SGK hóa học 11 nâng cao

Chơng

1

Sự điện li

A-rê-ni-ut
(S.Arrhenius)

Một loại máy đo pH đợc dùng trong
phòng thí nghiệm

Khi các axit, bazơ và muối hoà tan trong nớc xảy ra
những hiện tợng gì và hệ quả của quá trình hoà tan
này ra sao ?
Phản ứng xảy ra trong dung dịch nớc có những đặc
điểm gì ?
3


sự điện li

Bài 1
(1 tiết)
Bài
27

Biết các khái niệm về sự điện li và chất điện li.
Hiểu nguyên nhân tính dẫn điện của dung dịch
chất điện li và cơ chế của quá trình điện li.

(1
tiết)
I Hiện tợng điện li
1. Thí nghiệm

Dùng bộ dụng cụ nh hình 1.1. để chứng minh tính dẫn
điện của dung dịch.

Hình 1.1. Bộ dụng cụ chứng minh tính dẫn điện của dung dịch.

a) Lấy một ít nớc cất vào cốc, nhúng cặp điện cực bằng than
chì vào trong nớc, nối dụng cụ với nguồn điện, bóng đèn không
sáng. Vậy nớc cất không dẫn điện.
b) Thay cốc nớc cất trên bằng cốc đựng dung dịch NaCl, bóng
đèn sáng lên (hình 1.1.a). Dung dịch NaCl dẫn điện.

4


Làm lại thí nghiệm với dung dịch CH3COOH (hình 1.1.b), dung
dịch HCl, dung dịch NaOH và các dung dịch axit, bazơ, muối
khác ta thấy dung dịch của chúng đều dẫn điện.
c) Làm các thí nghiệm tơng tự với dung dịch đờng (hình
1.1c), dung dịch ancol etylic, dung dịch glixerol, NaCl rắn khan,
NaOH rắn khan, ta thấy bóng đèn đều không sáng. Chúng
không dẫn điện.
2. Nguyên nhân tính dẫn điện của các dung dịch axit,
bazơ và muối trong nớc
Ngay từ năm 1887, A-rê-ni-ut (S. Arrhenius, 1859 1927, ngời
Thuỵ Điển đợc giải Nobel về hoá học năm 1903) đã chỉ ra rằng

tính dẫn điện của các dung dịch axit, bazơ và muối là do trong
dung dịch của chúng có các tiểu phân mang điện tích chuyển
động tự do đợc gọi là các ion.
Nh vậy các axit, bazơ và muối khi hoà tan trong nớc phân li ra
các ion, nên dung dịch của chúng dẫn điện.
Ngời ta gọi quá trình phân li các chất trong nớc ra ion là
sự điện li. Những chất tan trong nớc phân li ra ion đợc gọi
là những chất điện li.(*)
Vậy axit, bazơ và muối là những chất điện li.
II Cơ chế của quá trình điện li
1. Cấu tạo của phân tử H2O
Phân tử H2O có cấu tạo nh hình 1.2a. Liên kết O H là liên kết
cộng hoá trị phân cực, cặp electron dùng chung lệch về phía
oxi, nên ở oxi có d điện tích âm, còn ở hiđro có d điện tích dơng. Vì vậy, phân tử H2O là phân tử phân cực.

*

(*) Nhiều chất khi nóng chảy cũng phân li ra ion, nên ở trạng thái nóng
chảy chúng dẫn điện đợc. Trong một số tài liệu, ngời ta cũng đề cập đến
chất điện li loại này, thí dụ Al 2O3.

5


Hình 1.2. a) Cấu tạo của phân tử nớc ; b) Mô hình đặc của phân tử nớc

2. Quá trình điện li của NaCl trong nớc
NaCl là hợp chất ion, nghĩa là gồm những cation Na + và anion

Cl liên kết với nhau bằng lực tĩnh điện. Khi cho NaCl tinh thể


vào nớc, những ion Na+ và Cl trên bề mặt tinh thể hút về
chúng các phân tử H 2O (cation hút đầu âm và anion hút đầu
dơng). Quá trình tơng tác giữa các phân tử nớc phân cực và
các ion của muối kết hợp với sự chuyển động hỗn loạn không


ngừng của các phân tử nớc làm cho các ion Na + và Cl của muối
tách dần khỏi tinh thể và hoà tan trong nớc (hình 1.3).
Từ sơ đồ trên ta thấy sự điện li của NaCl trong nớc có thể đợc
biểu diễn bằng phơng trình điện li nh sau :

NaCl (dd) Na+ (dd) + Cl (dd)
Tuy nhiên, để đơn giản ngời ta thờng viết :

NaCl Na+ + Cl

Hình 1.3. Sơ đồ quá trình điện li ra ion của tinh thể NaCl trong nớc.

6


3. Quá trình điện li của HCl trong nớc
Phân tử hiđro clorua (HCl) cũng là phân tử phân cực tơng
tự phân tử nớc. Cực dơng ở phía hiđro, cực âm ở phía clo.
Khi tan trong nớc, các phân tử HCl hút về chúng những cực ngợc dấu của các phân tử nớc. Do sự tơng tác giữa các phân tử nớc
và phân tử HCl, kết hợp với sự chuyển động không ngừng của
các phân tử nớc dẫn đến sự điện li phân tử HCl ra các ion H +

và Cl (hình 1.4).

