lý thuyết và giải bài tập phần dung dịch sự điện li

Khóa hc LTả KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc)
Dung dch, s đin li

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 1 -



I. DUNG DCH
1. nh ngha.
Dung dch là h đng th gm hai hay nhiu cht mà t l thành phn ca chúng có th thay đi trong mt gii
hn khá rng.
Dung dch gm:
các cht tan và dung môi.
Dung môi là môi trng đ phân b các phân t hoc ion cht tan. Thng gp dung môi lng và quan trng
nht là H
2
O.
2. Quá trình hoà tan.
Khi hoà tan mt cht thng xy ra 2 quá trình.
- Phá hu cu trúc ca các cht tan.
- Tng tác ca dung môi vi các tiu phân cht tan.
Ngoài ra còn xy ra hin tng ion hoá hoc liên hp phân t cht tan (liên kt hiđro).
Ngc vi quá trình hoà tan là quá trình kt tinh. Trong dung dch, khi tc đ hoà tan bng tc đ kt tinh, ta
có dung dch bão hoà. Lúc đó cht tan không tan thêm đc na.
3.  tan ca các cht.
 tan đc xác đnh bng lng cht tan bão hoà trong mt lng dung môi xác đnh. Nu trong 100 g H
2
O
hoà tan đc:

>10 g cht tan: cht d tan hay tan nhiu.
<1 g cht tan: cht tan ít.
< 0,01 g cht tan: cht thc t không tan.
4. Tinh th ngm nc.
Quá trình liên kt các phân t (hoc ion) cht tan vi các phân t dung môi gi là quá trình sonvat hoá. Nu
dung môi là H
2
O thì đó là quá trình hiđrat hoá.
Hp cht to thành gi là sonvat (hay hiđrat).
Ví d: CuSO
4
.5H
2
O ; Na
2
SO
4
.10H
2
O.
Các sonvat (hiđrat) khá bn vng. Khi làm bay hi dung dch thu đc chúng  dng tinh th, gi là nhng
tinh th ngm H
2
O. Nc trong tinh th gi là nc kt tinh.
Mt s tinh th ngm nc thng gp:
FeSO
4
.7H
2
O, Na

2
SO
4
.10H
2
O, CaSO
4
.2H
2
O.
5. Nng đ dung dch
Nng đ dung dch là đi lng biu th lng cht tan có trong mt lng nht đnh dung dch hoc dung
môi
.
a) Nng đ phn trm (C%). Nng đ phn trm đc biu th bng s gam cht tan có trong 100 g dung dch.

Trong đó : m
t
, m
dd
là khi lng ca cht tan và ca dung dch.
V là th tích dung dch (ml), D là khi lng riêng ca dung dch (g/ml)
b)
Nng đ mol (C
M
). Nng đ mol đc biu th bng s mol cht tan trong 1 lít dung dch. Ký hiu là M.

c)
Quan h gia C% và C
M

.

DUNG DCH, S IN LI
(TÀI LIU BÀI GING)
(Tài liu dùng chung cho các bài ging s: 14, 15, 16 thuc chuyên đ này)
Giáo viên: V KHC NGC
ây là tài liu tóm lc các kin thc đi kèm vi bài ging “Dung dch, s đin li
” thuc Khóa hc LTH KIT-1:
Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc) ti website Hocmai.vn.  có th nm vng kin thc phn “Dung dch, s
đin li”, Bn cn kt hp xem tài liu cùng vi bài ging này
.
Khóa hc LTả KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc)
Dung dch, s đin li

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 2 -

Ví d : Tính nng đ mol ca dung dch axit H
2
SO
4
20%, có D = 1,143 g/ml
Gii : Theo công thc trên ta có :

