LỜI MỞ ĐẦU ------oOo------

Ngày nay tất cả các ngành khoa học trên thế giới đều phát triển với tốc độ rất cao nhằm đáp ứng cho nhu cầu ngày càng cao của con người. Một trong số các ngành khoa học ấy chính là Hóa Học. Hóa Học nghiên cứu về quá trình hình thành, tính chất, và chức năng… của các nguyên tố Hóa Học, phát hiện và sáng chế ra những hợp chất quan trọng phục vụ cho đời sống con người, đi kèm theo sự phát triển đó là những nghiên cứu nhằm giảm thiểu sự ô nhiễm bằng cách tìm ra những hợp chất có tính an toàn cao và phục vụ hiệu quả nhất. Đó là một trong những tiêu chí phát triển của Ngành Khoa học Hóa Học.Chính vì sự phát triển mạnh mẽ của các ngành khoa học khác đã dẫn tới sự phát triển kéo theo của Hóa học.Tìm hiểu những vấn đề đã được đề cập tới để làm rõ hơn và hiểu thêm về chúng.Đi sâu nghiên cứu các khía cạnh của ngành Hóa ta càng thấy được tầm quan trọng của Hóa Học với cuộc sống như thế nào. Một trong số khía cạnh ấy là phần chúng ta sắp tìm hiểu tới đây là: ” Đương Lượng Và Các Phương Pháp Giải Bài Toán Về Đương Lượng ”Khái niệm đương lượng có ý nghĩa quan trọng đối với các nhà hóa học nhất là trong việc tính toán và thực hành hóa học.Vì vậy biết và nắm vững cách xác định, tính toán đương lượng là điều rất quan trọng.Chính vì thế nên việc tìm hiểu về “Đương Lượng Và Các Phương Pháp Giải Bài Toán Về Đương Lượng” là một phần không thể thiếuTrong quá trình học tập có nhiều phần ta chưa thể hiểu rõ ngay được. Do đó ta cần đi sâu vào những vấn đề này để hiểu thêm về chúng nhằm góp phần làm cho quá trình học tập được thành công hơn.

BAÌ I: ĐƯƠNG LƯỢNG & ỨNG DỤNG CỦA ĐƯƠNG LƯỢNG

---------------&----------------

I.Đương lượng Khi nghiên cứu các khối lượng đã kết hợp với nhau của các nguyên tố trong nhiều hợp chất hóa học, Dalton nhận thấy các nguyên tố kết hợp với nhau theo những phần khối lượng nhất định chứ không phải tùy ý. Chẳng hạn, việc phân tích các hợp chất của clo với magie, nhôm, photpho, oxy và hyđro (MgCl2, AlCl3, PCl3, và HCl ) cho thấy rằng cứ 100 phần khối lượng của clo thì có 34,2 phần khối lượng của magie, 25,35 của nhôm, 29,14 của photpho, 22,5 của oxi và 2,81 của hyđro. Nếu giữa các nguyên tố đó có thể xảy ra phản ứng thì chúng cũng kết hợp với nhau theo những phần khối lượng nói trên. Thực vậy, người ta thấy cứ 34,2 phần khối lượng của magie kết hợp vừa đủ với 29,14 phần khối lượng của photpho để tạo thành Mg3P2.Khi chọn số phần khối lượng của nguyên tố hyđro làm đơn vị và so sánh số phần khối lượng của các nguyên tố khác với đơn vị này, Dalton đã thu được những giá trị mới rất có ý nghĩa đối với hóa học định lượng mà được ông gọi là Đương Lượng. Về sau để thuận lợi người ta cho thêm 8 phần khối lượng của oxy làm đơn vị so sánh.Như vậy trong ví dụ trên đương lượng của các nguyên tố Mg, Al, P, O, H tương ứng sẽ là 12, 2; 9; 10, 4; 8 và 1.

1.Định nghĩa đương lượng Đương lượng của một nguyên tố là số phần khối lượng của nguyên tố đó kết hợp vừa đủ với 1,008 phần khối lượng của hidro hay 8 phần khối lượng oxi hoặc thay thế những lượng đó trong hợp chất.

