Chương 5: Trạng thái tập hợp các chất

Trạng thái tồn tại của chất(khí, lỏng, rắn) ở điều kiện nào đó, nó phụ thuộc vào: - Chuyển động nhiệt của các tiểu phân. - Lực tương tác giữa các tiểu phân.

pdf18 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 1454 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Chương 5: Trạng thái tập hợp các chất, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
2/22/2013 1 LOGO PowerPoint Template www.themegallery.com Add your company slogan Company Logo CHƯƠNG 5: TRẠNG THÁI TẬP HỢP CÁC CHẤT Trạng thái khí 5.2 Đại cương về trạng thái tập hợp 5.1 Trạng thái lỏng 5.3 Trạng thái rắn 5.4 Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Trạng thái tồn tại của chất(khí, lỏng, rắn) ở điều kiện nào đó, nó phụ thuộc vào: - Chuyển động nhiệt của các tiểu phân. - Lực tương tác giữa các tiểu phân. Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Solid Gas Liquid Click xem violip Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất 2/22/2013 2 Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Chuyển động dao động Tịnh tiến, quay, dao động Tịnh tiến, quay, dao động Trạng thái Rắn Lỏng Khí Hình dạng Khoảng cách giữa các hạt Hình dạng và thể tích bảo toàn bé, kích cỡ hạt có thể tích nhưng ko có hình dạng tăng lên quá cỡ kích thước hạt không có thể tích và hình dạng khá lớn so với kích thước hạt Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất 2/22/2013 3 Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Hóa hơi Ngưng tụ Nóng chảy Hóa rắn Requires Energy Liberates Energy Khí (gas) Lỏng (liquid) Rắn (solid) Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Click xem violip Company Logo 5.1 Đại cương về trạng thái tập hợp các chất Ngoài các trạng thái Rắn, lỏng, khí còn có một trạng thái khác (trạng thái thứ tư). Đố các bạn trạng thái đó là gì? Click xem violip Company Logo 5.2 Trạng thái khí 5.2.1 Khái niệm 5.2.2 Phương trình trạng thái khí lý tưởng 5.2.3 Áp suất riêng phần chất khí Company Logo 5.2.1 Khái niệm Có thể nén hay giãn dễ dàng. Tác dụng lên bề mặt tiếp xúc chúng. Có khối lượng riêng nhỏ hơn chất lỏng và rắn. 2/22/2013 4 Company Logo 5.2.1 Khái niệm Không có hình dạng cố định. Có hình dạng bình chứa Click xem violip Company Logo 5.2.1 Khái niệm Khi cho các chất khí vào một bình chứa chúng sẽ trộn đều nhau. Company Logo 5.2.1 Khái niệm Tại t0 không đổi, V khí tỉ lệ nghịch P của nó. hay (k1:hằng số tỷ lệ) V= P k1 V x P= k1 Company Logo 5.2.1 Khái niệm Tại áp suất không đổi, Vkhí tỉ lệ thuận với t0 tuyệt đối của nó. V = k2T hay V/T = k2 hay V1/V2 = T1/T2 (k2: hằng số tỷ lệ) Company Logo 5.2.2 Phương trình trạng thái khí lý tưởng  Trong đó: - P: áp suất - V: thể tích - n: số mol - T: nhiệt độ(0K) - R: hằng số khí lý tưởng phụ thuộc vào đơn vị đo.  