Sự điện li là gì? Lý thuyết và giải bài tập chi tiết

Điện phân là gì? Chất điện phân là gì? Làm thế nào để phân biệt chất điện ly mạnh và chất điện ly yếu? Cùng timhieulichsuquancaugiay.edu.vn tìm hiểu lý thuyết chi tiết và luyện tập một số bài tập về điện phân nhé.

Khái niệm điện phân là gì? Chất điện phân là gì?

Điện phân (ion hóa) là quá trình phân ly các chất trong nước tạo thành ion âm (anion) và ion dương (cation). Đây là lý do tại sao dung dịch axit, bazơ hoặc muối có thể dẫn điện.

Bạn đang xem: Sự điện li là gì? Lý thuyết và giải bài tập chi tiết

Cụ thể hơn, đây là quá trình một nguyên tử hoặc phân tử tích lũy điện tích dương hoặc âm bằng cách tăng hoặc giảm electron để tạo thành các ion. Quá trình này thường đi kèm với nhiều thay đổi hóa học khác.

• Các ion dương được hình thành khi chúng hấp thụ đủ năng lượng (lớn hơn hoặc bằng thế năng tương tác của các electron trong nguyên tử) để giải phóng electron (còn gọi là electron tự do). Năng lượng ion hóa là năng lượng cần thiết để quá trình này diễn ra.

• Các ion âm được hình thành khi một electron tự do tấn công một nguyên tử tích điện trung tính, ngay lập tức bị giữ lại và thiết lập một rào cản năng lượng tiềm năng với nguyên tử này. Nguyên nhân là do nó không còn đủ năng lượng để thoát khỏi nguyên tử này nữa, từ đó hình thành các ion âm.

Trong trường hợp chất điện phân đơn giản, một chất có liên kết cộng hóa trị ion hoặc có cực được tách thành các ion riêng biệt trong môi trường nước, điển hình là NaCl.

Chất điện phân (điện phân, điện phân): Những chất hòa tan trong nước (hoặc tan chảy) và phân ly thành ion. Chúng bao gồm: axit, bazơ và muối.

Điện phân được biểu diễn bằng phương trình điện phân.

Ví dụ:

NaCl → Na+ + Cl-

NaOH → Na+ + OH-

HCl → H+ + Cl-

Nguyên nhân dẫn điện của dung dịch axit, bazơ, muối

Qua thí nghiệm năm 1887, Areni-ut kết luận rằng: Dung dịch axit, bazơ và muối có khả năng dẫn điện vì dung dịch của chúng chứa các hạt tích điện chuyển động tự do, còn gọi là ion (bao gồm cả anion và cation).

Cụ thể, phân tử nước bị phân cực thành hai đầu dương và âm vì nguyên tử oxy có độ âm điện lớn hơn nguyên tử hydro. Do đó, cặp electron dùng chung bị lệch về phía oxy. Vì vậy, khi một chất có liên kết cộng hóa trị ion hoặc có cực hòa tan trong nước, các phân tử của nó sẽ bị bao quanh và tương tác với các phân tử nước, tách các chất này thành các ion, ion dương. (-) được phân tách bằng nguyên tử oxy (tích điện âm) và ion âm (-) được phân tách bằng nguyên tử hydro (tích điện dương). Liên kết giữa các nguyên tử bị phá vỡ nên quá trình này giải phóng năng lượng.

Trong khi đó, các dung dịch như glycerol, sucrose, rượu etylic không thể dẫn điện vì trong dung dịch chúng không phân tách được các ion dương và âm. Nguyên nhân là do phân tử có liên kết cực nhưng rất yếu.

Phân loại chất điện giải

Để phân loại chất điện giải người ta làm thí nghiệm sau. Chuẩn bị 2 cốc: HCl 0,10M và CH3COOH 0,10M, cho vào dụng cụ như hình. Khi cho cùng một nguồn điện vào hai đầu dây thì bóng đèn bên HCl sáng hơn bóng đèn bên dung dịch CH3COOH. Như vậy có thể kết luận: Nồng độ ion trong HCl lớn hơn CH3COOH, nghĩa là số phân tử HCl phân ly thành nhiều ion hơn.

Dựa vào thí nghiệm này, người ta chia chất điện giải thành hai loại: chất điện ly mạnh và chất điện ly yếu.

Chất điện ly mạnh

Khái niệm: Chất điện ly mạnh là chất khi hòa tan trong nước các phân tử hòa tan sẽ phân ly thành ion.

Ví dụ về chất điện ly mạnh:

• Axit HCl, HNO3, H2SO4,…

• Các 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 phân của chất điện phân mạnh, mũi tên một chiều được sử dụng để chỉ hướng của quá trình điện phân.

Ví dụ về phương trình điện phân:

• NaCl là chất điện ly mạnh, nếu trong dung dịch chứa 100 phân tử NaCl hòa tan thì toàn bộ 100 phân tử này sẽ phân ly thành ion. NaCl → Na+ + Cl-

• Trong dung dịch Na2SO4 0,1M, do quá trình điện phân Na2SO4 hoàn tất nên nồng độ các ion do Na2SO4 phân ly có thể tính được là Na là 0,2M và SO2 là 0,1M. Phương trình phân ly: Na2SO4 → 2Na+ +S04(2-)

chất điện li yếu

Khái niệm: Chất điện ly yếu là chất khi hòa tan trong nước chỉ một phần phân tử hòa tan phân ly thành ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch.