Hình 1.4. Sơ đồ quá trình điện li ra ion của phân tử HCl trong nớc.

Phơng trình điện li của HCl trong nớc nh sau :


HCl H+ + Cl

Trong các phân tử ancol etylic, đờng, glixerol, có sự phân cực
nhng rất yếu, nên dới tác dụng của các phân tử nớc chúng không
thể phân li thành ion đợc, chúng là các chất không điện li.

Bài tập
1. Sự điện li, chất điện li là gì ? Những loại chất nào là chất điện li ? Lấy
một số thí dụ về chất điện li và chất không điện li.
2. Tại sao các dung dịch axit, bazơ và muối dẫn điện đợc ?
3. Cơ chế của quá trình điện li chất điện li là hợp chất ion và hợp chất cộng
hoá trị phân cực nh thế nào ?
4. Trong số các chất sau, những chất nào là chất điện li ?
H2S, SO2, Cl2, H2SO3, CH4, NaHCO3, Ca(OH)2, HF, C6H6, NaClO.
5. Trờng hợp nào sau đây không dẫn điện đợc ?
a. KCl rắn, khan.
b. Nớc biển.

c. Nớc sông, hồ, ao.
d. Dung dịch KCl trong nớc.

7


6. Chất nào dới đây không điện li ra ion khi hoà tan trong nớc ?
A. MgCl2, B. HClO3, C. C6H12O6 (glucozơ), D. Ba(OH)2,
7. Dung dịch nào sau đây không dẫn điện đợc ?
A. HCl trong C6H6 (benzen).
B. CH3COONa trong nớc.

B. Ca(OH)2 trong nớc.
D. NaHSO4 trong nớc.

Phân loại các chất điện li

Bài 2
(1 tiết)
Bài
27
(1
tiết)

Hiểu độ điện li và cân bằng điện li là gì.
Hiểu thế nào là chất điện li mạnh, chất điện li
yếu.

I Độ điện li
1. Thí nghiệm
Dùng bộ dụng cụ nh hình 1.1. Đổ vào cốc một lợng dung dịch
HCl 0,1M. Nhúng cặp điện cực vào đó, nối dụng cụ với nguồn
điện, bóng đèn sáng rõ.

Làm lại thí nghiệm, nhng thay dung dịch HCl bằng dung dịch
CH3COOH 0,1M, bóng đèn sáng yếu hơn.
Hai thí nghiệm trên chứng tỏ rằng : nồng độ các ion trong
dung dịch HCl lớn hơn nồng độ các ion trong dung dịch
CH3COOH, nghĩa là số phân tử HCl phân li ra ion nhiều hơn so
với số phân tử CH3COOH phân li ra ion.
2. Độ điện li
Để chỉ mức độ phân li ra ion của chất điện li, ngời ta dùng khái
niệm độ điện li.
8


Độ điện li (anpha) của chất điện li là tỉ số số phân tử
phân li ra ion (n) và tổng số số phân tử hoà tan (no).
=

n
no

Độ điện li của các chất điện li khác nhau nằm trong khoảng 0 <
1. Khi một chất có = 0, quá trình điện li không xảy ra, đó
là chất không điện li. Độ điện li thờng đợc biểu diễn dới dạng phần
trăm. Thí dụ, trong dung dịch CH3COOH 0,043M, cứ 100 phân tử
hoà tan chỉ có 2 phân tử phân li ra ion, độ điện li là :
=

2
= 0,02
100

hay 2%

II Chất điện li mạnh và chất điện li yếu
1. Chất điện li mạnh
Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nớc(*), các phân tử hoà
tan đều phân li ra ion.
Vậy chất điện li mạnh có = 1. Đó là các axit mạnh, nh HCl,
HNO3, HClO4, H2SO4,... ; các bazơ mạnh, nh NaOH, KOH,
Ba(OH)2... và hầu hết các muối.
Trong phơng trình điện li của chất điện li mạnh, ngời ta dùng
một mũi tên chỉ chiều của quá trình điện li. Thí dụ :
Na2CO3 2Na+ + CO32
Vì sự điện li của Na2CO3 là hoàn toàn, nên ta dễ dàng tính
đợc nồng độ ion trong dung dịch khi biết nồng độ của Na 2CO3.
Thí dụ, trong dung dịch Na2CO3 0,1M, nồng độ ion Na+ là 0,2M

*

(*) Tất cả các chất đều ít nhiều tan trong nớc. Thí dụ, ở 25 oC độ hoà tan
của BaSO4 là 1,0.10 5 mol/l, của AgCl là 1,2.10 5 mol/l, của CaCO 3 là 6,9.10 5
mol/l, của Fe(OH) 2 là 5,8.10 6 mol/l.

9


và nồng độ ion CO32 là 0,1M, vì một mol phân tử Na2CO3 phân
2
li ra hai mol ion Na+ và một mol ion CO3 .

