Chất điện li mạnh: Lý thuyết và Bài tập điển hình

Chất điện li mạnh là gì? Chất điện li yếu là gì? Thuyết về chất điện li mạnh và chất điện li yếu? Các phương pháp giải bài tập về chất điện li? Cách viết phương trình điện li? Cách phân loại chất điện giải?… Trong phạm vi bài viết dưới đây, Tip.edu.vn sẽ giúp bạn tổng hợp kiến ​​thức về chất điện li mạnh và chất điện li yếu, cùng tìm hiểu nhé!

Khái niệm về sự điện li là gì?

• Dung dịch axit, bazơ, muối dẫn điện vì trong dung dịch của chúng có các hạt mang điện chuyển động tự do, gọi là ion. Các ion bao gồm các ion âm, còn được gọi là anion, mang điện tích âm (-) và các ion dương (cation) mang điện tích (+).
• Sự điện li là quá trình phân li các chất trong nước thành ion. Những chất khi tan trong nước sẽ phân ly thành ion được gọi là chất điện li.
• Chất điện li gồm: axit, bazơ và muối.

Tìm hiểu cơ chế của sự điện phân

Cơ chế của sự điện phân là gì?

• Ta coi quá trình tương tác giữa phân tử nước và phân tử chất điện ly dẫn đến sự phân ly của các chất này trong nước.
• Phân tử (H_ {2} O ) là phân tử phân cực, liên kết OH trong (H_ {2} O ) là liên kết cộng hoá trị có cực, cặp electron dùng chung bị lệch về phía oxy, vì vậy trong oxy có một dư điện tích âm, và trong hiđro dư điện tích dương.
• Khi hòa tan chất điện ly vào nước, chất điện ly có thể là hợp chất ion (ví dụ: NaCl…) hoặc hợp chất cộng hóa trị có cực, sẽ xảy ra tương tác giữa phân tử nước và phân tử chất điện ly. li, phần mang điện tích âm (anion) của phân tử chất điện li sẽ hút phần mang điện tích dương của phân tử nước và ngược lại, phần mang điện tích dương (cation) sẽ hút phần mang điện tích âm của phân tử. (H_ {2} O ). Quá trình tương tác này kết hợp với sự chuyển động không ngừng của các phân tử nước dẫn đến sự điện ly của các phân tử này thành các ion mang điện tích (+) và (-) trong nước.
• Các hợp chất rượu etylic, glixerol … không phải là chất điện li vì các phân tử có liên kết phân cực nhưng rất yếu nên dưới tác dụng của phân tử nước không thể phân ly thành ion.

Biểu diễn sự điện ly

• Quá trình điện li của các chất điện li được biểu diễn bằng các phương trình điện li:

(NaCl rightarrow Na ^ {+} + Cl ^ {-} )

(HCl rightarrow H ^ {+} + Cl ^ {-} )

(CH_ {3} COOH rightleftharpoons H ^ {+} + CH3COO ^ {-} )

Chất điện phân là gì?

Trong quá trình tìm hiểu thế nào là chất điện li mạnh, thế nào là chất điện li yếu, trước hết chúng ta cần tìm hiểu chất điện li là gì.

• Độ âm điện ( alpha ) (alpha) của chất điện ly là tỷ số giữa số phân tử phân ly thành ion (n) trên tổng số phân tử bị hòa tan ( (n_ {o} ))
• Độ điện ly của các chất điện ly khác nhau nằm trong khoảng (0 < alpha leq 1 ). Đối với chất không điện giải, ( alpha = 0 ).

• Độ điện ly thường được biểu thị bằng phần trăm.
• Độ điện ly phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ dung dịch và bản chất của chất tan và dung môi.

Kiến thức về chất điện li mạnh

Chất điện li mạnh là gì?

• Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước sẽ phân li thành ion.
• Chất điện ly mạnh có ( alpha = 1 )
• Chất điện li mạnh bao gồm: axit mạnh (HCl, HNO_ {3}, H_ {2} SO_ {4}…, ) bazơ mạnh như (NaOH, KOH, Ba (OH) _ {2}, Ca (OH) _ {2}… ) và hầu hết các muối.
• Phương trình điện li của chất điện li mạnh: dùng mũi tên một chiều để chỉ chiều của quá trình điện li.

(H_ {2} SO_ {4} rightarrow 2H ^ {+} + S )

Các chất điện ly mạnh thông thường

Xem xét phản ứng

(KNO_ {3} rightarrow K ^ {+} + NO_ {3} ^ {-} )

(HBr rightarrow H ^ {+} + Br ^ {-} )

Đối với các chất điện li mạnh, khi tham gia phản ứng, bản chất của phản ứng trao đổi hay phản ứng thế sẽ là sự tạo thành sản phẩm từ các ion đã phân ly.

