Tóm tắt lý thuyết hóa học vô cơ 11 trần quang hiếu

Pha trộn dung dịch Khi pha loãng hay cô cạn, khối lượng chất tan không thay đối 8 Pha loãng hoặc co can dung dich + Dung dich có 6 nong do mol/l Gọi C¡, Vị là nông độ và thể tích của dun

ae

Fee

hy

a

' ý \

ae ,

be

QUÁ TRÌNH ĐIỆN LY NaC¡

seen vết

see

Dạng 2 Tính pH của các dưng địch axit mạnh hoặc Bazơ mạnh HH H1 n1 xxx 9

Dang 3 Xac định độ điện lï từ hãng sô cân băng và ngược lại Tính pH cua dung dich

14

Q Bộ us POO OOOO OSE AOL09990 999099 000000000009009009000000000000000000000089

000000 00000000000 A.- NHớ và hợp chất, ch 14

Dang 2 Kim loai tác dụng với axit NIHFIC nh 23

Dang 4 Kim loại phan ứng với muối Nitrat voi sự có mặt của lon H” 24

B Photpho và hợp chất của Photpho na cece cece ee ee eeeeeesteeeeeceeneeneseeeeens 26

, » > fy ,

won ® A - BON — a , 0909099099400090200099000900000000009909000000090000000600000009000900000086906909096006695666 ,

‘Dung dịch là hỗn hợp dang nhất của dung môi và chất tan

Khái niệm trên về dung dịch cho phép mở rộng về phân loại dung dịch:

— Dung dich long: Gôm 2 hoặc nhiều chất lỏng tan vào nhau

— Dung dich ran: Gồm 2 hoặc nhiễu chất rắn tan vào nhau

Quy óc: Nếu 2 chất tan trộn lẫn vào nhau, chất chiếm lượng nhiêu là dung môi còn chất chiếm lượng ít hơn là chất tan

2 Nong độ dung dịch

— La lượng chất tan có trong một lượ ợng dung môi xác định

Có thê phân loại thành các loại nông độ đang được sử dụng phổ bien nhu sau:

M là khối lượng phân tử chất tan

3 Pha trộn dung dịch

Khi pha loãng hay cô cạn, khối lượng chất tan không thay đối

8) Pha loãng hoặc co can dung dich

+ Dung dich có 6 nong do mol/l

Gọi C¡, Vị là nông độ và thể tích của dung dịch trước khi pha loãng hoặc cô cạn

Gọi C›, Vạ là nông độ và thể tích của dung địch sau khi pha loãng hoặc cô cạn

Gọi C¡%, Vị, Dị là nông độ, thể tích và khôi Tượng riéng cua dung dịch trước khi pha

Goi C2%, V2, va Dạ là nông độ, thể tích và khối lượng riêng của dung địch sau khi pha

Ta co

b) Pha dung dich mới từ 2 dung dịch ban dau

+ Dung dich cé nong dé mol/|

Goi C;, V; là nông độ và thể tích của dung dich (1) va Co, V> JA nong dé va thê tích của dung dịch (2) cân lấy để pha thành dung dịch mới có thể tích là V (lit) va néng dé C

Trang |

Tóm tắt lý thuyết Hóa Vô Cơ 11

Goi C\%, m gar la néng d6 va khối lượng của dung dịch (1) và Cz%, m aa› là nông độ và khối

lượng của dung dịch (2) can lay dé pha thành dung dịch mới có khối lượng là m (gam) \ và

nông độ € %,

Sử dụng sơ đô đường chéo ta có:

Dung dich 1 Cie Ze -C| — Tát

Mặt khác: mạa = mụa ¡ + mạa› (1.10)

Từ (1.9) và (1.10) ta tính được mạai và mạa¿, nêu đề cho khối lượng riêng của các dung dich thi

3 Chat dién li manh, chất điện li yếu

Chất điện lỉ mạnh là chất phan li gan nh hoan toan

Phương trinh điện lí được biéu dién bang dấu mũi tén ———>

Chat dién li manh g6m:

— Axit: HCI, HNO;, HCIO¿, HMnOx¿, H;SO¿ ( nắc 1)