2. Chất điện li yếu

Chất điện li yếu là chất khi tan trong nớc chỉ có một phần
số phân tử hoà tan phân li ra ion, phần còn lại vẫn tồn tại d ới
dạng phân tử trong dung dịch.
Vậy độ điện li của chất điện li yếu nằm trong khoảng 0 <
< 1.
Những chất điện li yếu là các axit yếu, nh CH3COOH, HClO,
H2S, HF, H2SO3, H2CO3... ; các bazơ yếu, nh Bi(OH)3, Mg(OH)2
v.v... Trong phơng trình điện li của chất điện li yếu, ngời ta
dùng hai mũi tên ngợc chiều nhau thay cho một mũi tên trong trờng hợp đối với chất điện li mạnh. Thí dụ :

CH3COOH H+ + CH3COO
a) Cân bằng điện li
Sự phân li của chất điện li yếu là quá trình thuận nghịch,
khi nào tốc độ phân li và tốc độ kết hợp các ion tạo lại phân tử
bằng nhau, cân bằng của quá trình điện li đợc thiết lập. Cân
bằng điện li cũng là cân bằng động.
Giống nh mọi cân bằng hoá học khác, cân bằng điện li cũng
có hằng số cân bằng K và tuân theo nguyên lí chuyển dịch
cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê.
b) ảnh hởng của sự pha loãng đến độ điện li
Khi pha loãng dung dịch, độ điện li của các chất điện li đều
tăng.
Thí dụ, ở 25oC độ điện li của CH3COOH trong dung dịch
0,100M là 1,32%, trong dung dịch 0,043M là 2% và trong dung
dịch 0,010M là 4,11%.

10


Có thể giải thích hiện tợng này nh sau. Khi pha loãng dung

dịch, các ion dơng và âm của chất điện li ở cách xa nhau hơn,
ít có điều kiện va chạm vào nhau để tạo lại phân tử, trong khi
đó sự pha loãng không cản trở đến sự phân li của các phân tử.

Bài tập
1. Độ điện li là gì ? Thế nào là chất điện li mạnh, chất điện li yếu ? Lấy
một số thí dụ chất điện li mạnh, chất điện li yếu và viết phơng trình
điện li của chúng.
2. Cân bằng sau tồn tại trong dung dịch : CH3COOH

H+ + CH3COO

Độ điện li của CH3COOH sẽ biến đổi nh thế nào ?
a. Khi nhỏ vào vài giọt dung dịch HCl.
b. Khi pha loãng dung dịch.
c. Khi nhỏ vào vài giọt dung dịch NaOH.
Hãy chọn câu trả lời đúng.
3. Chất điện li mạnh có độ điện li :

a. > 1.

c. < 1.

b. = 1.

D. 0 < < 1.
Hãy chọn đáp án đúng.
4.

Chất điện li yếu có độ điện li :

A. = 0.

C. 0 < < 1.

B. = 1.

D. < 0.

Hãy chọn đáp án đúng.
5. Có hai chất điện li AB và CD, trong đó A và C đều có số oxi hoá +I, chúng
là các chất tan đợc trong nớc. Một là chất điện li mạnh và một là chất điện
li yếu. Bằng phơng pháp thực nghiệm nào có thể phân biệt đợc chúng ?
Mô tả phơng pháp đó.

11


6. Tính nồng độ mol của cation và anion trong các dung dịch sau :
a) Na3PO4 0,1M.
b) HNO3 0,02M.
c) KOH 0,01M.
7 . a) Chứng minh rằng độ điện li có thể tính bằng công thức sau :
*

=

C
Co

Trong đó có Co là nồng độ mol của chất hoà tan, C là nồng độ mol của

chất hoà tan phân li ra ion.
b) Tính nồng độ mol của CH 3COOH, CH3COO và H+ trong dung dịch
CH3COOH 0,043M khi quá trình điện li ở trạng thái cân bằng, biết rằng
độ điện li của CH3COOH bằng 2%.

12


axit, bazơ và muối

Bài 3
(2 tiết)
Bài
27
(1
tiết)

Biết thế nào là axit, bazơ theo thuyết A-rê-ni-ut và
thuyết Bron-stêt.
Biết viết phơng trình phân li của các axit, bazơ
và
muối
trong nớc.
Biết hằng số phân li axit, hằng số phân li bazơ là
gì và sử dụng chúng để giải các bài tập đơn giản.

I Axit và bazơ theo thuyết A-rê-ni-ut
1. Định nghĩa
a) Axit là chất khi tan trong nớc phân li ra cation H+.
Thí dụ :

HCl H+ + Cl


CH3COOH H+ + CH3COO

Các dung dịch axit đều có một số tính chất chung, đó là
tính chất của các cation H+ trong dung dịch.


b) Bazơ là chất khi tan trong nớc phân li ra anion OH .
Thí dụ :



NaOH Na++ OH

Các dung dịch bazơ đều có một số tính chất chung, đó là


tính chất của các anion OH trong dung dịch.
2. Axit nhiều nấc, bazơ nhiều nấc
a) Axit nhiều nấc
Từ hai thí dụ trên ta thấy mỗi phân tử axit HCl, CH 3COOH chỉ
phân li một nấc ra ion H+. Những axit đó là các axit một nấc.
Có những axit, mà phân tử phân li nhiều nấc ra ion H +, nh
một vài thí dụ dới đây :
Sự phân li của H2SO4 :

13


H2SO4 H+ + HSO4 : sự điện li hoàn toàn
HSO4

H+ + SO24



2

: K = 10

Phân tử H2SO4 phân li hai nấc ra ion H+, nó là axit hai nấc..
Sự phân li của H3PO4 :
H3PO4


H+ + H2PO4

: K1 = 7,6.103

H2PO4

H+ + HPO24

: K2 = 6,2.108

HPO24

H+ + PO34

: K3 = 4,4.1013



Phân tử H3PO4 phân li ba nấc ra ion H+, nó là axit ba nấc.
Những axit mà phân tử phân li nhiều nấc ra ion H + là các
axit nhiều nấc.
b) Bazơ nhiều nấc
Trờng hợp NaOH ở thí dụ trên cho thấy, phân tử chỉ phân li


một nấc ra nhóm OH , nó là bazơ một nấc.


