A Biªn so¹n Nguyễn Tá Bắc §T 0986457267 CHƯƠNG 1 DUNG DỊCH VÀ ĐIỆN LY A CHẤT ĐIỆN LY I Thí nghiệm Lắp dụng cụ tiến hành thí nghiệm chứng minh tính dẫn điện 1 Cho muối ăn khan (không lẫn nước) vào đầy[.]
CHƯƠNG 1: DUNG DỊCH VÀ ĐIỆN LY A CHẤT ĐIỆN LY I Thí nghiệm Lắp dụng cụ tiến hành thí nghiệm chứng minh tính dẫn điện 1.Cho muối ăn khan (khơng lẫn nước) vào đầy cốc Đóng khố K, đèn khơng sáng chứng tỏ rịng điện khơng qua muối ăn Muối ăn khan không dẫn điện Thay muối ăn nước cất Đóng khố K, đèn khơng sáng: nước nguyên chất không dẫn điện Bỏ muối ăn vào nước cất đựng cốc, khuấy cho tan Đóng khố K, đèn sáng chứng tỏ dòng điện qua dung dịch Dung dịch dẫn điện Lần lượt thay cốc đựng dung dịch natri hiđroxit dung dịch axit clohiđric Khi đóng khố K thấy đèn sáng Các dung dịch NaOH, dung dịch HCl dẫn điện Nếu tiến hành thí nghiệm với dung dịch muối khác ( khác ( …) hay dung dịch axit khác ( nhận thấy đèn sáng đóng khố K ) dung dịch bazơ …) Vậy: Các dung dịch muối, bazơ hay axit có tính dẫn điện II Định nghĩa: chất điện li Người ta gọi: Chất điện li chất tan nước tạo thành dung dịch dẫn điện Vậy muối Bazơ axit thuộc loại chất điện li Chất không điện li Là chất mà dung dịch khơng dẫn điện Thí dụ dung dịch rượu Etylic, dung dịch đường saccarozơ … dung dịch không dẫn điện rượu etylic, đường saccarozơ… chất không điện li B CHẤT ĐIỆN LY I Giải thích tính dẫn điện dung dịch chất điện li Vật lý học cho biết dòng điện truyền có di chuyển hạt mang điện tích Kim loại dẫn điện có electron tách khỏi nguyên tử di chuyển tự toàn khối kim loại Vậy dung dịch chất điện li có hạt mang điện tích? Dung mơi nước Trước hết phải xem nước dung mơi có đặc điểm Muốn xét cầu tạo phân tử Liên kết liên kết cộng hóa trị có cực, cặp electron chung lệch phía Hai nguyên tử lại có bên Do tồn phân tử trung hồ điện, phía có dư điện tích âm ( ) phía H có dư điện tích dương ( ) Người ta nói phân từ phân cực (một đầu dư điện tích âm đầu dư điện tích dương), nước dung môi phân cực Dung dịch Liên kết hóa học phân tử liên kết ion tinh thể muối ăn, ion ion hút lực hút tĩnh điện nên không di chuyển tinh thể muối ăn không dẫn điện Khi cho tinh thể muối ăn vào nước ion lớp bề mặt tinh thể bị hút mạnh phân tử phân cực xung quanh ion bị hút phía đầu âm, ion bị hút phía đầu dương phân tử nước làm cho lực hút ion bị yếu Kết chúng tách khỏi tinh thể kết hợp với phân tử phân tán vào nước (h.2) Quá trình tiếp tục diễn với ion lớp làm cho muối ăn tan dần Trong dung dịch , ion ion di chuyển dung dịch dẫn điện Dung dịch Trong phân tử liên kết hóa học liên kết ion (liên kết liên kết cộng hóa trị [ ]-) Tinh thể natri hiđrôxit ion tạo thành nên giải thích q trình tan tinh thể Trong dung dịch ion Na+ di chuyển tự do, dung dịch dẫn điện Dung dịch Trong phân tử , liên kết liên kết cộng hóa trị có cực, cặp electron chung lệch phía phân tử phân cực, đầu phía có dư điện tích âm (…) đầu phí có dư điện tích dương (….) Trong q trình tan Lực hút phía trở thành ion Trong dung dịch phân tử phân cực nên đầu âm phân tử mạnh, làm đứt liên kết (proton), trở thành ion , ion nguyên tử [….] hút phân