II. S IN LY
1. nh ngha.
-
S đin li là quá trình phân li cht tan thành các ion di tác dng ca các phân t dung môi (thng là
nc) hoc

khi nóng chy.
Ion dng gi là cation, ion âm gi là anion.
- Cht đin ly là nhng cht tan trong nc to thành dung dch dn đin nh phân ly thành các ion.
Ví d: Các cht mui axit, baz.
-
Cht không đin li là cht khi tan trong nc to thành dung dch không dn đin.
Ví d: Dung dch đng, dung dch ru,…
- Nu cht tan cu to t các tinh th ion (nh NaCl, KOH,…) thì quá trình đin ly là quá trình đin li là quá
trình tách các ion khi mng li tinh th ri sau đó ion kt hp vi các phân t nc to thành
ion hiđrat.
- Nu cht tan gm các phân t phân cc (nh HCl, HBr, HNO
3
,…) thì đu tiên xy ra s ion hoá phân t và
sau đó là s hiđrat hoá các ion.
- Phân t dung môi phân cc càng mnh thì kh nng gây ra hin tng đin li đi vi cht tan càng mnh.
Trong mt s trng hp quá trình đin li liên quan vi kh nng to liên kt hiđro ca phân t dung môi (nh
s đin li ca axit).
2. S đin li ca axit, baz, mui trong dung dch nc.
a)
S đin li ca axit
Axit đin li ra cation H
+
(đúng hn là H
3
O
+
) và anion gc axit.
+-
23
HCl + H O H O + Cl

 đn gin, ngi ta ch vit
+-
HCl H + Cl

Nu axit nhiu ln axit thì s đin li xy ra theo nhiu nc, nc sau yu hn nc trc.

b)
S đin li ca baz.
Baz đin li ra anion OH
-
và cation kim loi hoc amoni.
4
+-
-
4
NaOH Na + OH
NH OH NH + OH


Nu baz nhiu ln baz thì s đin li xy ra theo nhiu nc, nc sau yu hn nc trc.

c)
S đin li ca mui.
Mui đin li ra cation kim loi hay amoni và anion gc axit, các mui trung hoà thng ch đin li 1 nc.
2
2 4 4
+
K SO 2K + SO

Mui axit, mui baz đin li nhiu nc :

Mui baz :

d)
S đin li ca hiđroxit lng tính.
Hiđroxit lng tính có th đin li theo 2 chiu ra c ion H
+
và OH
-
.
Khóa hc LTả KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc)
Dung dch, s đin li

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 3 -


3. Cht đin li mnh và cht đin li yu.
a)
Cht đin li mnh.
Cht đin li mnh là nhng cht trong dung dch nc đin li hoàn toàn thành ion. Quá trình đin li là quá
trình mt chiu, trong phng trình đin li dùng du
. Ví d:
+-
KCl K + Cl

Nhng cht đin li mnh là nhng cht mà
tinh th ion hoc phân t có liên kt phân cc mnh.

ó là:
- Hu ht các mui tan.
- Các axit mnh: HCl, HNO
3
, H
2
SO
4
,…
- Các baz mnh: NaOH, KOH, Ca(OH)
2
,…
b)
Cht đin li yu
- Cht đin li yu là nhng cht trong dung dch nc ch có mt phn nh s phân t đin li thành ion còn
phn ln tn ti di dng phân t, trong phng trình đin li dùng du thun nghch
Ví d:

Nhng cht đin li yu thng gp là:
- Các axit yu: CH
3
COOH, H
2
CO
3
, H
2
S,…
- Các baz yu: NH
4

OH,…
- Mi cht đin li yu đc đc trng bng
hng s đin li (K
đl
) - đó là hng s cân bng ca quá trình đin li.
Ví d:

Trong đó: [CH
3
COO
-
], [H
+
] và [CH
3
COOH] là nng đ các ion và phân t trong dung dch lúc cân bng. K
đl
là
hng s, không ph thuc nng đ. Cht đin li càng yu thì K
đl
càng nh.
Vi cht đin li nhiu nc, mi nc có K
đl
riêng. H
2
CO
3
có 2 hng s đin li:

4.  đin li a.

-  đin li a ca cht đin li là t s gia s phân t phân li thành ion N
p
và tng s phân t cht đin li tan
vào nc N
t
.

Ví d: C 100 phân t cht tan trong nc có 25 phân t đin li thì đ đin li a bng:

-
T s này cng chính là t s nng đ mol cht tan phân li (C
p
) và nng đ mol cht tan vào trong dung dch
(C
t
).