Ở nhiệt độ 00C, áp suất 1 atm, 1 mol khí bất kỳ đều có thể tích 22,414 lít. PV= nRT Company Logo Bảng gía trị R phụ thuộc vào đơn vị đo N/m2 m3 8,3144 J./mol.K P V R Đơn vị mmHg atm ml lít 62400 22,4/273 =0,0821 ml.mmHg/ mol.K l.atm/mol.K 2/22/2013 5 Company Logo 5.2.3 Áp suất riêng phần chất khí Trong bình gồm nhiều chất khí Mỗi chất tạo ra áp suất riêng phần của chúng. Click xem violip Company Logo 5.2.3 Áp suất riêng phần chất khí Company Logo 5.2.3 Áp suất riêng phần chất khí Định luật Dalton: Áp suất chung của hỗn hợp các chất khí không tham phản ứng hóa học với nhau bằng tổng áp suất riêng của các chất khí trong hỗn hợp.  Trong đó: - Phh: áp suất hỗn hợp - P1,P2,P3,…, Pn:áp suất riêng chất khí. Phh = P1 + P2 + P3 + ….+ Pn Company Logo 5.2.3 Áp suất riêng phần chất khí Company Logo 5.3 Trạng thái lỏng 5.3.1 Tính thẩm thấu 5.3.2 Áp suất hơi bão hòa 5.3.3 Nhiệt độ sôi của chất lỏng 5.3.4 Nhiệt hóa hơi 5.3.5 Độ nhớt 5.3.6 Sức căng bề mặt 5.3.7 Tính mao dẫn Company Logo 5.3.1 Tính thẩm thấu 2/22/2013 6 Company Logo 5.3.1 Tính thẩm thấu Click xem violip 1 Click xem violip 2 Company Logo 5.3.2 Áp suất hơi bão hòa  Áp suất hơi chất lỏng ở trạng thái bão hòa được gọi là áp suất hơi bão hòa. Mỗi chất lỏng có áp suất hơi bão hòa xác định. Áp suất hơi bão hòa tỷ lệ thuận với nhiệt độ. Company Logo 5.3.3 Nhiệt độ sôi của chất lỏng Nhiệt độ sôi là nhiệt độ tại đó áp suất hơi bão hòa của một chất lỏng bằng áp suất khí quyển (1 atm). Click xem violip Company Logo Company Logo 5.3.4 Nhiệt hóa hơi Nhiệt hóa hơi là nhiệt lượng cần hấp thụ để làm hóa hơi 1 mol chất lỏng tại nhiệt độ sôi. Kí hiệu: ∆Hhh và đơn vị nhiệt hóa hơi: kJ/mol. Company Logo 5.3.5 Độ nhớt Các lớp chất lỏng cản lại chuyển động của chúng đối với nhau gọi là tính nhớt. Trong đó: - η: độ nhớt (poazơ). - S: diện tích tiếp xúc hai chất lỏng - ∆V: độ chênh lệch hai vận tốc chất lỏng - ∆x: khoảng cách giữa hai chất lỏng. F = η.S. ∆V ∆x Click xem violip 2/22/2013 7 Company Logo 5.3.5 Độ nhớt Company Logo 5.3.5 Độ nhớt Company Logo 5.3.5 Độ nhớt Click xem violip2 Click xem violip1 Company Logo 5.3.6 Sức căng bề mặt Company Logo 5.3.6 Sức căng bề mặt Company Logo 5.3.6 Sức căng bề mặt 2/22/2013 8 Company Logo 5.3.6 Sức căng bề mặt Là tính chất đặc trưng của lớp bề mặt chất lỏng tiếp xúc vơi những pha khác. Company Logo 5.3.6 Sức căng bề mặt Company Logo 5.3.6 Sức căng bề mặt Click xem violip1 Click xem violip2 Company Logo 5.3.6 Sức căng bề mặt Company Logo Sức căng bề mặt của nước và Hg Company Logo 5.3.7 Tính mao dẫn Capillary 2/22/2013 9 Company Logo 5.3.7 Tính mao dẫn Company Logo 5.3.7 Tính mao dẫn Company Logo 5.3.7 Tính mao dẫn Company Logo 5.3.7 Tính mao dẫn Company Logo 5.3.7 Tính mao dẫn Là kết quả của sức căng bề mặt xuất hiện trên bề mặt chất lỏng và