Hóa học thực nghiệm: Phần 2

Nối tiếp phần 1, phần 2 của tài liệu "Hóa học thực nghiệm" tiếp tục trình bày các nội dung chính sau: Xác định biến thiên thế đẳng áp, đẳng nhiệt, entanpi, entropi của phản ứng hòa tan borac trong nước; Cân bằng hóa học và sự chuyển dịch cân bằng; Xác định hằng số tốc độ và bậc riêng phần đối với hiđro peoxit trong phản ứng oxi hóa iođua bằng hiđro peoxit... Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hóa học thực nghiệm: Phần 2 Bài 13 XÁC ĐỊNH BIẾN THIÊN T H Ế Đ A N G Á P , ĐẲNG NHIỆT, ENTANPI, ENTROPI CỦA PHẢN ỨNG HOA TAN BORAC TRONG NƯỚC 1. L Í T H U Y Ế T C h i ề u h ư ớ n g d i ễ n b i ế n t ự n h i ê n c ủ a p h ả n ứ n g h o a h ọ c đ ư ợ c quyếtđịnh đồng thòi bởi 2 y ế u tố: 1. K h u y n h h ư ớ n g c ủ a h ệ c h u y ể n s a n g t r ạ n g t h á i có n ă n g lượngthấp, đặc t r ư n g đ ị n h lượng bởi b i ế n t h i ê n e n t a n p i của h ệ A H . 2. K h u y n h h ư ớ n g c ủ a h ệ c h u y ể n s a n g t r ạ n g t h á i có đ ộ h ỗ n loạncao, đ ặ c t r ư n g b ở i b i ế n t h i ê n e n t r o p i AS. H a i y ế u t ố n à y c ù n g t á c đ ộ n g l ê n h ệ n h ư n g t h e o 2 c h i ề u ngượcnhau. V ề m ặ t hoa học, e n t a n p i g i ả m k h i c á c n g u y ê n t ử k ế t h ợ p v ớ i nhauđể tạo t h à n h p h â n t ử v ớ i các liên k ế t b ề n v ữ n g . N h ư n g t r o n g trướnghợp đ ó , b i ế n t h i ê n e n t r o p i AS < 0 v ì đ ộ h ỗ n l o ạ n c ủ a h ệ l ạ i g i ả m đi.N g ư ợ c l ạ i k h i AS > 0, n g h ĩ a l à y ế u t ố e n t r o p i t h u ậ n l ợ i cho sự d i ễ n b i ế ncủa c á c q u á t r ì n h , t h ì h ệ l ạ i h ấ p t h u n ă n g l ư ợ n g đ ể p h á v ỡ c á c l i ê n k ế tcủa c á c p h â n t ử , do đ ó e n t a n p i c ủ a h ệ l ạ i t ă n g . N ó i c á c h k h á c , trongm ỗ i q u á t r ì n h l u ô n có sự c ạ n h t r a n h g i ữ a h a i y ế u t ố : y ế u t ố e n t a n p i(giảm n ă n g lượng) v à y ế u t ố e n t r o p i ( t ă n g độ h ỗ n loạn). V ậ y c ụ n p h ả i t ì m h à m có t h ể p h ả n á n h đ ồ n g t h ò i ả n h h ư ở n g của cảh a i y ế u t ố ; d ấ u v à t r ị s ố của đ ộ b i ế n t h i ê n của h à m n à y có t h ể d ù n g l à mt i ê u c h u ẩ n quy đ ị n h c h i ề u h ư ớ n g v à mức đ ộ d i ễ n b i ế n c ủ a p h ả n ứ n g . T r o n g n h i ệ t đ ộ n g học, k h i p h ả n ứ n g d i ễ n r a t r o n g đ i ề u k i ệ n đ ẳ n gn h i ệ t , đ ẳ n g á p (T, p = c o n s t ) , h à m