Chất nào sau đây là chất điện li yếu? Giải thích tại sao? 1. Điện li là gì?
Điện li (ion hóa) là quá trình phân ly các chất trong nước tạo thành ion âm (anion) và ion dương
(cation). Hay hiểu đơn giản hơn thì điện li là quá trình phân li các chất trong nước ra ion, những chất
tan trong nước được phân li ra thành ion được gọi chất điện li. Đây là nguyên nhân khiến các dung dịch
axit, bazơ hay muối có thể dẫn điện được. Sở dĩ axit, bazo hay muối vó thể dẫn điện được là do trong
dung dịch của chúng có các tiểu phân mang điện tích chuyển động tự do được gọi là các ion.
Cụ thể hơn, đây là quá trình một nguyên tử hoặc phân tử tích một điện tích âm hoặc dương bằng cách
nhận thêm hay mất đi electron để tạo thành các ion. Quá trình này thường đi kèm nhiều thay đổi hóa học khác.
Ion dương được tạo thành khi chúng hấp thụ đủ năng lượng (lớn hơn hoặc bằng thế năng
tương tác của electron trong nguyên tử) để giải phóng electron (còn được gọi là electron tự
do). Năng lượng ion hóa là năng lượng cần thiết để diễn ra quá trình này.
Ion âm được tạo thành khi một electron tự do đập vào một nguyên tử mang điện trung hòa,
ngay lập tức bị giữ lại và thiết lập hàng rào thế năng với nguyên tử này. Nguyên nhân vì nó
không đủ năng lượng để thoát khỏi nguyên tử này nữa, từ đó hình thành ion âm.
Sự điện li được biểu diễn bằng phương trình điện li. Ví dụ: NaCl → Na+ + Cl- NaOH → Na+ + OH- HCl → H+ + Cl-
Trường hợp điện li đơn giản là chất có liên kết ion hoặc có liên kết cộng hoá trị phân cực bị tách thành
các ion riêng biệt trong môi trường nước, điển hình là NaCl.
2. Chất điện li gồm những loại nào?
Chất điện li (chất điện giải, chất điện phân): Là những chất tan trong nước (hoặc nóng chảy) phân li ra
ion. Chúng bao gồm: axit, bazo và muối. Chất không điện li khi tan trong nước tạo thành dung dịch không dẫn điện.
Các dung dịch axit, bazơ và muối có khả năng dẫn điện được do trong dung dịch của chúng chứa các
tiểu phân mang điện tích chuyển động tự do, còn gọi là các ion (bao gồm anion và cation). Nguyên
nhân là do phân tử nước bị phân cực thành hai đầu âm và dương do nguyên tử oxi có độ âm điện lớn
hơn nguyên tử hydro. Do đó, cặp electron chung bị lệch về phía oxi. Vì vậy, khi một chất có liên kết
ion hay liên kết cộng hóa trị phân cực hòa tan trong nước thì phân tử của nó sẽ bị bao bọc và tương tác
với phân tử nước, tách các chất này ra thành các ion, ion dương (-) tách ra bởi nguyên tử oxi (mang
điện âm) và ion âm (-) được tách ra bởi nguyên tử hydro (mang điện dương). Liên kết các nguyên từ bị
phá vỡ nên quá trình này có giải phóng năng lượng. Trong khi đó, các dung dịch như glixerol, đường
saccarozo, ancol etylic không thể dẫn điện vì trong dung dịch chúng không phân li ra các ion âm và
dương. Nguyên nhân là do trong phân tử có liên kết phân cực nhưng rất yếu.
Các cation và anion chuyển động hỗn lọan nên có thể va chạm vào nhau để tái hợp thành phân tử do đó
ta nói sự điện li có tính thuận nghịch và phương trình điện li có thể là phương trình phản ứng thuận
nghịch. Như vậy về cơ bản chất điện li sẽ có 02 loại là chất điện li mạnh và chất điện li yếu.
- Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hòa tan đều phân li ra ion. Ví dụ như NH4Cl
qua quá trình điện li sẽ được NH4+ và Cl-
Ví dụ về các chất điện li mạnh như: Axit HCl, HNO3, H2SO4, ...
Bazơ mạnh như NaOH, KOH, Ba(OH)2 Ca(OH)2, ...
Hầu hết các muối của axit mạnh và bazơ mạnh như NaCl, KNO3, KCI, K2SO4, ...
Trong phương trình điện li của chất điện li mạnh, người ta sử dụng mũi tên 1 chiều chỉ chiều của quá trình điện li.
