Title Chuyên đề 8. Điện hóa học.doc ✅

Trang 1 CHUYÊN ĐỀ 8. ĐIỆN HÓA HỌC A. LÍ THUYẾT CƠ BẢN VÀ NÂNG CAO  I. SỰ ĐIỆN LI 1. Định nghĩa: Quá trình phân li các chất trong nước ra thành ion gọi là sự điện li.  Những chất tan trong nước phân li ra ion gọi là những chất điện li. Vậy axit, bazơ và muối là những chất điện li. Sự điện li biểu diễn bằng phương trình điện li.  NaClNaCl HClHCl 2. Chất điện li mạnh - chất điện li yếu - chất không điện li a) Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hoà tan đều phân li ra ion (trong phương trình điện li dùng dấu mũi tên →). Thí dụ:  2 244NaSO2NaSO Những chất điện li mạnh bao gồm:  - Hầu hết các muối như: 344KNO,NHCl,CuSO, - Các axit mạnh như: 32444HCl,HNO,HSO,HClO,HMnO - Các bazơ mạnh (bazơ tan) như: bazơ kiếm, Ba(OH) 2 , Ca(OH) 2 ,.... b) Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước chỉ có một 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 điện li là quá trình thuận nghịch (trong phương trình điện li dùng mũi tên hai chiều). Thí dụ :  33CHCOOHCHCOOH⇄ Những chất điện li yếu bao gồm: - Các axit yếu: 23232342RCOOH,HCO,HSO,HNO,HPO,HS - Các bazơ yếu: 42NHOH,HO và các hiđroxit không tan. c) Chất không điện li là những chất khi tan vào nước hoàn toàn không phân li thành các ion. Chúng có thể là những chất rắn như glucozơ C 6 H 12 O 6 , chất lỏng như 325CHCHO, CHOH, Chú ý: Đối với đa axit hoặc đa bazơ yếu sẽ phân li theo từng nấc:  3424HPOHPOH⇄ 2 244HPOHPOH⇄ 23 44HPOPOH⇄ 3. Độ điện li �� Dộ điện li α cho biết phần trăm chất tan phân li thành ion và được biểu diễn bằng tỉ số nồng độ mol của phân tử chất tan phân li thành ion (C) và nồng độ ban đầu của chất điện li (C 0 ):  MAMA⇄ • Nếu C = 0  chất MA không điện li (α= 0) • Nếu C = C 0  chất MA điện li hoàn toàn (α = 1) 01  
Trang 2 Chú ý:  • Độ điện li α phụ thuộc vào bản chất của chất tan, vào nhiệt độ và nồng độ của  dung dịch. Dung dịch càng loãng (C 0 càng nhỏ) thì α càng lớn.  • Đối với dung dịch axit yếu (α <1).  aHA HA K ⇄ Ban đầu: Co 0 0 Phản ứng: C 0 α C 0 α C 0 α Cân bằng: (1- α)C 0 C 0 α C 0 α 2 0 a HAC K [HA]1        Giả sử  a 0 K 111 C - Đối với dung dịch bazơ yếu (α < 1 ).  bBOHB OHK⇄ Tương tự ta cũng có: 2 0 b HAC K [HA]1        Giả sử b 0 K 111 C 4. Axit - Bazơ - Muối a) Axit  • Axit là chất khi tan trong nước phân li ra ion H + (theo A- re - ni - ut). Thí dụ :  HClHCl 33CHCOOHCHCOOH⇄ • Axit là chất nhường proton (H + ) để trở thành bazơ liên hợp, axit càng mạnh thì | bazơ liên hợp với nó càng yếu và ngược lại (theo Bronstet). Thí dụ :  3233CHCOOHHOCHCOOHO⇄ Như vậy theo thuyết Bronsted, axit có thể là: – Phân tử trung hòa: 2434342HCl,HSO,HPO,HNO,NHCl,CuCl, 23HClHOClHO - Cation: 3324222NH,FeHO,AlHO,CuHO, 4233NHHONHHO⇄ - Anion: 4HSO   2 4243HSOHOSOHO⇄ b) Bazo  • Bazơ là chất khi tan trong nước phân li ra ion OH - (theo A- re-ni - ut). Thí dụ :  NaOHNaOH • Bazơ là chất có khả năng nhận proton (H + ) để trở thành axit liên hợp, bazơ càng mạnh thì bazơ liên hợp với nó càng yêu và ngược lại (theo Bronstet). Thí dụ :  324NHHONHOH⇄ Như vậy theo thuyết Bronsted, bazơ có thể là: - Phân từ trung hòa: NaOH, Ba(OH) 2 , Cu(OH) 2 , NH 3 , Na 2 CO 3 ... 
