Sự điện li và phân loại chất điện li

Khái niệm sự điện li

Sự điện li là quá trình phân ly các chất trong nước ra ion âm và ion dương (còn gọi là anion và cation), đây là nguyên nhân mà các dung dịch như muối, axit hay bazo có thể dẫn điện được. Các chất khi tan trong nước phân li ra ion được gọi là chất điện li, bao gồm axit, bazo và muối.

A-rê-ni-ut qua thực nghiệm xác nhận rằng: Các dung dịch axit, bazo, muối dẫn điện được do trong dung dịch của chúng có các tiểu phân mang điện tích chuyển động tự do được gọi gọi là các ion (gồm ion âm hay còn gọi là anion, và ion dương gọi là cation).

Tuy nhiên, các dung dịch như ancol etylic, đường saccarazơ, glixerol không dẫn điện vì trong dung dịch chúng không phân li ra các ion dương và ion âm.

Quá trình điện li diễn ra thế nào?

Quá trình điện li xảy ra khi có sự tương tác giữa phân tử nước và phân tử các chất điện li dẫn đến sự phân li của các chất này trong nước. Phân tử H2O là phân tử có cực, liên kết O–H trong H2O là liên kết cộng hóa trị phân cực, cặp e dùng chung lệch về phía oxi, nên ở oxi có dư điện tích âm, còn ở hidro có dư điện tích dương.

Phân loại chất điện li

Các chất điện li được phân loại thành chất điện li mạnh và chất điện li yếu.

Chất điện li mạnh là những chất khi tan trong nước các phân tử hoà tan đều phân li ra ion. Ví dụ:

H₂SO₄ → 2H+ + SO₄^2-

KOH → K+ + OH–

Na₂SO₄ → 2Na+ + SO₄^2-

Chất điện li yếu là những chất khi tan trong nước chỉ có một phần số phân tử hoà tan phân li ra ion, phần còn lại vẫn tồn

Chất điện ly mạnh

Định nghĩa

Chất điện ly mạnh là những chất phân li ion hoàn toàn trong dung dịch, tức là khi hòa tan vào nước hoặc dung môi khác, chúng sẽ phân hủy thành các ion dương và âm điện tử một cách hoàn toàn.

Ví dụ

Các ví dụ về chất điện ly mạnh bao gồm các muối như NaCl, KBr, MgSO4 và các axit mạnh như HCl, HNO3, H2SO4.

Xem Thêm: Phản ứng hóa học Ba + H2O → Ba(OH)2 + H2 và ứng dụng

Tính chất

Các chất điện ly mạnh có khả năng tạo ra dòng điện điện li mạnh trong dung dịch và có tính ăn mòn cao hơn so với chất điện ly yếu.

An toàn

Do đó, khi sử dụng các chất điện ly mạnh, cần đảm bảo an toàn và tuân thủ các quy định và hướng dẫn sử dụng.

Chất điện ly yếu

Sự điện li là gì?

Sự điện li là quá trình phân ly các chất trong nước ra ion âm và ion dương (còn gọi là anion và cation), đây là nguyên nhân mà các dung dịch như muối, axit hay bazo có thể dẫn điện được.

Chất điện li yếu

Các chất điện li yếu là các chất không phân li ion hoàn toàn trong dung dịch, gồm có các hợp chất không phân cực như ancol etylic, đường saccarazơ, glixerol, và các hợp chất phân cực như dung môi hữu cơ (ví dụ như axeton, etanol) hay nước.

Cơ chế của quá trình điện li

Quá trình điện li xảy ra khi có sự tương tác giữa phân tử nước và phân tử các chất điện li dẫn đến sự phân li của các chất này trong nước.

Khi hòa tan chất điện li vào nước, chất điện li có thể là hợp chất ion (ví dụ NaCl) hoặc hợp chất cộng hóa trị có cực. Sẽ xảy ra sự tương tác giữa các phân tử nước với các phân tử chất điện li, phần mang điện tích âm (anion) của phân tử chất điện li sẽ hút phần

Cách phân loại và xác định chất điện li mạnh, chất điện li yếu

Cách xác định chất điện li mạnh

Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hòa tan đều phân li ra ion. Chất điện li mạnh bao gồm các axit mạnh HCl, HNO3, H2SO4,… các bazo mạnh như NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2,… và hầu hết các muối của axit mạnh và bazơ mạnh như NaCl, KNO3, KCl, K2SO4,…

Phương trình điện li của chất điện li mạnh được biểu diễn bằng dấu mũi tên 1 chiều chỉ chiều của quá trình điện li. Ví dụ: NaCl là chất điện li mạnh, nếu trong dung dịch có 100 phân tử NaCl hoà tan thì cả 100 phân tử đều phân li ra ion, ví dụ: NaCl → Na+ + Cl–.

Ví dụ 2: Trong dung dịch Na2SO4 0,1M, vì sự điện li của Na2SO4 là hoàn toàn nên dễ dàng tính được nồng độ các ion do Na2SO4 phân li ra tương ứng Na+ là 0,2M và SO42- là 0,1M theo phương trình phân li

: Na2SO4 → 2Na+ + SO42-.

Cách xác định chất điện li yếu

Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước chỉ có một phần phân tử hòa tan thành ion. Chất điện li yếu bao gồm các axit yếu như axit axetic, axit carbonic, axit sunfuric loãng,… và các bazo yếu như NH3, Al(OH)3, Fe(OH)3,…

Phương trình điện li của chất điện li yếu được biểu diễn bằng hai dấu mũi tên trái chiều, thể hiện sự cân bằng giữa phân tử và ion trong dung dịch. Ví dụ: H2CO3 là chất điện li yếu, khi hòa tan trong nước chỉ một phần các phân tử H2CO3 phân li ra ion, phần còn lại không phân li, ví dụ: H2CO3 ⇌ H+ + HCO3-.