ĐA = MA / Z Đương lượng còn được định nghĩa chính thức là khối lượng tính bằng gam của một chất sẽ phản ứng với 6,022 x 1023 electron. (Đây là số Avogadro, nghĩa là số hạt trong một mol chất). Thực nghiệm cho thấy rằng khối lượng nguyên tử của nguyên tố luôn luôn là một số nguyên lần của đương lượng của nguyên tố đó.Số nguyên đó cũng chính là hóa trị của nguyên tố.Vì vậy khối lượng đương lượng của một chất cho trước về thực tế bằng với lượng chất tính theo mol chia cho hoá trị của chất đó. Trong thực tế, khối lượng đương lượng thường có độ lớn rất nhỏ, vì vậy nó thường được diễn tả bằng mili đương lượng, tức miliequivalent (mEq hay meq) – tiền tố mili biểu thị số đo được chia cho 1000. Phép đo này cũng rất thường gặp ở dạng miliequivalent chất tan trong một lít dung môi (mEq/l). Điều này rất thường gặp trong đo lường dịch sinh học; ví dụ nồng độ kali

trong máu người bình thường là từ 3, 5 đến 5, 0 mEq/l. Đương lượng có ưu điểm so với các phép đo nồng độ khác (như mol) trong phân tích định lượng phản ứng. Đặc điểm nổi trội của việc dùng đương lượng là không cần nghiên cứu nhiều về bản chất của phản ứng, nghĩa là không cần phân tích và cân bằng phương trình hoá học.Đương lượng các chất tham gia phản ứng là bằng nhau để sinh ra cùng một đương lượng sản phẩm. Ví dụ trong máu có 142 mEq/l Na+ và 103 mEq/l Cl- thì trong 1 lit máu, 103 mEq Na+ sẽ kết hợp với 103 mEq Cl-, còn lại 39 mEq Na+ sẽ kết hợp với các anion khác như HCO3-. Ví dụ: * H2 + Cl2 2HCl

2*1.008 2*35.5 1.008 ?ĐCl

====ĐCl = (2.35, 5.1, 008)/2. 1, 008 = 35, 5

* 2Al + 3/2O2 Al2O3

2.27 3/2.32 ?ĐAl 8 ====ĐAl = (2.27.8)/48 = 9 Ngoài ra, khái niệm đương lượng còn được áp dụng cho hợp chất.Vì vậy, khái niệm đương lượng còn được định nghĩa như sau: Đương lượng của một nguyên tố, một hợp chất là số phần khối lượng của nguyên tố hay hợp chất đó kết hợp hoặc thay thế vừa đủ 1,008 phần khối lượng hydro hoặc 8 phần khối lượng Oxy. Ngày nay, khái niệm đương lượng được định nghĩa tổng quát như sau: Đương lượng của một nguyên tố hay một hợp chất là số phần khối lượng (PKL) của một nguyên tố hay hợp chất đó kết hợp hoặc thay thế vừa đủ với một đương lượng của một nguyên tố hay hợp chất đó. Ví dụ : Trong một hợp chất của đồng oxy, đồng chiếm 79,9% khối lượng, oxy chiếm 20,1% khối lượng của hợp chất.Tính đương lượng của đồng. Theo dữ kiện và định nghĩa đương lượng ta có thể viết: 79, 9 PKL của đồng kết hợp với 20, 1 PKL của oxy X PKL………………………..8….PKL……… Suy ra: x = 79, 9x820, 1 = 31, 8

2. Định luật đương lượng

Ta có định luật đương lượng như sau:

Các nguyên tố hóa học kết hợp với nhau theo những lượng khối lượng tỷ lệ với đương lượng của chúng.

MA / MB = ĐA / ĐB

Trong đó: - m là khối lượng

- Đ là đương lượng

- A, B là hai nguyên tố hóa học đã kết hợp với nhau

Từ đây, định luật đương lượng được phát biểu tổng quát là:

Trong một phản ứng hóa học số đương lượng của các chất tham gia phản ứng phải bằng nhau, hoặc trong các phản ứng hóa học một đương lượng của chất này chỉ kết hợp hoặc thay thế một đương lượng của một chất khác mà thôi.

Có nhiều nguyên tố khi kết hợp với nguyên tố khác có thể cho nhiều hợp chất khác nhau.Như vậy một nguyên tố có thể có nhiều giá trị đương lượng.Trong trường hợp đó tỷ lệ giữa các đương lượng của một nguyên tố luôn luôn phải là tỷ lệ của các số nguyên đơn giản.