Có nhiều bazơ mà phân tử phân li nhiều nấc ra ion OH là
các bazơ nhiều nấc. Thí dụ :


Ca(OH)2 Ca(OH)+ + OH : sự điện li hoàn toàn
Ca(OH) +





Ca2+ + OH

: K = 4.102


Phân tử Ca(OH)2 phân li hai nấc ra ion OH , nó là bazơ hai
nấc(*).
3. Hiđroxit lỡng tính
Hiđroxit lỡng tính là chất khi tan trong nớc vừa có thể phân
li nh axit, vừa có thể phân li nh bazơ.
Thí dụ, Zn(OH)2 là hiđroxit lỡng tính :

Zn(OH)2 Zn2+ + 2OH

*

: Phân li kiểu bazơ

(*) Các axit mạnh nhiều nấc và bazơ mạnh nhiều nấc chỉ phân li mạnh
ở nấc thứ nhất, từ nấc thứ hai trở đi là yếu, trừ khi dung dịch rất loãng.

14


Zn(OH)2 2H+ + Zn O2
2

(**)

: Phân li kiểu axit

Để thể hiện tính axit của Zn(OH) 2 ngời ta thờng viết nó dới

dạng H2ZnO2.
Một số hiđroxit lỡng tính thờng gặp là Al(OH)3, Zn(OH)2,
Pb(OH)2, Sn(OH)2, Cr(OH)3, Cu(OH)2. Chúng đều tan ít trong nớc
và có lực axit, lực bazơ đều yếu.
II khái niệm về Axit và bazơ theo thuyết Bron-stêt(*)
1. Định nghĩa
Axit là chất nhờng proton (H+). Bazơ là chất nhận proton.
Axit Bazơ + H+

Thí dụ 1 :
CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO
Trong phản ứng này, CH3COOH nhờng H+ cho H2O, nó là axit ;


H2O nhận H+, nó là bazơ. Theo phản ứng nghịch CH 3COO nhận
H+, nó là bazơ, còn H3O+ nhờng H+, nó là axit.
Thí dụ 2 :

NH3 + H2O

NH+4 + OH

NH3 là bazơ vì nó nhận H +, còn H2O trong phản ứng này là

axit. Theo phản ứng nghịch NH+4 là axit và OH là bazơ.

Thí dụ 3 :

HCO3 + H2O

2
H3O+ + CO3

2 là
Trong phản ứng này, HCO3 và H3O+ là axit, H2O và CO3
bazơ.

HCO3 + H2O H2CO3 + OH


ở đây HCO3 và OH là bazơ, H2O và H2CO3 là axit. Vậy HCO3
là chất lỡng tính.
*

2

(**) Thực ra trong dung dịch nớc tồn tại dới dạng [Zn(OH) 4] , có thể do
2

quá trình kết hợp với các phân tử nớc : ZnO22 + 2H2O [Zn(OH)4] .
(
*) Trong một số tài liệu gọi là thuyết Bron-stêt Lau-ri (J. N. Brửnsted,
1879 1947, nhà hoá học Đan Mạch, T. Lowry, 1874 1936, nhà hoá học
Anh). Thuyết này cũng có tên gọi là thuyết proton.

15


Nhận xét : Tuỳ từng trờng hợp phân tử H2O, có thể đóng vai
trò axit hay bazơ, nó là chất lỡng tính.

Theo thuyết Bron-stêt, axit và bazơ có thể là phân
tử hoặc ion.
2. Ưu điểm của thuyết Bron-stêt
Theo thuyết A-rê-ni-ut, trong phân tử axit phải có hiđro và
phân li ra H+ trong nớc, trong phân tử bazơ phải có nhóm OH và


phân li ra OH trong nớc. Vậy thuyết A-rê-ni-ut chỉ đúng cho trờng hợp dung môi là nớc. Mặt khác, có những chất không chứa
nhóm OH, nhng chúng là bazơ, nh NH3, các amin(**) thì thuyết
A-rê-ni-ut không giải thích đợc.
Thuyết Bron-stêt tổng quát hơn, nó áp dụng đúng cho bất kì
dung môi nào có khả năng nhờng và nhận proton, cả khi vắng
mặt dung môi. Tuy nhiên, ở đây chúng ta chỉ nghiên cứu tính
chất axit bazơ trong dung môi nớc, nên cả hai thuyết đều cho
kết quả giống nhau.
III Hằng số phân li axit và bazơ
1. Hằng số phân li axit
Sự phân li axit yếu trong nớc là quá trình thuận nghịch, ở
trạng thái cân bằng có thể áp dụng biểu thức hằng số cân bằng
cho nó. Thí dụ :
CH3COOH H

+



+ CH3COO (1)


;

H+ CH COO
3

Ka =
CH3COOH

Trong đó : [H+], [CH3COO ] và [CH3COOH] là nồng độ của H+,


CH3COO và CH3COOH lúc cân bằng, tính bằng mol/l.
Cân bằng trong dung dịch CH3COOH có thể viết :
(2)
CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO
H3O+ CH3COO
Ka =
[ CH3COOH ]

*

16

(**) Các amin sẽ học ở phần các chất hữu cơ lớp 12.

