Các bạn thân mến,
Chúng tơi cố gắng chuyển kiểu chữ VNI Times qua unicode, nhưng nếu khơng chuyển kịp thì xin các bạn hãy
download font VNI Times để đọc đỡ. Xin cám ơn. Vietsciences />
Chương trình Hóa học
Chuần bị thi vơ Đại học: Số oxi hóa khử
Phản ứng oxi hóa khử
Thế điện hóa chuẩn
Các phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử
Quy luật chung về sự hòa tan trong nước các muối và hydroxyd
IV.QUI LUẬT CHUNG VỂ SỰ HỊA TAN TRONG
NƯỚC CỦA CÁC MUỐI VÀ HIDROXIT THƯỜNG GẶPCác qui luật thực nghiệm về sự hòa tan này giúp biết được muối hay bazơ (baz, base) nào có
thể hòa tan trong nước tạo dung dịch, muối hay bazơ nào khơng tan (kết tủa, trầm hiện, coi
như khơng tạo dung dịch). Điều này để chúng ta biết phản ứng trao đổi hay phản ứng trong
dung dịch có thể xảy ra hay khơng (như muối với muối, muối với bazơ, kim loại với dung
dịch muối,…).
1. Tất cả các muối N
itrat (NO
3
-
), Axetat (CH
3
COO
-
), Clorat (ClO
3
-
, Al(NO
3
)
3
tan được trong nước tạo dung dòch.
2. Tất cả các muối
Natri (Na
+
), Kali (K
+
), Amoni (Amonium, NH
4
+
) tan. Thí dụ: NaCl, K
2
CO
3
, (NH
4
)
2
SO
4
, Na
2
SO
,
Iua (I
-
)
tan
. Nhưng các muối
Clorua, Bromua, Iua sau đây không tan ( ): Bạc (Ag
+
), Chì (Pb
2+
), Đồng(I) (Cu
+
), Thủy ngân (I) (Hg
2
2+
).
Thí dụ: AlCl
3
, CuCl
2
, ZnBr
2
, FeI
2
, MgCl
2
, HgCl
2
(Ca
2+
),
Bạc (Ag
+
), Thủy ngân (I) (Hg
2
2+
).
Thí dụ: ZnSO
4
, Al
2
(SO
4
)
3
, CuSO
4
, HgSO
4
, FeSO
4
, Fe
2
(SO
4
)
, Ag
2
SO
4
, Hg
2
SO
4
tan ít (tan vừa phải).
5. Hầu hết các muối
Sunfua (S
2-
)
không tan. Nhưng các muối Sunfua sau đây tan:
của kim loại kiềm [ Liti (Li
+
), Natri (Na
+
), Kali (K
+
), Rubiđi (Rb
+
), Xezi (Cs
+
),
Franxi (Fr
+
) ], của kim loại kiềm thổ [ Canxi (Ca
2
S
3
, Fe
2
S
3
, Cr
2
S
3
không hiện diện trong
nước
. Trong nước chúng bò thủy phân hoàn toàn tạo hiđroxit kim loại kết tủa ( ) và
khí H
2
S bay ra.
L.2. Do đó, nếu có phản ứng nào tạo các muối Sunfua kim loại trên trong dung dòch nước,
thì thực tế là thu được hiđroxit kim loại tương ứng kết tủa và khí H
2
S bay ra.
Thí dụ:
2AlCl
3
+ 3Na
2
S Al
2
4
)
3
+ 3K
2
S Cr
2
S
3
+ 3K
2
SO
4
Cr
2
S
3
+ 6H
2
O 2Cr(OH)
3
+ 3H
2
S
Cr
2
(SO
4
2
S
3
+ 6H
2
O 2Fe(OH)
3
+ 3H
2
S
2Fe(NO
3
)
3
+ 3Na
2
S + 6H
2
O 2Fe(OH)
3
+ 3H
2
S + 6NaNO
3
6. Hầu hết các muối
Cacbonat (CO
3
2-
, Cs
+
,
Fr
+
), của Amoni (NH
4
+
).
Thí dụ:
CaCO
3
, BaSO
3
, FeCO
3
, MgSiO
3
, Ag
3
PO
4
, CaC
2
O
4
, PbCO
3
, ZnSO
4
)
2
C
2
O
4
, K
3
PO
4
, Na
2
SiO
3
, K
2
CO
3
tan.