Ví dụ 1: Khi Oxy hóa cẩn thận 0,235 g Magie người ta thu được 0, 40 g Magie Oxyt.Hãy tính, đương lượng của Magie, biết đương lượng của Oxy bằng 8.

Theo định luật đương lượng ta có:

ĐMg / ĐO = mMg / mo

Khi thay các giá trị tương ứng vào chúng ta tính được đương lượng của Magie như sau:

ĐMg = (0, 253.8) / (0, 420-0, 253) = 12, 15

Ví dụ 2: Xác định đương lượng của Sắt (III) Clorua, biết rằng 1,335 g của hợp chất này tác dụng vừa đủ với một gam Natri Hydroxit và Natri Hydroxit có đương lượng bằng 40.

Theo định luật đương lượng thì:

ĐFeCl3 / ĐNaOH = mFeCl3 / mNaOH

Do đó, đương lượng của Sắt (III) Clorua là:

ĐFeCl3 = 1,335.40/1 = 54.2

3.Đương lượng gam

Đương lượng gam của một chất khí là lượng tính bằng gam của chất đó có số đo bằng đương lượng của nó.

Trong tính toán hóa học người ta rất hay dùng đại lượng đương lượng gam giống như đại lượng nguyên tử gam và phân tử gam mà ngày nay được thay bằng mol.

Đương lượng gam của 1 đơn chất hay hợp chất là lượng chất đó được tính bằng gam và có giá trị bằng đương lượng của nó.

Ví dụ : Đương lượng của axit sunfuric là 98 và đương lượng gam của nó sẽ bằng 98 gam.

4.Đương Lượng Điện Hóa:

Như ta đã biết theo định luật Faraday để giải phóng một đương lượng gam bất kỳ chất nào trên điện cực cũng cần tiêu tốn một điện lượng là 96500 culong viết tắt là 96500C. Con số 96500C là số Faraday thường ký hiệu IF (nên biết IC = 1ampe.sec). Trên thực tế người ta không dùng culong mà dùng đơn vị Ampe.giờ, ký hiệu A.h. Ta dễ dàng chuyển 96500C thành A.h: 96500As = 9650060.60 = 26,8A.h = IF. Như vậy để giải phóng một đương lượng gam bất kỳ chất nào cũng cần 26, 8 A.h và một A.h sẽ giải phóng một lượng chất ít hơn 26, 8 lần bằng:1đlg26,8 =1đlđh.Giá trị này gọi là đương lượng điện hóa (đlđh) thường ký hiệu K.

Nếu gọi A là nguyên tử gam của kimloại, số electron trao đổi trên điện cực là Z thì đương lượng điện hóa K:

K = AZ.F

Ví dụ: đlđh của Cu2+: 63,542.26,8 = 1,186g/ A.h Còn đlđh của Cu+: 63,541.26,8 = 2,37g/ A.h 5. Nồng Độ Đương Lượng: Nồng độ đương lượng (N) định nghĩa là số đương lượng của một nguyên tố/ion/chất có trong một đơn vị thể tích (lít) khác với nồng độ mol/l bằng số mol/thể tích

Đ = Mn

Trong đó: -Đ: đương lượng gam của chất A nào đó đang xét -n: số nhóm OH- hay H+ (đối với acid - base); số e trao đổi(trong phản ứng oxi hóa - khử) -M: phân tử lượng chất A

N = mĐ

Trong đó: -N: số đương lượng gam chất A đang xét -m: khối lượng chất A

C N = NV

Ví dụ: Acid HCl có nồng độ 0,10M thì nồng độ đương lượng vẫn là 0,1NAcid H2SO4 có nồng độ 3M thì nồng độ đương lượng là 6N (do 1 phân tử H2SO4 cho 2H+)

II. Xác định đương lượng

1 .Mối quan hệ giữa đương lượng Đ, khối lượng nguyên tửA và hóa trị n:

Đ = A/n

Trong đó: - A: khối lượng nguyên tử

-n: hóa trị của nguyên tử

Ví dụ: Đương lượng của lưu huỳnh trong các hợp chất SO2 và SO3 được tính như sau:

Trong SO2: Đ = 32/4 = 8, 0

Trong SO3: Đ = 32/6 = 5, 33

2. Axit: Z bằng số nguyên tử Hidro của một phân tử Oxit thực tế tham gia phản ứng.

Đ = M/ m

Ví dụ: H2SO4 + NaOH NaHSO4 + H2O

Đương lượng của H2SO4 khi 1 nguyên tử H được thay thế là 98:1=98

H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O

Đương lượng của H2SO4 khi 2 nguyên tử H được thay thế là 98:2=49

3. Bazo: Z bằng số nhóm OH của một phân tử bazo thực tế tham gia phản ứng.

Đ = M / m

Trong cả hai phản ứng trên ĐNaOH = 40.

4. Muối: Z bằng tổng điện tích dương gần kim loại (hay tổng điện tích âm phần gốc axit).

Ngoài ra, nó còn được xác định bởi công thức:

Đ = M / nz

Trong đó: - n: số ion đã thay thế

- z: điện tích ion đã thay thế

Ví dụ: Al2 (SO4)3 + 6NaOH 2Al (OH) 3 + 3Na2SO4

Đương lượng của Nhôm Sunfat là:

ĐAl2 (SO4)3 = MAl2 (SO4)3 /2.3 = 242/6 = 57

5. Chất Oxy hóa và chất khử: Z bằng số electron mà một phân tử chất khử cho hay một phân tử chất oxi hóa nhận.

Ap dụng công thức:

Đ = M / m

Ví dụ: * Tính đương lượng của KMnO4 và FeSO4 trong phản ứng:

2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 2MnSO4 + 5Fe2 (SO4)3 + K2SO4 +8H2O

ĐKMnO4 =MKMnO4 /5 = 158 / 5 = 31, 6

ĐFeSO4 = MFeSO4 /1 = 152 / 1 = 152

* Tính đương lượng của FeCl3 và SnCl2 trong phản ứng:

2FeCl3 + SnCl2 2FeCl2 + SnCl4

ĐFeCl3 = MFeCl3 / 1 = 162, 5 / 1 = 162, 5

ĐSnCl2 = MSnCl2 / 2 =94, 85

KẾT LUẬN------oOo------ Dalton là người có công không những trong việc đưa ra khái niệm đương lượng và định luật đương lượng mà còn dựa trên những kết quả này , ông đã đưa ra khái niệm khối lượng nguyên tử và thuyết nguyên tử, đóng góp vào sự phát triển lý thuyết hóa học. Thuyết nguyên tử của Dalton bao gồm những điểm sau đây: Mọi chất đều cấu tạo từ những nguyên tử, đơn chất từ những nguyên tử đơn giản, hợp chất từ những nguyên tử phức tạp ( tức phân tử ), nguyên tử phức tạp được được cấu thành từ những nguyên tử đơn giản khác loại. Những nguyên tử đơn giản không trông thấy được, vĩnh cửu và bất biến, các nguyên tử của mỗi loại có một khối lượng nhất định. Quan niệm của Dalton chưa được hoàn chỉnh, cho nên sau này sẽ thấy không thể áp dụng được thuyết nguyên tử của ông để giải thích một số vấn đề chẳng hạn như định luật tỷ lệ thể tích của Gay -Lussac.Đồng thời thông qua quá trình tìm hiểu và nghiên cứu sơ lược ta đã phần nào hiểu được một số vấn đề cần quan tâm trong “Đương lượng và các ứng dụng về đương

lượng” .Qua đó giúp ta dễ dàng hiểu và giúp đỡ cho quá trình học tập.Nhờ quá trình này ta đã phần nào hiểu được thế nào là đương lượng, các định luật đương lượng, cách xác định đương lượng…nhờ đó đáp ứng cho quá trình học tập và nghiên cứu có thể thực hiện một cách dễ dàng nhất.Đồng thời qua việc nghiên cứu này ta cũng phần nào giải thích một số vướng mắc thường gặp trong quá trình học tập từ đó phát triển dần vốn kiến thức bản thân.Đương Lượng là vấn đề đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu và tìm hiểu Hóa học.Vì thế trong quá trình học tập ta luôn phải chú trọng không chỉ riêng Đương Lượng mà cả các vấn đề quan trọng khác trong ngành khoa học Hóa học.