Độ điện li là gì

Trong chương trình hóa học phổ thông điện li là quá trình thay đổi điện tích của nguyện tử hay phần tử từ Âm sang Dương hoặc ngược lại bằng việc nhận thêm electron trong dung dịch. Vậy độ điện li là gì và ý nghĩa việc tính được độ điện li, qua bài viết này sẽ làm rõ những vấn đề trên.

Chất điện li

Trong thực tế người ta thấy có  những dung dịch có thể dẫn điện còn lại thì không dẫn được, từ đó người đặt ra câu hỏi tại sao dung dịch A thì dẫn điện mà dung dịch B không dẫn được điện. Từ đó người ta nghiện cứu các chất trong 2 dung dịch và nhận thấy trong dung dịch A có chất điện li nên dẫn điện được còn dung dịch B thì không có chất điện li. Tóm lại ta có thể hiểu chất điện li là chất:

• Chất điện li là chất tan được trong nước (dung môi là nước)
• Phân li được thành I-on

Dấu hiệu nhận biết chất điện li gồm: Axit, Ba-zơ và muối

NaCl → Na + Cl2

HCl → H+ + Cl-

…

Chất điện li được phân loai:

• Chất điện li mạnh: Axit mạnh, Bazo tan và muối tan (HCl, H2SO4, Na(OH), NACl,…)
• Chất điện li yếu: Axit yếu, Ba-zơ và muối ít tan (Na2CO3, H2CO3, Ag2SO4,…)

Để biết được chất điện li mạnh hay yếu ta sẽ đi tính độ điện li của chất, vậy tính độ điện li như thế nào chúng ta cùng tìm hiểu tiếp theo dưới đây.

Công thức tính độ điện li.

 *100%

Trong đó:

                α là độ điện li Alpha

             là số mol chất đã điện li

             là số mol chất ban đầu

 là hằng số điện li.

Dung dịch điện li tồn tại

     Dung dịch chất điên li  tồn tại cần thỏa mãn đồng thời 2 điều kiện: 

• Đảm bảo nguyên tắc trung hòa về điện tích trong dung dịch (tổng số điện tích âm phải bằng tổng số điện tích dương).

Số mol_{điện tích} = số mol_ion.điên tích_ion

• Các i-on trong dung dịch không đôi một phản ứng với nhau. 

Xu hướng xảy ra các phản ứng của các ion trong dung dịch thường tạo sản phẩm là: sản phẩm kết tủa, sinh ra chất khí, tạo dun dịch điện li yếu (Các i-on có tính khử sẽ phản ứng với i-on có tính oxi hóa theo cơ chế phản ứng Oxi hóa -Khử).

Phản ứng trao đổi i- on

• Các phản ứng xảy ra trong dung dịch điện li chính là sự phản ứng giữa các i-on của chất điện li. 
• Điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li là khi các ion kết hợp được với nhau tạo thành ít nhất 1 trong số các sản phẩm sau:
  • Chất kết tủa.
  • Chất điện li yếu.
  • Chất khí.

Dạng 1: Bài toán liên quan tính nồng độ các chất

Phương pháp giải

• Viết phương trình điện li hóa học
• Dựa vào yêu cầu bài toán và dữ liệu, xác định số mol các chất trong trong dung dịch theo phương trình phản ứng (Đầu, Phản ứng và cân bằng sơ đồ 3 dòng).

Ví dụ 1. Cho hỗ hợp dung dịch gồm 100 ml dung dịch và NaCl 0,10M vào 100ml dung dịch Na2SO4 0,10M. Tính nồng độ các i-on trong dung dịch sau phản ứng.

Lời giải

NaCl và Na2SO4  là chất điện li mạnh từ đó:  NaCl à Na+  +   Cl-   (1);  Na2SO4 à2Na+ + (SO4)2-   (2)     0.01   0.01          0.01       ;   0.01 0.02       0.01

0.01 + 0.02 = 0.15M; [Cl-] = 0.05M; [(SO4)2-]= 0.05M

Ví dụ 2. Tính nồng độ mol của các chất trong dung dịch CH3COOH, CH3COO-, H+ tại cân bằng trong dung dịch CH3COOH 0.1M có a = 1.32%.

