Hóa 11_Chương 1_Sự điện li

Hóa 11_Chương 1_Sự điện li tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực k...

  Đă ọ Trang 1 / 50

Thí nghiệm

Quan sát thí nghiệm về sự dẫn điện dưới đây:

“Chất nào dẫn điện và chất nào khơng dẫn điện?”

Đường và nước đường CuSO 4 (r) và CuSO 4 (dd) C 2 H 5 OH (nc) C 2 H 5 OH (dd)

*Nguồn: http://www.youtube.com/watch?v=4FLFy3mrjD4 HIỆN TƯỢNG ĐIỆN LI

Nguyễn Thành Trí, Khoa Hóa học – Đại học Khoa học Tự nhiên (ĐHQG TP.HCM)

  Đă ọ Trang 2 / 50

Nhận xét

Các chất không dẫn điện ở trạng thái nguyên chất và dung dịch:

Chất không dẫn điện ở trạng thái rắn nhưng dẫn điện khi hòa tan vào nước:

Làm thí nghiệm tương tự ta thấy các dung dịch axit, bazơ và muối đều dẫn điện

Nguyên nhân tính dẫn điện của các dung dịch axit, bazơ và muối trong nước

✓ Các dung dịch axit, bazơ và muối dẫn được điện là do trong dung dịch của chúng có các tiểu phân mang điện tích chuyển động tự do được gọi là các ion

✓ Các axit, bazơ và muối khi hòa tan trong nước phân li ra các ion nên dung dịch của chúng dẫn điện

Kết luận

✓ Quá trình phân li các chất trong nước (hoặc ở trạng thái nóng chảy) ra ion trái

dầu là sự điện li Chính điều này làm cho các dung dịch các chất điện li dẫn điện được

✓ Chất điện li là những chất khi tan trong nước (hoặc nóng chảy) phân li ra ion

  Đă ọ Trang 3 / 50

Thí nghiệm

Dựa vào cường độ sáng nồng độ ion trong mỗi dung dịch khác nhau Xét các dung dịch cùng nồng độ mol: thí nghiệm (c)

bĩng đèn sáng hơn thí nghiệm (b) nghĩa là số phân tử phân li ra ion nhiều hơn Tùy vào mức độ phân li ra ion của các chất

điện li khác nhau, ta chia các chất điện li thành chất điện li mạnh và chất điện li yếu

Chất điện li mạnh

- Chất điện li mạnh là các chất khi tan trong nước (hoặc khi nĩng

chảy), các phân tử hịa tan đều phân li ra ion

-

Axit mạnh : HCl, H SO , HNO ,

Gồm Bazơ mạnh : NaOH, KOH, Ba(OH) , Ca(OH) ,

Hầu hết muối tan

  Đă ọ Trang 4 / 50

Chất điện li yếu

- Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước chỉ có một số phân tử

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

- Biểu diễn: 2 mũi tên ngược chiều nhau 

Axit yếu: CH COOH3  H CH COO3 Bazơ yếu: không xét trong THPT

Nước là chất điện li yếu

Chất không điện li

- Chất không điện li là những chất khi tan vào nước hoàn toàn

không phân li thành các ion

- Chúng thường là những chất rắn như glucozơ C6H12O6, chất lỏng như etanol C2H5OH, các chất không phân cực như H2, N2, O2,

hiđrocacbon, polime, …

Electrolyte nonelectrolyte dissociation

ionization strong electrolyte weak electrolyte

ĐỘ ĐIỆN LI

Câu 3 Chọn câu sai: Chất điện li

Câu 4 Trong quá trình điện li của các chất, vai trò của nước là:

D Liên kết các cation và anion

Câu 5 Sự điện li là:

chất đó tan trong nước hoặc nóng chảy

Câu 6 Phương trình điện li nào dưới đây viết không đúng?