Xem Thêm: Phản ứng hoá học CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O Cách hoạt động và ứng dụng

Ví dụ 2: Trong dung dịch CH3COOH 0,1M, do CH3COOH là chất điện li yếu nên chỉ một phần phân tử hòa tan thành ion, dễ dàng tính được nồng độ ion H+ bằng cách sử dụng hằng số cân bằng của phản ứng phân li của CH3COOH: CH3COOH ⇌ H+ + CH3COO-, K = [H+][CH3COO-]/[CH3COOH].

Sự khác nhau giữa chất điện ly mạnh và chất điện ly yếu

Chất điện ly mạnh là những chất có khả năng phân li ion hoàn toàn trong dung dịch, tức là khi hòa tan vào nước hoặc dung môi khác, chúng sẽ phân hủy thành các ion dương và âm điện tử một cách hoàn toàn. Các ví dụ về chất điện ly mạnh bao gồm các muối như NaCl, KBr, MgSO4 và các axit mạnh như HCl, HNO3, H2SO4. Các chất này có khả năng tạo ra dòng điện điện li mạnh trong dung dịch và có tính ăn mòn cao hơn so với chất điện ly yếu. Do đó, khi sử dụng các chất điện ly mạnh, cần đảm bảo an toàn và tuân thủ các quy định và hướng dẫn sử dụng.

Trong khi đó, chất điện ly yếu là những chất phân li ion trong dung dịch chỉ ở một phần nhỏ, tức là chúng không phân li hoàn toàn thành các ion dương và âm điện tử. Các ví dụ về chất điện ly yếu bao gồm các axit yếu như CH3COOH, H3PO4, các bazơ yếu như NH3 và các muối của các axit yếu như Na2CO3. Các chất điện ly yếu có khả năng tạo ra dòng điện điện li yếu hơn so với chất điện ly mạnh và có tính ăn mòn thấp hơn.

Ứng dụng của chất điện ly trong cuộc sống

Các chất điện ly được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống, đặc biệt là trong các ứng dụng liên quan đến điện hóa và hóa học. Một số ứng dụng của chất điện ly trong cuộc sống bao gồm:

Dùng trong việc tạo ra dòng điện trong pin điện hoá và pin dung dịch.
Dùng để làm các chất tẩy rửa và chất tẩy vết bẩn như muối tẩy rửa, natri silicat, natri cacbonat.
Dùng trong quá trình phân tích hóa học và điều chế các hợp chất hữu cơ và vô cơ.
Dùng để điều chỉnh độ pH trong quá trình sản xuất các sản phẩm công nghiệp.
Dùng trong quá trình điều chế và sản xuất thuốc, đặc biệt là các loại thuốc có tính chất điện hóa.

Nguồn tham khảo:

https://vietnamnet.vn/vn/cong-nghe-thong-tin/khoa-hoc/loat-chat-di-dong-lam-sang-pin-mat-tich-dien-giai-mo-ra-702273.html

Giải các bài tập về sự điện li và dung dịch chất điện li

Bài 1: Điện dẫn trong dung dịch chất điện li

Trong dung dịch, các axit, các bazơ, các muối phân li ra các ion dương và ion âm chuyển động tự do nên dung dịch của chúng có khả năng dẫn điện. Ví dụ:

HCl → H+ + Cl–

NaOH → Na+ + OH–

NaCl → Na+ + Cl–

Bài 2: Sự điện li và chất điện li

Sự điện li là sự phân li thành các cation (ion dương) và anion (ion âm) của phân tử chất điện li khi tan trong nước. Chất điện li là những chất tan trong nước và tạo thành dung dịch dẫn được điện.

Xem Thêm: Tính chất hóa học của Hidro và ứng dụng trong đời sống

Các chất là chất điện li như axit, các bazơ, các muối tan được trong nước.

Chất điện li mạnh là những chất khi tan trong nước các phân tử hoà tan đều phân li ra ion. Ví dụ:

H₂SO₄ → 2H+ + SO₄^2-

KOH → K+ + OH–

Na₂SO₄ → 2Na+ + SO₄^2-

Chất điện li yếu là những 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. Ví dụ:

H₂S H+ + HS–

Bài 3: Phương trình điện li của các chất

a) Các chất điện li mạnh

Ba(NO₃)₂ → Ba²⁺ + 2NO₃^–

0,1M 0,1 0,2M

⇒ [Ba²⁺]=0,1M; [NO₃^–]=0,2M;

HNO₃ → H+ + NO₃^–

0,02M 0,02M 0,02M

⇒ [H+]=0,02M; [NO₃^–]=0,02M

Lời giải bài 5 trang 7 SGK Hóa 11

Trong bài tập 5 trang 7 SGK Hóa 11, câu hỏi yêu cầu xác định chất nào không dẫn điện. Đáp án là chất KCl rắn, khan. KCl rắn, khan tồn tại dưới dạng mạng tinh thể ion, rất bền vững. Không phân li ra được ion dương và ion âm (di chuyển tự do) nên không có khả năng dẫn điện.

Chúng ta cùng tìm hiểu về Sự điện li, phân loại chất điện ly mạnh và chất điện li yếu để có thể hiểu rõ hơn về tính chất của các chất hóa học.