Lưu ý
L.1. Li
2
CO
3
, Li
3
PO
4
2
thoát ra.
Thí dụ
:
Al
2
(SO
4
)
3
+ 3K
2
CO
3
Al
2
(CO
3
)
3
+ 3K
2
SO
4
Al
2
(CO
3
2Fe(NO
3
)
3
+ 3Na
2
CO
3
Fe
2
(CO
3
)
3
+ 6NaNO
3
Fe
2
(CO
3
)
3
+ 3H
2
O 2Fe(OH)
3
+ 3CO
3
)
3
+ 6KCl
Cr
2
(CO
3
)
3
+ 3H
2
O 2Cr(OH)
3
+ 3CO
22CrCl
3
+ 3K
2
CO
3
+ 3H
2
O 2Cr(OH)
3
+ 3CO
2
)
2
, Ba(HCO
3
)
2
, KHSO
3
, Ca(HSO
3
)
2
, Ba(HSO
3
)
2
, NaAlO
2
,
Ba(AlO
2
)
2
, K
2
ZnO
2
, BaZnO
2
tan.
).
Thí dụ: Al(OH)
3
, Cu(OH)
2
, Fe(OH)
2
, Fe(OH)
3
, Zn(OH)
2
, Mg(OH)
2
, Cr(OH)
3
,
Ni(OH)
2
không tan.
NaOH, KOH, Ba(OH)
2
, NH
4
OH tan.
Ca(OH)
2
, Sr(OH)
2
tan ít.
⇒ 2AgNO
3
+ 2NaOH Ag
2
O↓ + H
2
O + 2NaNO
3 HgCl
2
+ 2NaOH Hg(OH)
2
↓ + 2NaCl
+ Hg(OH)
2
HgO↓ + H
2
O
(Không bền) Thủy ngân (II) oxit ⇒ HgCl
2
+ 2NaOH HgO↓ + H
2
O + 2NaCl
(ở 20
0
C), nên BaSO
4
là một muối
không tan (tan rất ít trong nước, coi như không tan).
L.3.
Độ tan
của một
chất rắn hay lỏng
là bằng
số gam tối đa chất đo
ù hòa tan được
trong
100 gam nước
ở một nhiệt độ xác đònh (khi không nói nhiệt độ hiểu ngầm là
ở nhiệt độ thường, 25
0
C) để tạo
dung dòch bão hòa
chất tan đó trong dung môi
nước.
Sau đây là độ tan của một số chất ở 20
0
C (Số gam chất tan hòa tan tối đa trong 100g H
2
O ở
20
KBr 65,8 CaSO
4
0,2
NH
4
Cl 37,6 Li
2
CO
3
1,5
CuS 0,00003 Fe(OH)
2
0,00015
CaCO
3
0,0014 AgCl 0,00009
AgNO
3
219,2 Hg
2
SO
4
0,06
Như vậy K
2
CO
3
, CuSO
4
(1) NaHCO
3
và CaCl
2
(2) Na
2
CO
3
và AlCl
3
(3) MgCl
2
và NaOH
(4) NH
4
Cl và KOH
Cặp nào tồn tại, cặp nào không tồn tại trong dung dịch?. Viết phản ứng (nếu có).
Bài tập 13’ (Bộ đề TSĐH môn Hóa)
Có ba ống nghiệm, đựng ba dung dòch. Mỗi ống chứa hai cation và hai anion (không trùng
lặp) trong các cation và anion sau đây: NH
4
+
, Na
+
, Ag
+
, Ba
(b) NaOH , BaCl
2
(c) AgNO
3
, K
2
SO
3
(d) FeCl
3
, Na
2
CO
3
(e) AlBr
3
, ZnSO
4
(f) KNO
3
, CuS
(g) HNO
3
, KOH
(h) KHSO
4
, FeCl
3
(c) Mg(CH
3
COO)
2
, Ba(OH)
2
(h) CaCO
3
, NaOH
(d) Al(NO
3
)
3
, K
2
CO
3
(i) Ba(OH)
2
, K
2
SO
4
(e) CuSO
4
, AlBr
axit tan
, các
bazơ tan
.
