Kết tủa trong các phản ứng hóa học

Precipitations In Chemical Reactions
t ta trong phn ng hóa hc
Trang 1
t ta trong các phn ng hóa hc
(The Young Vietnamese Chemistry Specialists)
ây là nhng lý thuyt rt c bn v s hình thành kt ta trong dung dch mà nhó bn có th
oán mt phn ng có th to thành kt ta hay không, da vào qui tc hòa tan mà chúng tôi ã
trình bày trong phn HÓA HC PH THÔNG ca DIN ÀN HÓA HC, và bài này chúng tôi
tip tc gii thiu n các bn mt phng pháp mi, phng pháp so sánh tích các nng  ca
các ion và tích s tan ca kt ta to thành,  doán chính xác hn s hình thành kt ta trong
dung dch sau khi phn ng kt thúc. Tài liu này s giúp cho nhng hc sinh có trình  trung bình
ang  hc kì I ca lp 11 chng trình ci cách giáo dc, có c nhng khái nim c bn và bit
cách vit c phng trình ion ca phn ng bt kì trong dung dch và cng giúp giáo viên có th
tìm thy nhng m yu ca hc sinh, nhm giúp hc sinh có th b sung thêm kin thc hóa hc
ph thông. Chúng tôi có  li mt s ví d các bn hc sinh có th thc hành, tính toán, các ví
 tng i d nên chúng tôi ã không a li gii. Rt mong nhn c ý kin óng góp ca các
n.
Kt ta là s hình thành ca mt sn phm hòa tan không áng k, thu c trong mt
phn ng hóa hc xy ra bi s trn ln 2 dung dch. Vic nhn bit kt ta có thc
minh ha bng vic vit phng trình phn ng di dng phng trình ion rút gn bi
vic b qua tt c các ion không chu s thay i nào sau khi phn ng, và cht rn hòa tan
không áng k kt ta hình thành t s kt hp ca các ion.
 nhn bit phng trình ion chúng ta t hn các bn ã làm quen vi qui tc hòa tan mà  bài vit
trc chúng tôi có  cp n trong phn nhn bit các cht  phn hóa hc ph thông. ó là nhng
qui lut giúp phát hin các mui là cht d hòa tan và các mui không tan. Nu cho trc 2dd (dung
ch) và qui tc hòa tan bn có th doán s kt có xy ra hay không? Mc dù qui tc hòa tan có
th cho bit mt mui s kt ta, hoc s kt ta ca mui s ph thuc vào nng  ca các ion
trong hn hp các dd. Tích nng  các ion phi ln hn hng s tích s tan ca chúng, K
sp
.
y mt ví d v vic vit phng trình ion ca s hình thành mt kt ta.

Vit tt c các phng trình ion có th ca mt kt ta khi 2dd sau ây c trn ln:
NaCl + Pb(NO
3
)
2
1. Vit phng trình phân ly th hin các ion riêng bit trong 2 mui khi chúng có mt trong
dd.
NaCl  Na
+
+ Cl
-
Pb(NO
3
)
2
 Pb
+2
+ 2NO
3
-
Hãy nhn tích ca các ion trong công thc  xác nh h s t lng cho các ion trong phng
trình phân ly.
2. ánh du các cation và anion, tham kho qui tc hòa tan  bit nhng ion nào có th to
thành kt ta khi kt hp vi nhau.
Na
+
+ NO
3
-
 NaNO

3
Precipitations In Chemical Reactions
t ta trong phn ng hóa hc
Trang 2
NaNO
3
là cht d hòa tan theo qui tc hòa tan (tt c các mui nitrat u tan).
Pb
+2
+ 2Cl
-
 PbCl
2
(cht rn)
p cht này không tan theo qui tc hòa tan (tt c các mui clorua u tan tr mui clorua bc,
Pb(II) và Thy ngân I).
3. Vit phng trình ion cho các kt ta to thành.
Pb
+2
+ 2Cl
-
 PbCl
2
(cht rn)
Vit tt c các phng trình ion xác nh các kt ta có thc to thành khi 2dd sau ây
c trn ln:
NH
4
OH + Al(NO
3

)
3
1. Vit phng trình phân ly biu din các ion riêng bit trong 2 mui khi chúng xut hin
trong dd.
NH
4
OH  NH
4
+
+ OH
-
Al(NO
3
)
3
 Al
+3
+ 3NO
3
-
2. ánh du các cation và các anion và tham chiu vi qui tc hòa tan  doán kt ta nào
 c hình thành.
NH
4
+
+ NO
3
-
 NH
4

