TIỂU LUẬN SỰ ĐIỆN LY

TIỂU LUẬN SỰ ĐIỆN LY

TIỂU LUẬN

SỰ ĐIỆN LY

2014

CHƯƠNG 1 SỰ ĐIỆN LI BÀI 1 SỰ ĐIỆN LI

I Chất điện li- sự điện li và phương trình điện li

- Chất điện li là những chất tan trong nước tạo thành dung dịch có tính dẫnđiện

- Sự điện li là sự phân li thành ion dương và ion âm của phân tử chất đện li khitan trong nước

- Chất không điện li khi tan trong nước tạo thành dung dịch không dẫn điện

- Sự điện li có thể minh họa thành một phương trình phản ứng gọi là phươngtrình điện li hay phương trình ion hóa

NaCl → Na+ + Cl

-II Tính thuận nghịch của sự điện li - Chất điện li mạnh, chất điện li yếu

1 Tính thuận nghịch của sự điện li

a Khái niệm: Các cation và anion chuyển động hỗn lọan nên có thể va chạm vàonhau để tái hợp thành phân tử do đó ta nói sự điện li có tính thuận nghịch vàphương trình điện li có thể là phương trình phản ứng thuận nghịch

2 Chất điện li mạnh- chất điện li yếu

a Chất điện li mạnh: là chất khi tan trong nước, các phân tử hòa tan đều phân li

ra ion

Ví dụ:

- axit mạnh như HCl, HNO3, H2SO4

- các muối của axit mạnh và bazơ mạnh như NaCl, KNO3, KCl, K2SO4

Khi được pha loãng thì chúng điện li hầu như hoàn toàn ta nói chúng là nhữngchất điện li mạnh và phương trình điện li của chúng không thuận nghịch

Na2SO4 → 2Na+ + SO4

2-b Chất điện li yếu: là chất khi tan trong nước chỉ có một phần số phân tử hòa

tan phân li ra ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch

Ví dụ:

- Các axit yếu như axit hữu cơ, axit HF, axit HCN, cation NH4+…

- bazơ yếu như NH3, các amin R-NH2…

phương trình điện li của chúng là là những phương trình phản ứng thuận nghịch

Tất nhiên các phương trình phản ứng thuận nghịch như trên là một hệ cân bằng

và được gọi là cân bằng điện li

- Cân bằng điện li cũng thuộc loại cân bằng động nên theo Le Chatelier, cânbằng sẽ chuyển dời theo chiều chống lại các nguyên nhân làm thay đổi cân bằng

- Sự phân li càng hoàn toàn khi cân bằng càng chuyển dời theo chiều thuận, và

sự dịch chuyển cân bằng phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ mol/lít của chất tan

- Khi nhiệt độ càng tăng hay dung dịch càng loãng thì sự phân li càng hoàntoàn, cân bằng càng chuyển dời theo chiều thuận Vì thế ta phải so sánh độ mạnhcủa các chất điện li ở cùng một điều kiện nhiệt độ và nồng độ

Ở cùng một nhiệt độ và cùng một nồng độ mol/ lít chất điện li càng mạnh thì sựphân li càng hoàn toàn tức là cân bằng càng chuyển dời theo chiều thuận vàngược lại chất điện li càng yếu thì sự phân li càng không hoàn toàn, cân bằngcàng chuyển dời theo chiều nghịch

III Độ điện li

1 Định lượng sức mạnh của chất điện li: Độ điện li α

Khái niệm: độ điện li α là tỉ số giữa số mol phân tử bị phân li thành ion trên

tổng số mol phân tử tan trong dung dịch

Ta có 0 ≤ α ≤ 1 Hay 0% ≤ α ≤ 100%

Chất không điện li tức là không bị phân li: α = 0

Chất điện li mạnh thì sự phân li hoàn toàn: α = 1 hay 100%

Chất điện li yếu thì sự phân li không hoàn toàn 0 < α < 1

Vậy ta có thể phát biểu cách khác: Ở cùng một nhiệt độ và cùng nồng độmol/lít chất điện li càng mạnh thì độ điện li α càng lớn

2 Hằng số phân li của axit và bazơ yếu

- Với những axit và bazơ yếu thì sự điện li không hoàn toàn, phương trìnhđiện li thuận nghịch

+ Hằng số cân bằng của dung dịch axit yếu:

