⚗️ Sự điện li & pH dung dịch
Hoá học 11 – Chương trình GDPT 2018
1. Sự điện li – chất điện li
Sự điện li là quá trình các phân tử (hoặc ion) trong dung dịch phân li thành các ion dương (cation) và ion âm (anion) khi tan trong nước hoặc khi nóng chảy. Chất có khả năng dẫn điện khi tan trong nước gọi là chất điện li.
- Chất điện li mạnh: phân li hoàn toàn thành ion. Ví dụ: HCl, NaOH, NaCl, H₂SO₄ (nấc 1).
- Chất điện li yếu: phân li không hoàn toàn, có cân bằng. Ví dụ: CH₃COOH, NH₃, H₂S.
📌 Ví dụ 1: Viết phương trình điện li của axit nitric (HNO₃) và amoniac (NH₃) trong nước.
\( \text{HNO}_3 \rightarrow \text{H}^+ + \text{NO}_3^- \) (điện li mạnh)
\( \text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \) (điện li yếu)
Thuyết Bronsted – Lowry về acid – base
Acid là chất cho H⁺ (proton), base là chất nhận H⁺. Ví dụ: trong phản ứng \( \text{CH}_3\text{COOH} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}_3\text{O}^+ \), CH₃COOH là acid, H₂O là base.
2. Khái niệm pH và thang pH
Nồng độ ion H⁺ (hay H₃O⁺) quyết định tính acid – base của dung dịch. Để tránh dùng số mũ âm, người ta dùng pH:
\( \displaystyle \text{pH} = -\lg[\text{H}^+] \) (với [H⁺] tính bằng mol/L)
Trong nước nguyên chất ở 25°C: \([H^+] = 10^{-7} \text{ M}\) → pH = 7 (trung tính).
| pH | Môi trường | Ví dụ |
|---|
| pH < 7 | acid | Nước chanh pH ~ 2, dấm ăn pH ~ 3 |
| pH = 7 | trung tính | Nước tinh khiết |
| pH > 7 | base (kiềm) | Xà phòng pH ~ 9, nước vôi pH ~ 12 |
Công thức tính pH cho dung dịch acid/base yếu
Với acid yếu (HA) có hằng số Kₐ, nồng độ ban đầu C: \([H^+] \approx \sqrt{K_a \cdot C}\) (nếu bỏ qua sự phân li của nước). Tương tự với base yếu.
📌 Ví dụ 2: Tính pH của dung dịch HCl 0,001 M (acid mạnh).
\([H^+] = 0,001 = 10^{-3} \text{ M}\) → \(\text{pH} = -\lg(10^{-3}) = 3\) (môi trường acid)
📌 Ví dụ 3: Dung dịch NaOH 0,0001 M (base mạnh).
\([OH^-] = 10^{-4} \text{ M}\) → \([H^+] = \dfrac{10^{-14}}{10^{-4}} = 10^{-10}\) → pH = 10 (kiềm).
3. Chất chỉ thị màu – xác định pH gần đúng
Chất chỉ thị là chất có màu sắc thay đổi theo pH. Thường dùng: quỳ tím (pH < 6 đỏ, pH > 8 xanh), phenolphthalein (không màu pH < 8,2; hồng pH > 10).
🧪 Câu hỏi củng cố (tự luận ngắn)
Hãy tự trả lời để kiểm tra hiểu bài nhé!
- Thế nào là chất điện li mạnh? Cho 2 ví dụ và viết phương trình điện li tương ứng.
- Dung dịch A có \([H^+] = 2,5 \times 10^{-4} \text{ M}\). Tính pH và cho biết môi trường của dung dịch A.
- Viết biểu thức tính pH từ nồng độ ion H⁺. Nếu \([H^+] = 10^{-11} \text{ M}\) thì pH bằng bao nhiêu? Dung dịch có tính acid hay base?
- Phân biệt sự điện li của HCl và CH₃COOH trong nước (phương trình, mức độ phân li).
- Một dung dịch có pH = 5,0. Hãy cho biết màu của quỳ tím và phenolphthalein khi nhúng vào dung dịch này.
💡 Gợi ý: xem lại công thức pH, hằng số Kₐ và màu chỉ thị trong bài.
✏️ Biên soạn: Giáo viên Hoá 11 – Tài liệu tự học