rắn. Company Logo 5.3.7 Tính mao dẫn hc1 hc2 hc3 hc4 Chiều cao của chất lỏng phụ thuộc vào đường kính của mao quản 2/22/2013 10 Company Logo 5.4 Trạng thái rắn 5.4.1 5.4.2 5.4.3 Trạng thái tinh thể Trạng thái vô địnhhình Đồng hình và đa hình Company Logo 5.4.1 Trạng thái tinh thể 5.4.1.1 Đặc trưng của tinh thể 5.4.1.2 Mạng lưới tinh thể 5.4.1.3 Tính đối xứng và hệ tinh thể 5.4.1.4 Các kiểu mạng tinh thể Company Logo 5.4.1.1 Đặc trưng của tinh thể Đa số chất rắn ở trạng thái tinh thể. Có khả năng tự kết tinh. Trong tinh thể chứa các nguyên tử… Mỗi loại tinh thể có t0 nóng chảy xác định. Tính định hướng, khúc xạ ánh sáng. Tính dẫn điện và nhiệt. Company Logo 5.4.1.1 Đặc trưng của tinh thể Lá Al Company Logo 5.4.1.1 Đặc trưng của tinh thể Sự kết tinh của Cu(đường nguội của Cu) Company Logo 5.4.1.1 Đặc trưng của tinh thể Sự kết tinh của kim loại 2/22/2013 11 Company Logo 5.4.1.1 Đặc trưng của tinh thể Tinh thể nhánh cây Company Logo 5.4.1.1 Đặc trưng của tinh thể Sản phẩm quá trình: Tinh thể nhánh cây = Hạt tinh thể Bề mặt phân cách = Biên giới hạt Hạt kim lọai Company Logo 5.4.1.2 Mạng lưới tinh thể Company Logo 5.4.1.2 Mạng lưới tinh thể Ô sơ sở(cơ bản) Thông số mạng Nút mạng Phương tinh thể Lỗ hổng Company Logo Ô cơ sở Các nguyên tử sắp xếp có quy luật  Mô hình không gian gọi là ô cơ sở (ô cơ bản) Company Logo Thông số mạng - Độ lớn các cạnh: a, b, c - Các góc hợp bởi các cạnh a,b,c : α , β , γ 2/22/2013 12 Company Logo Thông số mạng Nhiều ô cơ sở sắp xếp liên tiếp theo 3 chiều trong không gian tạo thành mạng tinh thể Company Logo Thông số mạng Company Logo Nút mạng Nút mạng: - Giao nhau của 2 đường thẳng nối tâm của 1 nguyên tử với 2 nguyên tử kề cạnh nó =>Nút mạng - Nguyên tử (ion, phân tử ): nằm tại nút mạng Company Logo Phương tinh thể Là đường thẳng đi qua nút mạng Hình 1:Phương theo đường chéo mặt Hình 3:Phương theo cạnh Hình 1:Phương theo đường chéo khối Company Logo Số phối vị (phối trí)  Số nguyên tử nằm gần nhau nhất và cách đều một nguyên tử trong mạng Ký hiệu : K Company Logo Lỗ hổng (hốc tinh thể) Cách sắp xếp khít nhất 2/22/2013 13 Company Logo Lỗ hổng (hốc tinh thể) -Lỗ hổng: không gian trống được giới hạn bởi hình khối nhiều mặt mà mỗi đỉnh khối là tâm nguỵên tử (ion) tại nút mạng. Company Logo Lỗ hổng (hốc tinh thể) Company Logo Lỗ hổng (hốc tinh thể) Company Logo 5.4.1.3 Tính đối xứng và hệ tinh thể Dựa vào tính chất đối xứng của tâm, mặt phẳng, trục đối xứng ta phân loại các tinh thể làm 7 loại. Company Logo Hệ tinh thể Độ dài và góc Mạng lưới Bravais 1.Lập phương a = b =c α = β = γ= 900 Đơn giản Tâm khối Tâm diện 2.Tà phương a # b # c α = β = γ = 900 Đơn giản Tâm khối Tâm cuối Tâm diện 5.4.1.3 Tính đối xứng và hệ tinh thể Company Logo 5.4.1.3 Tính đối xứng và hệ tinh thể Hệ tinh thể Độ dài và góc Mạng lưới Bravais 3.Tứ phương a = b # c α = β = γ = 900 Đơn giản Tam khối 4.