CHƯƠNG 7: CÂN BẰNG HÓA HỌC

PowerPoint Template

7.1 Khái niệm
7.2 Cân bằng hóa học
7.3 Sự chuyển dịch cân bằng

www.themegallery.com

7.4 Cân bằng pha
Company

LOGO
Gv: Quach An Binh

7.1. Khái niệm

Thang 8-2009

7.1.1 Phản ứng thuận nghịch
Phản ứng hóa học có thể chia làm 2 loại
Phản ứng
hóa học

7.1.1 Phản ứng thuận nghịch
Chỉ xảy
ra một
chiều

7.1.2 Độ chuyển hóa

Enter
Gv: Quach An Binh

Back

Back
Thang 8-2009

Gv: Quach An Binh

Thang 8-2009

1


Phản ứng xảy ra 2 chiều

Phản ứng xảy ra 2 chiều

Phản ứng thuận nghịch là phản ứng mà ở
trong cùng một điều kiện phản ứng có
thể xảy ra theo hai chiều ngược nhau. Do
đó hỗn hợp cuối phản ứng còn chứa một
lượng đáng kể chất phản ứng. Khi viết
phương trình phản ứng ta phải dùng 2
mũi tên ngược chiều

Click xem violip 1

Enter

Vì phản ứng không hoàn toàn nên α≤1 và
có thể biểu diễn dưới dạng phần trăm hay
số thập phân.

Biểu diễn
hằng số
cân bằng

Back
Gv: Quach An Binh

Thang 8-2009

Back
Gv: Quach An Binh

7.2.1 Hằng số cân bằng

Thang 8-2009

7.2.1 Hằng số cân bằng

Giả sử có phản ứng thuận nghịch
mA + nB

Back
Thang 8-2009

Tức là:


Thang 8-2009

2


7.2.1 Hằng số cân bằng

7.2.2 Biểu diễn hằng số cân bằng

Kcb là hằng số cân bằng của phản ứng hóa
học
Hằng số cb có giá trị nhất định ứng với to.
Hằng số cb phụ thuộc vào chất tham gia
phản ứng và nhiệt độ phản ứng.

Biểu diễn hằng số cân bằng:
Theo nồng độ:
C p.C q
Kc= Cm D n
CA .CB
Theo áp suất:
Kp=

Hằng số cb cho biết phản ứng diễn ra với
mức độ nào.
Hằng số cb càng lớn thì hiệu suất càng lớn
và ngược lại.

Back


PAm.PBn

7.3.1 Sự dịch chuyển cân bằng
7.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ
7.3.3 Ảnh hưởng của nồng độ
7.3.4 Ảnh hưởng của áp suất

Back
Thang 8-2009

7.3.1 Sự dịch chuyển cân bằng

Gv: Quach An Binh

Thang 8-2009

7.3.1 Sự dịch chuyển cân bằng

Khi một hệ phản ứng đang ở trạng thái
cân bằng thì áp suất riêng phần(nồng độ)
của các chất không đổi.
Sự thay đổi trạng thái cân bằng khi điều
kiện bên ngoài thay đổi gọi là sự dịch
chuyển cân bằng.
Dịch chuyển cân bằng có ý nghĩa lớn về
điều khiển hóa học.
Mọi sự dịch chuyển cân bằng đều tuân
theo nguyên lý Le Chartalier.
Enter
Gv: Quach An Binh


Enter
Gv: Quach An Binh

Back
Thang 8-2009

7.3.1 Sự dịch chuyển cân bằng

Enter
Gv: Quach An Binh

Back
Thang 8-2009

7.3.1 Sự dịch chuyển cân bằng

Enter
Gv: Quach An Binh

Back
Thang 8-2009

7.3.1 Sự dịch chuyển cân bằng

Enter
Gv: Quach An Binh

Back
Thang 8-2009


Click xem violip 5
Back
Gv: Quach An Binh

Thang 8-2009

Gv: Quach An Binh

Phản ứng tỏa nhiệt ∆H0

∆S0
∆H0
+
R
RT

∆S0
∆H0
+
R
RT

lnKp=-


Back

Gv: Quach An Binh

Thang 8-2009

7.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Có thể tính được hscb tại một nhiệt độ
lnK1 =-

một nhiệt độ khác.

