Giáo án Chương 1: Sự điện li

Chương 1: SỰ ĐIỆN LI
A. KIẾN THỨC CẦN NẮM VỮNG
I. SỰ ĐIỆN LI:
1. Sự điện li: là quá trình phân li các chất trong nước ra ion.
2. Chất điện li: là những chất tan trong nước phân li ra được ion. (AXIT, BAZƠ, MUỐI).
	Dung dịch trong nước của các chất điện li sẽ dẫn điện
3. Phương trình điện li:
- Chất điện li mạnh được biểu diễn bằng dấu mũi tên hai chiều, chú ý cân bằng số nguyên tử các nguyên tố. 
AXIT CATION H+ + ANION GỐC AXIT
	BAZƠ CATION KIM LOẠI + ANION OH-
	MUỐI CATION KIM LOẠI OR NH4+ + ANION GỐC AXIT. 
Chất điện li yếu thì được biểu diễn bằng dấu mũi tên hai chiều
	Ví dụ: HCl H+ + Cl- ;	NaOH Na+ + OH- ;	K2SO4 2K+ + SO42-
	Ghi chú: Phương trình điện li của chất điện li yếu được biểu diễn bằng (Xem phần II)
4. Các hệ quả: 
	-Trong một dung dịch, tổng số mol điện tích ion dương = tổng số mol điện tích ion âm à Nội dung của định luật bảo toàn điện tích. 
Vd1: Một dung dịch có chứa: a mol Na+, b mol Al3+, c mol Cl- và d mol SO42-. Tìm biểu thức quan hệ giữa a, b, c, d?
	ĐS: a + 3b = c + 2d.
-Dung dịch có tổng nồng độ các ion càng lớn thì càng dẫn điện tốt.
Vd2: Trong các dung dịch sau có cùng nồng độ sau, dung dịch nào dẫn điện tốt nhất ?
	A. NaCl.	B. CaCl2.	C. K3PO4.	D. Fe2(SO4)3.
Đáp án: D
-Tổng số gam các ion sẽ bằng tổng số gam các chất tan có trong dung dịch đó.
Vd3: Một dung dịch có chứa: a mol Na+, b mol Al3+, c mol Cl- và d mol SO42-. Tìm khối lượng chất tan trong dung dịch này theo a,b, c, d ?
	ĐS: 23a + 27b + 35,5c + 96d.
II. PHÂN LOẠI CÁC CHẤT ĐIỆN LI:
1 . Chất điện li mạnh và chất điện li yếu:
a. Chất điện li mạnh: Là những chất khi tan trong nước, các phân tử hoà tan đều phân li ra ion (phương trình biểu diễn ).
	Axit mạnh: HCl, HNO3, HClO4, H2SO4, HBr, HI, 
	Bazơ mạnh: KOH, NaOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2 
	Muối: Hầu hết các muối (trừ HgCl2, Hg(CN)2 ).
VD: HCl H+ + Cl-.	NaOH Na+ + OH-.	K2SO4 2K+ + SO42-.
b. Chất điện li yếu: Là những chất khi tan trong nước, chỉ có một phần số phân tử hoà tan phân li ra ion 
(phương trình biểu diễn ).
	Axit yếu: CH3COOH, HClO, H2S, HF, H2SO3, H2CO3, 
	Bazơ yếu: Mg(OH)2, Al(OH)3, NH3, 
VD: CH3COOH CH3COO- + H+;	H2S H+ + HS-; HS- H+ + S2- ;	
 Mg(OH)2 Mg(OH)+ + OH- ; 	Mg(OH)+ Mg2+ + OH-
III. AXIT, BAZƠ VÀ MUỐI:
1. Axit và bazơ theo thuyết A-RÊ-NI-UT: 
	Axit: ;	Bazơ 
*Axit nhiều nấc:
VD:	H3PO4 H+ + H2PO4-	 H2PO4- H+ + HPO42-	HPO42- H+ + PO43-	
* Bazơ nhiều nấc:
	VD: 	Mg(OH)2 Mg(OH)+ + OH- ; 	Mg(OH)+ Mg2+ + OH-
*Hiđroxit lưỡng tính:
	A(OH)n : Zn(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)3, Pb(OH)2, Sn(OH)2. 