— Bazo: tat ca cac bazo tan LiOH, KOH, Ba(OH)>

— Muối: tất cả các muối tan

— XI: HS, HSOs3, H2COs,, H3POg, HNO>, HF, cac axit htu co RCOOH

~ Déi v6i bazo va mudi 1a những chất ít tan cũng được xếp vào loại điện Hi yếu

Phương trình điện HH được biểu điện băng đâu mũi tên thuận nghịch £———>

Trang 2

Tóm tat ly thuvét Hoa V6 Co 11 TS Trần Quang Hiếu 30/14 Gò Dầu-Tân Phú-Tp.HCM

Ví dụ: H;SO; ———> HSO; +H’

HSO; == SO;7 +H”

Chat điện li yếu có <œ<l

Hang sé can bang điện li -

Xét quá trình điện li cua chat dién li yeu MX

Theo định luật tác dụng khôi lượng là có:

Đối với dung dịch rất loãng œ << 1, khi đó (1.13) trở thành;

Axit là những chất khi tan trong nước phân lira cation H”

Bazơ là những chất khi tan trong nước phan li ra anion OH”

- Hidroxit lưỡng tính là những chất khi tan tr ong nước vừa có thể phân li như axit, vừa có thể phân li như bazơ

lại

Bazơ là những chất có khả năng ø nhận proton H” để tạo thành axit Hiện hợp có độ mạnh ngược lại Vi du I:

Nhường H*

CH3COOH + HOH CHạCOO_ + H:O!

Vi du 2:

Trang 3

bazo 2 —axit axit én hdp 2 bazo lién hap |

Ở hai ví dụ trên, ta thây nước có thể đóng vai trò là axit hoặc bazơ, nó là chất lưỡng tính Theo thuyết Bronsted axit và bazơ có thể là phân tử hoặc ion

So với thuyết Arrehinius thì thuyết Bronsted tổng quát hơn, cho trường hợp dung môi không phải là nước và cho cả những chất không chứa nhóm OH như các amin hay amoniac

Hang SỐ phan li axit va bazo

a) Hang 86 phan li cua nuwoc

Xét quá trinh phân l¡ của nước:

H:O — H +OH'

Ở nhiệt độ 25°C Ky = 1,0.10°7 b) Quá trình điện lỉ của axit yêu HA

Nhân (1.18) và (1.19) vê theo về ta được:

KK, = ELIA T LBANOH') _ HOH") =K [HA] [Av] | a,

PH la mot dai lirong ding dé danh gia do axit va do kiém trong dung dich

Về mặt toán học, pH được tính băng biểu thức sau:

Tóm tắt lý thuyết Hóa V6 Co 11 TS Tran Quang Hiéu 30/14 Go Dau- Tan Phu-Tp.HCM

Tu do suy ra: [H'] = 107°" 6 day nông độ H' được tính là mol//

° pH <7: M6i trường axit

e pH > 7: Môi trường bazơ

® pH = 7: Môi trường trung tính

Trong một dung dich bat ki 6 25°C thì [H"][OH J =190"

Ngoài ra, người ta còn sử dụng đại lượng pOH = =lg[OH ] và ta có:

se Muối kép NaCl KCI, KCI.MgC]›:.6H2O, muối phuc [Cu(NH3)4]Ch |

2 Sự thủy phân của muối

Phản ứng trao đôi ion giữa muối hòa tan và nước làm cho pH của dung dịch thay đồi gọi là phản

ung thuy phân của mudi

© Mudi trung hòa tạo bởi sốc axit mạnh và góc bazơ yếu thì môi t 1rởng của dung dịch là axit pH < 7 Vi du FeCl3, Cu(NO3)2, NHjCl

Vi du: Các quá trình xảy ra khi hòa tan FeCl, vao nước

FeCl; —+ Fe** + 3C1-

Fe’ +H,O0 ——— Fe(OH)" + H*

Fe(OH)” + HO <== Fe(OH).* + H*

Fe(OH), +H:,O <——= Fe(OH); + H

Do các phản ứng thủy phân, nông độ H tăng, do đó môi trường có pH < 7

© Muối trung hòa tạo bởi góc axit yếu và gốc bazơ mạnh thì môi tưởng của dung dịch là bazơ pH > Z Ví dụ CH:COONa, Na;SO:, KaS