NO
3
Theo qui tc hòa tann thì tt c các mui nitrat u hòa tan
Al
+3
+ 3OH
-
---> Al(OH)
3
(cht rn)
Theo qui tc hòa tan thì tt c các hydroxyt u không tan ngoi tr hydroxyt ca các nguyên t
thuc nhóm 1 và nhóm 2 cho nên Nhôm hydroxyt là cht không tan.
3. Vit phng trình ion
Al
+3
+ 3OH
-
 Al(OH)
3
(cht rn)
ã nm vng qui tc v tính hòa tan ca các mui và ây là mt s ví d bn t thc hành.
Vit phng trình ion và xác nh kt ta nào sc hình thành khi các cp dd sau dc trn
n:
1. Fe(C
2
H
3
O
2
)

3
+ KOH
2. Ca(NO
3
)
2
+ K
2
SO
4
3. Li
2
S + CuSO
4
4. Co(C
2
H
3
O
2
)
2
+ LiOH
Precipitations In Chemical Reactions
t ta trong phn ng hóa hc
Trang 3
oán s kt ta da vào nng  ca các ion
Trong biu thc ca K
sp
thì v phi là tích nng  ca các ion.  trng thái bão hòa khi các ion

trong dd là cân bng vi cht rn không tan hoc hòa tan không áng k, tích nng  ca các ion
ng mt giá trnh tính gi là hng s tích s tan hay tích s tan ca dd.
K
sp
= tích nng  các ion
Tuy nhiên tích nng  các ion không bt buc phi bng giá trnh tính và có th có hai trng
p khác tn ti:
1. Tích nng  các ion < K
sp
2. Tích nng  các ion > Ksp
u tích nng  các ion < K
sp
thì không có kt ta nào c to thành mc dù mui to thành có
th là mui không tan theo qui tc hòa tan. u này là bi vì nng  mol ca các ion không  ln
 làm cho quá trình kt tinh hình thành kt ta có th xy ra. Trc tiên khi s kt ta bt u to
thành các vi tinh thóng vai trò nh là ht ging làm mm cho s kt tinh b mt ca các vi tinh
th. Sau ó tinh th ln dn ra n mc khi lng ca chúng có th gi chúng li vi nhau và di
tác dng ca trng trng chúng b kéo xung áy ca bình cha dd.
t khác nu tích nng  các ion > K
sp
thì nng  ca các ion  ln cho s kt ta có th xy
ra. Bng s tính toán nng  mol ca các ion sau khi trn ln các dd vi nhau ri em so sánh tích
các nng  vi tích s tan K
sp
ca mui không tan chúng ta có th doán kt ta có c hình
thành hay không?
Sau ây là mt ví d:
ng  ca ion Canxi trong th plasma ca máu là 0.0025M, nng  ca ion Oxalat là 1.10
-8
M.

i Canxi oxalate có kt ta không? Cho bit tích s tan ca mui CaC
2
SO
4
, K
sp
= 2.3 10
-9
.
1. Vit phng trình cân bng ion ca mui Canxi oxalat.
CaC
2
O
4
= Ca
+2
+ C
2
O
4
-2
2. Vit tích nng  các ion:
Tích nng  các ion = [Ca
+2
] [C
2
O
4
-2
]

3. Dùng các giá tr ca nng  cho trc.
[Ca
+2
] = 0.0025 = 2.5 x 10
-3
M
[C
2
O
4
-2
] = 1 x 10
-8
M
4. Tính toán tích các nng .
Tích các nng  = [Ca
+2
] [C
2
O
4
-2
] = (2.5 x 10
-3
) ( 1 x 10
-8
)
= 2.5 x 10
-11
Precipitations In Chemical Reactions

t ta trong phn ng hóa hc
Trang 4
5. So sánh kt qu tìm c vi K
sp
và a ra kt lun.
Tích nng  ca các ion (2.5 x 10
-11
) nh hn K
sp
(2.3 x 10
-9
) chúng ta kt lun là quá trình
hình thành kt ta không th xy ra vì nng  ca các ion không  ln.
t ví d khác dành cho bn t thc hành.
Chì (II) Cromat, PbCrO
4
, dùng trong sn màu vàng ("crom vàng"). Khi nng  ca Pb
+2
trong dd
là 5.0 x 10
-4
M và nng  ca ion cromat là 5.0 x 10
-5
M .Bn có ngh là chì cromat s kt ta
không? Cho bit rng K
sp
ca PbCrO
4
= 1.8 x 10
-14