	Phân li theo kiểu bazơ:
	VD:	Zn(OH)2 Zn2+ + 2OH- ;	Al(OH)3 Al3+ + 3OH-
	Phân li theo kiểu axit:
	VD:	Zn(OH)2 ZnO22- + 2H+ ;	Al(OH)3 AlO2- + H3O+
Chú ý: 
Anion gốc axit còn H của axit yếu (H2CO3, H2SO3, H2S, H3PO4, ) đều là chất lưỡng tính, còn anion không còn H của axit yếu đều là bazơ.
b. Hằng số phân li axit (Ka) và bazơ (Kb):
2. Sự điện li của muối trong nước:
	VD: 	Na2SO4 2Na+ + SO42-
	Muối kép: NaCl.KCl Na+ + K+ + 2Cl-.
3. Muối axit, muối trung hoà:
+Muối axit: Là muối mà gốc axit còn H có khả năng phân li H+.
	+Muối trung hoà: Là muối mà gốc axit không còn H có khả năng phân li H+.
Ghi chú: 
Nếu gốc axit còn H, nhưng H này không có khả năng phân li H+ thì cũng là muối trung hoà
VD: Na2HPO3, NaH2PO2 dù là gốc axit còn H nhưng vẫn là muối trung hoà, vì H này không có khả năng cho proton.
IV. pH CỦA DUNG DỊCH: 
CÔNG THỨC
MÔI TRƯỜNG
pH = - lg[H+]
pOH = - lg[OH-]
[H+].[OH-] = 10-14 
pH + pOH = 14
pH = a [H+] = 10-a
pOH = b [OH-] = 10-b
pH < 7 Môi trường axít
pH > 7 Môi trường bazơ
pH = 7 Môi trường trung tính
[H+] càng lớn Giá trị pH càng bé
[OH-] càng lớn Giá trị pH càng lớn
V. PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI
1. Phản ứng trao đổi ion:
a. Dạng thường gặp: 
	MUỐI + AXIT MUỐI MỚI + AXIT MỚI
	ĐK: -Axit mới là axit yếu hơn axit phản ứng hoặc muối mới không tan.
	MUỐI + BAZƠ MUỐI MỚI + BAZƠ MỚI
ĐK: Muối phản ứng và bazơ phản ứng phải tan, đồng thời sản phẩm phải có ít nhất một chất không tan.
	MUỐI + MUỐI MUỐI MỚI + MUỐI MỚI
ĐK: Hai muối phản ứng phải tan, đồng thời sản phẩm tạo thành phải có ít nhất một chất kết tủa.
 AXIT + BAZO à MUỐI + H2O
b. Cách viết phản ứng hoá học dạng ion thu gọn
-Phân li thành ion dương và ion âm đối với các chất vừa là chất điện li mạnh, vừa là chất dễ tan.
-Các chất kết tủa, chất điện li yếu, chất khí giữ nguyên ở dạng phân tử
- Rút bỏ những ion giống nhau ở 2 vế của phương trình
VD1: 	2NaOH + MgCl2 2NaCl + Mg(OH)2 (phản ứng hoá học dạng phân tử)
	2Na+ + 2OH- + Mg2+ + 2Cl- 2Na+ + 2Cl- + Mg(OH)2 (dạng ion)
	2OH- + Mg2+ Mg(OH)2 (dạng ion rút gọn)
VD2:	CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O (dạng phân tử)
	CaCO3 + 2H+ + 2Cl- Ca2+ + 2Cl- + CO2 + H2O (dạng ion)
	CaCO3 + 2H+ Ca2+ + CO2 + H2O (dạng ion rút rọn)
VD3: 	BaCl2 + Na2SO4 2NaCl + BaSO4 (dạng phân tử)
	Ba2+ + 2Cl- + 2Na+ + SO42- 2Na+ + 2Cl- + BaSO4 (dạng ion)
	Ba2+ + SO42- BaSO4(dạng ion rút gọn)
B. CÁC DẠNG TOÁN & PHƯƠNG PHÁP GIẢI
DẠNG 1: Viết phương trình điện li và tính nồng độ ion trong dung dịch
Chất điện li mạnh bao gồm các axit mạnh, bazo mạnh và hầu hết muối tan
Các axit mạnh bao gồm : HCl; HNO3; H2SO4; HBr; HI; HClO4
Các bazo mạnh bao gồm: Hidroxit kim loại kiềm ( NaOH; KOH, LiOH) ; Ca(OH)2; Ba(OH)2
Nồng độ ion = nion / Vdd
VD1:Viết phương trình điện li của các chất sau:
 a. HNO3, Ba(OH)2, Na2CO3, Al2(SO4)3, NaCl, HCl, KOH, H2SO4, AlCl3, (NH4)2CO3. 
