ok – ?E 0 khôi phục, ở đâu E 0 ok và? E 0 khôi phục là thế tiêu chuẩn của chất oxi hóa và chất khử đối với phản ứng đã cho.

emf các phản ứng? E 0 liên quan đến sự thay đổi năng lượng tự do Gibbs? G và hằng số cân bằng của phản ứng ĐẾN:

? G = –nF?E 0 hoặc? E = (RT / nF) ln K

emf phản ứng ở nồng độ không chuẩn? E bằng: ? E =?E 0 - (RT / nF)? Ig K hoặc? E =?E 0 -(0,059/N) lg K.

Trong trường hợp cân bằng? G \ u003d 0 và? E \ u003d 0, ở đâu? E =(0,059 / n) lg K và K = 10n? E / 0,059.

Để phản ứng xảy ra tự phát, các mối quan hệ sau phải thoả mãn:? G< 0 или K >> 1 rằng điều kiện phù hợp? E 0> 0. Do đó để xác định khả năng xảy ra phản ứng oxi hoá khử đã cho cần tính giá trị? E 0. Nếu một? E 0> 0, phản ứng đang bật. Nếu một? E 0< 0, không có phản ứng.

Các nguồn hiện tại hóa chất

Tế bào Galvanic Thiết bị chuyển đổi năng lượng của một phản ứng hóa học thành năng lượng điện.

Tế bào mạ của Daniel gồm các điện cực kẽm và đồng lần lượt nhúng vào dung dịch ZnSO 4 và CuSO 4. Các dung dịch điện phân thông qua một vách ngăn xốp. Đồng thời, trên điện cực kẽm xảy ra quá trình oxi hóa: Zn> Zn 2+ + 2e, và trên điện cực đồng xảy ra sự khử: Cu 2+ + 2e> Cu. Nói chung, phản ứng đang xảy ra: Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu.

Cực dương- điện cực xảy ra quá trình oxy hóa. Cực âm- điện cực mà quá trình khử đang diễn ra. Trong tế bào mạ, cực dương tích điện âm và cực âm tích điện dương. Trong sơ đồ nguyên tố, kim loại và dung dịch được phân cách bằng một đường thẳng đứng, và hai dung dịch bằng một đường thẳng đứng kép.

Vì vậy, đối với phản ứng Zn + CuSO 4 \ u003d ZnSO 4 + Cu, mạch điện tế bào được viết: (-) Zn | ZnSO 4 || CuSO4 | Cu (+).

Suất điện động (emf) của phản ứng là? E 0 \ u003d E 0 ok - E 0 khôi phục= E 0(Cu 2+ / Cu) - E 0(Zn 2+ / Zn) \ u003d 0,34 - (-0,76) \ u003d 1,10 V. Do có tổn hao nên hiệu điện thế do phần tử tạo ra sẽ nhỏ hơn phần nào? E 0. Nếu nồng độ của các dung dịch khác với nồng độ của dung dịch tiêu chuẩn, bằng 1 mol / l, thì E 0 ok và E 0 khôi phụcđược tính theo phương trình Nernst, và sau đó emf được tính. tế bào galvanic tương ứng.

yếu tố khô bao gồm một thân kẽm, NH 4 Cl hồ với tinh bột hoặc bột mì, một hỗn hợp của MnO 2 với than chì và một điện cực than chì. Trong quá trình làm việc, phản ứng xảy ra sau: Zn + 2NH 4 Cl + 2MnO 2 = Cl + 2MnOOH.

Sơ đồ nguyên tố: (-) Zn | NH4Cl | MnO 2, C (+). emf phần tử - 1,5 V.

Ắc quy. Một pin chì gồm hai tấm chì được nhúng trong dung dịch axit sunfuric 30% và được phủ một lớp PbSO 4 không tan. Khi pin được sạc, các quá trình sau đây diễn ra trên các điện cực:

PbSO 4 (tv) + 2e> Pb (tv) + SO 4 2-

PbSO 4 (tv) + 2H 2 O> РbO 2 (tv) + 4H + + SO 4 2- + 2e

Khi pin được phóng điện, các quá trình sau đây diễn ra trên các điện cực:

Pb (tv) + SO 4 2-> PbSO 4 (tv) + 2e

РbO 2 (tv) + 4H + + SO 4 2- + 2e> PbSO 4 (tv) + 2Н 2 O

Phản ứng tổng thể có thể được viết là:

Để hoạt động, pin cần được sạc thường xuyên và kiểm soát nồng độ axit sulfuric, nồng độ này có thể giảm nhẹ trong quá trình hoạt động của pin.