∆S0
∆H0
+
R
RT1

Giả sử ở T1 có K1, ở T2 có K2. Trong một
Hay: ln

khoảng nhiệt độ không lớn lắm từ T1 đến
T2 thì ∆H0 và ∆S0 không thay đổi theo

K2
K1

=-

Gv: Quach An Binh

Back
Thang 8-2009

5


7.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Ví dụ: Xét phản ứng:
2NO(k)+O2(k)
2NO2(k). Biết ở 250C
có hiệu ứng nhiệt(∆H) là -13,6 kcal/mol
và kp= 1,3.106. Hãy xác định Kp ở nhiệt
độ 3250C.
∆H0 1 1
K
Áp dụng CT: ln 2 =K1
R T2 T1
-

K598
K298

=-

-13600
1,987

1

cho đến khi ∆G=0(cân bằng).
Enter
Gv: Quach An Binh

Back
Thang 8-2009

7.3.3 Ảnh hưởng của nồng độ

Khi tăng nồng độ C và D thì ∆G tăng và
trở nên dương và phản ứng xảy ra theo
chiều nghịch.
Kết luận:
- Khi tăng nồng độ tác chất tham gia phản
ứng thì cân bằng chuyển dịch theo chiều
thuận và ngược lại.
Enter
Gv: Quach An Binh

Back
Thang 8-2009

7.3.3 Ảnh hưởng của nồng độ

Enter
Gv: Quach An Binh

Back
Thang 8-2009


H2
Thang 8-2009

6


7.3.3 Ảnh hưởng của nồng độ
∆G= -RTlnKc + RTln

CCO1.CH2O1
CCO21.CH21

0,16.0,16
∆G=-1,987.1123.ln1+1,987.1123ln
0,04.0,64
=-5140(cal)
∆G0: vậy khi tăng nồng độ nước, cân
bằng chuyển dịch theo chiều nghịch giảm
nồng độ nước.
Click xem violip 1



PCc.PDd
PAa.PBb

Enter

Back

Gv: Quach An Binh

Thang 8-2009

7.3.4 Ảnh hưởng của áp suất

Gọi P là áp suất tổng của hệ
Ta có Pi= Ni.P Với:
- Ni: nồng độ phần mol của khí i.
- Pi: áp suất riêng phần của khí i.
Do đó:

Kp = KN.P∆n
KN=

(NC.P)c(ND.P)d (NCc.NDd)
x P(c+d)-(a-b)
=
(NA.P)a(NB.P)b (NAa.NBb)b

Enter


2

Enter
Gv: Quach An Binh

Back
Thang 8-2009

NCc.NDd
NAa.NBb

Với:
- KN: hscb tính theo nồng độ phần mol
- NA, NB, NC, ND: nồng độ phần mol của
chất A, B, C, D ở trạng thái cân bằng.

Enter
Gv: Quach An Binh

Back
Thang 8-2009

7


7.3.4 Ảnh hưởng của áp suất
Vì

Ni =



Như vậy hscb KC phụ thuộc vào nhiệt độ
và bản chất của các chất tham gia phản
ứng. Hscb KP, KN, Kn ngoài phụ thuộc vào
nhiệt độ và bản chất của tác chất còn phụ
thuộc vào áp suất chung của hỗn hợp lúc
cân bằng.
Khi ∆n =0 tức tổng số mol khí ở hai vế
bằng nhau thì:
KP= KN= Kn=KC
Enter

-Ở nhiệt độ cố định, khi thay đổi P(P chung
của hệ) hoặc số mol khí của tác chất hay
của sản phẩm thay đổi tức là ∆n thay đổi
thì ∆G thay đổi.
- Cụ thể có 3 trường hợp:

Gv: Quach An Binh

Thang 8-2009

7.3.4 Ảnh hưởng của áp suất
Cụ thể có 3 trường hợp

Ở trạng thái cân bằng thì:
∆G= ∆G0 + RTlnKp= ∆G0 + RTlnKN.P∆n = 0

Enter


đổi khi áp suất chung của hệ không thay

- Khi áp suất chung của hệ tăng thì phản
ứng dịch chuyển theo chiều nghịch (giảm

đổi.

số phân tử khí).
- Khi áp suất chung của hệ giảm thì phản
ứng dịch chuyển theo chiều thuận (tăng
Back
Gv: Quach An Binh

Thang 8-2009

số phân tử khí).
Gv: Quach An Binh

Back
Thang 8-2009

8


7.3.4 Ảnh hưởng của áp suất

7.3.4 Ảnh hưởng của áp suất

Khi ∆n

7.4.2

Back
Gv: Quach An Binh

Thang 8-2009

7.4.1Khái niệm pha và cân bằng pha

Khái niệm pha và cân bằng pha

7.4.1.1
Khái
niệm

Giản đồ trạng thái của nước

Back
Gv: Quach An Binh

Back
Thang 8-2009

7.3.4 Ảnh hưởng của áp suất

Back

Gv: Quach An Binh



chia với các phần tử khác của hệ được gọi
là pha (f).

Cấu tử
Enter

Back

Gv: Quach An Binh

Thang 8-2009

Back
Gv: Quach An Binh

Hệ đồng thể

Thang 8-2009

Hệ dị thể

Hệ đồng thể: là hệ có các phần có các

Hệ dị thể: là hệ có các phần có các tính

tính chất đồng nhất và không có bề mặt

chất khác nhau, giữa các phần đó có bề


Enter
Gv: Quach An Binh

Thang 8-2009

Back
Thang 8-2009

Nếu trong hệ không có phản ứng hóa học
thì số cấu tử độc lập đúng bằng số cấu tử
của hệ.
Số cấu tử độc lập = Số cấu tử- Số
phương trình liên hệ giữa các cấu tử.
Ví dụ:
Fe2O3(r) + 3CO(k) ↔ 2Fe + 3CO2(k)

Số cấu tử độc lập là 3 vì có một phương
trình liên hệ giữa các cấu tử.
Enter
Gv: Quach An Binh

Back
Thang 8-2009

10


7.4.1.2 Số bậc tự do

7.4.2 Giản đồ trạng thái của nước

2

của hệ và cân bằng pha trong hệ đó vào
điều kiện bên ngoài được gọi là giản đồ

Violip

trạng thái.

1
3
Enter

Back

Gv: Quach An Binh

Thang 8-2009

7.4.2 Giản đồ trạng thái của nước

Back
Thang 8-2009

7.4.2 Giản đồ trạng thái của nước
Các đường OA, OB, OC là đường ranh giới
giữa các vùng. Các đường này biểu diễn
cân bằng giữa các pha:

A



7.4.2 Giản đồ trạng thái của nước

7.4.2 Giản đồ trạng thái của nước

Pressure

Click violip 1

Điểm ba

Click violip 2
Click violip 3

Enter

Temperature

Gv: Quach An Binh

Back

Enter

7.4.2 Giản đồ trạng thái của nước
-

Các vùng Rắn, lỏng và hơi riêng biệt:
Chỉ là một chất là nước nên k=1.

hệ ở trạng thái cân bằng 2 pha ta có thể
thay đổi thay đổi một trong 2 là nhiệt độ
và áp suất.
Enter

Back

Gv: Quach An Binh

Thang 8-2009

7.4.2 Giản đồ trạng thái của nước
-

Tạo điểm O(điểm ba)
Chỉ là một chất là nước nên k=1.
Gồm 3 pha nên f=3
n=2
Suy ra C= k-f+n = 1-3+2=0

Add your company slogan

- Bậc tự do bằng 0 nên hệ là bất biến.
Muốn duy trì cân bằng ba pha không thể
thay đổi cả nhiệt độ và áp suất.
Enter
Gv: Quach An Binh

Company