C Ca(OH)2 trong nước

Câu 10 Natri florua (NaF) trong trường hợp nào dưới đây không dẫn được điện

Câu 11 Các dung dịch sau đây có cùng nồng độ mol 0,05M, dung dịch nào dẫn điện

*Cho dãy chất: H2S, SO2, Cl2, H2SO3, CH4, NaHCO3, Ca(OH)2, HF, C6H6, NaClO

Câu 13 Số chất điện li trong dãy trên là

Câu 14 Số chất khi tan trong nước tạo dung dịch dẫn được điện là

  Đă ọ Trang 9 / 50

Nguyễn Thành Trí

Tính chất

Làm đổi màu chỉ thị

Axit làm quỳ tím hĩa đỏ

*Dung dịch axit cĩ vị chua

Axit Kim loại Muối Hiđro

Kim loại phải đứng trước (H) trong dãy hoạt

động hĩa học Axit lỗng HCl, H2SO4 thì giải

Axit Oxit kim loại Muối Nước

Bazơ/ Oxit bazơ khơng bắt buộc phải tan trong

nước Phản ứng xảy ra được vì tạo ra nước là

Axit Muối Axit mới Muối mới

Axit phản ứng với muối của axit yếu hơn Phản

Làm đổi màu chỉ thị

Bazơ làm quỳ tím hĩa xanh

Bazơ làm hồng phenolphtalein

dd Bazơ Oxit axit Muối Nước

Chỉ những bazơ tan mới phản ứng với oxit axit

tạo thành muối và nước

Hai chất tham gia phản ứng phải tan Sản phẩm

tạo thành cĩ ít nhất 1 chất bay hơi hoặc kết tủa

• MOH (M=Li, Na, K, Rb, Cs)

• Ba(OH)2, Ca(OH)2, Sr(OH)2

Bazơ yếu: cịn lại

• Mg(OH)2, Fe(OH)3,

  Đă ọ Trang 11 / 50

Định nghĩa

Theo Arrhenius, hiđroxit lưỡng tính là hiđroxit khi tan trong nước vừa cĩ thể phân li như axit, vừa cĩ

thể phân li như bazơ

Ví dụ

2 2

Al(OH) Al  3OH

Al(OH) AlO  H  H OCác hiđroxit đều ít tan trong nước và lực axit (khả năng phân li ra ion), lực bazơ đều yếu

Một số hiđroxit lưỡng tính thường gặp

Al(OH) 3 Zn(OH) 2 Sn(OH) 2 Pb(OH) 2 Cr(OH) 3

thường gặp

Tương ứng, ta cũng cĩ oxit lưỡng tính: Al2O3, ZnO, …

Khơng cĩ khái niệm “kim loại lưỡng tính”!

Tính chất

Đều ít tan, kết tủa

Có tính axit đều yếu

Al(OH) 3HCl  AlCl 3H O

Natri aluminatAl(OH)  NaOH  NaAlO  2H O

HIĐROXIT LƯỠNG TÍNH

Xanh : Cu(OH) , Fe(OH) , Cr(OH) , Ni(OH) Trắng : Al(OH) , Zn(OH) , Mg(OH) , Pb(OH) Khác : Fe(OH)

• Clorua Cl: hầu hết tan (trừ AgCl/ PbCl2 trắng)

• Sunfat SO24: hầu hết tan (trừ BaSO4/ PbSO4 trắng)

•

2 3 2

3 4

Sunfit SOCacbonat CO hầu hết kết tủa trắng, trừ Ag PO vàngPhotphat PO

đen vàng

Tan : M (M IA),NH Ba, Ca, Sr

Không tan trong H O

Muối mà anion gốc axit không còn hiđro có khả

năng phân li ra ion H(hiđro có tính axit) được

gọi là muối trung hòa

Ví dụ: (NH ) SO , NaCl , 4 2 4 Na CO 2 3

Muối kép là muối được tạo thành bởi nhiều

cation kim loại (hoặc cation NH4) với một gốc axit

Ví dụ: K SO Al (SO ) 24H O(Phèn chua), 2 4 2 4 3 2

NaCl.KCl (sinvinit), AlF 3NaF (criolit), 3

Nếu anion gốc axit của muối vẫn còn hiđro có

khả năng phân li ion H thì muối đó gọi là muối

axit

Ví dụ: NaHCO , 3 NaH PO , 2 4 NaHSO 4

Muối hỗn tạp là muối tạo bởi một cation kim

loại với nhiều anion gốc axit khác nhau như CaOCl2, …

Hầu hết các muối khi tan trong nước phân li hoàn toàn ra cation kim loại (hoặc cation NH4) và anion

gốc axit (trừ một số muối như HgCl2, Hg(CN)2, …là các chất điện li yếu)

Ví dụ: HSO3  H  SO3

MUỐI

  Đă ọ Trang 14 / 50

A Bazơ là hợp chất trong phân tử có nhóm OH

B Hòa tan được các kim loại

C Hòa tan được các oxit bazơ

phân li OH ? 