6. Giải pháp

6.1. Nồng độ dung dịch

Phần trăm khối lượng của một chất trong dung dịch w bằng tỉ số giữa khối lượng của chất tan và khối lượng của dung dịch: w \ u003d m in-va / m giải pháp hoặc w = m in-va / (V?), như m p-ra \ u003d V p-pa? ?r-ra.

Nồng độ mol với bằng tỉ lệ giữa số mol chất tan và thể tích dung dịch: c = n(mol) / V(l) hoặc c = m / (M? v ( l )).

Nồng độ mol của chất tương đương (nồng độ thường hoặc tương đương) với e bằng tỉ số giữa số đương lượng của chất tan với thể tích của dung dịch: với e = n(mol tương đương.) / V(l) hoặc với e \ u003d m / (M e? V (l)).

6.2. Sự phân ly điện phân

Sự phân ly điện phân- sự phân huỷ chất điện li thành các cation và anion dưới tác dụng của các phân tử dung môi phân cực.

Mức độ phân ly? là tỷ số giữa nồng độ của các phân tử bị phân ly (c diss) với tổng nồng độ của các phân tử bị hòa tan (c vol):? = s diss / s vòng quay.

Chất điện giải có thể được chia thành mạnh(? ~ 1) và Yếu.

Chất điện giải mạnh(cho họ? ~ 1) - muối và bazơ tan trong nước, cũng như một số axit: HNO 3, HCl, H 2 SO 4, HI, HBr, HClO 4 và các axit khác.

Chất điện giải yếu(cho họ?<< 1) – Н 2 O, NH 4 OH, малорастворимые основания и соли и многие кислоты: HF, H 2 SO 3 , H 2 CO 3 , H 2 S, CH 3 COOH и другие.

Các phương trình phản ứng ion. TẠI Trong phương trình phản ứng ion, chất điện li mạnh được viết dưới dạng ion, chất điện li yếu, chất kém tan và chất khí được viết dưới dạng phân tử. Ví dụ:

CaCO 3 v + 2HCl \ u003d CaCl 2 + H 2 O + CO 2 ^

CaCO 3 vµ 2H + + 2Cl? \ u003d Ca 2+ + 2Cl? + H 2 O + CO 2 ^

CaCO 3 v + 2H + = Ca 2+ + H 2 O + CO 2 ^

Phản ứng giữa các ionđi theo chiều của sự tạo thành một chất cho ít ion hơn, tức là theo chiều của một chất điện li yếu hơn hoặc chất ít tan hơn.

6.3. Sự phân ly của các chất điện ly yếu

Chúng ta hãy áp dụng định luật tác dụng của khối lượng cho sự cân bằng giữa các ion và phân tử trong dung dịch của chất điện li yếu, chẳng hạn như axit axetic:

CH 3 COOH - CH 3 COО? + H +

Hằng số cân bằng của phản ứng phân ly được gọi là hằng số phân ly. Hằng số phân ly đặc trưng cho sự phân ly của chất điện li yếu: hằng số càng nhỏ thì chất điện li càng yếu, chất điện li càng yếu.

Axit polybasic phân ly theo các bước:

H 3 PO 4 - H + + H 2 PO 4?

Hằng số cân bằng của phản ứng phân ly toàn phần bằng tích của các hằng số của từng giai đoạn phân ly:

H 3 PO 4 - ZN + + PO 4 3-

Định luật pha loãng của Ostwald: mức độ phân ly của một chất điện ly yếu (a) tăng lên khi giảm nồng độ của nó, tức là khi pha loãng:

Ảnh hưởng của một ion chung đến sự phân ly của chất điện li yếu: sự bổ sung của một ion chung làm giảm sự phân ly của một chất điện ly yếu. Vậy khi thêm vào dung dịch chất điện li yếu CH 3 COOH

CH 3 COOH - CH 3 COО? + H +?<< 1

chất điện ly mạnh có chứa ion chung với CH 3 COOH, tức là ion axetat, ví dụ CH 3 COONa

CH 3 COONa - CH 3 COO? + Na +? = 1

nồng độ của ion axetat tăng lên, và cân bằng của sự phân ly CH 3 COOH dịch chuyển sang trái, tức là sự phân ly của axit giảm.

6.4. Sự phân ly của các chất điện ly mạnh

Hoạt động ion một là nồng độ của một ion, biểu hiện trong các đặc tính của nó.