Ví dụ 1:

(H_ {2} SO_ {4} + BaCl_ {2} rightarrow BaSO_ {4} + 2HCl )

Phương trình ion đầy đủ:

(2H ^ {+} + SO_ {4} ^ {2-} + Ba ^ {2+} + 2Cl ^ {-} rightarrow BaSO_ {4} + 2H ^ {+} + 2Cl ^ {-} )

Phương trình ion ròng:

(SO_ {4} ^ {2-} + Ba ^ {2+} rightarrow BaSO_ {4} )

Do đó, trong phản ứng, (H_ {2} SO_ {4}, BaCl_ {2}, HCl ) là những chất điện li mạnh. Chúng lần lượt phân ly thành các ion. Cuối cùng, bản chất của phản ứng chỉ là sự kết hợp của ion (Ba ^ {2 +} ) và ion (SO_ {4} ^ {2 -} ) tạo thành kết tủa (BaSO_ {4} ).

Ví dụ 2:

(AgNO_ {3} + HCl ngay AgCl + HNO_ {3} )

Phương trình ion đầy đủ:

(Ag ^ {+} + NO_ {3} ^ {-} + H ^ {+} + Cl ^ {-} rightarrow AgCl + H ^ {+} + NO ^ {-} )

Phương trình ion ròng:

(Ag ^ {+} + Cl ^ {-} rightarrow AgCl )

Trong phản ứng, (AgNO_ {3}, HCl, HNO_ {3} ) là chất điện li mạnh. Chúng lần lượt phân ly thành các ion. Cuối cùng, bản chất của phản ứng chỉ là sự kết hợp của ion (Ag ^ {+} ) và ion (Cl ^ {-} ) để tạo thành kết tủa AgCl.

Ví dụ 3:

(HCl + NaOH bên phải NaCl + H_ {2} O )

Phương trình ion đầy đủ:

(H ^ {+} + Cl ^ {-} + Na ^ {+} + OH ^ {-} rightarrow Na ^ {+} + Cl ^ {-} + H_ {2} O )

Phương trình ion ròng:

(H ^ {+} + OH ^ {-} rightarrow H_ {2} O )

Trong phản ứng HCl, NaOH và NaCl là những chất điện li mạnh. Chúng lần lượt phân ly thành các ion. Cuối cùng, bản chất của phản ứng chỉ là sự kết hợp của ion (H ^ {+} ) và ion (OH ^ {-} ) để tạo thành (H_ {2} O ).

Bài tập về chất điện li mạnh

Dạng 1: Tính nồng độ các ion trong dung dịch sau điện phân

• Phương pháp giải quyết

• Viết các phương trình điện li của các chất.
• Dựa vào dữ kiện và yêu cầu của đề, hãy biểu thị số mol các chất trong phương trình cho từng thời điểm (ban đầu, phản ứng, cân bằng) hoặc áp dụng C = Co. a.

Ví dụ 1: Trộn 100 ml dung dịch NaCl 0,10 M với 100 ml dung dịch (Na_ {2} SO_ {4} ) 0,10 M. Xác định nồng độ các ion có trong dung dịch.

Giải pháp

Chúng ta có:

(n_ {NaCl} = frac {0,1} {0,1} = 0,01 )

(n_ {Na_ {2} SO_ {4}} = frac {0,1} {0,1} = 0,01 )

NaCl, (Na_ {2} SO_ {4} ) là chất điện li mạnh, vì vậy chúng ta có

(NaCl rightarrow Na ^ {+} + Cl ^ {-} ) (đầu tiên)

(Na_ {2} SO_ {4} rightarrow 2Na ^ {+} + SO_ {4} ^ {2 -} ) (2)

Từ (1) và (2)

(Mũi tên bên phải [Cl^{-}] = 0,05 triệu )

([SO_{4}^{2-}] = 0,05 triệu )

Dạng 2: Tính độ điện li của dung dịch

Phương pháp giải quyết

• Viết các phương trình điện li của các chất.
• Biểu thị số mol các chất trong phương trình ở mỗi thời điểm (ban đầu, phản ứng, cân bằng) tùy theo yêu cầu và dữ kiện đề bài.
• Xác định nồng độ ban đầu của chất (số phân tử) và nồng độ của chất (số phân tử) lúc cân bằng, suy ra nồng độ của chất (số phân tử) đã phản ứng (phân ly).

Ví dụ 2: Độ điện li thay đổi như thế nào khi

1. Pha loãng dung dịch 50 lần.
2. Khi có mặt NaOH 0,0010M.

Giải pháp

1. Độ điện li tăng vì nồng độ càng nhỏ, mật độ ion càng nhỏ, khả năng tương tác giữa các ion tạo ra chất điện li càng giảm, độ điện li càng lớn.
2. Khi có mặt 0,0010M. NaOH

(NaOH rightarrow Na ^ {+} + OH ^ {-} )

Nhận xét: Độ âm điện giảm vì (OH ^ {-} ) của NaOH chuyển dịch cân bằng sang trái.

Như vậy, bài viết trên của Tip.edu.vn đã giúp các bạn tổng hợp kiến ​​thức về chất điện li mạnh, lý thuyết cũng như các dạng bài tập điển hình. Hy vọng nội dung bài viết trên đây đã giúp ích cho các bạn trong quá trình học tập hay tìm hiểu về chủ đề chất điện li mạnh. Chúc may mắn với các nghiên cứu của bạn!