Tóm tắc lý thuyết chương sự điện li

Tóm tăt lý thuyết hố học 11 Chương I : I SỰ ĐIỆN LI Dung dịch Khái niệm a Thí dụ: Hồ tan HCl vào nước thu dung dịch axit HCl Hoà tan NaCl vào nước thu dung dịch NaCl Hoà tan đường vào nước thu dung dịch nước đường Hồ tan nóng chảy Ag vào Au thu dung dịch rắn Ag – Au Không khí dung dịch gồm có N2,O2,CO2, khí b Khài niệm: Dung dịch hỗn hợp đồng hai hay nhiều cấu tử (thành phần) Biểu diễn thành phần dung dịch – nồng độ a Nồng độ phần trăm: Khối lượng chất tan 100gam dung dịch C% = mct 100 (1) m dd mct : khối lượng chất tan mdd: khối lượng dung dịch mct = n.M mdd = D.V = mdm + mct b Nồng độ mol/lit: Số mol chất tan lít dung dịch CM = n (2) ( n số mol chất tan , V thể tích dung dịch- lít) V dd c Nồng độ molan: Số mol chất tan có 1kg dung mơi Cm = n (3) ( n số mol chất tan ,mdm khối lượng dung môi -kg ) m dm d Độ tan : Số gam chất tan tan tối đa 100g dung môi S m ct 100 (4) (m hối lượng chất tan ,mdm khối lượng dm -g ) m dm Tích số tan: Xét cân AnBm  nAm+ + mBn- (*) Ta có tích số tan T = [Am+]n.[Bn-]m Nếu tích nồng độ ion < tích số tan dung dịch khơng xuất kết tủa Nếu tích nồng độ ion = tích số tan thu dung dịch bão hồ Nếu tích nồng độ ion > tích số tan dung dịch bắt đầu xuất kết tủa - Mối liê hệ tích số tan độ tan xét cân (*) T = nn.mm.Sn+m II Sự điện li Chất điện li Trường THPT Số Nghĩa Hành Giáo viên Chu Anh Tuấn Tháng 05/ 2010 Trang Tóm tăt lý thuyết hố học 11 a Thí nghiệm: Tính dẫn điện nước nguyên chất, dung dịch NaCl, dung dịch nước đường, dung dịch ancol etylic * giải thích tính dẫn điện dung dịch axit, bazơ, muối * vai trị dung mơi nước b Khái niệm: + Chất tan nước tạo dung dịch dẫn điện gọi chất điện li Thí dụ : axit, bazơ, muối chất điện li + Chất tan nước tạo thành dung dịch không dẫn điện gọi chất khơng điện li Thí dụ: đường , rượu, ete c Sự điện li * Quá trình phân li thành ion chất điện li tan nước nóng chảy gọi điện li * Sự điện li biểu diễn phương trình điện li * Trong ptđl tổng điện tích cation = tổng điện tích anion * Tổng quát : Axit H+ + anion gốc axit Bazơ Cation kim loại ( NH4+ ) + OH- Muối Cation kim loại ( NH4+ ) + anion gốc axit Thí dụ : HCl H+ + Cl- HCOOH  H+ + HCOONaOH NaCl Na+ + OHNa+ + Cl- CH3COONa  Na+ + CH3COO2 Độ điện li, phân loại chất điện li, số điện li a Độ điện li: Độ điện li ( anpha) chất điện li tỉ số số phân tử phân li thành ion tổng số phân tử ban đầu Biểu thức : n' n0 C' (5) C0 ( n' số mol bị phân li thành ion ; no số mol ban đầu C' nồng độ mol/l bị phân li , Co nồng độ mol/l ban đầu) Giá trị tính theo đơn vị % ( 100) Độ điện phụ thuộc vào yếu tố : - nồng độ chất tan : tỉ lệ nghịch - nhiệt độ dung dịch b Phân loại chất điện li: Dựa theo độ điện li ta phân thành loại chất điện li Trường THPT Số Nghĩa Hành Giáo viên Chu Anh Tuấn Tháng 05/ 2010 Trang Tóm tăt lý thuyết hố học 11 + Chất điện li mạnh : Là chất tan nươc phân li hoàn toàn thành ion = ptđl biểu diễn mũi tên chiều + Chất điện li yếu : Là chất tan nước phân li phần thành ion 0< < ptđl biểu diễn mũi tên chiều  + Thí dụ : Na+ + NO3- NaNO3 HCOONa  Na+ + HCOOc Cân