Điện ly hay ion hóa là quá trình một nguyên tử hay phân tử tích một điện tích âm hay dương bằng cách nhận thêm hay mất đi electron để tạo thành các ion, thường đi kèm các thay đổi hóa học khác. Ion dương được tạo thành khi chúng hấp thụ đủ năng lượng [năng lượng này phải lớn hơn hoặc bằng thế năng tương tác của electron trong nguyên tử] để giải phóng electron, những electron được giải phóng này được gọi là những electron tự do. Năng lượng cần thiết để xảy ra quá trình này gọi là năng lượng ion hóa. Ion âm được tạo thành khi một electron tự do nào đó 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, vì nó không còn đủ năng lượng để thoát khỏi nguyên tử này nữa nên hình thành ion âm.
Trường hợp điện ly đơn giản là chất có liên kết ion hoặc liên kết cộng hóa trị phân cực bị tách thành các ion riêng rẽ trong môi trường nước, ví dụ như natri chloride.
Nguyên nhân[sửa | sửa mã nguồn]
Phân tử nước bị phân cực thành hai đầu âm và dương do nguyên tử oxy có độ âm điện lớn hơn nguyên tử hydro, cặp electron dùng chung bị lệch về phía oxy. Vì thế khi một chất có liên kết ion hay liên kết cộng hóa trị phân cực hòa tan vào nước thì phân tử các chất này 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 oxy [mang điện âm] còn ion âm được tách ra bởi nguyên tử hydro [mang điện dương] của nước. Quá trình này có giải phóng năng lượng do mạng tinh thể [hoặc liên kết giữa các nguyên tử] bị phá vỡ.
Độ điện ly[sửa | sửa mã nguồn]
Độ điện ly α [alpha] là tỷ số giữa số phân tử phân ly ra ion [n] và tổng số phân tử hòa tan vào dung dịch [n0] tính theo công thức .
Độ điện ly của các chất điện ly khác nhau nằm trong khoảng 0 < α ≤ 1. Khi một chất có α = 0, quá trình điện ly không xảy ra, đó là chất không điện ly. Độ điện ly thường được biểu diễn dưới dạng phần trăm.
Chất điện ly mạnh và chất điện ly yếu[sửa | sửa mã nguồn]
Sự điện ly mạnh hay yếu phụ thuộc vào độ điện ly.
Chất điện ly mạnh[sửa | sửa mã nguồn]
Là chất khi tan trong nước, các phân tử hòa tan đều phân ly ra ion. Các chất điện ly mạnh có α = 1.
- Các base mạnh: KOH, NaOH, Ca[OH]2, Ba[OH]2,...
- Các acid mạnh: HNO3, HCl, HI, HBr, H2SO4, HClO4,...
- Hầu hết các muối.
Tính tan của muối[sửa | sửa mã nguồn]
Muối của acid mạnh [HCl, H2SO4, HNO3,...]:
- Muối chloride tan hết trừ AgCl↓, PbCl2 ít tan.
- Muối sulfat tan hết trừ PbSO4↓, CaSO4↓, SrSO4↓, BaSO4↓ và Ag2SO4 ít tan.
- Muối nitrat tan hết.
Muối của acid yếu [H3PO4, H2SO3,...]:
Muối của natri, kali và muối acetat tan hết. Còn lại hầu hết tan.
Muối acid [chứa H linh động trong phân tử]: hầu hết đều tan.
Phương trình điện ly:
- Acid mạnh → cation H+ + anion gốc acid.
- Base mạnh → cation kim loại + anion OH-.
- Muối tan → cation kim loại/NH4+ + anion gốc acid.
Ví dụ:
- HNO3 → H+ + NO3-
- Ba[OH]2 → Ba2+ + 2OH-
- Na2SO4 → 2Na+ + SO42-
Chất điện ly yếu[sửa | sửa mã nguồn]
Là chất khi tan trong nước chỉ có một phần số phân tử hòa tan phân ly ra ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch. Gồm: acid yếu, base yếu, một số muối do điện ly phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ, dung môi, bản chất của chất điện ly. Độ điện ly của chất điện ly yếu nằm trong khoảng 0 < α < 1.