Yếu tố hoạt độngf là tỷ lệ của hoạt độ ion một tập trung với: f= AC hoặc một = f.c.

Nếu f = 1 thì các ion tự do và không tương tác với nhau. Điều này xảy ra trong các dung dịch rất loãng, trong các dung dịch có chất điện ly yếu, v.v.

Nếu f< 1, то ионы взаимодействуют между собой. Чем меньше f, тем больше взаимодействие между ионами.

Hệ số hoạt độ phụ thuộc vào cường độ ion của dung dịch I: cường độ ion càng lớn thì hệ số hoạt độ càng giảm.

Cường độ ion của dung dịch Tôi phụ thuộc vào phí z và nồng độ từ các ion:

Tôi = 0,52? S z2.

Hệ số hoạt độ phụ thuộc vào điện tích của ion: điện tích của ion càng lớn thì hệ số hoạt độ càng giảm. Về mặt toán học, sự phụ thuộc của hệ số hoạt động f từ sức mạnh ion Tôi và điện tích ion zđược viết bằng công thức Debye-Hückel:

Hệ số hoạt độ ion có thể được xác định bằng cách sử dụng bảng sau:

6.5 Sản phẩm ion của nước. Chỉ thị hydro

Nước, một chất điện li yếu, phân ly tạo thành các ion H + và OH? Các ion này được hydrat hóa, tức là, được kết nối với một số phân tử nước, nhưng để đơn giản hóa chúng được viết ở dạng không ngậm nước

H 2 O - H + + OH?.

Dựa trên định luật tác dụng của khối lượng, đối với trạng thái cân bằng này:

Nồng độ của phân tử nước [H 2 O], tức là số mol trong 1 lít nước, có thể được coi là không đổi và bằng [H 2 O] \ u003d 1000 g / l: 18 g / mol \ u003d 55,6 mol / l. Từ đây:

Đến[H 2 O] = Đến(H 2 O ) = [H +] = 10 -14 (22 ° C).

Sản phẩm ion của nước- tích của nồng độ [H +] và - là giá trị không đổi ở nhiệt độ không đổi và bằng 10 -14 ở 22 ° C.

Sản phẩm ion của nước tăng khi nhiệt độ tăng.

giá trị pH là logarit âm của nồng độ ion hydro: pH = - lg. Tương tự: pOH = - lg.

Logarit của tích số ion của nước cho: pH + pOH = 14.

Giá trị pH đặc trưng cho phản ứng của môi trường.

Nếu pH = 7 thì [H +] = là môi trường trung tính.

Nếu pH< 7, то [Н + ] >- môi trường axit.

Nếu pH> 7, thì [H +]< – щелочная среда.

6.6. dung dịch đệm

Dung dịch đệm là dung dịch có nồng độ ion hydro nhất định. Độ pH của các dung dịch này không thay đổi khi pha loãng và ít thay đổi khi thêm một lượng nhỏ axit và kiềm.

I. Dung dịch của một axit yếu HA, nồng độ - từ axit và muối của nó với một bazơ mạnh BA, nồng độ - từ muối. Ví dụ, đệm axetat là dung dịch của axit axetic và natri axetat: CH 3 COOH + CHgCOONa.

pH \ u003d pK có tính axit + lg (muối / s có tính axit).

II. Dung dịch của một bazơ yếu BOH, nồng độ - với bazơ và muối của nó với axit mạnh BA, nồng độ - với muối. Ví dụ, đệm amoniac là dung dịch của amoni hydroxit và amoni clorua NH 4 OH + NH 4 Cl.

pH = 14 - рК bazơ - lg (từ muối / từ bazơ).

6,7. Thủy phân muối

Thủy phân muối- sự tương tác của các ion muối với nước tạo thành chất điện li yếu.

Ví dụ về phương trình phản ứng thủy phân.

I. Muối tạo bởi một bazơ mạnh và một axit yếu:

Na 2 CO 3 + H 2 O - NaHCO 3 + NaOH

2Na + + CO 3 2- + H 2 O - 2Na + + HCO 3? + OH?

CO 3 2- + H 2 O - HCO 3? + OH ?, pH> 7, có tính kiềm.

Trong giai đoạn thứ hai, thực tế không xảy ra quá trình thủy phân.

II. Một muối được tạo thành từ một bazơ yếu và một axit mạnh:

AlCl 3 + H 2 O - (AlOH) Cl 2 + HCl

Al 3+ + 3Cl? + H 2 O - AlOH 2+ + 2Cl? + H + + Cl?