Thí dụ: NaCl, K
2
SO
4
, HCl, H
2
SO
4
, NaOH, Ba(OH)
2
, CH
3
COOH, NH
3NaCl
dd
Na
+
+ Cl
-K
-NaOH
dd
Na
+
+ OH
-Ba(OH)
2
dd
Ba
2+
+ 2OH
-CH
3
COOH
dd
CH
3
COO
-
+ H
), Saccarozơ (Saccarose, C
12
H
22
O
11
), Benzen (C
6
H
6
), Rượu
etylic (C
2
H
5
OH), Brom (Br
2
), Thủy ngân (Hg), Axeton (Aceton, CH
3
-CO-CH
3
),
Đietyl ete (CH
3
-CH
2
-O-CH
2
-CH
3
, HNO
3
, HCl, H
2
SO
4
, NaOH, KOH, Ca(OH)
2
, Ba(OH)
2
là các chất
điện ly mạnh.
KNO
3
dd
K
+
+ NO
3
-HNO
3
dd
H
+
+ NO
Chất điện ly yếu gồm các axit yếu, các bazơ yếu.
Thí dụ:
CH
3
-COOH, NH
3
, CH
3
-NH
2
, HCN là các chất điện ly yếu.
CH
3
-COOH CH
3
-COO
-
+ H
+ NH
3
+ H
2
O NH
4
V.5. Sau đây là một số axit mạnh:
HNO
3
Axit nitric
H
2
SO
4
Axit sunfuric (Acid sulfuric)
HCl
Axit clohiđric (Acid clorhidric)
HBr Axit bromhiđric
HI Axit iothiđric (Acid iodhidric)
HClO
3
Axit cloric
HClO
4
Axit pecloric
H
2
Cr
2
KOH
Kali hiđroxit
Sr(OH)
2
Stronti hiđroxit
RbOH Rubiđi hiđroxit
Ba(OH)
2
Bari hiđroxit
CsOH Xezi hiđroxit (Ra(OH)
2
Ri hiđroxit)
(FrOH Franxi hiđroxit)
V.7. Sau đây là một số axit yếu:
+ Tất cả axit hữu cơ [ R-COOH, R(COOH)
n
] đều là axit yếu.
Thí dụ:
H-COOH (Axit fomic), CH
3
-COOH (Axit axetic), CH
2
=CH-COOH
Axit clorơ
H
2
SiO
3
Axit silicic HCN Axit xianhiđric
HF Axit flohiđric
HAlO
2
.H
2
O
[ Al(OH)
3
] Axit aluminic
H
2
ZnO
2
[ Zn(OH)
2
] Axit zincic HCrO
2
.H
2
O [ Cr(OH)
3
] Axit Cromơ
H
2
2
, Cr(OH)
2
,
AgOH , Cr(OH)
3
, Ni(OH)
2
, Pb(OH)
2
.
-
Amoniac
(NH
3
)
- Các
amin
(R-NH
2
, R-NH-R’, R-N-R’’) như:
CH
3
-NH
2
(Metylamin), C
6
H
5
-NH
α = =
Tổng số số phân tử chất điện ly này hòa tan trong dung dòch Tổng số số mol chất điện ly này hòa tan trong dung dòch 0 ≤ α
≤ 1
α = 0: chất không điện ly.
α = 1: chất điện ly mạnh, phân ly hoàn toàn thành ion trong dung dòch.
Độ điện ly càng lớn (α → 1): Chất điện ly càng mạnh.
Độ điện ly càng nhỏ (α→ 0): Chất điện ly càng yếu.
Độ điện ly α còn có ý nghóa: cứ 1 mol chất điện ly hòa tan trong dung dòch lúc đầu thì
có α mol chất điện ly này phân ly thành ion và còn lại (α - 1) mol chất điện ly này
không phân ly.
Độ điện ly phụ thuộc vào các yếu tố:
- Bản chất của chất điện ly.
- Bản chất của dung môi. Dung môi nước là dung môi rất phân cực, hỗ trợ cho sự
phân ly ion (α lớn trong dung môi nước). Các dung môi hữu cơ không phân cực
hay kém phân cực ít hỗ trợ sự phân ly ion (α nhỏ hơn trong dung môi hữu cơ).