- Giá tr ca a bin đi trong khong 0 đn 1
0 ≤ a ≤ 1
Khi a = 1: cht tan phân li hoàn toàn thành ion. Khi a = 0: cht tan hoàn toàn không phân li (cht không đin
li).
-
 đin li a ph thuc các yu t : bn cht ca cht tan, dung môi, nhit đ và nng đ dung dch.
Khóa hc LTả KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc)
Dung dch, s đin li

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 4 -

5. Quan h gia đ đin li a và hng s đin li.
Gi s có cht đin li yu MA vi nng đ ban đu C
o
, đ đin li ca nó là , ta có:

Hng s đin li:

Da vào biu thc này, nu bit  ng vi nng đ dung dch C
o
, ta tính đc K
đl
và ngc li.
Ví d: Trong dung dch axit HA 0,1M có a = 0,01. Tính hng s đin li ca axit đó (ký hiu là K
a
).
Gii: Trong dung dch, axit HA phân li:

6. Axit - baz.
a)
nh ngha
Axit là nhng cht khi tan trong nc đin li ra ion H
+
(chính xác là H
3
O
+
).
Baz là nhng cht khi tan trong nc đin li ra ion OH
-
.

- i vi axit, ví d HCl, s đin li thng đc biu din bng phng trình.

Nhng thc ra axit không t phân li mà
nhng proton cho nc theo phng trình.

Vì H
2
O trong H
3
O
+
không tham gia phn ng nên thng ch ghi là H
+

- i vi baz, ngoài nhng cht trong phân t có sn nhóm OH
-
(nh NaOH, Ba(OH)
2
…) Còn có nhng baz
trong phân t không có nhóm OH (nh NH
3
…) nhng đã
nhn proton ca nc đ to ra OH
-

Do đó đ nêu lên bn cht ca axit và baz, vai trò ca nc (dung môi) cn đnh ngha axit - baz nh sau:
Axit là nhng cht có kh nng cho proton.
Baz là nhng cht có kh nng nhn proton.
ây là đnh ngha ca Bronstet v axit - baz.
b) Phn ng axit - baz.

-
Tác dng ca dung dch axit và dung dch baz.
Cho dung dch H
2
SO
4
tác dng vi dung dch NaOH, phn ng hoá hc xy ra to nhit làm dung dch nóng
lên.
H
2
SO
4
cho proton (chuyn qua ion H
3
O
+
) và NaOH nhn proton (trc tip là ion OH
-
).
Phn ng ca axit vi baz gi là
phn ng trung hoà và luôn to nhit.
- Tác dng ca dung dch axit và baz không tan.
 dung dch HNO
3
vào Al(OH)
3
¯ , cht này tan dn. Phn ng hoá hc xy ra.
HNO
3
cho proton, Al(OH)

3
nhn proton.
-
Tác dng ca dung dch axit và oxit baz không tan.
 dung dch axit HCl vào CuO, đun nóng, phn ng hoá hc xy ra, CuO tan dn:
Kt lun:
Trong các phn ng trên đu có s cho, nhn proton - đó là bn cht ca phn ng axit - baz.
c)
Hiđroxit lng tính.
Có mt s hiđroxit không tan (nh Zn(OH)
2
, Al(OH)
3
) tác dng đc c vi dung dch axit và c vi dung
dch baz đc gi là
hiđroxit lng tính.
Ví d: Zn(OH)
2
tác đng đc vi H
2
SO
4
và NaOH.
Km hiđroxit nhn proton, nó là mt baz.
Km hiđroxit cho proton, nó là mt axit.
Vy:
Hiđroxit lng tính là hiđroxit có hai kh nng cho và nhn proton, ngha là va là axit, va là baz.
7. S đin li ca nc
a)
Nc là cht đin li yu.

Tích s nng đ ion H
+
và OH
-
trong nc nguyên cht và trong dung dch nc  mi nhit đ là mt hng
s.