tử nhường electron cho phân tử di chuyển dung dịch dẫn điện Trong dung dịch muối, bazơ hay axit khác diễn trình tương tự trên, nên có ion dương ion âm di chuyển tự Vì dung dịch chất điện li dẫn điện II Định nghĩa 1.Sự điện li Từ ta khẳng định rằng, tan nước, tác dụng nước, phân tử chất điện li phân li thành ion dương ion âm: Axit Bazơ Muối Ion dương hiđro kim loại kim loại " " Ion âm gốc axit hiđroxit gốc axit Người ta gọi: Sự điện li phân li thành ion âm ion dương phân tử chất điện li tan nước Các ion dương gọi Cation, ion âm anion Thí dụ: … Là cation … Là anion Sự điện li biểu diễn phương trình gọi phương trình điện li, để viết phương trình điện li cần lưu ý: Vì phân tử trung hồ điện nên số trị tổng điện tích cation phải tổng điện tích anion Chất điện li mạnh, chất điện li yếu: Vì ion di chuyển tự dung dịch nên chúng va chạm với tái tạo lại phân tử chất điện li, trình ngược lại với trình điện li Sự điện li trình thuận nghịch Khi cần nêu rõ tính thuận nghịch q trình này, người ta thay dấu (=) hai mũi tên ngược chiều phương trình điện li Như dung dịch chất điện li, ngồi ion cịn có phân tử không phân li Khi nghiên cứu dung dịch chất điện li khác điều kiện nồng độ nhiệt độ, người ta nhận thấy số dung dịch hầu hết phân tử phân li, số dung dịch khác số phân tử phân li Người ta gọi: Chất điện li mạnh chất phân li gần hoàn toàn Chất điện li yếu chất phân li phần Những axit thường gặp chất điện li yếu (axit yếu) Các bazơ tan chất điện li mạnh (axit mạnh) Các axit … chất điện li mạnh Hầu hết muối tan chất điện li mạnh, trừ số muối điện li yếu … chất Bằng máy đo thật nhạy người ta chứng minh nước nguyên chất điện, nước điện li phần nhỏ Đã xác định là, 10 tỉ phân tử có 18 phân tử điện li, nước chất điện li yếu Nồng độ mol/l ion Người ta gọi nồng độ mol/l ion A số mol A chứa lít dung dịch Thí dụ: Tính nồng độ mol/l a Trong 0,2 lít dung dịch có hồ tan 0,4mol b Trong 0,5 lít dung dịch có hồ tan 4,48 l Giải: a) 0,4mol phân li cho 0,4 mol dung dịch sau đây: (đo đktc) , đó: [H+ ] = 0,4: 0,2 = (mol/l) b) nHCl = 4,48: 22,4 = 0,2 (mol) 0,2 mol HCl phân li cho 0,2 mol H+ [H+ ] = 0,2 : 0,5 = 0,4 (mol /l) C AXIT - BASE Axit, bazơ muối loại hợp chất quan trọng làm quen từ lớp Dựa vào tượng điện li, loại hợp chất nghiên cứu sâu trước hết nói axit bazơ I Định nghĩa Như biết, axit chất mà phân tử gồm Hiđro liên kết với gốc axit, bazơ chất mà phân tử gồm cation kim loại liên kết với anion hiđroxit Dựa vào trình điện li axit bazơ, định nghĩa chúng sau: axit chất tan nước tạo thành ion ; bazơ chất tan nước tạo thành ion Định nghĩa mơ tả tượng không nêu lên chất axit, bazơ, vai trò nước Đối với axit, thí dụ HCl, điện li thường biểu diễn phương trình Nhưng thực axit không tự phân li mà nhường proton cho nước Vì nước khơng tham gia phản ứng nên thường ghi đơn giản hố Đối với bazơ phân tử khơng có giải phóng … mà phân tử có sẵn , Nhưng có bazơ mà nhận proton nước để tạo nên ion Cần lưu ý , đồng thời Do đó, để nêu lên chất axit bazơ, vai trò nước cần định nghĩa axit bazơ sau: Axit chất có khả cho proton Bazơ chất có khả nhận proton Đây định nghĩa (theo Bronxtet) axit bazơ Theo định nghĩa này, chất có khả cho proton axit, chất có khả nhận proton bazơ II Dung dịch axit Khi tan nước axit phân li thành (hoặc ) anion gốc axit Anion gốc axit khác dung dịch axit có Vì kết luận: Dung dịch axit dung dịch chứa (hoặc ) Do có chứa (hoặc ), nên dung dịch axit có số tính chất chung Dung dịch axit có vị chua giấm (giấm dung dịch axit axetic loãng) Dung dịch axit làm đổi màu chất thị màu, thí dụ, quỳ tím đổi thành màu hồng Dung dịch axit có tác dụng với bazơ oxit bazơ III Dung dịch bazơ Khi tan nước, bazơ phân li thành cation kim loại anion hiđroxit khác nhau, dung dịch bazơ có anion Cation kim loại Vì kết luận: Dung dịch bazơ dung dịch có chứa anion Dung dịch bazơ có số tính chất chung, chất anion Dung dịch bazơ có vị nồng vị nồng nước vơi (nước vôi dung dịch Dung dịch bazơ làm đổi màu chất thị màu, thí dụ quỳ tím đổi thành màu xanh … dung dịch bazơ có tác dụng với axit oxit axit IV Phản ứng axit – bazơ Hãy tìm hiểu chất phản ứng axit bazơ 1.Tác dụng dung dịch axit dung dịch bazơ Thí dụ, trộn lẫn dung dịch dung dịch học sảy Phương trình phân tử phản ứng: , dung dịch thu nóng lên, có phản ứng hố Phương trình ion Rút gọn (lược bỏ ion có mặt hai vế): cho proton (chuyển qua ion ) nhận proton (Trực tiếp ion ) Phản ứng dung dịch axit dung dịch bazơ xảy nếu chất điện li mạnh có phương trình ion rút gọn Phản ứng toả nhiệt, nhiệt toả nhiều hay tuỳ theo axit bazơ chất điện li mạnh hay yếu phản ứng trung hoà Tác dụng dung dịch axit bazơ không tan: Đổ dung dịch phân tử phản ứng: vào sắt III hiđroxit Chất tan dần, có phản ứng hố học xảy phương trình Phương trình ion: Rút gọn : cho proton (chuyển qua ion ) nhận proton Tác dụng dung dịch axit oxit bazơ không tan Đổ dung dịch vào đồng (II) oxit Phương trình phân tử phản ứng , đun nóng, chất tan dần, có phản ứng hố học xảy Phương trình ion Rút gọn: cho proton (chuyển qua ion có vai trò bazơ ), nhận proton theo định nghĩa mới, đồng (II) oxit Trong phản ứng có cho nhận proton, chất phản ứng axit- bazơ Kết luận: Phản ứng axit- bazơ phản ứng hoá học có cho nhận proton V Hiđroxit lưỡng tính Ở đề cập đến hiđroxit kim loại Ta biết có hiđroxitcủa kim loại bazơ tan ( thí dụ , ….) có hiđroxit bazơ khơng tan (thí dụ ….) bazơ tan khơng tan có tác dụng với dung dịch axit Ngồi ra, cịn có số hiđroxit khơng tan ….khơng có tác dụng với dung dịch axit mà cịn có tác dụng với dung dịch bazơ, gọi hiđroxit lưỡng tính Thí dụ, đổ dung dịch phản ứng: vào , chất tan đi, có phản ứng xảy Phương trình phân tử Phương trình ion: Rút gọn: Kẽm hiđroxit nhận proton, bazơ Đổ dung dịch vào , chất tan đi, có phản ứng xảy Cơng thức hố học kẽm hiđroxit viết dạng: Phương trình phân tử phản ứng: natrizincat.) ( muối tan,tên Phương trình ion Rút gọn: Vậy hiđroxit lưỡng tính hiđroxit có hai khả cho nhận proton, nghĩa vừa axit vừa bazơ D pH CỦA DUNG DỊCH Người ta dựa vào pH để đánh giá độ axit độ bazơ dung dịch I Nồng độ ion Trong nước nguyên chất, nồng độ mol/l ion bằng: (hoặc nồng độ mol/l ion Nước lại dung môi, thành phần dung dịch Do vậy, vào giá trị nồng độ mol/l ion nước