- Nhiệt độ. Trong đa số trường hợp khi nhiệt tăng thì độ điện ly tăng. Vì sự phân ly
ion coi như sự cắt đứt liên kết, mà sự cắt đứt liên kết thu nhiệt, nên nhiệt độ tăng thì
hỗ trợ sự cắt đứt liên kết, nên độ điện ly trong đa số trường hợp tỉ lệ thuận với nhiệt
độ. Tuy nhiên trong sự phân ly ion còn có quá trình solvat – hóa (hiđrat – hoá nếu là
dung môi nước) ion, mà sự solvat – hóa thì tỏa nhiệt, nên trong một số trường hợp
độ điện ly tỉ lệ nghòch với nhiệt độ. Nói chung, độ điện ly phụ thuộc vào nhiệt độ.
3,1
==
. Hiểu là cứ 1000 phân tử CH
3
-COOH hòa tan trong
nước lúc đầu thì có 13 phân tử CH
3
-COOH đã phân ly thành ion, còn lại 1000 - 13 =
987 phân tử không phân ly. Hay cứ 100 mol CH
3
-COOH hòa tan trong nước lúc đầu thì
có 1,3 mol CH
3
-COOH đã phân ly thành ion, còn lại 100 - 1,3 = 98,7 mol CH
3
-COOH
ở dạng phân tử. Hay cứ 1 mol CH
3
-COOH hòa
tan trong nước thì có 0,013 mol chất
điện ly ấy phân ly thành ion và còn lại 1 - 0,013 = 0,987 mol CH
3
-COOH chưa phân ly.
Bài tập 15
a.
Công thức tính pH của một dung dòch là: pH =
]lg[
][
1
C).
Cho biết lg5,8 = 0,76 ; lg5 = 0,70
ĐS: a. pH = -lg
α
C b. pH = 2,54
Bài tập 16
Dung dòch CH
3
-COOH 0,05M có độ điện ly 1,9% ở 25
0
C.
a. Tính số mol CH
3
-COOH (dạng phân tử) có trong 1 lít dung dòch này ở 25
0
C.
b.
Tính tổng số các ion CH
3
-COO
-
, H
+
(không kể các ion H
+
, OH
-
do nước phân ly
)
c. Tính pH của dung dòch này ở 25
0
C.
Cho biết lg42 = 1,62
ĐS: a. 1,154.10
23
phân tử ; b. 0,0168 mol ion ; c. pH = 2,38
Bài tập 17
Ở 25
0
C dung dòch CH
3
-COOH 0,1M có độ điện ly
α
= 1,3%, dung dòch CH
3
-COOH
0,05M
có độ điện ly
α
= 1,9%.
Tính tổng số mol các ion (CH
3
-COO
-
, H
+
= 5,8%.
a. Tính số mol các ion (HCOO
-
, H
+
) có trong 200ml dung dòch H-COOH 0,1M.
b. Tương tự như câu (a) với 200ml dung dòch H-COOH 0,05M.
c. Dung dòch nào dễ phân ly ion hơn? Dung dòch nào dẫn điện tốt hơn ? Giải thích.
d. Tính pH c
ủa mỗi dung dịch trên.
ĐS: a. 16,8.10
- 4
mol ion ; b. 1,16.10
- 3
mol ion ; c. d
d H-COOH 0,1M dẫn điện tốt
hơn;
d. 2,38; 2,54
Lưu ý
L.1. Để biết độ mạnh của các axit yếu, người ta còn căn cứ vào đại lượng K
a
, gọi là hằng
số phân ly ion của axit, được đònh nghóa như sau: AH A
-
, AH lúc sự phân ly ion đạt trạng thái
cân bằng (lúc đã phân ly xong).
K
a
càng lớn thì axit càng mạnh (0 < K
a
<
∞
).
Sau đây là trò số K
a
của một số axit:
HNO
2
(Axit nitrơ) có K
a
= 7,1.10
- 4
HF (Axit flohiđric) K
a
= 6,8.10
- 4
H-COOH (Axit fomic) K
a
= 1,8.10
- 4
-OH (phenol, axit phenic, axit cacbolic) K
a
= 1,3.10
- 10Do đó, độ mạnh tính axit giảm dần như sau:
HNO
2
> HF > H-COOH > CH
3
-COOH > CH
3
-CH
2
-COOH
> HClO > HCN > C
6
H
5
-OH.