G g ọ i l à t h ế đ ắ n g n h i ệ t , đ ẳ n g á p (gọi118 http://tieulun.hopto.org t ắ t l à t h ế đ ẳ n g á p h a y t h ế G i p x ơ (Gibbs)). K h ô n g t h ể x á c đ ị n h được g i á t r ị t u y ệ t đ ố i c ủ a n ă n g l ư ợ n g G i p x ơ n h ư n g có t h ể x á c đ ị n h được b i ế n t h i ê n c ủ a n ó t r o n g m ỗ i p h ả n ứ n g , g ọ i l à AG AG = A H - TAS Đ ố i với n h ữ n g h ệ ở n h i ệ t độ v à á p suất k h ô n g đ ổ i , q u á t r ì n h chỉ có t h ể d i ễ n ra theo c h i ề u l à m g i ả m n ă n g lượng Gipxơ của h ệ t ư ơ n g ứ n g với AG < 0. Đ i ề u k i ệ n c â n b ằ n g k h i A G = 0. Q u á t r ì n h l à k h ô n g t h ể t h ự c h i ệ n được b ấ t k ì đ i ề u k i ệ n n à o k h i AG > 0. G i ữ a c á c đ ạ i l ư ợ n g b i ế n t h i ê n t h ế đ ẳ n g á p , đ ẳ n g n h i ệ t c h u ẩ n AG°,b i ế n t h i ê n e n t a n p i c h u ẩ n AH°, b i ế n t h i ê n e n t r o p i c h u ẩ n AS° v à h ằ n g s ốc â n b ằ n g K của p h ả n ứ n g hoa học có h a i m ố i q u a n h ệ v ề m ặ t n h i ệ t đ ộ n g AG° = - 2 , 3 0 3 R T l g K (1) K : đối với hệ khí p K : đ ố i với d u n g dịch lỏng c A G ° = A H ° - TAS° (2) T ừ (1) v à (2) có: - 2,303RTlgK = A H ° - TAS° (3) . „ AH° AS° lgK = — + —— (4) 2,303RT 2,303R N ế u coi d u n g d ị c h l à lí t ư ở n g , AH° v à AS° l à h ằ n g s ố k h ô n g p h ụt h u ộ c v à o n h i ệ t đ ộ , có t h ể t í n h được c á c t h ô n g s ố n h i ệ t đ ộ n g AH°, AS°,AG° t ừ v i ệ c x á c đ ị n h h ằ n g s ố c â n b ằ n g K ở m ộ t s ố n h i ệ t đ ộ . Theo p h ư ơ n g t r ì n h (4) sự p h ụ t h u ộ c đ ồ t h ị g i ữ a l g K v à 1/T l à t u y ế nt í n h v ớ i h ệ s ố góc AH° tga = 2,303R AS°v à đ ư ờ n g t h ă n g đ ó c ắ t t r ụ c t u n g t ạ i đ i ế m có g i á t r ị b ằ n g 2,303R M ố i q u a n h ệ n à y cho p h é p x á c đ ị n h được AH°, AS° v à AG° c ủ a m ộ tp h ả n ứ n g hoa học. 119 http://tieulun.hopto.org 2. T H Ự C H À N H 2.1. N g u y ê n tắc T ì m h i ể u ả n h h ư ở n g của n h i ệ t độ đ ế n độ t a n của m u ố i t a n được trongnước. T ừ c á c s ố l i ệ u v ề độ tan, t í n h được h ằ n g s ố c â n b ằ n g K c ủ a phảnứ n g hoa tan, sau đó b ằ n g p h ư ơ n g p h á p đồ t h ị t í n h được AH°, AS° v à AG°. Trong t h í n g h i ệ m n à y d ù n g m u ố i N a B 0 . 1 0 H O (borac). 2 4 7 2 C ấ u t ạ o m u ố i borac g ồ m c á c p o l i a n i o n B 0 3 h o ặ c BO4 l i ê n k é t vớin h a u qua n g ...