THỰC HÀNH HÓA LÝ: ĐỘ DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI VÀ XÁC ĐỊNH NGƯỠNG KEO TỤ CỦA KEO Fe(OH)3

Bài 9: ĐỘ DẪN ĐIỆN CỦA DUNG DỊCH
CHẤT ĐIỆN LI
Điểm

Lời phê của giáo viên

1. Số liệu thực nghiệm:
a. Xác định hằng số bình điện cực:
L (S)

χ (S.cm-1), 310C

1311.10-6

1580.10-6

1.205

b. Đo độ dẫn L của dung dịch CH3COOH và HCl:

Đối với dung dịch CH3COOH:
C N (CH3COOH)
L (S)

1/64
309.10-6

1/32

1/16

1/8

438.10-6

618.10-6

880.10-6

527,79.10- 744,69.10- 1060,4.10372,345.10-6
23,83008

6

6

6

16,88928

11,91504

8,4832


 Đối với dung dịch HCl:

C N (HCl)

0.001

0.002

0.003

0.004

L (S)

548.10-6

1230.10-6

1920.10-6

2600.10-6

66,034.10-5 148,215.10-5 231,36.10-5 313,3.10-5
660,34

741,075

771,2

783,25

2. Xử lý kết quả:
a. Xác định độ dẫn điện đương lượng tới hạn λ 0 và hằng số điện ly K của
chất điện ly yếu CH3COOH:

Phương trình trên có dạng đường thẳng y= ax + b. Ta vẽ đồ thị 1/λ – λC:

λC

0.372345

0.52779

0.74469

1.0604

1/λ

0.04196

0.059209

0.08393

0.11788

1

1

Từ đồ thị suy ra:  K 0.1105 và  0.001
0
0

=> λ0= 1000

và K= 0.00905

Hệ số phân ly ∞ của chất điện ly yếu CH3COOH: ∞= λ/λ

C N (CH3COOH)

0

1/64
9.670848
0.032881

∞= λ/λ0

1/32

1/16

1/8

6.944656

4.848920

3.470400

0.023612

0.016486

0.011799

b. Xác định λ0 của chất điện ly mạnh HCl:
Vẽ đồ thị

0.031623

0.044721

0.054772

0.063246

660,34

741,075

771,2

783,25

Từ đồ thị

suy ra: λ0= 548.91
3. Nhận xét:
 Khi xác định hằng số bình điện cực:

phải lớn hơn 1 vì χ > L với

χ là độ dẫn điện riêng của dung dịch KCl 0.01N ở 31 0C (đã biết trước) và L là
độ dẫn điện của dung dịch KCl được xác định bằng máy đo độ dẫn ứng với
chiều dài 1cm (bao gồm cả điện trở của máy đo và dây dẫn nên độ dẫn điện sẽ
giảm xuống). Kết quả ta thu được k = 1.205 > 1 là hợp lý.
 Dung dịch HCl có độ dẫn điện riêng lớn hơn dung dịch CH3COOH rất
nhiều vì HCl là chất điện ly mạnh, hệ số phân ly ∞ gần bằng 1, trong khi đó
CH3COOH là chất điện ly yếu, hệ số phân ly ∞ rất bé.


 Khảo sát sự thay đổi của độ dẫn điện theo nồng độ ở chất điện ly
manh HCl và chất điện ly yếu CH3COOH ta rút ra một số nhận xét:
o Kết quả thí nghiệm cho thấy khi nồng độ HCl tăng từ 0.001 đến
0.004 N và nồng độ CH3COOH tăng từ 1/64 đến 1/8 N thì độ dẫn điện ở
cả hai dung dịch này đều tăng lên rất nhanh.
o Trong khi đó, độ dẫn điện đương lượng λ lại giảm xuống. Đối với
dung dịch HCl, khi nồng độ tăng thì λ giảm chậm theo quy tắc đường
thẳng. Đối với dung dịch CH3COOH, khi nồng độ tăng thì λ giảm rất
nhanh, sau đó giảm chậm hơn.
o Cần lưu ý là các dung dịch chúng ta khảo sát ở nồng độ rất loãng
nên độ dẫn điện ở cả 2 trường hợp đều tăng theo nồng độ. Tuy nhiên, nếu
nồng độ dung dịch đặc hơn thì kết quả khơng cịn như vậy nữa. Tra cứu
tài liệu, chúng ta sẽ tìm được biểu đồ sự phụ thuộc độ dẫn điện riêng của
dung dịch HCl và CH3COOH vào nồng độ. Đường biểu diễn sự phụ
thuộc độ dẫn điện của dung dịch vào nồng độ là đường cong có điểm cực
đại. Có nghĩa là, ở điểm cực đại, nếu chúng ta tiếp tục tăng nồng độ của
dung dịch thì độ dẫn điện sẽ khơng tăng lên mà nó sẽ giảm xuống. Có thể
giải thích điều này như sau: Nếu xem rằng, trong các dung dịch loãng
của chất điện ly mạnh như HCl, tốc độ chuyển vận của các ion hầu như
không phụ thuộc nồng độ, độ dẫn điện tăng tỉ lệ thuận với số ion, nó tăng

