Title CHUYÊN ĐỀ 1. CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI.pdf ✅

Trang 1 Chuyên đề 1. CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI A. LÍ THUYẾT CƠ BẢN VÀ NÂNG CAO I. CHÁT ĐIỆN LI, SỰ ĐIỆN LI Khi hoà tan các chất có liên kết ion hoặc liên kết cộng hoá trị vào trong dung môi phân cực (nước, rượu) thì do sự tương tác với các phân tử lưỡng cực của dung môi mà các phân tử chất tan sẽ phân li hoàn toàn hoặc một phần thành các ion mang điện trái dấu tồn tại dưới dạng ion son vat hoá. Các chất có khả năng phân li thành ion được gọi là các chất điện li. Quá trình phân li các ion của phân tử chất tan gọi là quá trình điện li. Ví dụ: Hoà tan chất điện li MX vào nước:           n n 2 2 x 2 y MX (x y)H O M H O X H O (1) Thông thường không biết chính xác x, y nên 1 có thể được viết như sau: MX M X   n n   M ,X : n n là các ion hiđrat hoá. Mức độ phân li thành con của các chất điện li phụ thuộc vào bản chất của các chất, dung môi, nhiệt độ, ... Ví dụ: Trong HO2 thì CH COOH 3 là chất điện li trung bình nhưng trong dung dịch HCl thì nó là chất điện li rất yếu. II. BIỆU DIỆN TRẠNG THÁI CÁC CHÁT ĐIỆN LI TRONG DUNG DỊCH Trong dung dịch nước, các chất điện li mạnh phân li hoàn toàn thành ion (biểu diễn:  ); các chất điện li yếu phân li một phần biểu diễn:  ). Các chất điện li mạnh: các axit mạnh, các bazơ mạnh và hầu hết các muối. Trạng thái ban đầu: chỉ trạng thái các chất trước khi xảy ra phản ứng hóa học, hoặc trước khi có cân bằng. Trạng thái cân bằng chỉ trạng thái tồn tại của các chất khi hệ dã thiết lập cân bằng. Ví dụ: Mô tà trạng thái ban đầu và trạng thái cân bằng trong dung dịch nước của CH COOH 3 và NaOH cùng nồng độ. Giải Trạng thái ban đầu: Na , OH , CH COOH, H O 3 2   . Phản ứng hóa học: CH COOH NaOH CH COONa H O 3 3 2    Trạng thái cân bằng: CH COO H O CH COOH OH 3 2 3      H O H OH 2      III. ĐỘ ĐIỆN LI VÀ HÀNG SỐ ĐIỆN LI Độ diện li (  ) là tỉ số giữa số mol của chất đã phân li thành ion với tổng số mol 0 n của chất tan trong dung dịch. 0 0 0 n V C (0 1) n n C       
Trang 2 Hằng số điện li: Đối với chất điện li yếu MX : MX M X  n n     Ban đầu: C0 Phản ứng:    C C C 0 0 0 Cân bằng: C (1 ) C C 0 0 0    n+ n- 2 0 C M [X ] C K MX] 1        ∣   Độ điện li phụ thuộc vào hằng số cân bằng Kc và nồng độ chất điện li. Ví dụ 1: Tính độ điện li  của CH COOH 3 trong dung dịch CH COOH 0,0100M 3 . Sự có mặt của các chất sau đây ảnh hưởng thế nào đến độ điện li của CH COOH 3 . a) HCl b) NH Cl 4 c) HCOONa d) NaCl Giải Cân bằng trong dung dịch: 4.2s 3 3 a 2 1 2 a a a 0 0 2 2.75 2.75 CH COOH CH COO H K 10 C K K K 0 1 C C 10 10 0 0,0413                            a) HC1 H C1    3 3 CH COOH CH COO H (1)     1 2 0 Cl ,COO C    . Khi có mặt HCl thì nồng độ H  tăng  Cân bằng 1 chuyển dịch theo chiều nghịch   3 [CH COO ] giảm  Độ điện li  giảm. b) 3 3 4 3 CH COOH CH COO H (1) NH NH H (2)         - Nếu 4 4 3 CH COOH 3 K C K C NH NH CH COOH  thì lượng H  sinh ra do 2 không đáng kể so với lượng H sinh ra do 1 . Tức là 2 không ảnh hưởng đến 1  không thay đổi. - Nếu    4 4 3 CH COOH 3 K C K C NH NH CH COOH thì phải kể cả lượng H  do 2 sinh ra. Do đó [H ] tăng  1 chuyển dịch theo chiều nghịch   giảm. c) HCOONa HCOO Na    CH,COOH CH COO H (1) 3 HCOO H HCOOH (3)         Do có phản ứng (3) nên [H ] giảm  Cân bằng 1 chuyên dịch theo chiều thuận   3 [CH COO ] tăng  tăng.
