Sự điện li

A. Lý thuyết:
I. Hiện tượng điện li:
1. Các khái niệm:
– Chất dẫn điện: axit, bazơ, muối ở dạng dung dịch hoặc nóng chảy.
– Chất không dẫn điện:
+ chất rắn khan (NaCl, NaOH,.. rắn)
+ dung dịch rượu, đường, nước cất,…

* Nguyên nhân: Axit, bazơ, muối khi tan trong nước phân li ra các ion nên dung dịch của chúng dẫn điện.

– Sự điện li: Quá trình phân li các chất trong nước ra ion
+ Chất điện li: Những chất tan trong nước phân li thành các ion.
Vậy axit, bazơ, muối là các chất điện li.

2. Phương trình điện li:
– Với axit: HCl → H⁺ + Cl^–
– Với bazơ: NaOH →  Na⁺ + OH^–
– Với muối: NaCl →  Na⁺ + Cl^–
Na₂SO₄  → 2Na⁺ + SO₄^2-

II. Phân loại các chất điện li:
1. Chất điện li mạnh:
– Khái niệm: Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hoà tan đều phân li ra ion.
(Quá trình điện li là không thuận nghịch)
– Các chất điện li mạnh:
+ Các axít mạnh HCl, HNO₃, H₂SO₄…
+ Các bazơ mạnh: NaOH, KOH, Ba(OH)₂, Ca(OH)₂+ Hầu hết các muối.
- Phương trình điện li: H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄^2-
Al₂(SO₄)₃ → 2Al³⁺ + 3SO₄^2-

2. Chất điện li yếu:
– Khái niệm: Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước, chỉ có 1 phần số phân tử hoà tan phân li ra ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch. (Quá trình phân li là thuận nghịch – tuân theo nguyên lý Lơ Sa-tơ-li-ê)

– Các chất điện li yếu:
+ Các axít yếu: H₂S , HClO, CH₃COOH, HF, H₂SO₃, HNO₂, H₃PO₄, H₂CO₃, …
+ Bazơ yếu: Mg(OH)₂, Bi(OH)₃…
– Phương trình điện li: CH₃COOH ⇔ CH₃COO^– + H⁺ Mg(OH)₂ ⇔ Mg²⁺ + 2OH^–

* Lưu ý:
– Các chất AgCl, BaSO₄, Fe(OH)₂,… thường được coi là không tan trong nước. Tuy nhiên thực tế vẫn có sự hòa tan một lượng rất nhỏ, và phần bị hòa tan có thể phân li nên chúng vẫn được xếp vào các chât điện li.

B. Bài tập:
1. Dạng 1: Xác định chất điện li và chất không điện li, chất điện li mạnh và chất điện li yếu.
2. Dạng 2: Viết phương trình điện li.
3. Dạng 3: Tính nồng độ ion trong dung dịch
a. Dung dịch chất điện li mạnh:
A_xB_y → xA^y+ + yB^x- 1 mol → x mol y mol
1 M → x M y M
b. Độ điện li α:

α = Số phân tử điện li/ Số phân tử chất tan =>
= Số mol chất điện li/ Số mol chất hòa tan
= C_M điện li/ C_M chất tan

* α = 1 : chất điện li mạnh
* 0 < α < 1 : chất điện li yếu
* α = 0 : chất không điện li

AB   ⇔    A⁺  + B^–
Ban đầu: a (M) 0        0
Điện li: x              x        x
Cân bằng: a – x x        x (M)
Độ điện li:    $\text{ }\!\!\alpha\!\!\text{ }\,\text{=}\,\frac{\text{x}}{\text{a}}$

c. Các công thức trong dung dịch:

* Khối lượng dung dịch: m_dd = m_ct + m_nước = V_dd.D
* Nồng độ % của dung dịch:
* Nồng độ mol:

4. Dạng 4: Định luật bảo toàn điện tích
Nội dung định luật: Trong dung dịch chứa các chất điện li, tổng số mol điện tích dương luôn bằng tổng số mol điện tích âm.
n_{điện tích dương} = n_{điện tích âm}VD: Một dung dịch chứa a mol Ca²⁺, b mol Mg²⁺, c mol Cl^–, d mol HCO₃^–. Hệ thức liên hệ giữa a, b, c, d là
A. 2a+2b=c-d. B. a+b=c+d. C. 2a+2b=c+d. D. a+b=2c+2d.

Lời giải:
Theo định luật bảo toàn điện tích ta có
$\text{2}{{\text{n}}_{\text{C}{{\text{a}}^{\text{2+}}}}}\text{+}\,\text{2}{{\text{n}}_{\text{M}{{\text{g}}^{\text{2+}}}}}\text{=}\,{{\text{n}}_{\text{C}{{\text{l}}^{\text{-}}}}}\text{+}\,{{\text{n}}_{\text{HCO}_{\text{3}}^{\text{-}}}}\Rightarrow \text{2a}\,\text{+}\,\text{2b}\,\text{=}\,\text{c}\,\text{+}\,\text{d}$
⇒ Đáp án C.

5. Dạng 5: Định luật bảo toàn khối lượng
Theo ĐLBTKL: tổng khối lượng các chất tan = tổng khối lượng các ion trong dung dịch.
VD: Dung dịch A chứa các ion Al³⁺ = 0,6 mol, Fe²⁺ = 0,3 mol , Cl^– = a mol, SO₄^2- = b mol . Cô cạn dung dịch A thu được 140,7 gam . Giá trị của a và b lần lượt là
            A. 0,6 ; 0,9                  B. 0.9 ; 0,6                  C. 0,5 ; 0,3                  D. 0,2 ; 0,3
Lời giải:
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích:  3.0,6 + 2.0,3 = a + 2b (1)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:  27.0,6 + 56.0,3 + 35,5.a + 96.b = 140,7 (2)
Từ (1) và (2) => a = 0,6; b = 0,9
⇒ Đáp án A