khi nồng độ tăng. Trong các dung dịch đặc của chất điện ly mạnh, đám
mây ion làm giảm tốc độ chuyển vận của các ion và độ dẫn điện bị giảm
xuống. Trong các chất điện ly yếu như CH3COOH, mật độ của mây ion
nhỏ và tốc độ chuyển vận của các ion ít phụ thuộc vào nồng độ, nhưng


khi nồng độ dung dịch tăng sẽ làm giảm đáng kể độ phân ly, dẫn đến làm
giảm độ dẫn điện. Trong thực tế các đường biểu diễn này được sử dụng
để chọn chất điện ly và nồng độ tương ứng cho độ dẫn điện cao nhất. Sử
dụng nó cho phép tiết kiệm được điện năng.
 Chúng ta thấy rằng nước tinh khiết (nước cất) không dẫn điện nhưng
nếu trong nước có lẫn tạp chất (chứa các ion dẫn điện) thì nó có khả năng dẫn
điện.
 Độ dẫn điện của H+ và OH- cao hơn hẳn các ion khác là do tốc độ
tuyệt đối (linh độ) của H+ và OH- đặc biệt lớn: voH+ = 36.3*10-4 và voOH- =
20.5*10-4 cm2/von.giây. Để giải thích sự khác biệt đó, trước kia người ta cho
rằng, trong dung dịch các ion H+ có tốc độ chuyển động lớn là do có bán kính
ion nhỏ. Nhưng đã xác định được rằng, trong dung dịch nước không tồn tại
ion H+ độc lập mà là ion oxonium (H3O+). Các ion này cũng như các ion OH đều bị hydrat hóa và bán kính hiệu dụng hydrat hóa của chúng cũng có cùng
bậc như bán kính của các ion khác. Vậy nếu di chuyển điện tích của các ion
này là bình thường thì linh độ của chúng khơng thể khác một cách đáng kể so
với các ion khác. Từ lâu đã biết rõ, quá trình phân ly nước diễn ra theo sơ đồ
sau: chuyển proton từ một phân tử nước này sang phân tử nước khác. Các ion
H3O+ được tạo ra liên tục do sự trao đổi proton với các phân tử nước bao
quanh, song diễn ra một cách vơ trật tự. Nhưng dưới tác dụng của điện trường
ngồi thì ngồi sự trao đổi vơ trật tự trên cịn diễn ra q trình có xu hướng:
một phần proton (H+) bắt đầu chuyển theo trường lực về phía catod, và do đó
chuyển được điện tích. Vậy dịng điện được chuyển không phải là do các ion

H3O+ (dù nó có tham gia vào q trình), mà bởi các proton được chuyển từ
phân tử nước này đến phân tử nước khác bên cạnh theo trường lực. Nhờ sự
chuyển proton mô tả như trên làm tăng độ dẫn điện của dung dịch, vì proton
có bán kính nhỏ, và đi qua khơng phải tồn đoạn đường đến catod, mà chỉ qua
một khoảng cách giữa các phân tử nước. Dạng như vậy của sự dẫn điện có thể
gọi là sự dẫn điện dây chuyền. Tương tự, có thể giải thích về độ dẫn điện lớn
đặc biệt của các ion hydroxyl, song trong trường hợp này các proton được
chuyển từ các phân tử nước đến các ion hydroxyl, tức là tương ứng với sự
chuyển các ion hydroxyl theo hướng về phía anod. Mặt khác, vì trạng thái
năng lượng của hydro trong phân tử nước tương ứng với cực tiểu thế năng (hố
thế năng) sâu hơn trong H3O+. Điều đó giải thích vì sao linh độ của ion OHnhỏ hơn của H+.