Vì Ka <<1, được viết dưới dạng hàm số mũ âm cơ số 10 rất bất tiện nên người ta

-logKa

+ Hằng số cân bằng của dung dịch bazơ yếu:

Vì Kb <<1 và được viết dưới dạng hàm mũ âm cơ số 10 nên ta có thể chuyểnhàm mũ âm cơ số 10 qua hàm logarit cơ số 10 với định nghĩa pKb = -logKb

a Chất điện li mạnh: Ba(NO3)2 0,1M, HNO3 0,02M, KOH 0,01M Tính nồng độ mol của từng ion trong dung dịch.

b Chất điện li yếu: HClO, HNO2

Bài tập 2Câu 2 Chọn câu trả lời đúng: Dung dịch chất điện li dẫn điện được là

Bài tập 3Câu 3 Chất nào sau đây không dẫn điện được:

A KCl rắn khan B CaCl2 nóng chảy

C NaOH nóng chảy D HBr hòa tan trong nước

Bài tập 4

Câu 4 Các dung dịch sau đây có cùng nồng độ 0,10mol/l, dung dịch nào dẫn

điện kém nhất

A HCl B HF C HI D HBr

Bài tập 5Câu 5 Giải thích tại sao khả năng dẫn điện của nước vôi để trong

không khí giảm dần theo thời gian Làm giảm [Ca(OH)2] tức là giảm số hạt mang điện Ca2+ và OH- tự do

Bài tập 6Câu 6 Trong dung dịch CH3COOH 4,3.10-2M ngưới ta xác định

được nồng độ H+ = 8,6.10-4mol/lít Hỏi có bao nhiêu % phân tử CH3COOH phân li thành ion?

A 2% B 4% C 0,5% D Một đáp số khác

Bài tập 7Câu 7 Các phát biểu sau đây là đúng hay sai (true or false)

a.Dòng điện là dòng chuyển dịch định hướng của các hạt mang điện tự do khi chịu ảnh hưởng của điện trường.(Đ/S)

b.Dòng điện một chiều như một dòng nước, chạy qua dây kim lọai đã đẩy các electron tự do của kim lọai chuyển động (Đ/S)

c Điều kiện cần và đủ để một vật có tính dẫn điện là trong vật đó phải có các hạtmang điện tự do (Đ/S)

d Các chất như NaOH rắn, CuSO4 khan đều có tính dẫn điện vì chúng là các chất điện li (Đ/S)

e Khi nhúng hai điện cực của máy phát điện một chiều vào NaCl nóng chảy thì

do tác dụng của lực điện trường mà cation Na+ xuôi chiều điện trường chạy về catot, aninon Cl- ngược chiều điện trường chạy về anot

Tại catot, cation Na+ sẽ bị catot khử theo bán phản ứng khử:

i Các chất tan được trong nước là những chất điện li (Đ/S)

k Sự hòa tan NaCl vào nước, hay NaCl nung đến trạng thái nóng chảy đều là những quá trình biến đổi hóa học (Đ/S)

Bài tập 8Câu 8 Sự điện li là

A một quá trình phân tích B một quá trình biến đổi hóa học

C một quá trình điện hóa D.Tất cả đều đúng

Cho các chất sau: a NaCl, b KOH, c Rượu etilic d đường glucose, e Khí hydro clorua, f Khí NH3 g Khí C2H2

Hãy trả lời hai câu hỏi 9 và 10 sau:

Bài tập 9Câu 9 Các chất điện li là:

Bài tập 11Câu 11 Tìm phát biểu đúng:

A Chất điện li mạnh là những chất phân li hòan tòan thành ion

B Chất điện li yếu là chất phân li không hòan tòan

C Ở cùng một nhiệt độ và cùng một nồng độ mol/ lít, chất điện li càng mạnh thì

sự phân li thành ion càng hòan tòan

D Tất cả đều đúng

Bài tập 12Câu 12 Độ điện li α của axit yếu tăng theo độ pha loãng dung dịch

Khi đó giá trị của hằng số phân li axit Ka là

A Nhỏ vào dung dịch vài giọt HCl thì cân bằng chuyển dời theo chiều thuận

B Nhỏ vào dung dịch vài giọt dd H2SO4 loãng thì cân bằng chuyển dời theo chiều nghịch

C Nhỏ vào dung dịch vài giọt NaOH thì cân bằng chuyển đời theo chiều thuận

D Cả B và C đều đúng

Bài tập 14Câu 14 Ở t0C dung dịch HCOOH 0,20M có độ điện li α = 2% thì

[HCOOH] khi cân bằng là

A 0,18M B 0,16M C 0,2M D Tất cả đều sai

Bài tập 15

Câu 15 Ở 250C phương trình điện li của nước cất là hệ cân bằng:

Ta đã chứng minh và gọi tích số ion của H2O là Tw = [H+].[OH-] = 10-14

Hãy chọn câu trả lời đúng:

A Khi thêm vào nước cất vài giọt HCl thì Tw > 10-14

B Khi thêm vào nước cất vài giọt NaOH thì Tw < 10-14

C Khi thệm vài giọt HCl hay vài giọt NaOH tích số TW = 10-14

D Tất cả đều sai

Bài tập 16

Câu 16 Ở nhiệt độ t, dung dịch CH3COOH 0,1 M có độ diện li  = 1%

Khi đạt cân bằng:

Thì [H+] bằng:

A 0,001M B 0,01M C 0,002M D 0,003M

Bài tập 17Câu 17 Cho 1 lít dung dịch chứa đồng thời 0,2 mol NaCl , 0,1 mol

Na2SO4 và 0,3 mol CuSO4 thì nồng độ mol/ lít của các ion Na+, SO42-, Cl- và Cu2+ theo thứ tự là

A 0,4M, 0,1M, 0,2M và 0,3M B 0,4M, 0,4M, 0,2M và 0,3M

C 0,3M, 0,1M, 0,2M và 0,3M D 0,2M, 0,4M, 0,2M và 0,3M

Bài tập 18Câu 18 Có người đã so sánh trực quan như sau:” Dòng điện tương tự

như dòng nước, nước chảy thì bèo trôi, dòng điện đẩy ion dương trôi từ cực dương sang cực âm của bình điện phân” Hãy chọn câu trả lời đúng:

A Sự so sánh như trên là đúng và rất trực quan sinh động

B Sự so sánh như trên là sai, không đúng với hiện tượng

C Sự so sánh như trên là sai với định nghĩa của dòng điện và hoàn toàn mâu thuẩn với bản chất và hiện tượng

D Sự so sánh như trên là đúng giúp ta hiểu rõ bản chất của dòng điện

Bài tập 19Câu 19 Ta cần chú ý để thấy được đặc điểm quan trọng nào sau đây:

A Khi điện li thì có sự xuất hiện của ion dương và ion âm

B Trong mọi quá trình điện li thành ion ta đều thấy tổng điện tích dương của các cation luôn bằng tổng điện tích âm của các anion, tức là tổng số dấu cộng bằng tổng số dấu trừ

C Khi bị điện li thì các ion chuyển động hỗn loạn

D Tất cả đều đúng nhưng câu B đáng chú ý nhất

Bài tập 20Câu 20 Cho 200 ml dung dịch chứa đồng thời hai chất NaCl 0,2M

và Na2SO4 0,3M thì số mol Na+ trong dung dịch là

A 0,2 mol B 0,18 mol C 0,16

mol D 0,1 mol

BÀI 3 AXIT, BAZƠ VÀ MUỐI

A Axit, bazơ

(Phản ứng axit bazơ hay phản ứng trung hoà)

I Định nghĩa axit, bazơ theo quan điểm của Ahrrénius (A-rê-ni-uyt): Theo

nhà bác học Ahrrénius

1 Định nghĩa

a Axit là những chất khi tan trong nước sẽ bị điện ly và giải phóng cation H +

b Bazơ là những chất khi tan trong nước sẽ bị điện ly và giải phóng anion

OH-

2 Ưu điểm của định nghĩa axit, bazơ theo quan điểm Ahrrénius

a Ưu điểm của định nghĩa axit theo quan điểm Ahrrénius

Mọi dung dịch axit đều chứa ion H + tự do nên mọi dung dịch axit đều có những tính chất đặc trưng giống nhau do ion H + gây ra, gọi chung là tính axit.

Ví dụ:

(H + + Cl - ) + (Na + + OH - ) → (Na + + Cl - ) +H 2 O

Trong phản ứng trên:hai ion Na+ và Cl-, sau phản ứng vẫn còn tồn tại ở trạngthái tự do trong dung dịch, chúng là những phần tử thụ động không trực tiếptham gia phản ứng, không cần phải viết ra, mà chỉ cần viết các phần tử gây raphản ứng, đó là ion H+ đặc trưng cho tính axit và ion OH- đặc trưng cho tínhbazơ, chúng đã triệt tiêu tính chất của nhau để tạo ra một chất trung hòa là H2O,

trung hòa hay phản ứng tạo ra chất điện li yếu

Ví dụ: Cho dung dịch A chứa đồng thời 2 axit H 2 SO 4 1,5M và HCl 2M Dung dịch B chứa NaOH 1,8M và KOH 1,2M Tính

OH- trong dung dịch B

b Tính thể tích dung dịch A cần thiết để trung hòa hết 200 ml dung dịch B.