Ví dụ: Các quá trình Xảy ra khi hòa tan Na;CO: vào nước:

Ví dụ: Các quá trình xảy ra khi hòa tan FeC]; vào nước

Fe”' + HO ——> Fe(OH)? + H*

Fe(OH)” + H:O ——> Fe(OH);'+H'

_Fe(OH);” + HạO ———> Fe(OH);+ H”

Do các phản ứng thủy phân, nông độ H tăng, do đó môi trường có pH < 7

e Äuối 1 ung hòa tạo bởi gốc axit yếu và gốc bazơ mạnh thì môi trường của dung dich la bazo pH> 2 Ví dụ CH;COONa, Na;SO;, Ka§

V7 du: Các quả trình xảy ra khi hòa tan NaaCO: Vào nước:

Na:CO: ———>2Na ` + CO‡”

CO” + HạO “—=—> HÍCO; +OH”

HCO; + H:O =—=`H; 2>CO; + OH”

Do phan ung thuy phan, nong do OH’ tang lên, do đó môi trường có pH>7

e Mudi trung hoa tao boi góc Xi mạnh và gốc bazơ mạnh hoặc tạo bởi góc axit yến, bazo' yeu

thì môi trường cua dung dich la tr ung tinh pH = 7 Vi du KNO,, NaCl, CH3C OONH: Các

gốc axit mạnh và bazơ mạnh sons tham gia phản ứng thủy phân, con géc axit yêu và bazơ

yêu đều thuy phan tao ra OH” va H™ đo đó có t thé hicu don giản là chúng trung hòa nhau, tạo

nên mỗi trường trung tính

Trang 5

“

Điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi ion:

° Tao thanh chat kết tủa

e Tao thanh chat Ahi

e Tao thanh chat dién li péu

Cách viết phương trình 1on rut gon:

Bước 2: Viết guá trình phân li từng chất của phương trình phản ứng đối với những chất điện li

mạnh

Chủ ÿ- Không được viết quá trình phán l cho các chất: oxit, chất kết tủa, chất điện li yếu

Bước 3: Đơn giản những ion giống nhau ở 2 về của phương trình ion dav du, khi do ta duoc

_phương trinh ion rut gon

NaaSOa¿—›2Na + SO¿” 4 BaCla—›Baˆ +2CÏ”

Trong số bồn ion được phan li ra chỉ có các ion Ba” và SO¿” kết hợp được với nhau tạo thành chất

kết tủa là BaSOx nên thực chất phản ứng trong dung dịch là:

Phương trình (2) được gọi là phương trình ion rút gọn của phan ung (1)

Phuong trinh 1on rut gon cho biét ban chat của phản ứng trong dung dịch các chất điện ÌI

2 Phản ứng tạo thành chất điện li yếu

a) Phản ứng tạo thành nước

Thí nghiệm: C huần bị một cốc đựng 25 ml dung dịch NaOH 0,10M Nhỏ vào đó vài giọt dung dich phenolphtalein Dung dich co mau hông Rót từ từ dung địch HCI0,10M vào cốc trên, vừa rót vừa

khuấy cho đến khi mất màu Phản ứng như sau: HClI+NaOH—>NaC]+H;O

Giải thích: NaOH và HCI déu dé tan va phan li mạnh trong nước:

NaOH—Naˆ + OH-

Cac ion OH trong dung dich NaOH lam cho phenolphtalein chuyên sang màu hồng Khi cho dung dịch HCI vào dung dich NaOH, chi co cac ton H” của HCI phản ửng với các ¡on OH— của NaOH:

tạo thành chất điện lï rất yếu là H›O |

Phương trình ion rút gọn là : H+OH —›H2O

Khi mau dung dich trong cốc mất, đó là lúc các ion H+ cha HCI da phan ứng hết với các ion OHI của NaOH

Phản ứng giữa dung dịch axit và hidroxit co tinh bazo rất để xảy ra vì tạo thành chất điện li rất yêu