Al 3+ + H 2 O - AlOH 2+ + H +, pH< 7.

Trong giai đoạn thứ hai, quá trình thủy phân xảy ra ít hơn, và trong giai đoạn thứ ba nó thực tế không xảy ra.

III. Muối được tạo thành bởi một bazơ mạnh và một axit mạnh:

K + + KHÔNG 3? + H 2 O? không bị thủy phân, pH? 7.

IV. Một muối được tạo thành từ một bazơ yếu và một axit yếu:

CH 3 COONH 4 + H 2 O - CH 3 COOH + NH 4 OH

CH 3 COO? + NH 4 + + H 2 O - CH 3 COOH + NH 4 OH, pH = 7.

Trong một số trường hợp, khi muối tạo bởi bazơ và axit rất yếu thì xảy ra hiện tượng thủy phân hoàn toàn. Trong bảng độ hòa tan của các muối như vậy, ký hiệu là "bị phân hủy bởi nước":

Al 2 S 3 + 6H 2 O \ u003d 2Al (OH) 3 v + 3H 2 S ^

Khả năng thủy phân hoàn toàn cần được tính đến trong các phản ứng trao đổi:

Al 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O \ u003d 2Al (OH) 3 v + 3Na 2 SO 4 + 3CO 2 ^

Mức độ thủy phânh là tỷ số giữa nồng độ của các phân tử bị thủy phân với tổng nồng độ của các phân tử bị hòa tan.

Đối với các muối tạo bởi một bazơ mạnh và một axit yếu:

= ch, pOH = -lg, pH = 14 - pOH.

Từ biểu thức mà mức độ thủy phân h(tức là sự thủy phân) tăng lên:

a) với nhiệt độ tăng, vì K (H 2 O) tăng;

b) với sự giảm độ phân ly của axit tạo thành muối: axit càng yếu thì độ thủy phân càng lớn;

c) với độ loãng: c càng thấp thì độ thủy phân càng lớn.

Cho các muối tạo thành từ một bazơ yếu và một axit mạnh

[H +] = ch, pH = - lg.

Cho các muối tạo bởi một bazơ yếu và một axit yếu

6,8. Thuyết proton về axit và bazơ

Protolysis là quá trình chuyển proton.

Protoliths axit và bazơ cho và nhận proton.

Axit Một phân tử hoặc ion có khả năng tặng một proton. Mỗi axit có bazơ liên hợp của nó. Độ mạnh của axit được đặc trưng bởi hằng số axit Để k.

H 2 CO 3 + H 2 O - H 3 O + + HCO 3?

K k = 4 ? 10 -7

3+ + H 2 O - 2+ + H 3 O +

K k = 9 ? 10 -6

Căn cứ Một phân tử hoặc ion có thể chấp nhận một proton. Mỗi bazơ có axit liên hợp của nó. Độ bền của bazơ được đặc trưng bởi hằng số bazơ K 0.

NH3? H 2 O (H 2 O) - NH 4 + + OH?

K 0 = 1,8 ?10 -5

Ampholyte- protolith có khả năng giật và gắn proton.

HCO3? + H 2 O - H 3 O + + CO 3 2-

HCO3? - axit.

HCO3? + H 2 O - H 2 CO 3 + OH?

HCO3? - căn cứ.

Cho nước: H 2 O + H 2 O - H 3 O + + OH?

K (H 2 O) \ u003d [H 3 O +] \ u003d 10 -14 và pH \ u003d - lg.

Hằng số K đến và K 0 cho axit liên hợp và bazơ là liên kết.

ON + H 2 O - H 3 O + + A ?,

NHƯNG? + H 2 O - ON + OH ?,

7. Hằng số hòa tan. Độ hòa tan

Trong một hệ thống bao gồm một dung dịch và một chất kết tủa, hai quá trình diễn ra - sự hòa tan của chất kết tủa và sự kết tủa. Sự bằng nhau về tốc độ của hai quá trình này là điều kiện cân bằng.

dung dịch bão hòa Một dung dịch ở trạng thái cân bằng với kết tủa.

Định luật về khối lượng áp dụng cho cân bằng giữa kết tủa và dung dịch sẽ cho:

Vì = const,

Đến = K s (AgCl) = .

Nói chung, chúng tôi có:

NHƯNG m B N(TV) - m Một + n + n B -m

K s ( Một m B N)= [A + n ] m[TẠI -m ] N .

Hằng số hòa tanKs(hay tích số hòa tan PR) - tích của nồng độ ion trong dung dịch bão hòa của chất điện ly ít hòa tan - là một giá trị không đổi và chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.