điện li - Hằng số điện li Đối với chất điện li yếu dung dịch xuất cân hoá học gọi cân điện li cân động AX  A + + X – (*) Thí dụ : tốc độ thuận tốc độ nghịch dung dịch xuất cân điện li Hằng số điện li xét cân (*) xác định K A X AX (6) Thí dụ : Đối với axit axetic CH3COOH CH3COOH  H+ + CH3COOTa có : H CH 3COO CH 3COOH K = 2.10-5 (ở 25oC) số điện li phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc vào nồng độ Mối liên hệ số điện li độ điện li Xét cân (*) , giả sử nồng độ ban đầu Co độ điện li  AX Ban đầu A+ X – (*) + Co Phân li Co Co Cbằng Ta có : K Co (1- )Co Co Co CO CO (1 )CO A X AX CO (7) Như biết K Co ta xác định độ điện li ngược lại Đối với trường hợp chất điện li yếu xem 12 cơng thức (7) viết lại thành [ ion ] = Co = K.C Trường THPT Số Nghĩa Hành Giáo viên Chu Anh Tuấn K CO = K (8) CO ( cách tính gần ) Tháng 05/ 2010 Trang Tóm tăt lý thuyết hố học 11 Thí dụ : Tính nồng độ ion H+ dung dịch CH3COOH 0,2M biết số điện li axit 2.10-5 ( đáp số : 2.10-3 mol/l) III Axit, bazơ, muối Định nghĩa theo Arêniut a Axit: Là chất tan nước phân li cho ion H+ Thí dụ : H+ + Cl- HCl HCOOH  H+ + HCOOb Bazơ: Là chất tan nước phân li cho ion OHThí dụ : Na+ + OH- NaOH c Hiđrơxit lưỡng tính: Là hiđrơxit tan nước vừa phân li axit vừa phân li bazơ Thí dụ : Zn(OH)2 Phân li theo kiểu bazơ : Zn(OH)2  Zn2+ + 2OH- Phân li theo kiểu axit: Zn(OH)2  2H+ + ZnO22- Các chất Al(OH)3 ;Zn(OH)2 ; Pb(OH)2 ; Sn(OH)2 ; Cr(OH)3 ; Cu(OH)2 d Axit nhiều nấc, bazơ nhiều nấc Axit nhiều nấc: Những axit tan nước phân li nhiều nấc cho ion H+ Thí dụ : H3PO4 , H2S.( viết p.t.đ.l) Bazơ nhiều nấc: Những bazơ tan nước phân li nhiều nấc cho ion OH Thí dụ : Mg(OH)2; Al(OH)3 ( viết p.t.đ.l) Định nghĩa theo Brônxtet a Axit chất nhường prôtôn (H+); bazơ chất nhận prôtôn (H+) Bazơ + H+ biểu diễn : Axit Thí du 1ï : CH3COOH + H2O  H3O+ + CH3COOaxit bazơ Thí dụ 2: NH3 + bazơ Thí dụ 3: axit  H2O axit NH4+ + OH- (2) axit  bazơ H3O+ + CO32- axit  bazơ HCO3- + H2O bazơ bazơ axit HCO3- + H2O axit (1) bazơ H2CO3 axit + OH- (3) (4) bazơ theo (3) (4) HCO3-, H2O vừa có khả cho nhận prơtơn nên chúng gọi chất lưỡng tính Những chất không cho không nhận prôtôn gọi chất trung tính Trường THPT Số Nghĩa Hành Giáo viên Chu Anh Tuấn Tháng 05/ 2010 Trang Tóm tăt lý thuyết hố học 11 Muối, muối trung hoà , muối axit a Muối:Là hợp chất tan nước phân li cho cation kim loại ( NH4+) anion gốc axit Thí dụ : NaCl Na+ + Cl- CH3COONa  Na+ + CH3COOb Muối axit, muối trung hồ Muối có anion gốc axit khơng cịn khả phân li cho ion H+ gọi muối trung hồ Thí dụ : NaCl , (NH4)2SO4, Na2CO3 Muối có anion gốc axit cịn khả phân li cho ion H+ gọi muối axit Thí dụ : NaHCO3;NaH2PO4; NaHSO4 Muối có nhóm –OH thay gốc axit gọi muối bazơ Thí dụ : Mg(OH)Cl ; Fe(OH)2Cl Ngồi cịn kể đến số muối kép : HCl.NaCl ; KCl.MgCl.6H2O; K2SO4.Al2(SO4)3 Muối phức : [Ag(NH3)2]Cl ; [Cu(NH3)4]SO4 * điện li muối : Hầu hết muối (kể muối kép) tan nước phân li hoàn toàn thành cation kim loại (NH4+) anion gốc axit Thí dụ : K2SO4 2K+ + SO42K+ + Na+ + 2Cl- NaCl.KCl NaHSO3 Na+ + HSO3- HSO3-  H+ + SO32[Ag(NH3)2]Cl [Ag(NH3)2]+ + Cl- [Ag(NH3)2]+  Ag+ + 2NH3 Hằng số axit, số bazơ a Hằng số axit: Sự điện li axit yếu nước trình thuận nghịch CH3COOH  H+ + CH3COO- CH3COOH + H2O Thí du ï :  H3O+ + CH3COO- (1) (2) Vì nồng độ nước coi số nên ta bỏ qua nồng độ nước biểu thức xác định số Ka = H CH COO CH 3COOH ( Ka số phân li axit ) Đối với axit nhiều nấc có nhiều số phân li nấc khác Hằng số phân li axit phụ thuôc vào chất axit nhiệt độ Nếu giá trị Ka nhỏ lực axit yếu ( hay tính axit yếu ) Thí dụ : 25oC CH3COOH Ka = 1,75.10-5 ;HClO Ka = 5.10-8 Trường THPT Số Nghĩa Hành Giáo viên Chu Anh Tuấn Tháng 05/ 2010 Trang Tóm tăt lý thuyết hố học 11 b Hằng số bazơ: Sự điện li bazơ yếu nước trình thuận nghịch Thí du ï : Kb = NH3 + H2O  NH4+ + OH- NH OH NH (3) ( số phân li bazơ ) CH3COO- + H2O  CH3COOH + OHKb = CH COOH OH CH 3COO (4) ( số phân li bazơ ) Vì nồng độ nước coi số nên ta bỏ qua nồng độ nước biểu thức xác định số phân li axit, hay bazơ Đối với bazơ nhiều nấc có nhiều số phân li nấc khác Hằng số phân li bazơ phụ thuôc vào chất bazơ nhiệt độ Nếu giá trị Kb nhỏ lực bazơ cúa yếu ( hay tính bazơ yếu ) Mối liên hệ số Ka Kb Ka = IV 10-14 ngược lại hay Ka.Kb = 10 -14 Kb pH dung dịch, chất thị màu a Sự điện li tích số ion nước, ý nghĩa tích số ion nước Nước chất điện li yếu, nhiệt độ thường 555triệu phân tử nước có phân tử bị phân li thành ion H2O  H+ + OH- (1) Từ (1) ta có K = H OH H 2O 25oC ta có KH2O = H OH KH2O = K H O = H OH Tích số ion nước = 10-14 Tuy nhiên sử dụng khoảng nhiệt độ khác Hay coi giá trị tích số ion nước số dung dịch loãng chất khác Theo (1) ta có : H = OH 10 14 10 M - Môi trường trung tính mơi trường có H = OH 10 14 10 M - ý nghĩa tích số ion nước để xác định mơi trường dung dịch Mơi trường trung tính : H = 10-7 M Môi trường axit: H > 10-7 M Môi trường bazơ: H < 10-7 M b Khái niệm độ pH, độ pH môi trường Để tránh ghi nồng độ H+ với số mũ âm người ta dùng đại lượng độ pH Nếu H = 10-a Trường THPT Số Nghĩa Hành Giáo viên Chu Anh Tuấn pH = a hay H = 10 pH pH = -lg H Tháng 05/ 2010 Trang Tóm tăt lý thuyết hố học 11 Thí dụ : -1 H =10 M pH = Môi trường axit H =10-7M pH =7 Mơi trường trung tính H =10-12M pH =12 Mơi trường bazơ Thuật biến đổi H = b.10-a pH = a – lgb (sử dụng máy tính ) Thang pH thường dùng có giá trị từ đến 14 ( tích số ion nước ) Ngồi người ta sử dụng pOH , pKa, pKb pOH = - lg [OH-] pH + pOH =14 pH = 14 - pOH c Chất thị màu: Quỳ tím, phenolphtalein, giấy thị vạn Thơng thường quỳ tím mơi trường axit: màu đỏ bazơ: màu xanh trung tính : màu tím Đối với phenolphtalein: pH < 8,3 Không màu pH >= 8,3 :Màu hồng d Cách xác định độ pH dung dịch Đối với axit mạnh, bazơ mạnh: Nếu nồng độ axit hay bazơ lớn bỏ qua điện li nước, nồng độ loãng ( < = 10-7) cần ý đến phân li nước H2O  H+ + OHThí dụ 1: Tính pH dung dịch HCl 0,01M ptđl : HCl H+ + Cl- H = [HCl] = 10-2 pH = Thí dụ 2: Tính pH dung dịch NaOH 0,01M ptđl : NaOH Na+ + OH- Ta có [OH-] = [NaOH]=10-2 pOH = pH = 14- = 12 Thí dụ 3: Xác định độ pH dung dịch H2SO4 0,01M H2SO4 2H+ + SO42- 0,01M ptđl: 0,02M H =0,02 = 2.10-2 pH = -lg 2.10-2 = – lg2 Thí dụ 4: Tính pH