Chang han, Mg(OH)) ít tan trong nước, nhưng để dang tan trong dung dich axit mạnh:

Mg(OII)›(r)+2H "—>Mpg“ 1+2H:O

b) Phản ứng tạo thành axií yêu

Thí nghiệm: Nhỏ dung dịch LICI vào ông nghiệm dựng dụng địch CH3COONa axit yeu

CH3COOH sé tao thanh

Trang 6 Trong qua trinh viết phải chú ý đến định luật bảo toàn điện tích, định luật bảo toàn nguyên tố ở 2

Trong dung dịch, các ion H+ sé két hợp với các lon CH:COO' tạo thành chất điện [i yếu là

CH3COOH (mùi giãm) Phương trình ion rút gon:

2H'+CO;“—CO›z†+H›O

Phản ứng giữa muôi cacbonat và dung dịch axit rất đễ Xây ra, vì vừa tạo thành chất điện lï rất yếu là

HO, vừa tạo ra chât khí CO; tách khôi môi trường phản ứng Chăng hạn, các muối cacbonat it tan

trong nước, nhưng đề tan trong các dung dịch axit Thí du, da voi (CaCOs) rat dé tan trong dung

a) Phan ung xay ra trong dung dich cdc chat dién li là phản ứng giữa các ion

b) Phan ứng trao đối ion trong dung dịch các chất điện l¡ chỉ xảy ra khi các 1on kết hợp được với

nhau tạo thành ít nhất một trong các chất sau:

Tóm tắt lý thuyết Hóa Vô Cơ 11 TS Trần Quang Hiéu 30/14 Gé Dầu-Tân Phu-Tp.HCM

IĐung dịch có nông d6 mol//

+ Pha dung dich moi ttr 2 dung dich ban dau:

Dung dich co nong do mol//

Sử dụng sơ đô đường chéo ta có:

Dung dich | Cie Ze -C] | Maul _ |Cz% -C4| a9)

acé:

Mat khac: mag = Maggi + Mee

Tir do ta tinh duoc mag, Va Mago, neu dé cho khối lượng riêng của các dung dich thi ta tinh diac V;,

Bài tập mẫu 2; Cân lấy bao nhiêu ml đung địch NaOH 2M và NaOH IM pha với nhau để thu được

5 lít dung dich NaOH 1[,75M |

Tóm tat lý thuyết Hóa Vô Cơ 11 TS Tran Quang Hiếu 30/14 Gò Dầu-Tân Phú-Tp.HCM

Gial

Dung dich c6 pH = 3 => [H"] = 10°M, pH =5 > [H ]=10M

Gọi Vị là thể tích của ‘a dane dịch HNO: có [H” ‘|= 10°M

Gọi V2 là thể tích của dung dich HNO; cé [H”]= 10M

2 Cho V, hén hop các axit mạnh (HCI, H;SO¿, HNO‡) tác dụng với V› (lit) hén hop cac

bazo manh (KOH, NaOH, Ba(OH)› thu được dung dich X, Tinh pH của X hoặc tìm Vị V› khi biết pH của X |

Huong giải: Do 7 NaOH + ĐHNO, +2 TÌN SỐ,

10°" 10”

Tu — NaOH + DKON + 2 ~Dp, acOH),

+ Nếu trung hòa hoàn toan (pH = 7)

—=n, =n + Nêu sau phản ứng pH =a< 7 (H dư)

[H ]dư= 10P1=_m_ “on _, pH hoặc Vị, V; V.+V,

+ Nếu sau phan ung pH =b > 7 (OH du)

[OH] du = 197* > PH) —0H- — Đn- => pH hoặc Vì, Vị Vit V7

n, =2 Nyso, 7 Duc) = 0,1.0,05.2 + 0,1.0,1 = 0,02 mol

Nyy =2Ngvorn, + Mc = 2.0,1.0,1 + 0,1.0,2 = 0,04 mol

Phan n ting ng trung hòa: H +QH” — HO

Tom tắt lý thuyết Hóa Vô Cơ 11 ———T§ Trần Quanø Hiếu 30/14 Gò Dầu-Tân Phú-Tp.HCM

Dd Y: y = 0,04

Trộn X với Y => Nụ, du = 0,04 — 0,03 = 0,01 mol

LH | = oT =0,1>pll= —Ig| 11" | = |

Bài tập mẫu 5: Trộn 200 inl dung dich hon hop gon HNO: 0,3M + HCIO¿ 0,5M với 200 mỉ dung dịch Ba(OH); a mol//thu được dung dịch có pH = 3 Vậy a có giá trị là:

Tổng nông độ HỈ trước phản ing =[H ], + [H

Do sau khi phản ứng trung hòa xây ra, pH =

Cho dung dich axit yếu HA, Ca mol//, hang số phan li axit la Ka, độ điện li a

Cho dung dich don bazo yeu A’, Cp mol//, han g số phan li axit la Ky

Hay tinh:

~ Tinh @ khi biết C và K,

— Tính K khi biết œ và C hoặc tính C khi biết œ và K

— Lính pH của dung dịch HA

~ Tinh pH cua dung dich dém gốm HA Ca mol///A” Cp mol/!

=> pH = —Ig JC, K, = ~5 Usk, +IgC,)= 2 PK, + ĐC, )

e Tính [H”], pH của dung dich don bazo yéu (xem bai tập mẫu 5)

s lính pH của dung dịch hỗn hợp HA va A”

Có thẻ áp dụng công thức sau day:

Bai tap mau 1: (DH-B-2009) Tinh pH cua dung dich hén hop gôm CH;:COOH 0,1M + CH;COONa

0,1M Biết hãng số phân li của CH;COOH 6 25°C la 1.8.10°

Tom tat lý thuyết Hóa Vô Cơ 11 TS Tran Quang Hiéu 30/14 Go Dau-Tan Phi-Tp.HCM _

Bai tap mẫu 2 (ĐHKB-2011): Dung dịch X gồm CH;COOH IM (K, = 1,75.107) và HCI 0,001M Gia tri pH cua dung dich X la:

Theo định luật tác dụng khối lượng là có:

_ 0, 004177.1

Thay SỐ ta CÓ: Ko =1,74.10°

~ 1-0,00417

Vay dap an dung la B

Bai tap mAu 4: Hang s6 dién li axit fomic HCOOH 14 K, = 10°” Vay pH ctia dung dich HCOOH

Theo định luật tac dung khối lượng là có:

— x

“ O1-x Thay số ta có: x + K,x—0,1Kạ= 0

x + 10°? x -0,110°° = 0

> [fH ]=x =4,12.10°M

=> pl = 2.385

Bai tap mau 5: Hang số điện lí của axit benzoic C¿HzCOOH là L0 “4 Vậy pH của dung dịch

Trang 12

Tóm tắt lý thuyết Hóa Vô Cơ 11 A 8,9 B 9,0 | | TS Tran Quang Hiéu 30/14 Gò Dầu-Tân Phú-Tp.HCM

Tóm tắt lý thuyết Hóa Vô Cơ 11 TS Trần Quang Hiếu 30/14 Gò Đầu-Tân Phú-Tp.HCM

ban ) oor erg

ee Lên fe Nic ey

Sia sere ean a a (or pres

2 Sự biến đổi tính chất của các đơn chất

Sự biến đối tính chất của các nguyên tô nhám ntơ phù hợp với sự biến đổi tuân hoàn của các nguyen to tron g mot phan nhom chính

- Đi từ N đến Bi, tính phi kim, độ âm điện của các nguyên ( giảm dân, đồng thời tính kim loại

tăng dân

- Các nguyên tô nhóm niờ thê hiện tính oxi hóa và khử kha nang oxi hoa giảm dân từ nitơ đến bitmit, trong cac hop chất số oxi hóa cao nhất của các nguyên tô nhóm VA là +5 Ngoài ra, chúng

còn có các số oxi hóa là —3, +3 Riêng nitơ còn có thêm các sô oxi hóa +1, +2, +4

- Từ nitơ đến bitmut, tính phi kim giảm dân, tính kim loại tăng dân, nitơ và phofpho là các phi

kim Arsen thê hiện tính phi kim trội hơn kim loại, antimon thể hiện tính kim loại và phi kim tương đương nhau, còn birmut thê hiện tính kim loại mạnh hơn phì kim

