Sự điện li - Hóa học 11

1. Định nghĩa sự điện li

a. Sự điện li là gì

Sự điện li được hiểu là quá trình phân li của các chất trong nước (hoặc khi ở trạng thái nóng chảy). Sản phẩm trong quá trình điện li của các phân tử chất điện li khi tan trong nước là các ion dương (hay các cation) và ion âm (hay gọi là các anion) được phân tách ra từ phân tử đó. Những ion này là nguyên nhân tạo ra khả năng dẫn điện của các dung dịch này.

b. Định nghĩa về chất điện li

Chất điện li là khái niệm chung của những chất tan trong nước (hoặc trong quá trình nóng chảy) phân li ra các ion 

Bên cạnh đó, khi xét về khía cạnh hẹp hơn, các dung dịch có khả năng dẫn điện là chất điện li. Chất điện li không thể là các nguyên tố và chỉ có thể là các hợp chất hóa học . 

Ví dụ về các chất điện li bao gồm: Muối, axit và bazo

c. Tính chất của chất điện li

Các chất điện li là những chất tan được trong nước 

Khi ở trong dung dịch, các hợp chất hóa học như muối, bazo và axit bị phân li (toàn bộ hoặc phân li một phần) thành các nguyên tử (hay nhóm nguyên tử) tích điện được gọi là ion; các ion có thể chuyển động một cách tự do trong dung dịch và trở thành hạt mang điện.

Sự phân li của một số hợp chất:

- Axit → gốc axit (mang ion âm) + H⁺ .

- Bazo → OH– (mang ion âm) + kim loại (mang ion dương).

- Muối → gốc axit (mang ion âm) + kim loại (mang ion dương).

- Tuy nhiên, có một số bazo không chứa ion kim loại nhưng vẫn bị phân li thành ion trong dung dịch.

Anion hay cation là phần mang điện dương của phân tử.

2. Phân loại các chất điện li

Có 2 loại chất điện li được phân chia theo khả năng điện li của chất là chất điện li mạnh và chất điện li yếu:

a. Chất điện li mạnh

Chất điện li mạnh là nhưng chất khi tan trong nước, các phân tử hoà tan đều phân li ra các ion.

Các hợp chất được phân loại là chất điện li mạnh bao gồm:

- Các loại axit mạnh như: HCl, HNO₃, H₂SO₄, HBr, HI, HClO₄, HClO₃ …

- Các loại bazơ tan như: NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂ …

- Hầu hết các loại NaCl, CuSO₄, KNO₃ …

Phương trình điện li của những chất điện li mạnh được thể hiện qua mũi tên một chiều (→).

Ví dụ:

H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄^2-

KOH → K⁺ + OH^-

Na₂SO₄ → 2Na⁺ + SO₄^2-

b. Chất điện li yếu

Chất điện li yếu là những chất khi tan trong nước chỉ có một số phân tử hoà tan có thể phân li thành ion và phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch.

Các hợp chất điện li yếu bao gồm có:

- Các axit yếu và trung bình là: H₂S, H₂CO₃, H₃PO₄, HCOOH…

- Các bazơ không hoặc khó tan như: Mg(OH)₂, Fe(OH)₂, Fe(OH)₃…

Phương trình điện li của chất điện li yếu được mô tả bằng mũi tên 2 chiều ( ⇌ ).

Ví dụ về phương trình điện li của chất điện li yếu:

H₂S ⇌ H⁺ + HS^-

Sự điện li của chất điện li yếu được đánh giá thông qua đại lượng độ điện li α:

α được tính bằng số phân tử phân li chia cho tổng số phân tử hoà tan

α = Phân tử phân li / Tổng phân tử hòa tan 

3. Các bài tập vận dụng về sự phân li

Bài tập số 1: (Trang 7 SGK Hóa 11) Các dung dịch axit như HCl, bazơ như NaOH hay muối NaCl dẫn điện được, tuy nhiên các dung dịch như ancol etylic, saccarozơ hay glixerol không dẫn điện được. Hãy giải thích tại sao?

Hướng dẫn giải:

Trong dung dịch: Khả năng dẫn điện của các axit, bazơ, các muối là do sự phân li các ion dương và ion âm chuyển động tự do trong dung dịch

Thí dụ:

HCl → H⁺ + Cl^-

NaOH → Na⁺ + OH^-

NaCl → Na⁺ + Cl^-

Tuy nhiên, các dung dịch như ancol etylic, đường saccarazơ, glixerol không dẫn điện do trong dung dịch của các hợp chất này không phân li ra các ion âm (ion -) và các ion dương (ion +).

Bài tập số 2: (Bài 3 trang 7 SGK Hóa học 11) Hãy viết phương trình điện li của những hợp chất sau:

a) Các hợp chất điện li mạnh: Ba(NO₃)₂ 0,10M; HNO₃ 0,020M; KOH 0,010M. Hãy tính nồng độ mol của từng ion trong dung dịch.

b) Các hợp chất điện li yếu như HClO; HNO₂.

