Kỹ thuật tổng hợp vật liệu vô cơ - Chương 1

Mục tiêu môn học -Cung cấp những kiến thức cơ bản về nhiệt động học và động học của các quá trình hóa lý xảy ra khi chế tạo vật liệu. -Nắm được bản chất và kỹ thuật tiến hành các phương pháp sử dụng trong lĩnh vực chế tạo vật liệu vô cơ Gồm hai phần chính: - Cơ sở lý thuyết của quá trình tổng hợp vật liệu vô cơ - Các phương pháp tổng hợp vật liệu vô cơ
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật tổng hợp vật liệu vô cơ - Chương 1 GIỚI THIỆU MÔN HỌC KỸ THUẬT TỔNG HỢP VẬT LIỆU VÔ CƠ Mã môn học: 604006 Bộ môn : Công nghệ Vật liệu vô cơ Khoa : Khoa Học Ứng Dụng Trường Đại Học Tôn Đức Thắng Giảng viên: ThS. La Vũ Thùy Linh12/7/2010 604006 - Chương 1 1 Mục tiêu môn học-Cung cấp những kiến thức cơ bản về nhiệt động học vàđộng học của các quá trình hóa lý xảy ra khi chế tạo vậtliệu.-Nắm được bản chất và kỹ thuật tiến hành các phươngpháp sử dụng trong lĩnh vực chế tạo vật liệu vô cơGồm hai phần chính:- Cơ sở lý thuyết của quá trình tổng hợp vật liệu vô cơ- Các phương pháp tổng hợp vật liệu vô cơ 12/7/2010 604006 - Chương 1 2 Nội dung môn học AÙp duïng Nhieät ñoäng hoïc vaø ñoäng hoïc vaøo quaù trình toång hôïp Quá trình kết tinh Phöông phaùp keát tuûa töø dung dòch Quá trình khuếch tán pha rắn Phaûn öùng hoùa hoïc pha raén Quaù trình thieâu keát Toång hôïp baèng phöông phaùp thieâu keát Phöông phaùp naáu chaûy Aûnh höôûng cuûa caáu truùc ñeán tính chaát vaät lieäu Phöông phaùp bieán tính vaät lieäu Toång hôïp baèng phaûn öùng pha khí Toång hôïp baèng phöông phaùp ñieän hoùa12/7/2010 604006 - Chương 1 3 Tài liệu tham khảo[1] Bài giảng tóm tắt Kỹ thuật tổng hợp vật liệu vô cơ –Nguyễn Thị Tố Nga[2] Trịnh Hân ,Quan Hán Khang , và những ngườI khác.Tinh thể học dại cương, NXb đại học và trung học chuyênnghiệp Hà nội 1979[3] Nguyễn Quốc Tín, Tổng luận Gốm kỹ thuật, Trung tâmthông tin KHKT Hóa chất, 1994[4] Hóa học và khoa học vật liệu – PGS.Ts La Văn Bình[5] Anthony R. West, Solid state chemistry and itsapplications, John Willey & Sons LTD, Newyork, 1984 12/7/2010 604006 - Chương 1 4 Đánh giá -Điểm 1: 10% Kiểm tra giữa kì -Điểm 2: 20% Xemina hay kiểm tra giữa kì -Điểm 2: 70% Kiểm tra cuối kì Cách thức học: -Thảo luận trên lớp - Xemina12/7/2010 604006 - Chương 1 5 CHƯƠNG 1 ÁP DỤNG NHIỆT ĐỘNG VÀ ĐỘNG HỌC VÀO TRONG QUÁ TRÌNH TỔNG HỢPI. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢNII. HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA QUÁ TRÌNHIII. ΔG CỦA CÁC QTHHIV.HẰNG SỐ CÂN BẰNG VI. TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG12/7/2010 604006 - Chương 1 6 Chương 1I. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN Hệ Trạng thái Thông số trạng thái Hàm trạng thái Điều kiện chuẩn của các chất12/7/2010 604006 - Chương 1 7 II. HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA QUÁ TRÌNHHiệu ứng nhiệt: V=const P = constQui ước dấu:Phương pháp xác định ΔH :1. Dựa vào ΔH0tt (ΔH0s)2. Dựa vào ΔH0đc (ΔH0c)3. Dựa vào ΔH của các phản ứng khác (áp dụng định luật Hess)4. ΔH phụ thuộc vào nhiệt độ 12/7/2010 604006 - Chương 1 8 Bài tập 1. Xaùc ñònh hieäu öùng nhieät cuûa phaûn öùng: CaCO3(r) = CaO(r) + CO2(k) ΔHo298(TT)kcal/mol -288,5 -151,9 -94,12. Xaùc ñònh hieäu öùng nhieät cuûa phaûn öùng: CH3COOH(l)+C2H5OH(l)=CH3COOC2H5(l)+H2O(l)ΔHo298ñc -208,2 -326,7 -545,9 0Kcal/mol12/7/2010 604006 - Chương 1 9 3. Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng ở đkc. a. C6H6 (l) + 15/2 O2 (k) 6CO2 (k) + 3 H2O (l) b. Cl2 (k) + H2O (l) HClO (dd) + HCl (dd) c. 3 Cl2(k) + 2 NH3(k) ⇔ N2 (k) + 6 HCl(k) d. 4 HCl(k) + O2(k) ⇔ 2H2O (k) + 2 Cl2 (k)4. Tính nhieät taïo thaønh tieâu chuaån cuûa MgCO3(r), SO3(k) töø hieäuöùng nhieät cuûa caùc phaûn öùng: a)C(r) + O2(k) = CO2(k) , ΔH0298 = -94,1 kcal/mol b) 2Mg(r) + O2(k) = 2MgO(r) , ΔH0298 = –143,7 kcal/mol c)MgO(r) + CO2(k) = MgCO3(r) , ΔH= – 28,11 Kcal/mol d) S(r) + O2(k) = SO2(k) , ΔH = – 297,0 KJ/mol e) 2SO2(k) + O2(k) = 2SO3(k) , ΔH = – 98,2 KJ/mol.12/7/2010 604006 - Chương 1 10 Bài tập5. Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng tạo thành muối Cloruacủa các kim loại kiềm từ kim loại và khí Clo. Phản ứng tổng cộngcó thể chia nhỏ thành các giai đoạn cơ bản theo chu trình Born –Haber như sau: ΔHpu M (r) + ½ Cl2 (k) MCl (r) Cl (k) Cl- (k) + M (k) M+ (k)12/7/2010 604006 - Chương 1 11 Bài tập 6. Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng CO2 (k) + ½ O2 (k) CO2 (k) ở điều kiện 3980C Cho biết ΔH0298 = -67,64 kcal ; nhiệt dung mol đẳng áp của CO (k) , O2(k), CO2 (k) có giá trị tương ứng là 6,97; 7,05; 8,96 cal/mol.K7. Xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng ở 1000Ca. C6H6 (l) + 15/2 O2 (k) 6CO2 (k) + 3 H2O (l)b. Cl2 (k) + H2O (l) HClO (dd) + HCl (dd)c. 3 Cl2(k) + 2 NH3(k) ...