A Bazơ lưỡng tính

B Hiđroxit lưỡng tính

C Hiđroxit kim loại

D Bazơ yếu không tan

tính chất lưỡng tính là:

CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

B AgCl, Ba(NO3)2, Al2(SO4)3, Na2CO3

  Đă ọ Trang 16 / 50

Sự điện li của nước

Nước là chất điện li yếu: H O H O2  2 H O3   OH(Theo Bronsted)

Hay viết đơn giản: H O2 H  OH (Theo Arrhenius) 

Thực nghiệm đã xác định được rằng, ở nhiệt độ thường cứ 555 triệu phân tử H2O chỉ cĩ một phân tử

18Cứ 555 triệu phân tử H O chỉ có 1 phân tử phân li ra ion

K H OH được gọi là tích số ion của nước, tích số này là hằng số ở nhiệt độ xác định

Một cách gần đúng, cĩ thể coi giá trị tích số ion của nước là hằng số khơng những của nước mà cả của

dung dịch lỗng các chất khác nhau Tích số ion của nước phụ thuộc vào nhiệt độ

Giá trị tích số ion của nước ở một số nhiệt độ như sau:

H O2

K 7,00.1015 1,00.1014 1,50.1014Khi tăng nhiệt độ, H O

2

K tăng, nghĩa là nước phân li ra nhiều ion

Kết luận: Khi tăng nhiệt độ, cân bằng phân li chuyển dịch theo chiều thuận  Chiều thuận là chiều thu

nhiệt( H 0) 

Ý nghĩa của tích số ion của nước

NƯỚC LÀ CHẤT ĐIỆN LI RẤT YẾU

Nguyễn Thành Trí, Khoa Hóa học – Đại học Khoa học Tự nhiên (ĐHQG TP.HCM)

  Đă ọ Trang 17 / 50

✓ Nước nguyên chất có      

✓ Nếu thêm axit vào thì    

H  OH  nghĩa là: H   1,0 10 M : môi trường axit. 7

✓ Nếu thêm bazơ vào thì    

H  OH  nghĩa là OH   1,0 10 M: môi trường bazơ. 7

Khái niệm về pH

Để thuận tiện trong việc biểu thị nồng độ ion H (nồng độ  H

thường rất nhỏ), ta dùng chỉ số pH cho biết môi trường axit hay bazơ

của dung dịch Trong dung dịch,  

Người ta gọi những chất như quỳ, phenolphtalein có màu biển đổi phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch là chất chỉ thị axit – bazơ

Trong giấy chỉ thị pH có chứa hỗn hợp các chất chỉ thị axit – bazơ

có khoảng pH đổi màu kế tiếp nhau

Thang axit – bazơ không có nghĩa là pH chỉ có những giá trị từ 1 đến 14, trái lại nó có thể có những giá trị lớn hơn 14 hoặc nhỏ hơn 1, thậm chí có thể âm

Tuy nhiên, có thể nói rằng, do ảnh hưởng của sự thay đổi độ pH đến các phản ứng hóa học thường chỉ thể hiện rõ ràng trong phạm vi pH từ 1 đến 14 (dưới

1 hoặc trên 14) có thể xem môi trường dung dịch thuộc loại axit mạnh hoặc bazơ mạnh) nên thang axit – bazơ chủ yếu được xây dựng trong phạm vi các giá trị pH nói trên

phenolphtalein thì dung dịch sẽ có màu:

B Tím

C Không màu

D Tím xanh

phenolphtalein) Khi dung dịch vừa xuất hiện màu hồng thì giá trị V là:

A Tăng khi nhiệt độ tăng

C Tăng khi nhiệt độ giảm

D Không đổi theo nhiệt độ

axit trên thì pH của dung dịch sẽ:

A Tăng B Giảm C Không đổi D Tăng rồi giảm

nhỏ nhất là:

lớn nhất

  Đă ọ Trang 22 / 50

V1:V2=1:4 thu được dung dịch có pH là

  Đă ọ Trang 23 / 50

Phản ứng xảy ra trong dung dịch các chất điện li là phản ứng trao đổi ion Các chất tham gia phản ứng

trao đổi các ion với nhau mà khơng cĩ sự thay đổi số oxi hĩa các nguyên tố

Phản ứng trao đổi ion chỉ xảy ra trong dung dịch các chất điện li khi trong các sản phẩm tạo thành cĩ ít

nhất một trong các chất sau: kết tủa, điện li yếu hoặc khí

Phản ứng tạo chất điện li yếu

HCl CH COONa CH COOH NaCl

Phản ứng tạo chất bay hơi

Bước 1: Viết phương trình phân tử (cĩ cân bằng)

Bước 2: Viết phương trình ion đầy đủ theo nguyên tắc sau:

+ Chất điện li mạnh thì phân li hồn tồn thành ion

+ Chất điện li yếu như H2O, chất kết tủa hoặc bay hơi thì để nguyên dạng phân tử

+ Triệt tiêu những ion giống nhau của hai vế phương trình ion đầy đủ ta được phương trình ion rút gọn

PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION

ĐIỀU KIỆN XẢY RA PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION

CÁCH VIẾT PHƯƠNG TRÌNH ION RÚT GỌN

Ví dụ

Nguyễn Thành Trí, Khoa Hóa học – Đại học Khoa học Tự nhiên (ĐHQG TP.HCM)

  Đă ọ Trang 24 / 50

Phương trình ion: 2Na  SO24  Ba2  2Cl 2Na  2Cl  BaSO4

Phương trình ion rút gọn: SO24  Ba2 BaSO4

Ghi chú: Mỗi phản ứng trao đổi ion chỉ có 1 phương trình ion rút gọn, nhưng một phương trình ion rút

gọn có thể ứng với nhiều phản ứng trao đổi ion khác nhau

  Đă ọ Trang 25 / 50

Phản ứng thủy phân muối

Là phản ứng trao đổi giữa ion muối và nước, làm thay đổi nồng độ H+ trong dung dịch Cĩ thể xem sự

thủy phân là phản ứng xảy ra giữa ion tạo muối với nước

Điều kiện của muối bị thủy phân

Sự thủy phân muối chỉ xảy ra khi gốc axit hay bazơ trong muối là của axit hoặc bazơ điện li yếu Cụ thể

như sau:

Phản ứng thủy phân cĩ tính thuận nghịch

Phương pháp viết phương trình phản ứng thủy phân

Phản ứng thủy phân cũng là phản ứng cho – nhận proton với H2O

Nếu muối tạo bởi axit mạnh và bazơ mạnh thì quá trình phân li chỉ dừng lại ở các

ion bị hiđrat hĩa và pH của dung dịch này khơng đổi (pH=7) quỳ tím khơng đổi màu

Ví dụ: NaCl (n m)H O  2 Na(H O)2 n Cl(H O)2 m

Hay viết gọn NaCl  Na Cl

Nếu muối tạo bởi axit mạnh và bazơ yếu thì khi thủy phân sẽ thu được dung dịch

cĩ mơi trường axit (pH<7)

[H O ] [OH ]3  dung dịch có môi trường axit (pH 7) 

Nếu muối tạo bởi axit yếu và bazơ mạnh thì khi thủy phân sẽ thu được dung dịch cĩ mơi trường kiềm

(pH>7)

trung tính bazơ

CH COO  H OCH COOH OH 

[OH ] [H O ] 3 dung dịch có môi trường bazơ (pH 7) 

Nếu muối tạo bởi axit yếu và bazơ yếu thì khi thủy phân để kết luận dung dịch thu được cĩ mơi trường

nào ta phải dựa vào hằng số Ka của axit yếu và hằng số Kb của bazơ yếu

- Nếu Ka Kb[H O ] [OH ]3    pH 7

PHẢN ỨNG THỦY PHÂN CỦA MUỐI

Đánh giá pH của dung dịch muối

Muối tạo bởi axit mạnh và bazơ yếu

Bị thủy phân (pH<7)

Muối tạo bởi axit yếu và bazơ mạnh

Bị thủy phân (pH>7)

Muối tạo bởi axit mạnh và bazơ mạnh

Không bị thủy phân (pH=7)

Axit mạnh

Bazơ yếu

Axit yếu

Bazơ mạnh

Muối tạo bởi axit yếu và bazơ yếu

Bị thủy phân mạnh (pH>7, pH<7 hoặc pH=7)

  Đă ọ Trang 27 / 50

B Không thay đổi số oxi hóa các nguyên tố

C Trung hòa điện giữa các ion tham gia phản ứng

CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM

C Na SO2 4  Cu(OH)2 CuSO4  2NaOH

D Fe(NO )3 3  3NaOHFe(OH)3 3NaNO 3

Câu 11 Với 6 ion: Ba ,  Mg2, Na ,  SO , 24 CO , 23 NO Người ta có thể có được 3 dung 3

Câu 12 Với 8 ion: Ba ,  Mg2, Pb ,  Na ,  SO , 24 CO , 23 NO , 3 Cl Người ta có thể có 

được 4 dung dịch (mỗi dung dịch chứa 1 cation và 1 anion) có thành phần ion không trùng lặp

là:

A Pb(NO ) , BaCl , MgSO , Na CO 3 2 2 4 2 3

B Pb(NO ) , Ba(NO ) , MgSO , Na CO 3 2 3 2 4 2 3

C PbCl , Ba(NO ) , MgSO , Na CO 2 3 2 4 2 3

D Pb(NO ) , BaCl , MgCO , Na SO 3 2 2 3 2 4

axit) Mặt khác, dung dịch X tác dụng với NaOH đun nóng thu được khí có mùi khai Vậy khí X

tan trong axit) Dung dịch X tác dụng với NaOH dư có kết tủa trắng rồi tan X là

A cần 200 ml dung dịch AgNO3 0,3M Thêm NaOH dư vào 100 ml dung dịch A thu được 0,78

gam kết tủa Số mol Al3+ trong 100 ml dung dịch A là:

  Đă ọ Trang 30 / 50

*Phương pháp bảo tồn điện tích được trình bày dưới đây dành riêng cho học sinh lớp 11

Là phương pháp giải tốn dựa vào mối quan hệ về số mol: số mol các chất được tính gián tiếp qua số

mol của các điện tích (suy ra số mol các ion) trong chất đĩ

Mối liên hệ giữa các số mol

điện tích ion ion chất

n n điện tích ion

n n hệ số của ion

Ví dụ: Trong 0,2 mol Na2CO3 thì:

n 0,2 2 0,4 mol

n 0,2 1 0,2 mol

Nội dung của định luật bảo tồn điện tích: Trong một dung dịch/phân tử chất, tổng số mol điện

tích dương luơn bằng tổng số mol điện tích âm để trung hịa về điện

Thật vậy, trong 0,2 mol Na2CO3 thì:

n n 0,2 2 0,4 mol

n n 2 0,2 2 0,4 mol Dấu hiệu nhận biết phương pháp bảo tồn điện tích:

❖ Đề bài cho các số liệu ở dạng ion (số mol / khối lượng của ion đã biết, …)

❖ Quá trình phản ứng xảy ra vừa đủ/hồn tồn/tạo ra sản phẩm “duy nhất”

❖ Định luật bảo tồn điện tích được áp dụng trong các trường hợp nguyên tử, phân tử, dung dịch

trung hịa điện

CƠ SỞ VÀ ĐẶC ĐIỂM

Nguyễn Thành Trí, Khoa Hóa học – Đại học Khoa học Tự nhiên (ĐHQG TP.HCM)

  Đă ọ Trang 31 / 50

❖ Trong dung dịch chứa nhiều chất điện li, tổng khối lượng muối bằng tổng khối lượng các ion

❖ Trong phản ứng trao đổi ion của dung dịch chất điện li trên cơ sở của định luật bảo tồn điện

tích ta thấy cĩ bao nhiêu điện tích dương hoặc âm của các ion chuyển vào trong kết tủa hoặc khí tách

ra khỏi dung dịch thì phải trả lại cho dung dịch bấy nhiêu điện tích dương hoặc âm

Dung dịch A chứa 0,1 mol Na , 0,05 mol  Mg2 , 0,04 mol SO24 cịn lại là Cl Tính khối lượng muối 

Khối lượng muối : m 23 0,1 24 0,05 96 0,04 35,5 0,12 11,6 gam

Hịa tan hỗn hợp muối vào nước được dung dịch X chứa 3 ion trong số các ion sau:

Phải xét đến 2 điều kiện:

1 Các ion cĩ cùng tồn tại trong một dung dịch hay khơng?

2 Dung dịch cĩ trung hịa điện hay khơng?

Phương án A, B, D thỏa mãn điều kiện 1

Phương án C khơng thỏa mãn điều kiện 1 (loại)

Áp dụng định luật bảo tồn điện tích:

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2014)

(Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Văn Miếu – Phú Thọ, năm học 2013 – 2014)

nhau, thu được dung dịch X Dung dịch Y gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,2M Để trung hòa

300 ml dung dịch X cần vừa đủ V ml dung dịch Y Giá trị của V là

A 600

B 1000

C 333,3

D 200

(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Hương Cần – Phú Thọ, năm học 2013 – 2014)

dung dịch X phải dùng hết 70 ml dung dịch AgNO3 1M Mặt khác, cô cạn 100 ml dung dịch X thu

được 3,555 gam hỗn hợp hai muối khan Tính nồng độ mol mỗi muối trong dung dịch X

+ Phần hai tác dụng với với lượng dư dung dịch BaCl2, thu được 4,66 gam kết tủa

Tính khối lượng các muối khan thu được khi cô cạn dung dịch X? (Quá trình cô cạn chỉ có nước

bay hơi)