Hóa học 11 Bài 1: Sự điện ly

a. Thí nghiệm

- Trong SGK trình bày cách tiến hành thí nghiệm đồng loạt bằng nguồn điện và hóa chất là NaCl khan, NaOH khan, sacarozơ, nước cất, dd NaCl , dd NaOH , dd sacarozo, ancol etylic. 

- Tuy nhiên, thí nghiệm này dụng cụ tiến hành thí nghiệm hơi rườm rà nên khi tiến hành cho học sinh quan sát, GV thường sử dụng thiết bị thử tính dẫn điện đơn giản như sau:

- Hiện tượng: Dd NaCl, HCl, NaOH, … làm đèn sáng. Dd saccarozơ, rượu etylic … không làm đèn phát sáng

- Giải thích: Cho dụng cụ thử tính dẫn điện vào lần lượt các cốc đựng các chất khác nhau. Bóng đèn phát sáng chứng tỏ chất đựng trong cốc đó có tính dẫn điện.​

- Kết luận: Dung dịch Axit, bazơ và muối đều dẫn điện

b. Nguyên nhân tính dẫn điện của các dd axit, bazơ, muối trong nước.

- Các muối, axít, bazơ khi tan trong nước phân li ra các ion làm cho dd của chúng dẫn điện.

- Quá trình phân li các chất trong H₂O ra ion là sự điện li.

- Những chất tan trong H₂O phân li thành các ion gọi là chất điện li.

- Sự điện li được biểu diễn bằng pt điện li:

NaCl → Na⁺ + Cl^-

HCl → H⁺ + Cl^-

NaOH → Na⁺ + OH^-

a. Thí nghiệm

- Tiến hành thí nghiệm với chất điện li mạnh như dung dịch NaOH và chất điện li yếu như CH₃COOH

- Hiện tượng: Cả hai dung dịch đều làm bóng đèn phát sáng. Bóng đèn ở dung dịch axit axetic sáng mờ hơn ở dung dịch NaOH rất nhiều

- Giải thích: ở cùng nồng độ thì NaOH phân li ra ion nhiều hơn CH₃COOH. Lượng ion càng nhiều thì tính dẫn điện càng tăng nên bóng đèn ở dung dịch NaOH sáng hơn.

- Nhận xét: Dựa vào mức độ phân li thành ion của các chất điện li khác nhau, người ta chia thành chất điện mạnh và chất điện li yếu.

b. Chất điện li mạnh, chất điện li yếu

*Chất điện li mạnh:

- Khái niệm: Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hoà tan đều phân li ra ion.

- Phương trình điện li NaCl: (chú ý sử dụng mũi tên một chiều)   

NaCl     →   Na⁺ + Cl^-

100 ptử → 100 ion Na⁺ và 100 ion Cl^-

- Bao gồm:

+ Các axít mạnh HCl, HNO₃, H₂SO₄…

+ Các bazơ mạnh:NaOH, KOH, Ba(OH)₂

+ Hầu hết các muối.

- Ví dụ: Tính nồng độ của ion Na⁺ và SO₄^2- trong dung dịch muối Na₂SO₄ 0,1M

Dung dịch muối Na₂SO₄ là dung dịch chất điện li mạnh nên ta có phương trình ion như sau:

Na2SO4 → 2Na⁺     +   SO4^2- 

0,1M→   0,2M  →      0,1 M

Vậy nồng độ của ion Na⁺ là 0,2M; của ion SO₄^2- là 0,1M

*Chất điện li yếu: 

- Khái niệm: Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước, chỉ có 1 phần số phân tử hoà tan phân li ra ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch.

- Phương trình điện li: (chú ý sử dụng 2 mũi tên ngược chiều nhau)

CH₃COOH ⇔ CH₃COO^- + H⁺

Ví dụ trong dung dịch CH3COOH cứ 100 phân tử hòa tan thì có 2 phân tử phân li thành ion, 98 phân tử còn lại không phân li.

- Ví dụ:

+ Các axít yếu: H₂S, HClO, CH₃COOH, HF, H₂SO₃, HNO₂, H₃PO₄, H₂CO₃, ...

+ Bazơ yếu: Mg(OH)₂, Bi(OH)₃... 

- Lưu ý: Quá trình phân li của chất điện li yếu là quá trình cân bằng động, tuân theo nguyên lí Lơ Satơliê.

Tính độ điện li của axit HCOOH 0,007M trong dung dịch có [H⁺] = 0,001M

Hướng dẫn giải

                         HCOOH + H₂O → HCOO^- + H₃O⁺

Ban đầu:           0,007                                      0 

Phản ứng:        0,007. a                             0,007. a 

Cân bằng:        0,007(1-a)                          0,007. a 

Theo phương trình ta có:

[H⁺]  = 0,007. a(M) ⇒ 0,007. A = 0,001

Vậy α = n/n₀ = 0,1428 hay α = 14,28%.

Bài 1: Trộn 100 ml dung dịch NaCl 0,10M với 100ml dung dịch Na₂SO₄ 0,10M. Xác định nồng độ các ion có mặt trong dung dịch.

