Buzz
1. Điện li là gì?
Điện li là quá trình phân ly các chất trong nước (hoặc khi nóng chảy) thành các ion dương (cation) và ion âm (anion). Những ion này xuất hiện khi phân tử chất điện li hòa tan trong nước, và chính chúng tạo ra khả năng dẫn điện của dung dịch.
Các chất hòa tan trong nước (hoặc khi nóng chảy) phân li thành ion được gọi là chất điện li. Nói cách khác, dung dịch dẫn điện là chất điện li. Chất điện li chỉ có thể là hợp chất hóa học, không phải nguyên tố. Ví dụ điển hình bao gồm axit, bazơ và muối.
* Đặc điểm của chất điện li: là những chất có khả năng hòa tan trong nước
Khi hòa tan trong dung dịch, các hợp chất hóa học như axit, bazơ và muối bị phân ly (một phần hoặc hoàn toàn) thành các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử tích điện, gọi là ion. Những ion này có thể di chuyển tự do trong dung dịch và đóng vai trò như các hạt tải điện.
Phân ly của một số hợp chất:
- Axit → gốc axit (ion âm) + H+ .
- Bazơ → OH– (ion âm) + ion dương (kim loại).
- Muối → gốc axit (ion âm) + ion dương (kim loại).
- Một số bazơ không chứa ion kim loại nhưng vẫn phân ly thành ion khi hòa tan trong dung dịch.
Anion hoặc cation là các phần của phân tử mang điện dương.
2. Phân loại các chất điện li
Các chất điện li được phân thành hai nhóm chính: chất điện li mạnh và chất điện li yếu.
2.1. Chất điện li mạnh
Chất điện li mạnh là những chất khi hòa tan trong nước, tất cả các phân tử đều phân ly hoàn toàn thành ion.
Những chất điện li mạnh bao gồm các hợp chất sau đây:
- Các axit mạnh như: HCl, HNO3, H2SO4, HBr, HI, HClO4, HClO3, và nhiều loại khác.
- Các bazơ tan tốt như: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2, và các bazơ khác.
- Các loại muối phổ biến như NaCl, CuSO4, KNO3...
Đối với các chất điện li mạnh, phương trình điện li thường dùng mũi tên một chiều (→).
Ví dụ:
H2SO4 → 2H+ + SO4 (2-)
KOH → K+ + OH-
Na2SO4 → 2Na+ + SO4 (2-)
2.2. Chất điện li yếu
Chất điện li yếu chỉ phân li một phần thành ion khi hòa tan trong nước, phần còn lại vẫn ở dạng phân tử trong dung dịch.
Những chất điện li yếu bao gồm các hợp chất sau:
- Các axit có tính axit trung bình và yếu như: H2S, H2CO3, H3PO4, HCOOH…
- Các bazơ không hòa tan như: Mg(OH)2, Fe(OH)2, Fe(OH)3...
Đối với chất điện li yếu, phương trình điện li thường sử dụng hai mũi tên ngược chiều (⇌).
Ví dụ:
H2S ⇌ H+ + HS-
Đánh giá sự điện li của chất điện li yếu dựa vào đại lượng độ điện li α:
α = tỷ lệ phân tử phân li so với tổng số phân tử hòa tan
>> Xem thêm: Chất nào dưới đây là chất điện li yếu? Giải thích lý do?
3. Một số bài tập ứng dụng về sự điện li
Bài tập 1: (Xem bài 1 trang 7 trong Sách giáo khoa Hóa học lớp 11) Giải thích tại sao các dung dịch axit như HCl, bazơ như NaOH và muối như NaCl có khả năng dẫn điện, trong khi các dung dịch như ancol etylic, saccarozơ, glixerol không dẫn điện?
Hướng dẫn giải:
Trong dung dịch, các axit, bazơ, và muối phân ly thành các ion dương và ion âm tự do, nhờ đó dung dịch có khả năng dẫn điện.
Ví dụ:
HCl → H+ + Cl-
NaOH → Na+ + OH-
NaCl → Na+ + Cl-
Các dung dịch như ancol etylic, đường saccarozơ, và glixerol không dẫn điện vì chúng không phân ly thành các ion dương và ion âm trong nước.
Bài tập 2: (Xem bài 3 trang 7 trong Sách giáo khoa Hóa học lớp 11) Viết phương trình điện li cho các chất sau:
a) Các chất điện li mạnh: Ba(NO3)2 0,10M; HNO3 0,020M; KOH 0,010M. Tính nồng độ mol của từng ion trong dung dịch.
b) Các chất điện li yếu: HClO; HNO2.