^

r “ * Opn

sông, hóa long ở -196°C, héa ran 6 -210°C

Tóm tắt lý thuyết Hóa Vô Cơ 11, T‹ 1S Trần Quang Hiếu 30/14 Gò Dầu-Tân Phú-Tp.HCM

Tĩnh khử:

Do có liên kết ba bên vững nên ở nhiệt độ thường nitơ hoạt động

kém, ở nhiệt độ cao thì hoạt động mạnh hơn:

Ở điều kiện thường NO —> NO; có màu nâu:

2NO + O23 —> 2NO;

Tién hanh chung cat phan đoạn không khí lỏng Hóa lỏng không

khí, sau đó nâng dân nhiệt độ, ở 196C nitơ sôi và tách khỏi oxi

* Amoniac là chất khí không mảu mùi khai vả SỐC, nhẹ hơn

không khí nên có thê thu khí NH; bing cach day không khí (úp

binh)

* Khí NH: tan rất nhiều trong nước: l lít nước ở 200C hòa

bHirvfni 2 3Ó Tân TY NO SFT?E GA Pests 3 r

a4

j `

H

Công thức cầu tạo Cặp e chưaz

NH có số oxi hóa =3, nên NHà còn là chất khử Hinh 2.2 cs TT Ceti Tờ ¿H1 Hút 3/7NWH/AO 3 DPF ey ST LA Fares Ppdy chee begs eseeyey eres

Tinh hazo:

Trang 15

Tóm tắt lý thuyết Hóa Vô Cơ 11 TS Trần Quang Hiểu 30/14 Go Dau-Tan Phú-1p.HCM

NH: + H:O ——> '+ OH, K, =10*"

NH; + HC] — NH,Cl

Dung dich NH3 có khả năng tạo kết tủa nhiều hidr OXIÍ kim loại khi tác dụng với dung địch

mudi cua chung:

AIP'+3NH; + 3H2O > Al (OH);Ÿ + 3NH,4°

Kha nang tao phite:

Cụ” +2NH; + 2H:O —> Cu(OH); Ỷ + 2NH¿”

Cu(OH)› +4NH; —>[Cu(NH:)¿]ˆ` + 2OHT

(mau xanh tham)

AgCl + 2NH; > [Ag(NH3)] + CP

diamin bae (1)

2NH, + Cl, ——-N,,+ 6HCI + Tác dụng với oxi km loại:

Khi nito va hidro duoc nén theo tile 1: 3 va cho vao thap

tông hop ở áp suất 300—1000°C với xúc tác là Fe kim loại

được hoạt hóa bằng AlzOs và KzO, hiệu suất phản ứng đạt 20 -25%

Đây là phản ứng thuận nghịch vả tỏa nhiệt Theo nguyên lí chuyền dịch cân băng Lo Sa- to-

li-ê, muôn cho cân bằng chuyển dịch về phía tạo thành amoniac cân phải hạ nhiệt đệ và tăng áp

suất Tuy nhiên, nếu nhiệt độ thấp quá thi phản ung xảy ra rất chậm và nếu áp suất cao quá thì đòi

khoảng 450—5000C, áp suất khoảng 200—300atm và dùng chất xúc tác là săt kim loại được trộn

thêm Al:O›,K2O, để làm cho cân bằng nhanh chóng được thiết lập Ở các điều kiện như trên, hiệu

suất chuyên hóa thành NH cũng chi dat toi 20-25%

H6én hop khi N2 va Hz: (tứ lệ mol 1:3) được nén ở áp suất cao và đưa vào tháp tổng hợp Trong

tháp này, amoniac được tạo thành ở các điều kiện nhiệt độ ap suat va chat xtic tac thich hop da néu

ở trên Hỗn hợp khí đi ra từ tháp tổng hợp (gồm có Na,H; và NHạ) được dẫn đến tháp làm lạnh Ở

đây, khí amoniac hóa lỏng và được tách riêng ra, còn hỗn hợp khí N¿ và H; chưa phản ứng được

đưa trở lại tháp tông hợp

Hình Khí amamiac chay trong khí oxi

Trang 16