Hướng dẫn giải

NaCl → Na⁺ + Cl^- (1)

Na₂SO₄ → 2Na⁺ + SO₄^2- (2)

[Na⁺] = (0,01 + 0,02)/(0,01+0,01)= 0,15M

[Cl^-]= 0,01/(0,01+0,01) = 0,05M

[SO₄^2-] =0,05M

Bài 2: Tính nồng độ mol của các ion CH₃COOH, CH₃COO^-, H⁺ tại cân bằng trong dung dịch CH₃COOH 0,1M có α = 1,32%.

Hướng dẫn giải

                    CH₃COOH ↔  H⁺ + CH₃COO^-

Ban đầu        C₀                    0           0

Phản ứng     C₀.α               C₀.α        C₀.α

Cân bằng    C₀.(1- α)          C₀.α        C₀.α

Vậy [H⁺] = [CH₃COO^-] = C₀ . α = 0,1. 1,32.10-2 M = 1,32.10-3 M

[CH₃COOH] = 0,1M - 0,00132M =0,09868M

Cho 500 ml dung dịch X có các ion và nồng độ tương ứng như sau:

Na⁺ 0,6 M

SO₄^2- 0,3 M

NO₃^- 0,1 M

K⁺ aM.

a) Tính a?

b) Tính khối lượng chất rắn khan thu được khi cô cạn dung dịch X.

c) Nếu dung dịch X được tạo nên từ 2 muối thì 2 muối đó là muối nào? Tính khối lượng mỗi muối cần hòa tan vào nước để thu được 1 lít dung dịch có nồng độ mol của các ion như trong dung dịch X.

Hướng dẫn giải

a. Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có: 0,6.1 + a = 0,3.2 + 0,1.1 ⇒ a = 0,1

b. m = mNa⁺ + mK⁺ + mNO₃^- + mSO₄^2- = 0,3.23 + 0,05.39 + 0,05.62 + 0,15.96 = 26,35 g.

c. Dung dịch được tạo từ 2 muối là Na₂SO₄ và KNO₃

mNa₂SO₄ = 142.0,3 = 42,6 gam; mKNO₃ = 0,1.101=10,1 gam.

Câu 1: Trộn 400 ml dung dịch Fe₂(SO₄)₃ 0,2M với 100 ml dung dịch FeCl₃ 0,3m thu được dung dịch Y. Nồng độ ion Fe³⁺ trong Y là?

Câu 2: Nồng độ mol/l của ion H⁺ trong dung dịch H₂SO₄ là 60% (D = 1,503 g/ml) là?

Câu 3: Tính nồng độ ion H⁺ trong dung dịch CH₃COOH 0,1M biết hằng số điện li của axit đó là 2.10^-5 

Câu 4: Cho dung dịch HNO₂ 0,01 M, biết hằng số phân ly Ka = 5.10^-5. Nồng độ mol/ lít của NO₂^- trong dung dịch là?

Câu 5: Một dung dịch chứa Mg²⁺ (0,02 mol), K⁺ (0,03 mol), Cl^- (0,04 mol) và ion Z (y mol). Ion Z và giá trị của y là?

Câu 1: Phương trình điện li nào sau đây không đúng?

A. HCl → H⁺ + Cl^-        

B. CH₃COOH ⇔ CH₃COO^- + H⁺

C. H₃PO₄ → 3H⁺ + PO₄^3-        

D. Na₃PO₄ → 3Na⁺ + PO₄^3-

Câu 2: Phương trình điện li nào sau đây viết đúng?

A. H₂SO₄ ⇔ H⁺ + HSO₄^-        

B. H₂SO₃ ⇔ 2H⁺ + HCO₃^-

C. H₂SO₃ → 2H⁺ + SO₃^2-        

D. Na₂S ⇔ 2Na⁺ + S^2-

Câu 3: Các chất dẫn điện là

A. KCl nóng chảy, dung dịch NaOH, dung dịch HNO₃.

B. Dung dịch glucozơ, dung dịch ancol etylic, glixerol.

C. KCl rắn khan, NaOH rắn khan, kim cương.

D. Khí HCl, khí NO, khí O₃.

Câu 4: Dãy các chất đều là chất điện li mạnh là

A. KOH, NaCl, H₂CO₃.        

B. Na₂S, Mg(OH)₂, HCl.

C. HClO, NaNO₃, Ca(OH)₃.        

D. HCl, Fe(NO₃)₃, Ba(OH)₂.

Câu 5: Dãy nào sau đây chỉ chứa các chất điện li mạnh:

A. NaNO₃, HClO₃, NaHSO₄, Na₂S, NH₄Cl.

B. NaNO₃, Ba(HCO₃)₂, HF, AgCl, NH₄Cl.

C. NaNO₃, HClO₃, H₂S, Mg₃(PO₄)₂, NH₄Cl.

D. NaNO₃, HClO₃, Na₂S, NH₄Cl, NH₃.

Sau bài học cần nắm:

• Rèn luyện khả năng quan sát thí nghiệm rút ra được kết luận về tính dẫn điện của dung dịch chất điện li
• Phân biệt được chất điện li, chất không điện li, chất điện li mạnh, chất điện li yếu
• Viết được phương trình điện li của chất điện li mạnh, chất điện li yếu.