Sự điện li trong dung dịch nước. Thuyết Bronsted - Lowry về acid - base SVIP

I. SỰ ĐIỆN LI, CHẤT ĐIỆN LI VÀ CHẤT KHÔNG ĐIỆN LI

- Sự điện li là hiện tượng các chất tan trong nước phân li thành ion.

- Chất điện li là chất có khả năng tan trong nước tạo ra ion.

- Chất không điện li là chất khi tan trong nước không phân li ra ion.

Khảo sát tính dẫn điện của dung dịch nước muối và dung dịch nước đường:

Khi hòa tan trong nước, muối phân li ra ion nên có khả năng dẫn điện, còn đường không có khả năng phân li ra ion.

\(NaCl\left(s\right)\overset{H_2O}{\rarr}Na^{+}\left(aq\right)+Cl^{-}\left(aq\right)\)

\(C_{12}H_{22}O_{11}\left(s\right)\overset{H_2O}{\rarr}C_{12}H_{22}O_{11}\left(aq\right)\)

- Chất điện li thường là các acid, base hoặc muối tan.

Ví dụ: HCl, HNO₃, Ba(OH)₂, Na₂SO₄, BaCl₂,...

- Chất không điện li thường là các hợp chất hữu cơ.

Ví dụ: CH₃OH, C₆H₁₂O₆,....

- Nước là dung môi phân cực, có thể tách các ion ra khỏi tinh thể, giúp chất điện li tan và phân li trong dung dịch.

II. THUYẾT BRØNSTED - LOWRY VỀ ACID - BASE

1. Thuyết Brønsted - Lowry về acid - base

Theo thuyết Brønsted - Lowry:

- Acid là chất cho proton (H⁺).

- Base là chất nhận proton (H⁺).

Ví dụ: HCl cho H⁺ nên đóng vai trò là acid, H₂O nhận H⁺ nên đóng vai trò là base.

Ví dụ: Đối với phản ứng thuận, NH₃ nhận H⁺ nên đóng vai trò là base, H₂O cho H⁺ nên đóng vai trò là acid. Đối với phản ứng nghịch, ion NH₄⁺ là acid còn OH^- là base.

Ví dụ: Đối với phản ứng thuận, CH₃COOH cho H⁺ nên đóng vai trò là acid, H₂O nhận H⁺ nên đóng vai trò là base. Đối với phản ứng nghịch, ion H₃O⁺ là acid còn CH₃COO^- là base.

2. Acid mạnh/ base mạnh và acid yếu/ base yếu

- Acid mạnh và base mạnh phân li hoàn toàn trong nước nên được biểu diễn bằng mũi tên 1 chiều (→).

- Acid yếu và base yếu chỉ phân li một phần trong nước nên được biểu diễn bằng mũi tên thuận nghịch (⇌).

Ví dụ: Các acid/base mạnh như HCl, HNO₃, NaOH, KOH,... phân li hoàn toàn trong nước.

\(HCl\rarr H_{}^{+}+Cl^{-}\)

\(NaOH\rarr Na^{+}+OH^{-}\)

Ví dụ: Các acid/base yếu như CH₃COOH, NH₃,... phân li 1 phần trong nước.

\(CH_3COOH\rightleftharpoons H^{+}+CH_3COO^{-}\)

\(NH_3+H_2O\rightleftharpoons NH_4^{+}+OH^{-}\)

Phản ứng thủy phân ion là phản ứng giữa ion của muối với nước làm dung dịch có tính acid hoặc base.

- Phản ứng thủy phân các ion có nhiều ứng dụng trong đời sống.

Ví dụ: Phèn nhôm Kal(SO₄)₂.12H₂O phân li theo phương trình:

\(KAl\left(SO_4\right)_2.H_2O\rarr K^{+}+Al^{3+}+2SO_4^{2-}+12H_2O\)

Ion Al³⁺ bị thủy phân tạo Al(OH)₃ dạng keo, có khả năng hấp phụ tạp chất. Nhờ đó, phèn nhôm được dùng làm chất keo tụ trong xử lí nước, chất cầm màu,...

\(Al^{3+}+H_2O\rightleftharpoons Al\left(OH\right)^{2+}+H^{+}\)

Ví dụ: Na₂CO₃ được dùng trong công nghiệp chất tẩy rửa, do ion OH⁻ sinh ra có khả năng làm sạch dầu mỡ bám trên bề mặt kim loại bằng cách phản ứng với các chất béo, mỡ.

\(CO_3^{2-}+H_2O\rightleftharpoons HCO_3^{-}+OH^{-}\)