L.2. Với các axit chứa nhiều H axit trong phân tử (axit đa chức), thì
chức axit thứ nhất
luôn luôn
mạnh hơn chức axit thứ nhì
,
chức axit thứ nhì mạnh hơn chức axit thứ
ba
H
2
PO
4
-
H
+
+ HPO
4
2-
8
42
2
4
10.3,6
][
]][[
2
−
−
−+
==
POH
HPOH
Ka
H
2
SO
4
Rất lớn 1,0.10
- 2
H
2
CrO
4
5,0 1,5.10
- 6
HOOC-COOH 5,6.10
- 2
5,4.10
- 5
H
2
SO
3
1,2.10
- 2
6,6.10
- 8
HOOC-CH
2
-COOH 1,4.10
- 3
2,0.10
- 6
( CO
2
trong H
2
O tạo H
2
CO
3
có tính axit mạnh hơn HCO
3
-
nên nó đẩy được HCO
3
-
ra khỏi
muối CO
3
2-
, còn H
2
CO
3
sau khi phản ứng xong cũng tạo ra HCO
3
-
)
CO
2
+ K
2
SO
4
2KHSO
4Axit sunfuric Kali sunfat Kali sunfat axit
H
3
PO
4
+ CaHPO
4
Ca(H
2
PO
4
)
2Axit photphoric Canxi hiđrophotphat Canxi đihiđrophotphat NaH
2
PO
4
=Với [B
+
], [OH
-
], [BOH] là nồng độ (mol/lit) của các ion B
+
, OH
-
và BOH lúc sự phân ly
thành ion đạt trạng thái cân bằng (lúc phân ly xong).
Với các bazơ B, không có OH trong phân tử, như NH
3
, các amin, thì:
B + H
2
O BH
+
+ OH
-
][
]][[
B
OHBH
Kb
CH
3
-NH
2
K
b
= 4,4.10
- 4
CH
3
-N-CH
3
K
b
= 7,4.10
- 5
CH
3
NH
3
K
b
= 1,8.10
- 5
C
6
H
5
)
3
N > NH
3
> C
6
H
5
-NH
2
> C
6
H
5
-NH-C
6
H
5L.4. HCl, HBr, HI là các axit mạnh, nhưng HF là một axit yếu.
Cũng như các muối
AgCl, AgBr, AgI không tan (trong nước, ), nhưng AgF là một muối tan trong
nước.
Và đặc biệt, axit flohiđric (HF) hòa tan được thủy tinh (SiO
2
) do có phản
ứng sau đây:
3
, nên khi sục khí sunfurơ (SO
2
) vào dung dòch chứa muối cacbonat thì khí
CO
2
bò đẩy ra khỏi muối cacbonat.
SO
2
+ Na
2
CO
3
(dd) CO
2
+ Na
2
SO
3 SO
2
+ 2NH
4
CO
3
ĐS: K
b
= 1,7.10
- 5
; pH = 11,05
Bài tập 18’
Dung dòch anilin 0,09M có độ điện ly 0,0069% ở 25
0
C.
a. Tính nồng độ ion OH
-
do sự phân ly của anilin trong dung dòch trên.
b. Có thể bỏ qua sự phân ly ion của nước trong dung dòch ở trường hợp này không?
c. Tính hằng số K
b
của anilin ở 25
0
C. Tính pH c
ủa dung dịch này.
ĐS: a. 6,21.10
- 6
mol ion/l; b. Có thể; c. K
b
= 4,3.10
- 10
; pH = 8,8
Bà tập 19
ại độ điện ly của dung dịch HCOOH 0,1M (sau khi biết được Ka). Tính
pH của dung dịch theo hai cách (như cách hướng dẫn ở bài 19).
ĐS: Ka = 1,8.10
- 4
; pH = 2,38
Bài tập 20
Axit flohiđric (HF) có hằng số K
a
= 6,8.10
- 4
ở 25
0
C
.
Tính độ điện ly của HF trong
dung
dòch 1M và 0,1M. Kết luận. Mật độ ion trong dung dòch nào lớn hơn?
ĐS: 2,6% ; 7,9%