1.Sự hòa tan

1.1. Một số khái niệm về hệ phân tán

Hệ phân tán là hệ gồm hai hay nhiều chất trong đó chất này được phân bố trong chất kia dưới dạng những hạt rất nhỏ.

Chất phân bố được gọi là chất phân tán (pha phân tán). Chất chứa pha phân tán được gọi là môi trường phân tán.

Chất phân tán và môi trường phân tán có thể ở một trong ba trạng thái: rắn, lỏng, khí.

Ví dụ:

Đường tan trong nước thì đường là chất phân tán, còn nước là môi trường phân tán.

Trong nước uống có gas, CO₂ là chất phân tán còn nước là môi trường phân tán.

* Hệ phân tán thô:

          - Là hệ trong đó kích thước của hạt phân tán từ 10^-7 đến 10^-4 m.

          - Đặc điểm: hệ phân tán kém bền, chất phân tán dễ tách ra khỏi môi trường phân tán.

Hệ này gồm được chia làm 2 loại: huyền phù và nhũ tương.

+ Huyền phù: chất phân tán là rắn, pha phân tán là lỏng.

Ví dụ: nước phù sa, vữa vôi.

+ Nhũ tương: chất phân tán và môi trường phân tán đều là chất lỏng.

Ví dụ: sữa là nhũ tương, trong đó mỡ phân tán trong nước.

* Hệ keo:

- Là hệ trong đó các hạt của chất phân tán có kích thước từ 10^-9 – 10^-7 m.

- Đặc điểm: tương đối bền, chỉ bị sa lắng khi điều kiện bên ngoài thay đổi.

Ví dụ: kem đánh răng (hệ phân tán khí – lỏng), sương mù (hệ phân tán lỏng - khí).

* Dung dịch thực (dung dịch):

Kích thước của hạt phân tán nhỏ hơn 10^-9 m (bằng kích thước phân tử hoặc ion). Trong đó, chất phân tán và môi trường phân tán không có bề mặt phân chia, tạo thành một khối đồng thể được gọi là dung dịch thực.

Chất phân tán được gọi là chất tan, môi trường phân tán được gọi là dung môi. Với một lượng dung môi nhất định, lượng chất tan có thể biến thiên trong một giới hạn nhất định.

Vậy: dung dịch là hệ một pha nhiều cấu tử mà thành phần của nó có thể biến đổi trong một giới hạn nhất định.

- Phân loại dung dịch:

+ Dung dịch khí: dung môi ở trạng thái khí.

Ví dụ: không khí (oxi và các khí khác hòa tan trong nitơ).

+ Dung dịch lỏng: dung môi là chất lỏng

Ví dụ: soda (khí CO₂ trong nước), bia (C₂H₅OH trong nước), nước muối (NaCl trong nước).

+ Dung dịch rắn: dung môi là chất rắn.

Ví dụ: thạch agar, vàng trắng (hợp kim của Au và Pt)

Trong thực tế các dung dịch quan trọng nhất là dung dịch lỏng, đặc biệt là dung dịch có dung môi là nước.

1.2. Sự hòa tan, hiệu ứng nhiệt của quá trình hòa tan

Quá trình hòa tan là quá trình phân tán chất tan dưới dạng các tiểu phân (phân tử, nguyên tử, ion) trong khắp thể tích dung môi, đồng thời xuất hiện lực tương tác giữa các phân tử dung môi với các tiểu phân chất tan để tạo thành các hợp chất hóa học gọi là Sonvat, nếu dung môi là nước thì gọi là các hidrat.

Quá trình hòa tan có diễn ra dễ dàng hay không tùy thuộc vào cường độ của ba loại tương tác:

- Tương tác giữa các phân tử dung môi.

- Tương tác giữa các tiểu phân chất tan.

- Tương tác giữa các tiểu phân chất tan với các phân tử dung môi.

Ở chương 1, chúng ta đã xem xét sự biến thiên năng lượng đi kèm với các phản ứng hóa học. Tương tự, quá trình hòa tan tạo dung dịch cũng có sự biến thiên năng lượng đi kèm. Ví dụ, khi chúng ta hòa tan NaOH vào nước, quá trình hòa tan là tỏa nhiệt. Ngược lại, khi hòa tan NH₄NO₃ trong nước, quá trình là thu nhiệt.

Quá trình hòa tan tạo dung dịch bao gồm 3 bước như sau:

- Bước 1: Sự tách rời nhau của các phần tử chất tan.

Bước này luôn luôn thu nhiệt (∆H₁ > 0) vì cần cung cấp năng lượng để thắng lực liên kết giữa các phân tử chất tan.

- Bước 2: Sự tách rời của các phân tử dung môi để tạo chỗ trống cho các phân tử chất tan.

Bước này cũng thu nhiệt (∆H₂ > 0) vì cần cung cấp năng lượng để thắng lực liên kết giữa các phân tử dung môi.

- Bước 3: Sự hòa trộn và tương tác giữa các tiểu phân chất tan với các phân tử dung môi.

Bước này tỏa nhiệt (∆H₃ < 0), bởi vì năng lượng được giải phóng khi các tiểu phân chất tan tương tác với các phân tử dung môi.

Hiệu ứng nhiệt của quá trình hòa tan ∆H_ht bằng tổng hiệu ứng nhiệt của cả ba bước: ∆H_ht =  ∆H₁ + ∆H₂ + ∆H₃.

Nếu lực tương tác giữa các tiểu phân chất tan với các phân tử dung môi lớn hơn hai lực liên kết kia (ở bước 1 và 2) thì quá trình hòa tan là quá trình tỏa nhiệt ∆H_ht < 0.

Ngược lại, nếu lực tương tác giữa các tiểu phân chất tan với các phân tử dung môi lớn hơn hai lực liên kết kia thì quá trình hòa tan là quá trình thu nhiệt ∆H_ht > 0.

Nhiệt lượng thoát ra hay thu vào khi hòa tan 1 mol của một chất vào một lượng dung môi ở nhiệt độ, áp suất xác định được gọi là nhiệt hòa tan của chất đó.

          - Đa số quá trình hòa tan chất rắn trong dung môi lỏng thường là quá trình thu nhiệt:

                         ∆H_ht > 0

          - Đa số quá trình hòa tan chất khí trong dung môi lỏng thường là quá trình tỏa nhiệt:

                        ∆H_ht < 0

» Tin mới nhất:

• Ý nghĩa của hàm cận biện trong kinh tế. (17/07/2022)
• Xây dựng phương trình vi phân trong thực tiễn (16/07/2022)
• Một số ví dụ về công thức gần đúng (12/07/2022)
• Doanh thu lớn nhất. (11/07/2022)
• Xác định hàm lượng Cl- trong nước máy (18/06/2022)

» Các tin khác:

• Đề kiểm tra tham khảo_Hóa Hữu cơ 1 (18/04/2018)
• Bài tập ôn tập Hóa Hữu cơ 1 _ phần 1 (18/04/2018)
• Bài Tập C tháng 4 (lân 2) lớp MTH 100 F,H (17/04/2018)
• Bài Tập C tháng 4 (lân 1) lớp MTH 100 F,H (17/04/2018)
• Xây dụng hàm số mới (16/04/2018)
• Ứng dụng của tích phân để tính diện tích (16/04/2018)
• Câu chuyện: Nguyên hàm (16/04/2018)
• Những đề toán “ dở khóc dở cười” 2. (16/04/2018)
• Đề thi Olympic Toán năm 2018 (phần Hệ phương trình) (16/04/2018)
• Đề thi Olympic Toán năm 2018 (phần Định Thức) (16/04/2018)