;


H2O trong cân bằng (2) là dung môi, trong dung dịch loãng
nồng độ của H2O đợc coi là hằng số, nên không có mặt trong
biểu thức tính K.

Phơng trình (1) đợc viết theo thuyết A-rê-ni-ut, phơng trình
(2) đợc viết theo thuyết Bron-stêt. Hai cách viết này cho kết quả
giống nhau, nghĩa là giá trị Ka không đổi, vì trong một dung
dịch [H+] = [H3O+].
Ka là hằng số phân li axit. Đối với axit xác định, Ka chỉ phụ
thuộc vào nhiệt độ.
Giá trị Ka của axit càng nhỏ, lực axit của nó càng yếu. Thí dụ,


ở 25oC, Ka của CH3COOH là 1,75.10 5 và của HClO là 5.10 8. Vậy
lực axit của HClO yếu hơn của CH 3COOH, nghĩa là nếu hai axit
có cùng nồng độ mol thì nồng độ mol của H + trong dung dịch
HClO nhỏ hơn.
2. Hằng số phân li bazơ
+

Thí dụ, NH3 ở trong nớc là bazơ yếu : NH3 + H2O NH4 + OH

Lúc cân bằng ta có : K b =

[NH+4 ][OH ]
; trong đó
[NH3]

NH+4 ], [OH], [NH3] là nồng độ mol của NH+4 , OH, NH3 lúc cân
bằng ; Kb là hằng số phân li bazơ. Kb của một bazơ xác định chỉ
phụ thuộc vào nhiệt độ. Giá trị Kb của bazơ càng nhỏ, lực bazơ
của nó càng yếu.
IV Muối
1. Định nghĩa

Muối là hợp chất, khi tan trong nớc phân li ra cation kim loại
+
(hoặc cation NH4 ) và anion gốc axit.

Thí dụ :

+
2
(NH4)2SO4 2 NH4 + SO4

NaHCO3


Na+ + HCO3

17


Muối mà trong phân tử không còn hiđro có khả năng phân li
ra ion H+ (hiđro có tính axit)(*) đợc gọi là muối trung hoà. Thí
dụ, NaCl, (NH4)2SO4, Na2CO3.
Nếu trong phân tử muối vẫn còn hiđro có khả năng phân li ra
ion H+, thì muối đó đợc gọi là muối axit. Thí dụ, NaHCO3,
NaH2PO4, NaHSO4.
Ngoài ra còn có một số muối phức tạp thờng gặp nh muối
kép : NaCl.KCl ; KCl.MgCl2.6H2O ;... phức chất : [Ag(NH3)2]Cl ;
[Cu(NH3)4]SO4 ;...
2. Sự điện li của muối trong nớc
Hầu hết các muối (kể cả muối kép) khi tan trong nớc phân li
hoàn toàn ra cation kim loại (hoặc cation NH+4 ) và anion gốc axit

(trừ một số muối nh HgCl2, Hg(CN)2 v.v... là các chất điện li yếu).
Thí dụ :
K2SO4

2
2K+ + SO4

NaCl . KCl Na+ + K+ + 2Cl
NaHSO3 Na+ + HSO3
Nếu gốc axit còn chứa hiđro có tính axit, thì gốc này phân li
yếu ra H+. Thí dụ
HSO3 H+ + SO32
Phức chất khi tan trong nớc phân li hoàn toàn ra ion phức (ion
phức nằm trong dấu móc vuông), sau đó ion phức điện li yếu ra
các cấu tử thành phần. Thí dụ :

[Ag(NH3)2]Cl



[Ag(NH3)2]+ + Cl
[Ag(NH3)2]+

*



Ag+ + 2NH3

(*) Trong phân tử một số muối nh Na2HPO 3, NaH2PO2, vẫn còn hiđro,

nhng là muối trung hoà vì các hiđro đó không có tính axit.

18


Bài tập
1. Phát biểu các định nghĩa axit và bazơ theo thuyết A-rê-ni-ut và thuyết
Bron-stêt. Lấy các thí dụ minh hoạ.
2. Thế nào là bazơ một nấc và nhiều nấc, axit một nấc và nhiều nấc, hiđroxit lỡng tính, muối trung hoà, muối axit ? Lấy các thí dụ và viết phơng trình
điện li của chúng trong nớc.
3. Hằng số phân li axit, hằng số phân li bazơ là gì ? Lấy thí dụ.
4. Kết luận nào dới đây là đúng theo thuyết A-rê-ni-ut ?
A. Một hợp chất trong thành phần phân tử có hiđro là một axit.
B. Một hợp chất trong thành phần phân tử có nhóm OH là một bazơ.
C. Một hợp chất trong thành phần phân tử có hiđro và phân li ra H + trong nớc
là một axit.
D. Một hợp chất là bazơ không nhất thiết phải có nhóm OH trong thành
phần phân tử.
5. Theo thuyết Bron-stêt thì câu trả lời nào sau đây là đúng ?
A. Trong thành phần của bazơ phải có nhóm OH.
B. Axit hoặc bazơ có thể là phân tử hoặc ion.
C. Trong thành phần của axit có thể không có hiđro.
D. Axit hoặc bazơ không thể là ion.
6. Chọn câu trả lời đúng trong số các câu dới đây :
A. Giá trị Ka của một axit phụ thuộc vào nồng độ.
B. Giá trị Ka của một axit phụ thuộc vào áp suất.
C. Giá trị Ka của một axit phụ thuộc vào nhiệt độ.
D. Giá trị Ka của axit càng nhỏ lực axit càng mạnh.
7. Viết phơng trình điện li của các chất sau trong dung dịch : K 2CO3, NaClO,
Na2HPO4, Na3PO4, Na2S, NaHS, Sn(OH)2.