Bài giải

CH3COOH :      H+     +     CH3COO- (1)

Ban đầu:    Co                       0                    0

Phản ứng: Co. a            Co. a             Co. a

Cân bằng: Co(1-a)         Co. a               Co. a

Vậy:    [H+]= [CH3COO-] = a*Co  = 0.1* 1.32*10-2M = 1.32*10-3M [CH3COOH] = 0.1M – 0.00132M = 0.09868M

Dạng 2: Tính độ điện li Alpha của các chất có trong dung dịch

Phương pháp giải

• Viết phương trình điện li hóa học
• Dựa vào yêu cầu bài toán và dữ liệu, xác định số mol các chất trong trong dung dịch theo phương trình phản ứng (Đầu, Phản ứng và cân bằng sơ đồ 3 dòng).

Ví dụ 1. Trong 1 lít dung dịch CH3COOH nồng độ 0.02M có chứa 1.2407*1022 phân tử chưa phân li và i-on. Tính độ điện li Alpha của CH3COOH ở mức nồng độ trên, biết số mol ban đầu là 6.022*1023.

Bài giải

CH3COOH :       H+      +     CH3COO- (1)nCH  COOH = 0.02 mol ,  Số phân tử ban đầu là: n0 = 1. 0,02.6,022.1023 = 1,2044.1022 phân tử

Ban đầu           n0

Phản ứng         n                        n                      n

Cân bằng         (n0-n)                n                      n

Ở trạng thái cân bằng thì số i-on chưa phân li và các ion là: (n0  – n) + n + n = 1.2047*1022

Có n = 1.2047*1022 – 1.2044*1022 = 0.0363*1022.

Ví dụ 2. Tính độ điện li Alpha của chất điện li HCOOH 0,007M trong dung dịch có  nồng độ [H+]=0.001M Bài giải

HCOOH  +  H2O :      H- +      H3O+

Ban đầu:           0,007                                              0

Phản ứng:        0,007. a                                  0,007. A

Cân bằng:        0,007(1-a)                              0,007. a

Từ phương trình trên ta có:    [H+]  = 0,007* a  (M) 0.007* a= 0.001

Ví dụ 3.  

a) Tính độ điện li Alpha của dung dịch NH3 0.010M.

b) Độ điện li biến thiên như thế nào

-   Pha loãng dung dịch ra 50 lần.

-   Khi có mặt NaOH 0,0010M.

Bài giải

Độ điện li tăng vì nồng độ nhỏ có mật độ ion càng giảm thì khả năng tương tác giữa các ion làm giảm nồng độ điện li, tăng độ điện li.

*   Khi NaOH 0.0010M:          NaOH à    Na+        +      OH-

Nhận xét: α giảm vì nồng độ OH -trong dung dịch NaOH làm chuyển dịch cân bằng sang trái.

Dạng 3: Tính nồng độ pH của dung dịch khi Alpha (α) và các hằng số Ka , Kb

Phương pháp giải

• Phương trình điện li.
• Biểu diễn số mol các chất trong phương trình theo từng thời điểm (trạng thái ban đầu, khi phản ứng và trạng thái cân bằng) tùy theo yêu cầu và dữ kiện bài toán.
• Với các chất điện li yếu là axit KA:  KA à K+    + A-.
• Tính độ pH của dung dịch axit: Xác định nồng độ mol của H+ trong dung dịch khi cân bằng  pH=-lg([H+])
• Tính nồng độ pH của ba-zơ: Tính nồng độ mol của i-on OH- trong dung dịch sau khi cân bằng hoặc pH = 14 -pOH = 14 + lg([OH-]).

Tóm lại Độ điện li là giá trị thể hiện tỷ lệ phân li thành các i-on của các chất trong dung dịch tạo ra môi trường i-on. Hy vọng qua bài viết các bạn đã có cho mình câu trả lời cho câu hỏi Độ điện li là gì?