 b. KHCO3, NaHS, CH3COOK, CuSO4 , Mg(OH)2 , NaH2PO4.,Al(NO3)3.
Đáp án
...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Vd2: Tính nồng độ mol của cation và anion trong dung dịch sau: 
a. (BTSGK) dd Ba(OH)2 0,1M b. 200ml dd chứa 0,25 mol Na2SO4 
c. 2 lít dung dịch có hòa tan 3,92g H2SO4 d. 4 lít dd có hòa tan 4g NaOH và 16,8g KOH 
e. Trộn lẫn 100ml dung dịch AlCl3 1M với 200ml dung dịch BaCl2 2M và 300ml dung dịch KNO3 0,5M. 
f. Hoà tan 12,5gam CuSO4.5H2O vào một lượng nước vừa đủ tạo thành 200ml dung dịch. Tính nồng độ mol/l các ion có trong dung dịch.(Bỏ qua sự điện ly của H2O)
Đáp án
...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
DẠNG 2: Tính pH của dung dịch axit bazo mạnh
Cần nhớ các công thức tính pH, nồng độ 
[H+] = 10-a à pH = a ngoài ra pH = -lg[H+]
[H+].[OH-] = 10-14; pH + pOH = 14
Bản chất của phản ứng giữa 1 bazo với 1 axit mạnh hoặc hh axit mạnh với hh bazo mạnh là
 H+ + OH- à H2O
Cần so sánh số mol giữa OH- và H+HH dddffffffvvrghtnhgbffbvfvfbfbfb
 H+ . Xảy ra 3 trường hợp sau
TH1: Vừa đủ, môi trường thu được trung tính, pH= 7
TH2: OH- > H+ --> OH- dư à nOH- dư = nOH- -nH+ . Môi trường thu được là môi trường kiềm. Tính [OH-] dư à pOH à pH
TH3: H+ > OH- à H+ dư à nH+ dư = nH+ - nOH-. Môi trường thu được là môi trường axit. Tính [H+] dư à pH
- pH của dung dịch hỗn hợp nhiều axit mạnh hoặc bazo mạnh: Tính tổng số mol ion H+ hoặc tổng nồng độ ion OH- sau đó tính nồng độ H+ à pH
Vd1: Cần bao nhiêu g NaOH để pha chế 300 ml dd có pH= 10?
Đáp án
.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 
Vd2: Tính pH của trong các dung dịch sau:
 a. 400 ml dd chứa 1,46g HCl . b. Trộn 100ml dd HCl 1M với 400ml dd NaOH 0,375M. 
c. Hoà tan 2,4g Mg trong 100ml dd HCl 3M. d. Trộn 40ml dd HCl 0,5M với 60ml dd NaOH 0,5M.
Đáp án
...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Vd3: Trộn 200 ml dung dịch HCl 0,5M với 300ml dung dịch NaOH x mol/l. Sau phản ứng thu được dung dịch có pH = 13. Tìm x?
Đáp án
........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Vd 4: 
a. Hoà tan m gam Ba vào nước thu được 1,5 lít dung dịch X có pH = 13. Tính m. 
b. Cho m gam Ba vào 500 ml dung dịch Ba(OH)2 0,04M thì được một dung dịch có pH = 13. Tính m ( Coi thể tích dung dịch không đổi ).