Hướng dẫn giải:
a) Các chất điện li mạnh:
Ba(NO3)2 → Ba2+ + 2 NO3-
0,10 0,10 0,20 (M)
→ [Ba2+] = 0,1M; [NO3-] = 0,2M
HNO3 → H+ + NO3-
0,020 0,020 0,020 M
→ [H+] = [NO3-] = 0,02M
KOH → K+ + OH-
0,010 0,010 0,010 M
→ [K+] = [OH-] = 0,010M
b) Các chất điện li yếu:
HClO ⇌ H+ + ClO-
HNO2 ⇌ H+ + NO2-
Bài tập 3: (Xem bài 4 trang 7 trong Sách giáo khoa Hóa học lớp 11) Hãy chọn câu trả lời chính xác từ các lựa chọn sau: Dung dịch của chất điện li dẫn điện là do:
A. Sự di chuyển của các electron.
B. Sự di chuyển của các cation.
C. Sự di chuyển của các phân tử hòa tan.
D. Sự di chuyển của cả cation và anion.
Hướng dẫn giải:
Chọn đáp án D. Khi hòa tan trong nước, các phân tử chất điện li phân ly thành cation và anion.
Bài tập 4: (Bài 5 trang 7 môn Hóa lớp 11) Chọn chất nào sau đây không có khả năng dẫn điện?
A. KCl rắn, khan. B. CaCl2 nóng chảy. C. NaOH nóng chảy. D. HBr hòa tan trong nước.
Hướng dẫn giải:
Chọn đáp án A. KCl ở trạng thái rắn và khan tồn tại dưới dạng mạng tinh thể ion rất bền, không phân li thành các ion dương và âm để di chuyển, nên không dẫn điện.
Bài tập 5: Khi trộn 200 ml dung dịch chứa 12 gam MgSO4 với 300 ml dung dịch chứa 34,2 gam Al2(SO4)3, bạn sẽ thu được dung dịch X. Nồng độ ion SO4 (2-) trong dung dịch X là bao nhiêu?
A. 0,2M. B. 0,8M. C. 0,6M. D. 0,4M.
Hướng dẫn giải:
Đáp án chính xác là B. Giải thích như sau:
Số mol MgSO4 là 0,1 mol
Số mol Al2(SO4)3 là 0,1 mol
⇒ Tổng số mol ion SO4(2-) = mol MgSO4 + 3 × mol Al2(SO4)3 = 0,4 mol
⇒ Nồng độ [SO4(2-)] = 0,4 / (0,2 + 0,3) = 0,8 M
Bài tập 6: Một dung dịch chứa các ion: Cu2+ (0,02 mol), K+ (0,10 mol), và (0,05 mol) cùng với (x mol). Tìm giá trị của x.
A. 0,050. B. 0,070. C. 0,030. D. 0,045.
Hướng dẫn giải:
Đáp án là D
Giải thích: Áp dụng định luật bảo toàn số mol điện tích, ta có:
2n Cu(2+) + n K+ = n NO3- + 2n SO4(2-)
⇒ 2 × 0,02 + 0,1 = 0,05 + 2x
⇒ x = 0,045 mol
Bài tập 7: Chọn chất điện li mạnh trong số các chất dưới đây?
A. NaCl B. CH3COOH C. H2O D. HF
Hướng dẫn giải quyết:
Lựa chọn đáp án A. NaCl
Các chất còn lại đều là chất điện li yếu, vì khi điện li chỉ một phần phân tử hòa tan phân li thành ion, phần lớn vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch.
Bài tập 8: Chất nào sau đây được phân loại là chất điện li?
A. Glucozơ B. Ancol etylic C. KCl D. Axeton
Hướng dẫn giải: Lựa chọn đáp án C. KCl, vì KCl là muối hòa tan, nên là chất điện li.
Bài tập 9: Danh sách chất nào dưới đây chỉ bao gồm những chất tan và điện li mạnh?
A. HNO3, Cu(NO3)2, Ca3(PO4)2, H3PO4
B. H2SO4, NaCl, KNO3, Ba(NO3)2
C. CaCl2, CuSO4, CaSO4, HNO3
D. KCl, H2SO4, H2O, CaCl2
Hướng dẫn giải quyết:
Chọn đáp án B: H2SO4, NaCl, KNO3, Ba(NO3)2
Giải thích:
A không đúng vì Ca3(PO4)2 không hòa tan trong nước và H3PO4 là chất điện li yếu.
C không đúng vì CaSO4 hòa tan kém trong nước.
D không đúng vì H2O chỉ là chất điện li yếu.
Bài tập 10: Trong số các chất sau: HNO2, CH3COOH, KMnO4, C6H6, HCOOH, HCOOCH3, C6H12O6, C2H5OH, SO2, Cl2, NaClO, CH4, NaOH, NH3, H2S. Số lượng chất thuộc loại chất điện li là:
A. 8 B. 7 C. 9 D. 10
Hướng dẫn giải:
Lựa chọn đáp án B: Có 7 chất điện li.
Giải thích: Các chất điện li bao gồm: HNO2, CH3COOH, HCOOH, KMnO4, NaClO, NaOH, H2S.
Bài tập 11: Chất điện li mạnh nào sau đây?
A. HCl. B. CH3COOH. C. Al(OH)3. D. C6H12O6.
Hướng dẫn giải:
Lựa chọn đáp án A. HCl vì HCl là axit mạnh, hòa tan trong nước và là chất điện li mạnh.