Độ hòa tan của một chất không hòa tan S có thể được biểu thị bằng số mol trên lít. Tùy thuộc vào kích thước S các chất có thể được chia thành các chất kém tan - s< 10 -4 моль/л, среднерастворимые – 10 -4 моль/л? S? 10 -2 mol / l và hòa tan cao S> 10 -2 mol / l.

Khả năng hòa tan của các hợp chất liên quan đến tích số hòa tan của chúng.

Điều kiện kết tủa và hòa tan

Trong trường hợp AgCl: AgCl - Ag + + Cl?

Ks= :

a) Điều kiện cân bằng giữa kết tủa và dung dịch: = K s.

b) điều kiện lắng:> K s; trong quá trình kết tủa, nồng độ ion giảm cho đến khi cân bằng được thiết lập;

c) Điều kiện để kết tủa tan hoặc dung dịch bão hòa:< K s; trong quá trình hòa tan kết tủa, nồng độ của các ion tăng lên cho đến khi cân bằng được thiết lập.

8. Các hợp chất phối trí

Các hợp chất phối trí (phức hợp) là các hợp chất có liên kết cho - nhận.

Đối với K3:

các ion của hình cầu bên ngoài - 3K +,

ion của quả cầu bên trong - 3-,

chất tạo phức - Fe 3+,

phối tử - 6CN ?, răng giả của chúng - 1,

số phối hợp - 6.

Ví dụ về các chất tạo phức: Ag +, Cu 2+, Hg 2+, Zn 2+, Ni 2+, Fe 3+, Pt 4+, v.v.

Ví dụ về phối tử: phân tử phân cực H 2 O, NH 3, CO và anion CN ?, Cl ?, OH? và vân vân.

Số phối hợp: thường là 4 hoặc 6, hiếm khi là 2, 3, v.v.

Danh pháp. Anion được đặt tên đầu tiên (trong trường hợp chỉ định), sau đó là cation (trong trường hợp gen). Tên một số phối tử: NH 3 - amin, H 2 O - thuỷ, CN? - cyano, Cl? - clo, OH? - hydroxo. Tên của các số phối trí: 2 - di, 3 - ba, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa. Cho biết mức độ oxi hóa của chất tạo phức:

Cl là chất khử cặn (I) clorua;

SO 4 - tetramminecopper (II) sunfat;

K 3 là kali hexacyanoferrat (III).

Hóa chất sự liên quan.

Lý thuyết liên kết hóa trị giả định sự lai hóa các obitan của nguyên tử trung tâm. Vị trí của các obitan lai tạo thành xác định dạng hình học của phức chất.

Ion phức Fe (CN) 6 4- nghịch từ.

Ion xyanua - nhà tài trợ

Ion sắt Fe 2+ - chất nhận - có công thức là 3d 6 4s 0 4p 0. Tính đến độ nghịch từ của phức (tất cả các electron đều được ghép đôi) và số phối trí (cần 6 obitan tự do), chúng ta có d2sp3- phép lai:

Phức chất là nghịch từ, spin thấp, trong quỹ đạo, ổn định (không sử dụng các điện tử bên ngoài), bát diện ( d2sp3-hybridization).

Ion phức thuận từ FeF 6 3-.

Ion florua là một nhà tài trợ.

Ion sắt Fe 3+ - chất nhận - có công thức là 3d 5 4s 0 4p 0. Tính đến thuận từ của phức (các electron bị hấp thụ) và số phối trí (cần 6 obitan tự do), chúng ta có sp 3 ngày 2- phép lai:

Phức chất thuận từ, spin cao, quỹ đạo ngoài, không ổn định (các obitan 4d bên ngoài được sử dụng), bát diện ( sp 3 ngày 2-hybridization).

Sự phân ly của các hợp chất phối trí.

Các hợp chất phối trí trong dung dịch phân li hoàn toàn thành các ion của khối cầu trong và ngoài.

NO 3> Ag (NH 3) 2 + + NO 3 ?,? = 1.

Các ion của quả cầu bên trong, tức là các ion phức, phân ly thành các ion và phối tử kim loại, giống như chất điện ly yếu, theo từng bước.

ở đâu K 1 , Đến 2 , ĐẾN 1 _ 2 được gọi là hằng số không ổn định và nêu đặc điểm của sự phân ly của phức chất: hằng số mất ổn định càng nhỏ thì phức chất càng ít phân ly, càng bền.