8. Hãy cho biết các phân tử và ion sau là axit, bazơ hay lỡng tính theo thuyết
Bron-stêt :


3

+

2

HI ; CH3COO, H2PO4,PO4 ,NH 4 , NH3 ; S2 ; HPO4 . Minh hoạ bằng phản ứng
hoá học của chúng trong dung dịch nớc.
9. Viết biểu thức hằng số phân li axit K a hoặc hằng số phân li bazơ K b cho
+

các trờng hợp sau : HF ; CH3COO ; NH4 ; F.
10. Có hai dung dịch sau :
a) CH3COOH 0,1M (Ka = 1,75.105). Tính nồng độ mol của ion H+.

19


b) NH3 0,1M (Kb = 1,80.105). Tính nồng độ mol của ion OH.

Sự điện li của nớc. ph.
Chất chỉ thị axit - bazơ

Bài 4
(2 tiết)
Bài

27
(1
tiết)

Hiểu tích số ion của nớc là gì.
Hiểu cách đánh giá độ axit và độ kiềm của các
dung dịch theo nồng độ ion H+ và pH.
Biết màu của vài chất chỉ thị trong dung dịch ở
các khoảng pH khác nhau.

I nớc là chất điện li rất yếu
1. Sự điện li của nớc
Bằng dụng cụ đo chính xác thấy nớc cũng dẫn điện nhng cực

kì yếu, vì nớc là chất điện li rất yếu : H2O H+ + OH
(1)
H3O+ + OH
H2O + H2O
(2)
(bazơ) (axit)

(axit)

(bazơ)

Phơng trình điện li (1) đợc viết theo thuyết A-rê-ni-ut. Phơng trình (2) đợc viết theo thuyết Bron-stêt. Hai cách viết này
cho những hệ quả giống nhau.
2. Tích số ion của nớc
Từ phơng trình (1) ta có thể viết đợc biểu thức hằng số

[H+ ][OH ]
[H2O]
Thực nghiệm đã xác định đợc rằng, ở nhiệt độ thờng cứ 555
triệu phân tử nớc thì chỉ có một phân tử phân li ra ion, nên
[H2O] đợc coi là hằng số. Từ đó, đặt :
K H O = K[H2O] = [H+] [OH]
cân bằng K của phản ứng :

2

20

K =


Hằng số K H2O đợc gọi là tích số ion của nớc, nó là hằng số ở

nhiệt độ xác định. ở 25oC, hằng số này bằng 1,0.10 14 ( K H2O =




[H+].[OH ] = 1,0.10 14)
Tích số ion của nớc là hằng số cả trong dung dịch loãng của các
chất khác nhau.


Vì một phân tử H2O phân li ra một ion H + và một ion OH ,
nên trong nớc:

[H+] = [OH ] = 1014 = 1,0.10 7 mol/l.
Nớc là môi trờng trung tính, nên có thể định nghĩa môi trờng


trung tính là môi trờng trong đó [H+] = [OH ] = 1,0.10 7M.
3. ý nghĩa tích số ion của nớc
a) Môi trờng axit : Khi hoà tan axit vào nớc, nồng độ H+ tăng
lên, cân bằng (1) chuyển dịch theo chiều nghịch, làm giảm


bớt nồng độ H + thêm vào và nồng độ OH trong cân bằng, sao
cho tích số ion của nớc không đổi.


Thí dụ, hoà tan axit vào nớc để nồng độ H+ bằng 10 3 mol/l
1014 1014

thì nồng độ OH là : [OH ] = + = 3 = 1,0.10 11 mol/l.
H
10

Vậy môi trờng axit là môi trờng trong đó [H+] > [OH ] hay [H+]

> 1,0.10 7 M.


b) Môi trờng kiềm(*): Khi hoà tan bazơ vào nớc, nồng độ OH
tăng lên, cân bằng (1) chuyển dịch theo chiều nghịch, làm


giảm bớt nồng độ OH thêm vào và nồng độ H+ trong cân bằng
sao cho tích số ion của nớc không đổi. Thí dụ,




hoà tan bazơ vào nớc để nồng độ OH bằng 10 5M thì nồng độ
H+ là :

*

(*) Khi bazơ tan trong nớc tạo thành dung dịch có tính kiềm. Môi trờng
của nó đợc gọi là môi trờng kiềm.