Đơn tà a # b # c α = γ = 900 # β Đơn giản Tâm cuối 5.Tam phương a = b = c α = β # γ # 900 Đơn giản 6.Tam tà a # b # c α = β # γ # 900 Đơn giản 7.Lục phương a = b # c α = β =900, γ =1200 Đơn giản 2/22/2013 14 Company Logo Sai lệch(khuyết tật) trong kim loại Sai lệch điểm Sai lệch đường Sai lệch khối Sai lệch mặt Company Logo Sai lệch điểm Là lệch có kích thước nhỏ theo 3 chiều không gian, có dạng 1 điểm. Company Logo Sai lệch điểm Nguyên nhân :  Nguyên tử dao động nhiệt  Rời khỏi nút mạng => Nút trống Ngtử nằm giữa các nút mạng : Nguyên tử xen kẽ.  Tạp chất: Thay thế ngtử ở nút mạng  Nguyên tử thay thế. Nằm xen kẽ các nút mạng  Nguyên tử xen kẽ. Company Logo Sai lệch đường Sai lệch có kích thước nhỏ (kt nguyên tử) theo 2 chiều và lớn theo chiều thứ 3, có dạng 1 đường (thẳng, cong, xoắn ốc). Company Logo Sai lệch đường Sai lệch biên Company Logo Sai lệch đường Sai lệch xoắn 2/22/2013 15 Company Logo Sai lệch mặt Sai lệch có kích thước lớn theo 2 chiều đo và nhỏ theo chiều thứ 3→ Dạng một mặt (phẳng, cong, uốn lượn).  Lệch: Biên giới hạt Company Logo Sai lệch khối Sai lệch có kích thước lớn theo 3 chiều đo trong mạng tinh thể. Ví dụ :Rỗ co, Rỗ khí. Company Logo Tính trượt của kim loại Company Logo 5.4.2 Trạng thái vô định hình Các nguyên tử (phân tử) sắp xếp không có trật tự & không có quy luật theo 3 chiều trong không gian ở trạng thái rắn. SiO2 Company Logo 5.4.2 Trạng thái vô định hình Không tự kết tinh. Tiểu phân sắp xếp hỗn độn. Không có nhiệt độ nóng chảy xác định. Có tính đẳng hướng. Có thể bị biến dạng khi có F tác dụng. Company Logo 5.4.2 Trạng thái vô định hình Hình dạng phân tử Polyme 2/22/2013 16 Company Logo 5.4.2 Trạng thái vô định hình Hình dạng phân tử Polyme Company Logo 5.4.2 Trạng thái vô định hình Búi Lưới σ σ Company Logo 5.4.2 Trạng thái vô định hình H H - C – C- H H Company Logo 5.4.2 Trạng thái vô định hình H H - C – C- H Cl Company Logo 5.4.3 Hiện tượng đồng hình và đa hình 1 Hiện tượng đồng hình 2 Hiện tượng đa hình Company Logo 5.4.3.1 Chất đồng hình Là chất rắn có cùng công thức. Có thể thay thế trong tinh thể. Ví dụ: - KCl và KBr các Cl- và Br- có thể thay thế không hạn chế. 2/22/2013 17 Company Logo 5.4.3.1 Chất đồng hình Click to add Title 1 Dung dịch rắn thay thế Click to add Title 2 Dung dịch rắn xâm nhập A(B) Company Logo Dung dịch rắn thay thế Company Logo Dung dịch rắn xâm nhập(xen kẽ) Company Logo 5.4.3.2 Chất đa hình Là chất có nhiều cấu trúc khác nhau. Có tính chất hóa học khác nhau. Bị thay đổi khi t0 thay đổi. Company Logo 5.4.3.2 Chất đa hình Cacbon Cacbin Kimcương Grafit Company Logo 5.4.3.2 Chất đa hình Feα (7600C) Feβ (9060C) Feγ (14010C) Feδ (15390C) 2/22/2013 18 LOGO Add your company slogan