Trang 3 32NaOHHONa2HO - Cation: 22Fe(OH)Al(OH),, 3222Fe(OH)HOFeHOOH⇄ - Anion: 22232 33443CO,SSOPO,SO,C,CO,,HO 323CHCOOHOCHCOOHOH⇄ c) Chất lưỡng tính: Là hiđroxit khi tan trong nước vừa có thể phân li như axit, vừa có thể phân li như bazơ (hoặc vừa có khả năng nhường, vừa có khả năng nhận proton Ho). Thí dụ 232ZnO,AlO,PbO,Zn(OH),3224Al(OH),Pb(OH),HO,NaHCO , NaHS , 343 2NaHSO,NHCO,. 3232 322 NaHCONaOHNaCOHO NaHCOHClNaClCOHO   d) Chất trung tính: Là chất không có khả năng nhường và cũng không có khả năng nhận proton (H + ). Chất trung tính bao gồm:  – Cation kim loại mạnh: 22Li,Na,K,Ca,Ba, - Anion gốc axit mạnh: 43ClO,NO,Cl,Br,I, 5. Sự điện li của nước - pH của dung dịch. a) Sự điện li của nước  Nước là chất điện li yếu: 223HOHOHOOH⇄ hay viết đơn giản: 2HOHOH⇄ Tích số nồng độ H + và OH - trong nước nguyên chất hoặc trong nước không quá đặc ở mỗi nhiệt độ là hằng số, gọi là tích số ion của nước (kí hiệu K w ): w.KHOH  Ở 25°C ta có:  Từ (5.1) ta suy ra:  - Môi trường axit: 7 HOHvà H10  - Môi trường trung tính: 7 HOH10  - Môi trường bazơ: 7 HOHvà H10  b) pH dung dịch: Là chỉ số để đo nồng độ (đặc, loãng) của dung dịch axit hay bazơ khi nồng độ của dung dịch nhỏ hơn 0,1 mol/l. Công thức tính:  Logarit hoá hai vế của (5.1) ta có trong một dung dịch:  Từ (5.3) suy ra: - Môi trường axit: pH < 7. - Môi trường trung tính: pH = 7.  - Môi trường bazơ: pH > 7. c) Cách tính pH của một dung dịch  • Đối với dung dịch axit mạnh (�� = 1). 
Trang 4 00 HAHA CC    0pHlgHlgC  • Đối với dung dịch bazơ mạnh (�� = 1)  00 BOHOHB CC    0pOHlgOHlgCpH14pOH  • Đối với dung dịch axit yếu (�� <1).  aHAHAK⇄ aaa HA K và pKlgK [HA]     Vì HA  hơn nữa lại là một axit yếu nên C<< Co  0[HA]C vậy ta có:   2 2 aa0a0 0 H1 KHKCpHpKlgC C2      • Đối với dung dịch bazơ yếu (α <1):  bBOHBOHK⇄ b bbb B[OH] K và pKlgK [BOH]    Tương tự như trường hợp axit yếu ta cũng có:  b0b011pOHpKlgCpH14pOH14pKlgC 22 Trong đó C o là nồng độ ban đầu của axit và bazơ. 6. Muối và sự thủy phân của muối  Muối là hợp chất khi tan trong nước phân li ra cation kim loại (hoặc cation 4NH ) và anion gốc axit. Thí dụ :  4343 33 NHNONHNO NaHCONaHCO     Khi hoà tan vào nước các muối sẽ phân li thành các ion và bị hiđrat hoá. - Muối mà anion gốc axit của muối không còn hiđro có khả năng phân li ra ion H+ được gọi là muối trung hoà. Thí dụ:  343NaCl,CaCO,NHNO, - Muối mà anion gốc axit của muối vẫn còn hidro có khả năng phân li ra ion H+ được gọi là muối axit. Thí dụ:  3344 2NaHCO,CaHSO,NaHS,NHHSO, a) Nếu muốn tạo bởi axit mạnh và bazơ mạnh thì quá trình phân li chỉ dừng lại ở các ion bị hidrat hoá và pH của dung dịch này không đổi (pH = 7)  quỳ tím không đổi màu. Thí dụ :  222NaCl(nm)HONaHOClHO nm   (hay đơn giản NaClNaCl )