Bài 11: XÁC ĐỊNH NGƯỠNG KEO TỤ CỦA
KEO Fe(OH)3
Điểm

Lời phê của giáo viên

I. Cách tiến hành điều chế dung dịch keo :
Hệ keo của Fe(OH)3 được xác định như sau :
FeCl3 + 3H2O  Fe(OH)3 + 3HCl
Dung dịch keo được điều chế bằng cách cho FeCl 3 vào nước cất đang sôi.
Chất làm cho độ bền của keo này được chấp nhận là FeOCl (có chứa ion
FeO+) là sản phẩm của sự thủy phân khơng hồn tồn FeCl3 theo phương trình
phản ứng :
FeCl3 + H2O  FeOCl + 2HCl
Mixen của sol có cơng thức : {m[Fe(OH)3].nFeO+ (n – x)Cl-}.xCl-

Tiến hành thí nghiệm

Giải thích


Lấy 4 ống nghiệm, mỗi ống 5 ml

Vì ở ống nghiệm 1, 2, các hạt có

dung dịch keo, cho 1 ml Na2SO4 có

kích thước < 10-7 : chưa đạt tới

nồng độ 0,0001N; 0,001 N ; 0,01 N ;

ngưỡng keo tụ.

0,1 N lần lượt vào từng ống.
Sau 20 phút, ta thấy ống 1, 2 trong ,
ống 3 hơi đục, ống 4 có kết tủa lắng
xuống.
Ta chọn ống 3 và ghi nhận nồng độ
ống nghiệm số 3 là 0,01 N để tiếp
tục xác định ngưỡng keo tụ chính
xác.

Ở ống nghiệm số 3, các hạt keo đạt
kích thước 10-7  10-5 cm : đã đạt
đến ngưỡng keo tụ.
Ống nghiệm số 4, kích thước các hạt

> 10-5 cm nên hệ không bền về mặt
động học, dẫn đến các hạt phân tán
dễ dàng tách ra khỏi môi trường
phân tán.
Đây gọi là hiện tượng sa lắng.


Vậy : C* = C3 = 0,01 N
II. Xác định ngưỡng keo tụ chính xác :
Pha 10 ml dung dịch Na 2SO4 có nồng độ C* = 0,01 N trong bình định mức rồi
pha lỗng để thu được các nồng độ theo bảng 1 sau :

Số TT ống
1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

9

8

7

6

5

4

3

2

1

nghiệm
Số ml
Na2SO4 có
nồng độ 0,01
N
Số ml nước
cất
Nồng độ

0,00
0,001 0,002 0,003 0,004

Na2SO4 (N)

0,006 0,007 0,008 0,009
5

Bảng 1


Lấy 9 ống nghiệm được đánh số lần lượt từ 1  9. Cho vào mỗi ống 5 ml
dung dịch keo Fe(OH)3 điều chế ở trên và 1 ml dung dịch Na2SO4 đã pha loãng
với các nồng độ tương ứng từ C1  C9 ở bảng 1. Lắc thật kỹ từng ống nghiệm rồi để

yên một thời gian sau đò quan sát hiện tượng keo tụ thu được ở từng ống nghiệm theo
bảng 2.

Số TT ống
1

2

3

4

5

6

7

8

9

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

1
1
5
-

2
1
5
-

3
1
5
-

5
1
5
+

6
1
5
+

7
1
5
+

8
1
5
+

9
1
5
+

nghiệm
Nồng độ Na2SO4
Vdd Na2SO4
Vdd Fe(OH)3
Hiện tượng

4
1
5
+

Bảng 2

Với : (–) : Khơng hoặc ít có hiện tượng keo tụ
(+) : Có hiện tượng keo tụ hoặc kết tủa lắng xuống
Theo bảng 2 ta thấy : nồng độ chất điện ly Na 2SO4 nhỏ nhất để xuất hiện hiện
tượng keo tụ trong dung dịch keo Fe(OH)3 là ở ống nghiệm số 4 với nồng độ
tương ứng là C4 = 0,004 N. Từ đó ta tính được ngưỡng keo tụ của Fe(OH) 3 theo
công thức :

γ=
IV. Nhận xét :

C.V
0,004.1
.1000 =
.1000 = 0,8
ω
5


Qua q trình thực hiện thí nghiệm, ta thấy rằng : sự keo tụ chịu ảnh hưởng
bởi nhiều yếu tố như thời gian, nhiệt độ, nồng độ chất điện ly … Trong số đó,
yếu tố nồng độ chất điện ly đóng vai trị quan trọng.
Từ thí nghiệm khảo sát tính keo tụ của dung dịch keo Fe(OH) 3 trong môi
trường chất điện ly, ta thấy sự khác biệt của dung dịch thực và dung dịch keo là :
 Các hạt keo có kích thước lớn hơn các hạt phân tử (10 -710-5 cm) nên các
hạt keo khuếch tán rất chậm hơn các hạt phân tử trong dung dịch thực.
 Các hạt keo có kích thước nhỏ nên thường khơng bền về mặt nhiệt động,
do đó, các hạt keo thường có xu hướng kết lại với nhau (giảm bề mặt tiếp
xúc và nhiệt động học).

 Các hạt keo mang điện tích nên chịu ảnh hưởng bởi các chất điện ly.