Ví dụ về chất điện li yếu:

• Các axit yếu như axit hữu cơ CH3COOH, HClO, H2S, HE, HN H2SO3,…

• Các bazơ yếu như Bi(OH)3, Mg(OH)2,…

Trong phương trình điện phân của chất điện ly yếu, mũi tên hai chiều được sử dụng.

Ví dụ về phương trình điện phân:

CH3COOH ⇌ CH3COO- + H+

Mg(OH)2 ⇌ Mg2+ + 2OH-

Điện phân chất điện li yếu là quá trình thuận nghịch. Cân bằng điện phân được thiết lập khi tốc độ phân ly thành các ion bằng tốc độ kết hợp các ion thành phân tử. Đây là trạng thái cân bằng động với hằng số cân bằng K và giống như tất cả các trạng thái cân bằng khác, chúng tuân theo nguyên lý dịch chuyển cân bằng LG Satellie.

Pha loãng có ảnh hưởng gì đến điện phân? Khi pha loãng dung dịch, các ion (+) và (-) của chất điện phân dịch chuyển ra xa nhau, ít có khả năng va chạm để tái tạo phân tử, khiến chất điện phân tăng lên.

Xem thêm: Phản ứng trao đổi ion: Điều kiện xảy ra phản ứng và viết phương trình ion rút gọn

Bài tập điện phân SGK Hóa học lớp 11 có lời giải chi tiết

Để giúp bạn đọc nắm được kiến ​​thức về điện phân, dưới đây là một số bài tập cơ bản trong SGK Hóa học 11 có giải thích chi tiết.

Giải bài 1 trang 7 SGK Hóa 11

Các dung dịch axit như HCl, các bazơ như NaOH và các muối như NaCl có thể dẫn điện, nhưng các dung dịch như rượu etylic, sucrose và glycerol không thể dẫn điện.

Giải pháp:

Trong dung dịch: Axit, bazơ, muối phân ly thành 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-

Các dung dịch như rượu etylic, sucrose và glycerol không dẫn điện vì trong dung dịch chúng không phân tách thành ion dương và ion âm.

Giải bài 2 SGK Hóa 11 trang 7

Điện phân, chất điện phân là gì? Chất điện li là những loại chất nào? Chất điện ly mạnh và chất điện ly yếu là gì? Cho ví dụ và viết phương trình điện phân?

Giải pháp:

Điện phân là sự tách thành cation (ion dương) và anion (ion âm) của phân tử chất điện phân khi hòa tan trong nước.

• Chất điện giải là những chất tan trong nước và tạo thành dung dịch dẫn điện.

• Các chất điện giải như axit, bazơ, muối đều tan trong nước.

• Xem thêm : Tổng hợp kiến thức về các từ nghi vấn trong tiếng Việt

  Chất điện ly mạnh là chất khi hòa tan trong nước các phân tử hòa tan sẽ phân ly thành ion.

Ví dụ:

H2SO4 → 2H+ + SO4(2-)

KOH → K+ + OH-

Na2SO4 → 2Na+ + SO42-

Chất điện ly yếu là những chất khi hòa tan trong nước chỉ một phần phân tử hòa tan phân ly thành ion, phần còn lại tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch.

Ví dụ: H2S ⇌ H+ + HS-

Giải bài 3 SGK trang 7 Hóa 11

Viết phương trình điện phân của các chất sau:

Một. Chất điện ly mạnh: Ba(NO3)2 0,10 M; HNO3 0,020M; KOH 0,010 M. Tính nồng độ mol của từng ion trong dung dịch.

b. chất điện li yếu HClO; HNO2.

Giải pháp:

Một. Chất điện ly mạnh:

b. Chất điện li yếu: HClO, HNO2

HClO ⇌ H+ + ClO-

HNO2 ⇌ H+ + NO2-

Giải bài 4 trang 7 SGK Hóa 11

Chọn câu trả lời đúng trong các câu sau:

Dung dịch điện phân dẫn điện vì:

A. Chuyển động của electron.

B. Sự chuyển động của cation.

C. Sự chuyển động của các phân tử hòa tan.

D. Sự chuyển động của cả cation và anion.

Giải: Đáp án D.

Vì khi hòa tan (trong nước) các phân tử chất điện phân phân ly thành cation và anion.

Giải bài 5 SGK Hóa 11 trang 7

Chất nào sau đây không dẫn được điện?

A. KCl rắn, khan.

B. Làm tan chảy CaCl2.

C. NaOH nóng chảy.

D. HBr tan trong nước.

Giải: Đáp án A.

Vì KCl khan, rắn tồn tại ở dạng mạng tinh thể ion rất ổn định. Vì vậy, chúng không thể tách các ion dương và ion âm (chuyển động tự do) nên không dẫn điện được.

Như vậy, bài viết này đã giúp độc giả giải đáp những thắc mắc xung quanh điện phân, bao gồm: Điện phân là gì, chất điện ly là gì, cách phân biệt chất điện ly mạnh và chất điện ly? với một số bài tập thực hành về chủ đề này. Khỉ hi vọng những thông tin này sẽ hữu ích với bạn. Hãy nhấn “NHẬN CẬP NHẬT” để không bỏ lỡ nhiều kiến ​​thức thú vị khác về Hóa học mỗi ngày nhé!

Nguồn: https://timhieulichsuquancaugiay.edu.vn
Danh mục: Giáo dục