Khóa hc LTả KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc)
Dung dch, s đin li

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 5 -

Môi trng trung tính : [H
+
] = [OH
-
] = 10
-7
mol/l
Môi trng axit: [H
+
] > [OH
-
]
[H
+
] > 10

-7
mol/l.
Môi trng baz: [H
+
] < [OH
-
]
[H
+
] < 10
-7
mol/l
b)
Ch s hiđro ca dung dch -  pH
- Khi biu din nng đ ion H
+
(hay H
3
O
+
) ca dung dch di dng h thc sau:

thì h s a đc gi là pH ca dung dch
Ví d: [H
+
] = 10
-5
mol/l thì pH = 5, …
V mt toán hc thì pH = -lg[H
+

]
Nh vy:
Môi trng trung tính: pH = 7
Môi trng axit: pH < 7
Môi trng baz: pH > 7
pH càng nh thì dung dch có
đ axit càng ln, (axit càng mnh); pH càng ln thì dung dch có đ baz càng
ln (baz càng mnh).
- Cách xác đnh pH:
Ví d 1: Dung dch HCl 0,02M, có [H
+
] = 0,02M. Do đó pH = -lg2.10
-2
= 1,7.
Ví d 2: Dung dch NaOH 0,01M, có [OH
-
] = 0,01 = 10
-2
mol/l. Do đó :

c)
Cht ch th màu axit - baz.
Cht ch th màu axit - baz là cht có màu thay đi theo nng đ ion H
+
ca dung dch. Mi cht ch th
chuyn màu trong mt khong xác đnh.
Mt s cht ch th màu axit - baz thng dùng:

8. S thu phân ca mui.
Chúng ta đã bit,

không phi dung dch ca tt c các mui trung hoà đu là nhng môi trng trung tính (pH
= 7). Nguyên nhân là do: nhng mui ca axit yu - baz mnh (nh CH
3
COOHNa), ca axit mnh - baz yu (nh
NH
4
Cl) khi hoà tan trong nc đã tác dng vi nc to ra axit yu, baz yu, vì vy nhng mui này không tn ti
trong nc.
Nó b thu phân, gây ra s thay đi tính cht ca môi trng.
a) S thu phân ca mui to thành t axit yu -baz mnh. Ví d: CH
3
COONa, Na
2
CO
3
, K
2
S,…
Trong dung dch d ion OH
-
, do vy pH > 7 (tính baz).
Vy:
mui ca axit yu - baz mnh khi thu phân cho môi trng baz.
b) S thu phân ca mui to thành t axit mnh - baz yu. Ví d: NH
4
Cl, ZnCl
2
, Al
2
(SO

4
)
3
.
Trong dung dch d ion H
3
O
+
hay (H
+
), do vy pH < 7 (tính axit).
Vy mui ca axit mnh - baz yu khi thu phân cho môi trng axit.
c)
S thu phân ca mui to thành t axit yu - baz yu. Ví d: Al
2
S
3
, Fe
2
(CO
3
)
3
.

9. Phn ng trao đi ion trong dung dch đin li.
Phn ng trao đi ion trong dung dch đin li
ch xy ra khi có s to thành hoc cht kt ta, hoc cht bay
hi, hoc cht ít đin li
(đin li yu).

a) Phn ng to thành cht kt ta.
Trn dung dch BaCl
2
vi dung dch Na
2
SO
4
thy có kt ta trng to thành. ã xy ra phn ng.
b) Phn ng to thành cht bay hi.

Khóa hc LTả KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc)
Dung dch, s đin li

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 6 -

Cho axit HCl tác dng vi Na
2
CO
3
thy có khí bay ra. ã xy ra phn ng.
c)
Phn ng to thành cht ít đin li.
- Cho axit H
2
SO
4
vào mui axetat. Phn ng xy ra to thành axit CH
3

COOH ít đin li
- Hoc cho axit HNO
3
tác dng vi Ba(OH)
2
.
Phn ng trung hoà xy ra to thành cht ít đin li là nc.
Chú ý: Khi biu din phn ng trao đi trong dung dch đin li ngi ta thng vit
phng trình phân t và
phng trình ion.  phng trình ion, nhng cht kt ta, bay hi, đin li yu vit di dng phân t, các cht đin
li mnh vit di dng ion
(do chúng đin li ra). Cui cùng thu gn phng trình ion bng cách lc b nhng ion
nh nhau  2 v ca phng trình.


Giáo viên: V Khc Ngc
Ngun:
Hocmai.vn