Đáp án
................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................................................
Vd 5: Tính pH thu được khi trộn lẫn 200 ml dung dịch KOH 0,3 M với 200 ml dung dịch H2SO4 0,05 M.
Đáp án
..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Dạng 3: Viết phương trình hóa học dạng phân tử và ion rút gọn
Phương pháp:
Để thiết lập phương trình ion rút gọn phải thực hiện các bước sau
B1: Viết phản ứng dưới dạng phân tử và cân bằng phản ứng
B2: Chuyển tất cả các chất tan điện li mạnh thành ion ở cả 2 vế của phương trình phân tử. Chất kết tủa, chất điện li yếu, chất khí giữ nguyên ở dạng phân tử
B3. Lược bỏ những ion giống nhau ở 2 vế của phương trình ta thu được phương trình ion thu gọn
 Đối với bài toán xác định phương trình phản ứng phân tử tương ứng với dạng ion thu gọn thì ta cần xác định các hợp chất chứa các ion đó thỏa mãn điều kiện sau
Chất đó phải tan
Chất đó là chất điện li mạnh
Vd 1: Viết các phương trình phản ứng dạng phân tử (nếu có) và dạng ion thu gọn. 
a. Fe2(SO4)3 + NaOH b. Al(OH)3 + KOH c. Cu(OH)2 + HNO3 d. NaHSO3 + NaOH 
e. KNO3 + NaCl f. Na2HPO4 + HCl g. CaCO3 + H2SO4 h. H2SO4 đặc nóng + Fe
i. AgNO3 + HBr k. CuSO4 + H2S l. FeS + HCl m. FeSO4 + KMnO4 + H2SO4
Đáp án
........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Vd 2: Bổ sung phương trình ion rút gọn và viết phương trình phân tử tương ứng
Ba2+ + CO32- à BaCO3 :........................................................................................................................
NH4+ + OH- à NH3 + H2O: .................................................................................................................
S2- + 2H+ à H2S : .................................................................................................................................
H+ + OH- à H2O: ...................................................................................................................................
Fe3+ + 3OH- à Fe(OH)3 : .................................................................................................
Zn(OH)2 + OH- à ZnO22- + H2O: ..................................................................................
? + CH3COO- à CH3COOH : .........................................................................................
Vd 3: Bổ sung phương trình phản ứng sau đây?
Pb(NO3)2 + ? à PbCl2 + ? : .........................................................................................
BaCl2 + ? à BaSO4 + ? :......................................................................................
HCl + ? à ? + CO2 + ? : ...........................................................................................
H2SO4 + ? à ? + H2O :.............................................................................................
Dạng 4: Định luật bảo toàn điện tích
Phương pháp:
Vì dung dịch luôn luôn trung hòa về điện nên tổng số mol điện tích dương luôn bằng tổng số mol điện tich âm :
 n(-) = n(+)
Đối với 1 chất rắn tổng số mol điện tích dương = tổng số mol điên tích âm
Khi các ion thay thế nhau trong phản ứng trao đổi ion thi phải đảm bảo quy tắc bỏa toàn điện tích:
 2 mol Cl- thay thế được 1 mol SO42-
Tổng khối lượng các muối trong dung dịch, hoặc muối khan bằng tổng khối lượng các Ion
Vd1 : Một dung dịch có chứa các ion: Mg2+ 0,05 mol, K+0,15 mol, NO3- 0,1 mol, và SO42- x mol. Tính giá trị của x .
Đáp án
..............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Vd 2: Một dung dịch chứa 0,02 mol Cu2+, 0,03 mol K+, x mol Cl- và y mol SO42-. Tổng khối lượng muối khan có trong dung dịch là 5,435 gam. Tính giá trị x và y.
Đáp án
...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Vd 3: Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch X chứa NH4+; SO42- và NO3-, đun nóng nhẹ .Sau phản ứng thu được 11,65g gam kết tủa và 4,48 lít khí thoát ra (đktc). Tính tổng khối lượng (gam) muối trong X .
Đáp án
...................................................................................................................................................................................................................