dung dịch HCl 10-7M Do nồng độ axit loãng nên phải xét đến phân li nước ptđl: H+ + Cl- HCl H2O  H+ + OH- phương trình trung hồ điện ta có [H+] = [Cl-] + [OH-] = 10-7 + Trường THPT Số Nghĩa Hành Giáo viên Chu Anh Tuấn 10 14 H Tháng 05/ 2010 Trang Tóm tăt lý thuyết hoá học 11 Hay : [H+]2 – 10-7[H+] -10-14 = , giải phương trình ta có [H+] = 1,62.10-7 pH = -lg1,62.10-7 = 6,79 Lưu ý : Dung dịch axit dù lỗng đến đâu pH < Bazơ có lỗng đến đâu có pH > Đối với axit yếu, bazơ yếu Muốn xác định pH dung dịch axit yếu hay bazơ yếu ta phải dựa vào số axit hay số bazơ phải ý đến phân li nước nồng độ chất lỗng Cơng thức tính pH gần dung dịch axit yếu pH = 1 ( pKa – lg CM) bazơ yếu : pOH = ( pKb – lg CM) 2 với pKa = - lgKa pKb = -lgKb Thí dụ 1: Tính pH dung dịch CH3COOH 0,1M, biết Ka = 2.10-5 Cách 1: Ta có cân : CH3COO- + H+  CH3COOH [bđ] [pư] xM xM xM [cb] Ta có : Ka = 0,1M (0,1-x)M xM xM CH COO H CH 3COOH giả sử x a) Giải: - Dung dịch ban đầu có pH = a  [ H+ ] = 10-a - nH+bđ = 10-a Vđầu Dung dịch sau thêm nước pH = b  [ H+ ] = 10-b nH+sau = 10-b Vsau Vì số mol H+ khơng đổi nên : nH+bđ = nH+sau  10-a Vđầu = 10-a Vsau  V = 10b-a V = 10 pH V đầu sau đầu Với pH = b – a > (1)  VH2O + Vđầu = 10 pH Vđầu V = (10 pH - 1) V đầu H2O Trường hợp 2: Tính thể tích nước cần thêm vào Vđầu lít dung dịch axít có pH = a để dung dịch có pH = b ( b < a) Giải: - Dung dịch ban đầu có pH = a - pOH = 14 – a [OH- ] = 10-14 + a nOH-bđ = 10(-14 + a ) Vđầu Dung dịch sau thêm nước pH = b pOH = 14 – b [ OH- ] = 10-14 + b nOH-sau = 10(-14 + b) Vsau Vì số mol OH- không đổi nên : nOH-bđ = nOH-sau  10-14 + a Vđầu = 10-14 + b Vsau V = 10a-b V = 10- pH V đầu sau đầu Với pH = b – a < (2)  VH2O + Vđầu = 10- pH Vđầu V = (10- pH - 1) V đầu H2O Từ (1) (2) ta rút cơng thức chung để áp dụng V = 10[ pH ].V sau Và đầu VH2O = (10[ pH ]- 1) Vđầu Thí dụ1: Thể tích nước cần thêm vào 15ml dung dịch axit HCl pH = để thu dung dịch axit có pH = Trường THPT Số Nghĩa Hành Giáo viên Chu Anh Tuấn Tháng 05/ 2010 Trang 13 Giải : Ta có VH2O = (10[ pH ]- 1) Vđầu Tóm tăt lý thuyết hố học 11 = (103-1- 1).15 = 1485ml = 1,485 lít Thí dụ 2: Thêm 90ml nước vào 10ml dung dịch NaOH có pH = 12 Xác định pH dung dịch thu sau trộn Giải: Ta có Vsau = 10[ pH ] Vđầu  90 + 10 = 10[ pH ] 10 10[ pH ] = 10  10 –( pH sau - 12) = 10 pH sau = 11 Thí dụ 3: Thêm 80ml nước vào 20ml dung dịch HCl có pH = Xác định pH dung dịch thu sau trộn Trường THPT Số Nghĩa Hành Giáo viên Chu Anh Tuấn Tháng 05/ 2010 Trang 14 ... OHNa+ + Cl- CH3COONa  Na+ + CH3COO2 Độ điện li, phân loại chất điện li, số điện li a Độ điện li: Độ điện li ( anpha) chất điện li tỉ số số phân tử phân li thành ion tổng số phân tử ban đầu Biểu... điện li * Quá trình phân li thành ion chất điện li tan nước nóng chảy gọi điện li * Sự điện li biểu diễn phương trình điện li * Trong ptđl tổng điện tích cation = tổng điện tích anion * Tổng quát... dịch dẫn điện gọi chất điện li Thí dụ : axit, bazơ, muối chất điện li + Chất tan nước tạo thành dung dịch không dẫn điện gọi chất không điện li Thí dụ: đường , rượu, ete c Sự điện li * Quá trình