Hóa đại cương ( phần 5 )
Sự điện li.

1. Định nghĩa.
- Sự điện li là quá trình phân li chất tan thành các ion dưới tác dụng
của các phân tử dung môi (thường là nước) hoặc khi nóng chảy.
Ion dương gọi là cation, ion âm gọi là anion.
- Chất điện ly là những chất tan trong nước tạo thành dung dịch dẫn
điện nhờ phân ly thành các ion.
Ví dụ: Các chất muối axit, bazơ.
- Chất không điện li là chất khi tan trong nước tạo thành dung dịch
không dẫn điện.
Ví dụ: Dung dịch đường, dung dịch rượu,…
- Nếu chất tan cấu tạo từ các tinh thể ion (như NaCl, KOH,…) thì quá
trình điện ly là quá trình điện li là quá trình tách các ion khỏi mạng lưới
tinh thể rồi sau đó ion kết hợp với các phân tử nước tạo thành ion hiđrat.
- Nếu chất tan gồm các phân tử phân cực (như HCl, HBr, HNO
3
,…) thì
đầu tiên xảy ra sự ion hoá phân tử và sau đó là sự hiđrat hoá các ion.
- Phân tử dung môi phân cực càng mạnh thì khả năng gây ra hiện
tượng điện li đối với chất tan càng mạnh.
Trong một số trường hợp quá trình điện li liên quan với khả năng tạo
liên kết hiđro của phân tử dung môi (như sự điện li của axit).
2. Sự điện li của axit, bazơ, muối trong dung dịch nước.
a) Sự điện li của axit
Axit điện li ra cation H
+
(đúng hơn là H
3
O

Hiđroxit lưỡng tính có thể điện li theo 2 chiều ra cả ion H
+
và OH
-
.

3. Chất điện li mạnh và chất điện li yếu.
a) Chất điện li mạnh.
Chất điện li mạnh là những chất trong dung dịch nước điện li hoàn
toàn thành ion. Quá trình điện li là quá trình một chiều, trong phương
trình điện li dùng dấu =. Ví dụ:

Những chất điện li mạnh là những chất mà tinh thể ion hoặc phân tử có
liên kết phân cực mạnh.
Đó là:
- Hầu hết các muối tan.
- Các axit mạnh: HCl, HNO
3
, H
2
SO
4
,…
- Các bazơ mạnh: NaOH, KOH, Ca(OH)
2
,…
b) Chất điện li yếu
- Chất điện li yếu là những chất trong dung dịch nước chỉ có một phần
nhỏ số phân tử điện li thành ion còn phần lớn tồn tại dưới dạng phân tử,
trong phương trình điện li dùng dấu thuận nghịch

phân tử trong dung dịch lúc cân bằng. K
đl
là hằng số, không phụ thuộc
nồng độ. Chất điện li càng yếu thì K
đl
càng nhỏ.
Với chất điện li nhiều nấc, mỗi nấc có K
đl
riêng. H
2
CO
3
có 2 hằng số
điện li:

4. Độ điện li a.
- Độ điện li a của chất điện li là tỷ số giữa số phân tử phân li thành ion
N
p
và tổng số phân tử chất điện li tan vào nước N
t
.

Ví dụ: Cứ 100 phân tử chất tan trong nước có 25 phân tử điện li thì độ
điện li a bằng:

- Tỷ số này cũng chính là tỷ số nồng độ mol chất tan phân li (C
p
) và
nồng độ mol chất tan vào trong dung dịch (C

6. Axit - bazơ.
a) Định nghĩa
Axit là những chất khi tan trong nước điện li ra ion H
+
(chính xác là
H
3
O
+
).
Bazơ là những chất khi tan trong nước điện li ra ion OH
-
.
- Đối với axit, ví dụ HCl, sự điện li thường được biểu diễn bằng
phương trình.

Nhưng thực ra axit không tự phân li mà nhường proton cho nước theo
phương trình.