- Acid yếu: HClO, H2S, HF, H2SO3, CH3COOH, H2CO3,...
- Base yếu: Bi[OH]3, Mg[OH]2, Cu[OH]2,...
- Một số muối: HgCl2, Hg[CN]2, CuCl,...
Sự điện ly do nhiệt độ[sửa | sửa mã nguồn]
Thông thường, các chất ion liên kết với nhau bằng lực hút tĩnh điện. Khi các chất này nhận được nhiệt lượng đủ lớn, động năng của các ion sẽ tăng và đủ mạnh để phá vỡ liên kết tĩnh điện, sau đó phân ly ra môi trường. Chất ion nóng chảy hay bay hơi chính là các ion tự do di chuyển xung quanh nhau.
Sự điện li là gì? Chất điện li là gì? Phương trình điện li là gì?
- Lý thuyết Sự điện li trong dung dịch nước,
Sự điện li là gì?
Quá trình phân li của các chất trong nước tạo thành các ion được gọi là sự điện li.
Quảng cáo
Chất điện li là gì? Chất không điện li là gì?
Chất điện li là chất khi tan trong nước phân li thành các ion
Chất không điện li là chất khi tan trong nước không phân li thành các ion
Phân loại chất điện li là gì?
Chất điện li mạnh: bao gồm acid mạnh, base mạnh và hầu hết các muối tan
Chất điện li yếu bao gồm các acid yếu, base yếu
Chất không điện li: alcohol, đường, một số các hợp chất hữu cơ
Phương trình điện li là gì?
Phương trình điện li mô tả quá trình phân li của các chất
Ví dụ: HCl --> H+ + Cl-
Đối với chất điện li mạnh: dùng một mũi tên chỉ chiều của quá trình điện li
Ví dụ: CH3COOH \[ \mathbin{\lower.3ex\hbox{$\buildrel\textstyle\rightarrow\over{\smash{\leftarrow}\vphantom{_{\vbox to.5ex{\vss}}}}$}} \] CH3COO- + H+
Đối với chất điện li yếu: dùng hai mũi tên chỉ chiều của quá trình điện li
- Khái niệm acid, base theo thuyết Bronsted - Lowry Thế nào là acid – base theo thuyết Bronsted – Lowry? Chất lưỡng tính là gì?
- Khái niệm tích số ion của nước và thang pH Tích số ion của nước là gì? Cách tính pH của dung dịch là gì?
- Biểu thức hằng số cân bằng Biểu thức hằng số cân bằng là gì? Có những yếu tố nào ảnh hưởng đến cân bằng hóa học? Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học
Các yếu tố ảnh hưởng như thế nào đến cân bằng hóa học? Nguyên lí chuyển dịch Le Chatelier được phát biểu như nào?
Làm sao để biết chất điện li mạnh hay yếu?
Trả lời: - Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử phân hoà tan đều phân li ra các ion. Ví dụ: H2SO4, KOH, NaNO3,…. - Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước chỉ có một số phân tử hoà tan phân li ra ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch.
Tại sao CH3COOH là chất điện li yêu?
CH3COOH [Axit axetic]: CH3COOH là một loại axit yếu. Mặc dù nó phân li thành ion acetat [CH3COO-] và ion hydro [H+], nhưng phân li không hoàn toàn và chỉ một phần nhỏ tổng số phân tử axit phân li. Vì vậy, CH3COOH là một chất điện li yếu.
Thế nào là các chất điện li mạnh?
Chất điện ly mạnh là một dung dịch tan hoàn toàn hoặc gần như hoàn toàn trong dung dịch, các phân tử hòa tan đều bị ion hóa hoặc phân ly. Các ion này dẫn điện tốt trong dung dịch.
Thế nào là sự điện li?
Điện ly hay ion hóa là quá trình một nguyên tử hay phân tử tích một điện tích âm hay dương bằng cách nhận thêm hay mất đi electron để tạo thành các ion, thường đi kèm các thay đổi hóa học khác.