Sự điện li là gì? Chất điện ly là gì? Các phân biệt chất điện ly mạnh và yếu

Tonghopso August 23, 2022

33 4 minutes read

Sự điện li là gì? Chất điện li là gì? Các phân biệt chất điện li mạnh và yếu? Làm thế nào để phân biệt các chất điện li mạnh và điện li yếu? Cùng tìm hiểu lý thuyết chi tiết và thực hành một số bài tập về sự điện li nhé.

Contents

Sự điện li là gì?

Sự điện li (ion hóa) là quá trình phân li các chất trong nước tạo thành ion âm (anion) và ion dương (cation). Đây là nguyên nhân khiến các dung dịch axit, bazo hay muối có thể dẫn điện được.

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.

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.

Chất điện li là gì?

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.

Sự điện li được biểu diễn bằng phương trình điện li.

Ví dụ:

NaCl → Na+ + Cl-

NaOH → Na+ + OH-

HCl → H+ + Cl-

Quá trình điện li diễn ra thế nào

Cơ chế của quá trình điện li

Quá trình điện li xảy ra khi có sự tương tác giữa phân tử nước và phân tử các chất điện li dẫn đến sự phân li của các chất này trong nước. Phân tử H2O là phân tử có cực, liên kết O–H trong H2O là liên kết cộng hóa trị phân cực, cặp e dùng chung lệch về phía oxi, nên ở oxi có dư điện tích âm, còn ở hidro có dư điện tích dương.

Khi hòa tan chất điện li vào nước, chất điện li có thể là hợp chất ion (ví dụ NaCl) hoặc hợp chất cộng hóa trị có cực, sẽ xảy ra sự tương tác giữa các phân tử nước với các phân tử chất điện li, phần mang điện tích âm (anion) của phân tử chất điện li sẽ hút phần mang điện tích dương của phân tử nước, ngược lại, phần mang điện tích dương (cation) sẽ hút phần mang điện tích âm của phân tử H2O. Quá trình tương tác này kết hợp với sự chuyển động không ngừng của các phân tử nước dẫn đến sự điện li các phân tử chất điện li thành các ion mang điện tích (+) và (-) trong nước.

Các hợp chất ancol etylic, glixerol,… không phải là chất điện li do trong phân tử có liên kết phân cực nhưng rất yếu, nên dưới tác dụng của các phân tử nước chúng không thể phân li ra ion được.

Cách phân biệt chất điện li mạnh và chất điện li yếu

Tính thuận nghịch của sự điện li

Tính thuận nghịch của sự điện li được giải thích như sau: các cation và anion chuyển động hỗn loạn 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.

Chất điện li mạnh

Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hòa tan đều phân li ra ion. Các chất điện li mạnh thường gặp:

Axit mạnh 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, KCl, 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.

VD:

HCL là chất điện li mạnh, ta có phương trình điện li như sau:

HCl → H+ + Cl-

Chất điện li yếu

Ngược lại với chất điện li mạnh, 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.

Mốt số 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.

VD: CH3COOH, Mg(OH)2 đều là các chất điện li yếu, có phương trình điện li:

CH3COOH ⇌ CH3COO- + H+

Mg(OH)2 ⇌ Mg2+ + 2OH-

Độ điện ly

Độ điện ly dùng để biểu thị mức độ phân li ra ion của các chất điện li. Độ điện li được ký hiệu là α (anpha).

α của một chất điện li là tỉ số giữa phân tử thành ion (n) và tổng số phân tử hòa tan (n_o). Tỷ lệ phân tử cũng là tỷ lệ với số mol, nên α bằng tỉ số phần nồng độ mol chất tan trong dung dịch Ct.

Độ điện li phụ thuộc vào:

Bản chất của chất tan
Bản chất của dung môi
Nhiệt độ
Nồng độ chất điện li

VD: Điện li dung dịch CH3COOH 0,1M được dung dịch có [H+] = 1,32.10-3 M. Tính độ điện li α của axit CH3COOH.

Ta có phương trình điện li:

Như vậy, bài viết này đã giúp bạn đọc giải đáp các thắc mắc xung quanh sự điện li bao gồm: Sự điện li là gì, chất điện li là gì, làm thế nào để phân biệt các chất điện li mạnh và điện li yếu. Hãy theo dõi…để không bỏ lỡ nhiều kiến thức thú vị khác.