.
oán kt ta bng vic kt hp hai dung dch
oán kt ta có xy ra hay không? Khi nng  mol và th tích ca dd ã bit và bn phi thc
hin các bc nh sau:
1. Phát hin ra các ion có th kt hp to thành kt ta khi 2 dd c trn ln .
2. Xác nh nng  mol ca mi dd mui trc khi chúng trn ln vi mui khác, bng
cách nhân nng  mol và th tích(tính theo lít) ca mi dd.
3. Xác nh s mol ca mi ion tham gia vào quá trình kt ta dùng phng trình phân ly ca
i mui.
4. Cng gp th tích ca 2 dd li vi nhau.
5. Xác nh nng  mol ca các ion tham gia to thành kt ta sau khi ã trn ln 2dd bng
cách ly s mol ca ca mi ion mà bn ã tìm c  bc th 3 chia cho tng th tích ca
2 dd (lít).
6. Vit phung trình ion cho quá trình kt ta.
7. Tính tích nng  các ion ca kt ta
8. Gán các giá tr tìm c vào phng trình tính tích nng  các ion và ánh giá.
9. So sánh tích tìm c vi K
sp
ca kt ta và kt lun quá trình kt ta ca các ion có kh
ng xy ra hay không.
Hãy th làm ví d sau:
t th 45.0 ml dd mu ca 0.0015 M BaCl
2
c cho vào mt cc cha 75.0 ml dd 0.0025 M
KF. Kt ta có c hình thành hay không?
1. Doán kt ta có th có hay không da vào qui tc hòa tan ã nêu.
Theo qui tc hòa tan thì Bari Florua, BaF
2
, s không hòa tan.
2. Vit phng trình phân ly cho BaF2

BaF
2
= Ba
+2
+ 2F
-
Precipitations In Chemical Reactions
t ta trong phn ng hóa hc
Trang 5
3. Vit tích nng  các ion.
Tích nng  các ion = [Ba
+2
] [F
-
]
2
4. Kim tra K
sp
cho BaF
2
K
sp
= 1.0 x 10
-6
5. Xác nh s mol ca BaCl
2
= s mol Ba
+2
trong mu trc khi trn ln.
 mol BaCl

2
= s mol Ba
+2
= Phân t lng ca BaCl
2
x ( th tích ca dd BaCl
2
tính theo
lít)
 mol Ba
+2
= 0.0015 (0.045 lit) = 0.0000675 mol = 6.75 x 10
-5
mol
6. Xác nh s mol ca KF = s mol F
-
trc khi trn ln
 mol KF =s mol F
-
= Phân t lng ca KF x ( th tích ca dd KF tính theo lít)
 mol F
-
= 0.0025(.075 lit) = 0.00001875 mol F
-
= 1.875 X 10
-5
mol
7. Xác nh th tích ca dd sau khi trn ln(tính bng lít).
75.0 ml + 45.0 ml = 120 ml = 0.120 lit
8. Xác nh (nng  mol/lít) ca [Ba

+2
] sau khi trn ln.
[Ba
+2
] = s mol ca Ba
+2
÷ tng th tích tính theo lít
[Ba
+2
] = 6.75 x10
-5
÷ 0.120 =5.63 x 10
-4
mol/lít
9. Xác nh (nng  mol/lít) ca [F
-
] sau khi trn ln
[F
-
] = s mol ca F
-
/ tng th tích tính theo lít
[F
-
] = 1.875 x 10
-5
/ .120 = 1.563 x 10
-4
mol/lít
10. Tính ca [Ba

+2
] và [F
-
]
Tích nng  ion = [Ba
+2
] [F
-
]
2
= (5.63 x 10
-4
) (1.563 x 10
-4
)
2
= 13.75 x 10
-12
= 1.375 x 10
-11
11. So sánh tích các nng  vi K
sp
cho BaF
2
 tích nng  ca các ion (1.375 x 10
-11
) nh hn K
sp
(1.0 x 10
-6

) do ó chúng ta kt lun
 không có kt ta c hình thành.
ây là mt bài tp dành cho bn:
t dd mu 45 m ca 0.015 M CaCl
2
c thêm vào dd 55 ml 0.010 ca Na
2
SO
4
. có kt ta nào
c to thành hay không?