21


1014
1014

[H ] =
= 1,0.10 9 M

=
5
OH

10

Vậy môi trờng kiềm là môi trờng trong đó : [H+] < [OH ] hay
+



[H+] <10 7 M.
Những thí dụ trên cho thấy, nếu biết nồng độ H + trong dung


dịch nớc, thì nồng độ OH cũng đợc xác định và ngợc lại. Vì
vậy, độ axit và độ kiềm của dung dịch có thể đợc đánh giá
chỉ bằng nồng độ H+ :
Môi trờng axit



[H+] > 1,0.10 7M

:



[H+] = 1,0.10 7M

Môi trờng trung tính :



: [H+] < 1,0.10 7M

Môi trờng kiềm

II Khái niệm về pH. Chất chỉ thị axit bazơ
1. Khái niệm về pH
Nh đã thấy ở trên, dựa vào nồng độ H + trong dung dịch nớc
có thể đánh giá đợc độ axit và độ kiềm của dung dịch. Nhng
dung dịch thờng dùng có nồng độ H + nhỏ, để tránh ghi nồng
độ H+ với số mũ âm, ngời ta dùng pH với quy ớc nh sau :
[H+] = 10

pH(*)

M hoặc nếu [H+] = 10aM thì pH = a.


Thí dụ : [H+] = 1,0.10 1M pH = 1 : môi trờng axit.


[H+] = 1,0.10 7M pH = 7 : môi trờng trung tính.


[H+] = 1,0.10 11M pH = 11 : môi trờng kiềm.
Thang pH thờng dùng là từ 0 đến 14 :

(

22

+

*) Về mặt toán học pH = lg[H ]


Giá trị pH có ý nghĩa to lớn trong thực tế. Chẳng hạn, pH của
máu ngời và động vật có giá trị không đổi nghiêm ngặt. Thực
vật có thể sinh trởng bình thờng chỉ khi giá trị pH của dung
dịch trong đất ở trong khoảng xác định đặc trng cho mỗi loại
cây. Tốc độ ăn mòn kim loại trong nớc tự nhiên phụ thuộc rất
nhiều vào pH của nớc mà kim loại tiếp xúc.
2. Chất chỉ thị axit bazơ
Chất chỉ thị axitbazơ là chất có màu biến đổi phụ thuộc
vào giá trị pH của dung dịch. Thí dụ, màu của hai chất chỉ thị
axit bazơ là quỳ và phenolphtalein trong các khoảng pH khác
nhau đợc đa ra trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Màu của quỳ và phenolphtalein trong dung dịch ở
các khoảng pH khác nhau
Quỳ
Phenolphtalein

pH < 5
đỏ

pH = 5 8
tím

pH < 8,3
không màu

pH > 8
xanh
pH 8,3
hồng(**)

Trộn lẫn một số chất chỉ thị có khoảng pH đổi màu kế tiếp
nhau, ta đợc hỗn hợp chất chỉ thị axit bazơ vạn năng. Dùng
băng giấy tẩm dung dịch hỗn hợp này có thể xác định đợc giá
trị gần đúng pH của dung dịch.
Để xác định giá trị tơng đối chính xác pH của dung dịch ngời ta dùng máy đo pH.

Bài tập
1. Phát biểu các định nghĩa môi trờng axit, trung tính và kiềm theo nồng
độ H+ và pH.
2. Chất chỉ thị axit bazơ là gì ? Hãy cho biết màu của quỳ và
phenolphtalein trong dung dịch với các khoảng pH khác nhau.
3. Một dung dịch có [OH] = 2,5.1010M. Môi trờng của dung dịch là
*

(**) Trong dung dịch xút đặc màu hồng bị mất.

23


A. Axit
đợc

B. Kiềm

C. Trung tính

D. Không xác định

Hãy chọn đáp án đúng.
4.

Cần bao nhiêu gam NaOH để pha chế 300 ml dung dịch có pH = 10 ?

5. a) Tính pH của dung dịch chứa 1,46g HCl trong 400 ml.
b) Tính pH của dung dịch tạo thành sau khi trộn 100 ml dung dịch HCl
1,000M với 400 ml dung dịch NaOH 0,375M.
6.

Trong dung dịch HNO3 0,01M tích số ion của nớc ở nhiệt độ bất kì là :
A. [H+] [OH] = 1014.

B. [H+] [OH] > 1014.

C. [H+] [OH] < 1014.

D. Tuỳ thuộc vào nhiệt độ.

Hãy chọn đáp án đúng.
7. Một dung dịch có [OH ] = 4,2.10 3M, đánh giá nào dới đây là đúng ?
A. pH = 3 ;

B. pH = 4 ;

C. pH < 3 ;

D. pH > 4.

8. Một dung dịch có pH = 5, đánh giá nào dới đây là đúng ?
A. [H+] = 2,0.10 5M ;
9.

B. 5,0.10 4M ;

C. 1,0.10 5M ;

D. 1,0.10 4M.

Ka(CH3COOH) = 1,75.105 ; Ka(HNO2) = 4.10 4. Khi quá trình điện li
trong dung dịch ở trạng thái cân bằng, đánh giá nào dới đây là đúng ?
+
+
A. [H ]CH3COOH > [H ]HNO2 .

C. pH(CH3COOH) < pH(HNO2)

+
+
B. [H ]CH3COOH < [H ]HNO2 .

D. [CH3COO ] > [NO2 ].

10. Hai dung dịch axit đa ra ở câu 9 cùng nồng độ mol và cùng nhiệt độ,

axit nào có độ điện li lớn hơn?