Ví dụ về phương trình điện li:
NaCl là chất điện li mạnh, nếu trong dung dịch chứa 100 phân tử NaCl hoà tan thì cả 100
phân tử này đều phân li ra ion. NaCl → Na+ + Cl-
Trong dung dịch Na2SO4 0,1M, vì sự điện li của Na2SO4 là hoàn toàn nên có thể tính được
nồng độ các ion do Na2SO4 phân li lần lượt Na là 0,2M và SO2 là 0,1M. Phương trình
phân li: Na2SO4 → 2Na+ +S04(2-)
- Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước chỉ có một phần số phân tử hòa tan phân li ra ion, phần còn
lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch. Ví dụ khi điện li: CH3COOH ⇔ CH3COO– + H+
Ví dụ về các chất điện li yếu:
Các axit yếu như các axit hữu cơ CH3COOH, axit HClO, H2S, HE, HCN H2SO3, ...
Các bazơ yếu như Bi(OH)3, Mg(OH)2, ...
Trong phương trình điện li của các chất điện li yếu, người ta sử dụng mũi tên 2 chiều.
Ví dụ về phương trình điện li: CH3COOH ⇌ CH3COO- + H+ Mg(OH)2 ⇌ Mg2+ + 2OH-
Lưu ý: Sự pha loãng có ảnh hưởng là khi pha loãng dung dịch các ion (+) và (-) của chất điện li
rời xa nhau, ít có điều kiện va chạm để tạo lại phân tử khiến cho độ điện li tăng.
- Các chất như AgCl, BaSO4, Fe(OH)3, ... thường được coi là không tan trong nước. Tuy nhiên
thực tế vẫn có sự hòa tan một lượng rất nhỏ, phần bị hòa tan có thể phân li nên chúng vẫn được
xếp vào các chất điện li. Chất không điện li là những chất khi tan trong nước không phân li ra
ion. Ví dụ: Dung dịch đường, dung dịch rượu, ...
3. Chất nào sau đây là chất điện li yếu?
Để biết được chất nào điện li yếu hơn chất còn lại thì phương pháp cơ bản là thực nghiệm và làm cân
bằng điện li. Cân bằng điện li là sự phân li của các chất điện li yếu là quá trình thuận nghịch. Khi tốc
độ phân li của phân tử chất điện li (phản ứng thuận) bằng tốc độ kết hợp giữa các ion thành phân tử
chất điện li (phản ứng nghịch) thì cân bằng của quá trình điện li được thiết lập. Sự điện li được biểu
diễn bằng phương trình điện li.
Đặc điểm của cân bằng điện li:
Các phương trình phản ứng thuận nghịch như trên là một hệ cân bằng và được gọi là cân bằng điện li.
Cân bằng điện li cũng thuộc loại cân bằng động giống như mọi cân bằng hoá học khác
nên cân bằng sẽ chuyển dời theo chiều chống lại các nguyên nhân làm thay đổi cân
bằng. Cân bằng điện li là cân bằng động nên cân bằng điện li cũng tuân theo nguyên lí
chuyển dịch cân bằng Lơ Sa-tơ-li-ê ( Le Chatelier).
Sự phân li càng hoàn toàn khi cân bằng càng chuyển dời theo chiều thuận, và sự dịch
chuyển cân bằng phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ mol/lít của chất tan.
Khi nhiệt độ càng tăng hay dung dịch càng loãng thì sự phân li càng hoàn toàn, cân bằng
càng chuyển dời theo chiều thuận. Vì thế ta phải so sánh độ mạnh của các chất điện li ở
cùng một điều kiện nhiệt độ và nồng độ.
Ở cùng một nhiệt độ và cùng một nồng độ mol/ lít chất điện li càng mạnh thì sự phân li càng hoàn toàn
tức là cân bằng càng chuyển dời theo chiều thuận và ngược lại chất điện li càng yếu thì sự phân li càng
không hoàn toàn, cân bằng càng chuyển dời theo chiều nghịch.
Như đã trao đổi ở trên thì chất điện li yếu là các axit yếu, bazơ yếu và một số muối là chất điện li yếu
và ngược lại các axit mạnh, bazơ mạnh và hầu hết các muối là chất điện li mạnh.
Nếu đặt các chất sau thì chất nào là chất điện li yếu: KNO3, NaOH, HCl, NH4Cl, HNO3, KOH,
MgCl2, Ca(OH)2, CH3COOH. Chất điện li yếu trong các chất trên là CH3COOH. Giải thích:
Vì HCl là axit mạnh, MgCl2 là muối tan, Ca(OH)2 là dung dịch bazơ, KNO 3 là muối tan, NaOH là
bazơ mạnh và các chất trên đều là các chất điện li mạnh.