Hướng dẫn giải:

a) Đối với các chất điện li mạnh:

Ba(NO₃)₂ → Ba²⁺ + 2NO₃⁻

0,10                0,10       0,20 ( M )

→ Ion [Ba²⁺] = 0,1M; ion [NO₃⁻] = 0,2M

HNO₃ → H⁺ + NO₃⁻

0,020      0,020  0,020 M

→ Ion [H⁺] = Ion [ NO3⁻] = 0,02M

KOH → K⁺ + OH⁻

0,010   0,010  0,010 M

→ Ion [K⁺] = Ion [OH^-] = 0,010M

b) Phương trình điện li của các chất điện li yếu:

HClO ⇌ H⁺ + ClO^-

HNO2 ⇌ H⁺ + NO2⁻

Bài tập số 3: (Bài 4 trang 7 SGK Hóa học 11) Chọn khẳng định đúng trong các câu dưới đây: Dung dịch chất điện li dẫn được điện là do:

A. Sự dịch chuyển của các electron.

B. Sự dịch chuyển của các cation.

C. Sự dịch chuyển của các phân tử hoà tan.

D. Sự dịch chuyển của cả anion và cation.

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là đáp án D. Do trong quá trình hoà tan (trong nước) các phân tử của chất điện li phân li ra thành các anion và cation.

Bài tập số 4: (Bài 5 trang 7 SGK hóa học lớp 11) Chất nào sau đây không có khả năg dẫn điện?

A. KCl rắn, khan. 

B. CaCl₂ nóng chảy. 

C. NaOH nóng chảy. 

D. HBr hoà tan trong nước.

Hướng dẫn giải:

Đáp án đúng là đáp án A. Do KCl ở dạng rắn và khan tồn tại dưới dạng mạng tinh thể ion vô cùng bền vững. Không có khả năng phân li ra được ion âm và ion dương nên không có khả năng dẫn điện.

Bài tập số 5: Ta trộn 200 ml dung dịch bao gồm 12 gam MgSO₄ với 300 ml dung dịch 34,2 gam Al₂(SO4)₃ và thu được dung dịch X. Nồng độ ion SO₄^2- trong dung dịch X bao nhiêu:

A. 0,2M. 

B. 0,8M. 

C. 0,6M. 

D. 0,4M.

Hướng dẫn giải:

Ta có

n MgSO₄ = 0,1 mol

n Al2(SO4)3 = 0,1 mol

⇒ ∑ n SO₂^2- = n MgSO₄ + 3 nAl₂(SO₄)₃ = 0,4 mol

⇒ [SO₄^2-] = 0,4 / (0,2 + 0,3) = 0,8 M

Vậy đáp án đúng là đáp án B

Bài tập số 6: Cho một dung dịch bao gồm các ion sau: Cu²⁺ (0,02 mol), K⁺ (0,10 mol), NO³- (0,05 mol) và SO₄^2- (x mol). Giá trị của x là:

A. 0,050.

B. 0,070. 

C. 0,030. 

D. 0,045.

Hướng dẫn giải:

Áp dụng định luật bảo toàn số mol điện tích ta có:

2n Cu²⁺ + n K⁺ = n NO₃^- + 2 nSO₄^2-

=> 2.0,02 + 0,1 = 0,05 + 2x

=> x = 0,045 mol

Vậy đáp án đúng là đáp án D

Bài tập 7: Chất điện li mạnh là chất nào sao đây?

A. NaCl 

B. CH₃COOH 

C. H2O 

D. HF

Hướng dẫn giải:

Các chất CH₃COOH, H₂O và HF là các chất điện li yếu do khi điện li, chỉ có một phần phân tử hoà tan phân li thành ion và phần còn lại vẫn còn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch.

Vậy đáp án đúng là đáp án A: NaCl

Bài tập số 8: Chất điện li là chất nào sau đây?

A. Glucozơ.

B. Ancol etylic. 

C. KCl 

D. axeton.

Hướng dẫn giải: 

Do KCl là muối tan suy ra KCl là chất điện li

Vậy đáp án đúng là C: KCl

Bài tập 9: Dãy chất nào dưới đây chỉ 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:

Đáp án A loại do Ca₃(PO₄)₂ là hợp chất không có khả năng hòa tan trong nước và H₃PO₄ là chất điện li yếu.

Đáp án C loại do CaSO₄ khó tan trong nước.

Đáp án D loại do H₂O là chất điện li yếu.

Vậy đáp án đúng là đáp án B: H₂SO₄, NaCl, KNO₃ và Ba(NO₃)₂

Bài tập số 10: Cho các hợp chất dưới đây: HNO₂, CH₃COOH, KMnO₄, C₆H₆, HCOOH, HCOOCH₃, C₆H₁₂O₆, C₂H₅OH, SO₂, Cl₂, NaClO, CH₄, NaOH, NH₃, H₂S. Hỏi có bao nhiêu chất điện li?

A. 8 

B. 7 

C. 9 

D. 10

Hướng dẫn giải:

Các chất điện li bao gồm có: HNO₂, CH₃COOH, HCOOH, KMnO₄, NaClO, NaOH, H₂S.

Vậy đáp án đúng là đáp án B 7 hợp.

Bài tập 11: Chất nào sau đây là chất điện li mạnh:

A. HCl. 

B. CH3COOH. 

C. Al(OH)₃. 

D. C₆H₁₂O₆.

Hướng dẫn giải:

Do Axit Clohidric là một axit mạnh có khả năng tan trong nước nên là chất điện li mạnh.

Vậy đáp án đúng là đáp án A

Trên đây là toàn bộ kiến thức về sự điện li và chất điện li trong chương trình Hóa 11. Hy vọng với bài viết trên các em có thể nắm chắn kiến thức và dễ dàng giải quyết các dạng bài tập liên quan tới sự điện li trong quá trình học và ôn thi THPT môn Hóa. Để tham khảo thêm các kiến thức về các môn khác, các em học sinh có thể truy cập ngay vuihoc.vn. Chúc các em đạt được kết quả tốt trong các kì thi sắp tới.

     Tham khảo thêm:

⭐Bộ Sách Thần Tốc Luyện Đề Toán - Lý - Hóa THPT Có Giải Chi Tiết