Phương trình ion thu gọn: Cu(OH)2 + 2H + → Cu 2+ + 2H 2 O

Tác dụng với muối carbonat thì giải phóng khí CO2

Ví dụ:

2(H + + Cl - ) + (2Na + + CO 3 2- ) → 2(Na + + Cl - ) +H 2 O + CO 2

Thu gọn: 2H+ + CO 3 2- → H 2 O + CO 2

b Ưu điểm của định nghĩa bazơ theo quan điểm Ahrrénius

Mọi dung dịch bazơ đều có chứa ion OH - tự do nên chúng đều có những tính chất đặc trưng giống nhau do ion OH - gây ra, gọi là tính kiềm hay tính bazơ:

Mọi dung dịch OH- đều ăn da, có mùi hăng, vị nhạt, làm giấy quỳ tím hoá xanh, làm cho phenolphtalêin không màu hoá thành màu hồng

Tác dụng với dung dịch axit thì tạo muối và nước:

cation kim loại kiềm thổ (Ca2+, Sr2+, Ba2+)

Phương trình ion thu gọn tổng quát:

II Định nghĩa axit bazơ theo quan điểm của Bronsted

1 Định nghĩa của Ahrrénius có nhược điểm là bị ràng buột bởi dung môi là nước và chỉ áp dụng cho hợp chất không đề cập đến ion, mặt khác định nghĩa của Ahrrénius không giải thích đuợc vì sao khí NH3 và các amin R-NH2 cũng là những bazơ dù phân tử của chúng không chứa nhóm OH; như thế định nghĩa axit, bazơ theo Ahrrénius chưa được tổng quát do đó để mở rộng quan điểm của Ahrrénius, Bronsted đã đưa ra các định nghĩa sau:

- Axit là những chất hay ion có thể cho proton H + (cation H + ).

- Bazơ là những chất hay ion có thể nhận proton H +

- Phản ứng axit- bazơ là phản ứng giữa một chất cho H + (axit) và một chất nhận

H + (bazơ).

Ví dụ:

Vậy một chất hay ion có thể có một trong 4 tính chất:

- Tính axit (cho H + ).

- Tính bazơ (nhận H + ).

- Lưỡng tính (vừa cho H + , vừa nhận H + ).

- Trung tính (không cho và không nhận H + ):Na + , K + , NO 3 - , Cl -

2 Axit nhiều nấc và bazơ nhiều nấc (monoaxit, poliaxit, monobazơ, polibazơ)

a Axit nhiều nấc

H+.

Thí dụ: HCl, HNO 3 , CH 3 COOH…là những axit một nấc.

• Axit nhiều nấc hay poliaxit là những axit mà trong phân tử chứa từ 2 ion H+ trở lên.

+ Axit hai nấc, khi 1 mol axit tan trong nước chúng bị điện li theo hai nấc để giải phóng từ 1 đến 2 mol H + , nấc một dễ xảy ra hơn nấc hai.

Thí dụ: H 2 SO 4 , H 2 CO 3 , H 2 SO 3 …

Nấc 1: H 2 SO 4 → H + + HSO 4 - : sự điện li hoàn toàn.

Nấc 2: HSO 4 - H + + SO 4 2- : sự điện li không hoàn toàn.

+ Axit 3 nấc hay triaxit, mỗi phân tử axit có chứa 3 ion H + như axit photphoric:

H 3 PO 4

Axit photphoric là một axit yếu nên khi gặp dung dịch OH - thì tuỳ theo số mol

OH - mà x mol H 3 PO 4 có thể giải phóng một số mol H + ≤ x đến 2x và 3x mol

H + theo sơ đồ điện li 3 nấc như sau:

b Bazơ nhiều nấc

- Bazơ một nấc là những bazơ mà trong phân tử chỉ có một anion OH -

Thí dụ: NaOH, KOH là những bazơ mạnh, trong dịch loãng chúng điện li hoàn toàn:

Ca(OH) 2 → Ca(OH) + + OH - : phân li hoàn toàn

2 Phương trình điện li của muối

Khi muối tan được trong nước hay ở trạng thái nóng chảy chúng đều bị điện li theo phương trình:

M m A n → mM n+ + nA

m-3 Muối trung hoà và muối axit

a Muối trung hoà là những muối mà trong phân tử không còn chứa H + của axit

Thí dụ: NaCl, CuSO 4 , CH 3 COONa, Na 2 HPO 3 (đinatriphotphít), Na 2 CO 3 ,

Al 2 (SO 4 ) 2 , ZnSO 4 , K 2 CO 3 , CaCO 3 , MgCO 3 …

b Muối axit là những muối mà trong phân tử còn chứa H + của axit.

Thí dụ: Na 2 HPO 4 , KHCO 3 , NaHSO 4 , NaHSO 3 , Ca(HCO 3 ) 2 , Ba(HCO 3 ) 2 , C 6 H 5

-NH 2 HO-SO 3 H (anilin bisunphat), các muối axit thường dễ tan trong nước và

có tên thường gọi là muối “bi + gốc axit”: HCO 3 - :bicarbonat, HSO 4 - :

bisunphat, HSO 3 - : bisunphit…

Ngoài ra ta còn có muối kép: K 2 SO 4 Al 2 (SO 3 ) 3 24H 2 O: phèn chua,…

Muối phức: [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl, [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4

Phương trình điện li khi muối phức tan trong nước:

Bài tập 2Câu 2 Để trung hòa hoàn toàn và vừa đủ V ml dung dịch chứa đồng

thời NaOH 0,1 M và Ba(OH)2 0,05M ta phải dùng 100 ml dung dịch chứa đồngthời H2SO4 0,1 M và HCl 0,2M thì giá trị của V là

A 200 ml B 100ml C 300ml D Một đáp

số khác

Bài tập 3Câu 3 Cho 18,56 gam hỗn hợp A chứa FeO, Fe2O3 và Fe3O4 trong

đó số mol FeO = số mol Fe2O3 hoà tan vừa đủ trong V ml dung dịch chứa đồng thời H2SO4 0,5M và HCl 1M

a Hãy tính V

b Tính khối lượng hỗn hợp muối khan khi ta cô cạn dung dịch sau phản ứng

Bài tập 4Câu 4 Tính thể tích dung dịch H2SO4 2M đã lấy dư 25% so với

lượng cần thiết để hoà tan hoàn toàn 0,02 mol hỗn hợp Al(OH)3 và Fe(OH)3

Bài tập 5

Câu 5 Cho m gam hỗn hợp A chứa FeO, Fe2O3 và Fe3O4 trong đó số mol

[H+] = 0,8M Hãy tính m

Bài tập 6

Câu 6 Tính thể tích dung dịch chứa NaOH 0,05M và Ca(OH)2 0,025M đã lấy

dư 20% so với lượng cần thiết để kết tủa hết các ion Fe2+ và Cu2+ trong 200mldung dịch chứa Cu(NO3)2 0,1M và FeCl2 0,4M

Bài tập 7

Câu 7 Hai hợp chất A, B khi hòa tan trong nước mỗi chất điện li ra hai loại ion

với nồng độ mol như sau :[Li+] = 0,10 mol/l; [Na+] = 0,01 mol/l; [ClO3-] = 0,10 mol/l và [MnO4-] = 0,01 mol/l Viết công thức phân tử của A,B và phương trình điện li của chúng

Bài tập 10Câu 10 Có V1 lít dung dịch HCl chứa 9,125 gam HCl (ddA) và V2

lít dung dịch HCl chứa 5,475 gam HCl (ddB) Trộn dung dịch A với dung dịch

B ta được 2 lít dung dịch C Thể tích dung dịch C bằng tổng thể tích dung dịch

A và dung dịch B

a Tính nồng độ mol/l của dung dịch C

b Tính nồng độ mol/l của các dung dịch A và B biết hiệu số nồng độ mol/l giữa dung dịch A và dung dịch B là 0,4 mol /l (ĐH A1/81)

Bài tập 11

Câu 11 Xác định khối lượng bạc nitrat kết tủa được khi làm lạnh 2500 gam

dung dịch bạc nitrat bảo hòa ở 600C xuống còn 100C, cho biết độ tan của AgNO3 ở 600C và 100C lần lượt bằng 525 gam và 170 gam

Bài 5