để so sánh nồng độ mol/l ion dung dịch axit lớn nhiều Thực dung lớn 1vạn lần so với nồng độ nước vạn lần dịch , nghĩa nồng độ Trong dung dịch Bazơ ngược lại ion giảm nồng độ Kết nồng độ mol/l nồng độ mol/l dung dịch lớn dung dịch bazơ trung hoà bớt ion nhỏ mol/l , làm II Khái niệm pH Nếu biểu diễn nồng độ ion ,(Hoặc mol/l dung dịch dạng hệ thức sau: Thì số trị a coi pH dung dịch Thí dụ: Nếu dung dịch = 10 mol/l pH dung dịch = 3, nếu mol/l, pH Ghi giá trị nồng độ từ (Hay , mol/l đến mol/l trục giá trị tương ứng pH trục thứ ta dãy giá trị pH gọi thang pH Căn vào thang pH kết luận: - Nước ngun chất hay dung dịch trung tính có pH =7 - Dung dịch axit có pH 7, lớn độ bazơ lớn III Cách xác định pH Thông thường pH xác định chất thị màu chất thay đổi màu tuỳ theo giá trị pH dung dịch Thí dụ: quỳ tím đổi thành màu hồng pH8; Phenol phtalein không đổi màu pH10 Người ta pha chế hỗn hợp gồm nhiều chất thị mà màu thay đổi từ pH =1 đến pH =14 Khi cần xác định xác pH người ta dùng máy đo pH E MUỐI I Định nghĩa: Muối hợp chất mà phân từ gồm cation kim loại liên kết với anion gốc axit Thí dụ: muối Có thể coi muối sản phẩm phản ứng axit- bazơ Thí dụ: sản phẩm phản ứng sản phẩm phản ứng … tương ứng với axit muối có anion gốc axit, thí dụ muối sunfat ( ) tương ứng với bazơ muối có cation kim loại, thí dụ muối natri ( ) Khi tan nước muối phân li thành cation kim loại anion gốc axit Vì kết luận: Dung dịch muối dung dịch có chứa cation kim loại anion gốc axit Thí dụ: Dung dịch dung dịch có chứa cation anion , dung dịch muối đồng II dung dịch có chứa cation anion gốc axit, dung dịch muối clorua dung dịch có chứa anion cation kim loại … Một số dung dịch muối có màu đặc trưng màu ion Thí dụ dung dịch muối đồng (II) có màu xanh lam màu cation hiđrat hoá, dung dịch muối sắt (II) có màu lục nhạt màu cation hiđrat hoá, dung dịch Kali peman ganat có màu tím màu anion peman ganat (là gốc peman ganat )… II Muối trung hòa, muối axit Đối với đa axit axit phản ứng hết chưa hết … tuỳ lượng chất tác dụng mà số proton phân tử đa Do từ đa axit tạo muối với gốc axit khác nhau, gọi muối axit với muối trung hòa Muối axit muối gốc axit cịn hiđro tách thành proton Muối trung hòa muối mà gốc axit khơng cịn hiđro Thí dụ: Natrihidrophotphat muối axit Natrisunphat muối trung hòa Canxihidrophotphat có nghĩa hai) canxi dihidrophotphat muối hai lần axit (tiền tố Những muối axit có khả cho proton ,nên ngồi tính chất muối cịn tính chất axit Trong dung dịch muối axit ,ngồi cation kim loại anion gốc axit cịn có Thí dụ dung dịch có ion : III Tính axit, tính bazơ, dung dịch muối Có thể nghĩ dung dịch muối trung hịa mơi trường trung tính (pH =7) điều với muối tạo nên axit bazơ có độ mạnh yếu tương đương nhau, ví dụ: … bỏ giấy quỳ tím vào dung dịch giấy quỳ khơng đổi màu Các muối … muối axit yếu bazơ mạnh Dung dịch muối có pH >7 ( môi trường bazơ) Bỏ giấy quỳ tím vào dung dịch , giấy quỳ đổi thành màu xanh Hiện tượng giải thích sau: Trong dung dịch phân li thành ion có vai trị bazơ, nhận proton nước Trong dung dịch có dư ion Anion pH>7 Với muối axit mạnh bazơ yếu lại có pH