Trang 3 Ví dụ 2: Một dung dịch có chứa CH COOH 0,002M 3 và C H COOH xM 2 5 . Hãy xác định giá trị x để trong dung dịch này có độ điện li của axit axetic là 0,08 . Cho biết     5 2 3 a 2 5 K CH COOH 1,8.10 ; K C H COOH 1,3.10 5    Giải Nồng độ CH COOH 3 bị phân li thành ion: 4 0,002.0,08 1,6.10        3 3 3 4 4 4 2 5 2 5 4 CH COOH CH COO H C 0,002 1.10 1.6.10 1,0.10 1,6.10 x C H COOH C H COO H C x (1 )x 1,6.10 (1) [] ( [] x 2) x                            4 4 5 5 a 3 3 4 1,6.10 x 1,6.10 (1) K CH COOH 1,8.10 x 4,7.10 2.10 1.6.10                    4 5 a 2 5 ax 1,6 10 (2) K C H COOH 1,3.10 (4 (1 ) )           Thể x từ (3) vào (4) 5     0,0591 x 79,52,10 M III. DỰ ĐOÁN ĐỊNH TÍNH CHIỀU HƯỚNG PHẢN ỨNG GIỮA CÁC CHÁT ĐIỆN LI 1. Nguyên tắc chung Bản chất phản ứng giữa các chất điện li là phản ứng các ion. Về nguyên tắc, khi tham gia phản ứng các ion kết hợp với nhau để tạo thành các sản phẩm kết hợp mới tương ứng với giá trị xác định của hằng số cân bằng K của phản ứng: Nếu K rất lớn thì phản ứng coi như xảy ra hoàn toàn. Nếu K vô cùng bé thì coi như phản ứng không xảy ra. 2. Các trường hợp không có phản ứng xảy ra. Khi các sản phẩm tạo thành là các chất điện li mạnh thì phản ứng không xảy ra vì các sản phẩm kết hợp sẽ phân li hoàn toàn trở lại thành các ion ban đầu. Ví dụ: NaCl KNO NaNO KCl 2 3    (không xảy ra vị NaNO vaø KCl 3 sẽ phân li hoàn toàn thành các ion ban đầu: Na ,K ,NO Cl 3 vaø     ). Các trường hợp có phản ứng xảy ra a) Phản ứng tạo thành sản phẩm ít phân li - Phản ứng tạo nước ít phân li: 2 2 2 2 3 2 2 CaO 2H Ca H O SO 2OH SO H O H OH H O               - Phản ứng tạo thành +) Axit ít phân li:
Trang 4 3 2 4 3 2 4 2CH COOK H SO 2CH COOH K SO    Phương trình ion thu gọn: CH COO H CH COOH 3 3     +) Phức chất ít phân li: 3 3 3 3  2 AgNO 2NH Ag NH NO       Phương trình ion thu gọn: 3 3  2 Ag 2NH Ag NH         b) Phản ứng tạo thành hợp chất ít tan AgNO KI Agl KNO 3 3     Phương trình ion thu gọn Ag I Agl      c) Phản ứng kèm theo sự thoát khí CaCO 2HCl CaCl CO H O 3 2 2 2      Phương trình ion thu gọn: 2 CaCO 2H Ca CO H O 3 2 2        d) Phản ứng kèm theo sự thay đổi trạng thái oxi hoá 3 2 2 4 2FeCl SnCl 2FeCl SnCl    Phương trình ion thu gọn: 3 2 2 4 2Fe Sn 2Fe Sn        Để đánh giá mức độ xảy ra giữa các phản ứng cần dựa vào các dịnh luật cơ bản của hoá học: định luật hợp thức, bảo toàn nồng độ, bảo toàn điện tích, định luật tác dụng khối lượng,... IV. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA HÓA HỌC 1. Định luật hợp thức a) Tọa độ phản ứng: đánh giá tiến triển của phản ứng. i i i i n C hoaëc x v v      Độ biến đổi số mol i n hoặc độ biến đổi nồng độ Ci  của mỗi chất tham gia phản ứng: i i    n v hoặc i i C x V    Hệ số hợp thức i v có giá trị âm đối với các chất phản ứng và có giá trị dương đối với các sản phẩm phản ứng. Số mol các chất i (n ) hoặc nồng độ các chất i (C ) sau khi phản ứng xảy ra (hoàn toàn): 0 0 i i i i i i n n n C C C       0 i n : số mol chất trước khi có phản ứng xảy ra. 0 C : i nồng độ chất trước phản ứng. 2. Định luật bảo toàn nồng độ ban đầu Nồng độ ban đầu của một cấu tử bằng tổng nồng độ cân bằng của các dạng tồn tại của cẩu tử khi cân bằng: C [i] i 