T liệu

pH và sự sâu răng

Răng đợc bảo vệ bởi lớp men cứng, dày khoảng 2mm. Lớp men này là hợp
chất Ca5(PO4)3 OH và đợc tạo thành bằng phản ứng :
5Ca2+ + 3 PO43 + OH

Ca5(PO4)3OH (1)

Quá trình tạo lớp men này là sự bảo vệ tự nhiên của con ng ời chống lại
bệnh sâu răng.
Sau bữa ăn, vi khuẩn trong miệng tấn công các thức ăn còn lu lại trên răng
tạo thành các axit hữu cơ nh axit axetic, axit lactic. Thức ăn với hàm lợng đờng
cao tạo điều kiện tốt nhất cho việc sản sinh ra các axit đó.
Lợng axit trong miệng tăng, pH giảm, làm cho phản ứng sau xảy ra : H + +
OH H2O

24


Khi nồng độ OH giảm, theo nguyên lí Lơ Sa-tơ-li-ê, cân bằng (1) chuyển
dịch theo chiều nghịch và men răng bị mòn, tạo điều kiện cho sâu răng
phát triển.
Biện pháp tốt nhất phòng sâu răng là ăn thức ăn ít chua, ít đờng, đánh
răng sau khi ăn. Ngời ta thờng trộn vào thuốc đánh răng NaF hay SnF2, vì ion F
tạo điều kiện cho phản ứng sau xảy ra :
5Ca2+ + 3 PO43 + F Ca5(PO4)3F

Hợp chất Ca5(PO4)3 F là men răng thay thế một phần Ca5(PO4)3OH.
ở nớc ta, một số ngời có thói quen ăn trầu rất tốt cho việc tạo men răng
theo phản ứng (1), vì trong trầu có vôi tôi Ca(OH) 2, chứa Ca
cho cân bằng (1) chuyển dịch theo chiều thuận.

2+



và OH làm

25


Luyện tập
Axit, bazơ và muối

Bài 5
(1 tiết)
Bài
27
(1
tiết)

Củng cố kiến thức về axit, bazơ và muối.
Rèn luyện kĩ năng tính pH của các dung dịch axit
một nấc và bazơ một nấc.

I kiến thức cần nắm vững
1. Axit là chất khi tan trong nớc phân li ra cation H+ (theo thuyết

A-rê-ni-ut) hoặc axit là chất nhờng proton H+ (theo thuyết
Bron-stêt).
Bazơ là chất khi tan trong nớc phân li ra anion OH (theo
thuyết A-rê-ni-ut) hoặc bazơ là chất nhận proton H+ (theo
thuyết Bron-stêt).
2. Chất lỡng tính là chất vừa có thể thể hiện tính axit, vừa có
thể thể hiện tính bazơ.
3. Muối là hợp chất khi tan trong nớc, phân li hoàn toàn ra cation
kim loại (hoặc cation NH+4 ) và anion gốc axit.
Nếu gốc axit còn chứa hiđro có tính axit, thì nó phân li yếu
ra cation H+ và anion gốc axit.
4. Hằng số phân li axit Ka và hằng số phân li bazơ K b là các đại
lợng đặc trng cho lực axit và lực bazơ của axit yếu và bazơ
yếu trong nớc.
5. Tích số ion của nớc là K H2O = [H+] [OH] = 1,0.1014(ở 25oC).
Nó là hằng số trong nớc cũng nh trong dung dịch loãng của các
chất khác nhau.
6. Giá trị [H+] và pH đặc trng cho các môi trờng :
Môi trờng axit
26

: [H+] > 1,0.107M hay pH < 7


Môi trờng kiềm

: [H+] < 1,0.107M hay pH > 7

Môi trờng trung tính : [H+] = 1,0.107M hay pH = 7
7. Màu của quỳ và phenolphtalein trong dung dịch ở các khoảng

pH khác nhau (xem bảng 1.1) :

II Bài tập
1. Viết các biểu thức hằng số phân li axit K a hoặc hằng số


phân li bazơ Kb của các axit và bazơ sau : HClO, OCl , HNO2,
.
NO2

2. Đối với dung dịch axit yếu HNO 2 0,1M, nếu bỏ qua sự điện li
của nớc, đánh giá nào sau đây là đúng ?
A. pH > 1

B. pH = 1.


C. [H +] > [ NO2
]

D.

].
[H+] < [ NO2

3. Đối với dung dịch axit mạnh HNO 3 0,1M, nếu bỏ qua sự điện
li của nớc, đánh giá nào sau đây là đúng ?
A. pH < 1.

B. pH > 1.

]
C. [H +] = [ NO3

D.

]
[H+] > [ NO3

4. Khi pha loãng dung dịch một axit yếu độ điện li của nó
tăng. ý kiến nào sau đây là đúng ?
A. Hằng số phân li axit Ka tăng.

B. Hằng số

phân li axit Ka giảm.
C. Hằng số phân li axit Ka không đổi.
D. Không xác
định đợc.
5. a) Hoà tan hoàn toàn 2,4g Mg trong 100 ml dung dịch HCl
3M. Tính pH của dung dịch thu đợc.
b) Tính pH của dung dịch thu đợc sau khi trộn 40 ml dung
dịch HCl 0, 5M với 60 ml dung dịch NaOH 0,5M.

27