Vì H
2
O trong H
3
O
+
không tham gia phản ứng nên thường chỉ ghi là H
+

- Đối với bazơ, ngoài những chất trong phân tử có sẵn nhóm OH
-

2
SO
4
cho proton (chuyển qua ion H
3
O
+
) và NaOH nhận proton (trực
tiếp là ion OH
-
).
Phản ứng của axit với bazơ gọi là phản ứng trung hoà và luôn toả
nhiệt.
- Tác dụng của dung dịch axit và bazơ không tan.
Đổ dung dịch HNO
3
vào Al(OH)
3
¯, chất này tan dần. Phản ứng hoá
học xảy ra.
Phương trình phân tử:

Phương trình ion

Hoặc là:

HNO
3
cho proton, Al(OH)
3

Hoặc là:

Kẽm hiđroxit nhận proton, nó là một bazơ. Kẽm hiđroxit cho proton, nó là một axit.
Vậy: Hiđroxit lưỡng tính là hiđroxit có hai khả năng cho và nhận
proton, nghĩa là vừa là axit, vừa là bazơ.
7. Sự điện li của nước
a) Nước là chất điện li yếu.

Tích số nồng độ ion H
+
và OH
-
trong nước nguyên chất và trong dung
dịch nước ở mỗi nhiệt độ là một hằng số .

Môi trường trung tính : [H
+
] = [OH
-
] = 10
-7
mol/l
Môi trường axit: [H
+
] > [OH
-
]

mol/l thì pH = 5, …
Về mặt toán học thì pH = -lg[H
+
]
Như vậy:
Môi trường trung tính: pH = 7
Môi trường axit: pH < 7
Môi trường bazơ: pH > 7
pH càng nhỏ thì dung dịch có độ axit càng lớn, (axit càng mạnh); pH
càng lớn thì dung dịch có độ bazơ càng lớn (bazơ càng mạnh).
- Cách xác định pH:
Ví dụ 1: Dung dịch HCl 0,02M, có [H
+
] = 0,02M. Do đó pH = -lg2.10
-2

= 1,7.
Ví dụ 2: Dung dịch NaOH 0,01M, có [OH
-
] = 0,01 = 10
-2
mol/l. Do đó :

c) Chất chỉ thị màu axit - bazơ.
Chất chỉ thị màu axit - bazơ là chất có màu thay đổi theo nồng độ ion
H
+
của dung dịch. Mỗi chất chỉ thị chuyển màu trong một khoảng xác
định.
Một số chất chỉ thị màu axit - bazơ thường dùng:

4
Cl, ZnCl
2
, Al
2
(SO
4
)
3
.

Trong dung dịch dư ion H
3
O
+
hay (H
+
), do vậy pH < 7 (tính axit).
Vậy muối của axit mạnh - bazơ yếu khi thuỷ phân cho môi trường axit.
c) Sự thuỷ phân của muối tạo thành từ axit yếu - bazơ yếu. Ví dụ:
Al
2
S
3
, Fe
2
(CO
3
)
3

c) Phản ứng tạo thành chất ít điện li.
- Cho axit H
2
SO
4
vào muối axetat. Phản ứng xảy ra tạo thành axit
CH
3
COOH ít điện li
Phương trình phân tử:

Phương trình ion

- Hoặc cho axit HNO
3
tác dụng với Ba(OH)
2
. Phản ứng trung hoà xảy
ra tạo thành chất ít điện li là nước.
Phương trình phân tử:

Phương trình ion

Chú ý: Khi biểu diễn phản ứng trao đổi trong dung dịch điện li người ta
thường viết phương trình phân tử và phương trình ion. ở phương trình
ion, những chất kết tủa, bay hơi, điện li yếu viết dưới dạng phân tử, các
chất điện li mạnh viết dưới dạng ion (do chúng điện li ra). Cuối cùng thu
gọn phương trình ion bằng cách lược bỏ những ion như nhau ở 2 vế của
phương trình.