So sánh khả năng dẫn điện của các dung dịch có cùng nồng độ mol/l sau : NaCl , C…
Giải thích jup em với
Các em hãy mở Sách giáo khoa Hóa học lớp 11 trang … (thầy sẽ gợi ý vị trí sau khi làm bài tập này nhé!) để cùng theo dõi.
Đề bài yêu cầu chúng ta so sánh khả năng dẫn điện của các dung dịch NaCl, CH3COOH, CaCl2 có cùng nồng độ mol/l. Để làm được điều này, chúng ta cần dựa vào khái niệm về chất điện li và sự điện li của chúng trong nước.
Bước 1: Phân loại các chất
Đầu tiên, chúng ta cần xác định xem mỗi chất trong số NaCl, CH3COOH, CaCl2 là loại chất điện li nào: chất điện li mạnh, chất điện li yếu hay chất không điện li.
* NaCl: Là một muối. Muối clorua kim loại kiềm (như Na) nhìn chung đều là chất điện li mạnh. Khi tan trong nước, NaCl phân li hoàn toàn thành các ion.
* CH3COOH: Là một axit hữu cơ, cụ thể là axit axetic. Axit axetic là một axit yếu. Khi tan trong nước, nó chỉ phân li một phần thành các ion.
* CaCl2: Là một muối. Muối clorua kim loại kiềm thổ (như Ca) nhìn chung cũng là chất điện li mạnh. Khi tan trong nước, CaCl2 phân li hoàn toàn thành các ion.
Bước 2: Viết phương trình điện li
Tiếp theo, chúng ta sẽ viết phương trình điện li của từng chất trong nước.
* NaCl (chất điện li mạnh):
NaCl (r) –>(H2O) Na+ (aq) + Cl- (aq)
Điều này có nghĩa là cứ 1 mol NaCl tan trong nước sẽ tạo ra 1 mol ion Na+ và 1 mol ion Cl-. Tổng cộng là 2 mol ion.
* CH3COOH (chất điện li yếu):
CH3COOH (r) <==>(H2O) CH3COO- (aq) + H+ (aq)
Phương trình này có mũi tên hai chiều cho thấy sự điện li là không hoàn toàn. Nếu nồng độ ban đầu là C mol/l, thì nồng độ các ion sẽ nhỏ hơn C. Ví dụ, nếu nồng độ CH3COOH là 0.1 mol/l, thì nồng độ CH3COO- và H+ tạo thành sẽ nhỏ hơn 0.1 mol/l.
* CaCl2 (chất điện li mạnh):
CaCl2 (r) –>(H2O) Ca2+ (aq) + 2Cl- (aq)
Điều này có nghĩa là cứ 1 mol CaCl2 tan trong nước sẽ tạo ra 1 mol ion Ca2+ và 2 mol ion Cl-. Tổng cộng là 1 + 2 = 3 mol ion.
Bước 3: So sánh nồng độ ion trong dung dịch
Đề bài cho biết các dung dịch có cùng nồng độ mol/l. Giả sử nồng độ này là C mol/l.
* Dung dịch NaCl: Nồng độ ion tổng cộng sẽ là khoảng 2C (vì phân li hoàn toàn). Cụ thể, [Na+] = C và [Cl-] = C.
* Dung dịch CH3COOH: Vì CH3COOH là chất điện li yếu, nên nồng độ ion tạo thành sẽ nhỏ hơn C. Ví dụ, nồng độ ion tổng cộng có thể chỉ là một phần nhỏ của C, chẳng hạn 0.01C hoặc ít hơn, tùy thuộc vào hằng số điện li của CH3COOH.
* Dung dịch CaCl2: Nồng độ ion tổng cộng sẽ là khoảng 3C (vì phân li hoàn toàn). Cụ thể, [Ca2+] = C và [Cl-] = 2C.
Bước 4: Giải thích khả năng dẫn điện
Khả năng dẫn điện của dung dịch phụ thuộc vào hai yếu tố chính:
1. Số lượng ion tự do có trong dung dịch: Càng nhiều ion tự do thì khả năng dẫn điện càng cao.
2. Tính di động của các ion: Các ion có kích thước nhỏ, mang điện tích lớn thường di chuyển nhanh hơn.
Trong trường hợp này, chúng ta đang so sánh các dung dịch có cùng nồng độ ban đầu và các ion tạo thành tương đối “thông thường” về kích thước và điện tích. Do đó, yếu tố quyết định chủ yếu chính là số lượng ion tự do trong dung dịch.
Dựa vào phân tích ở Bước 3, ta thấy:
* Dung dịch CaCl2 tạo ra số mol ion nhiều nhất (khoảng 3C).
* Dung dịch NaCl tạo ra số mol ion tiếp theo (khoảng 2C).
* Dung dịch CH3COOH tạo ra số mol ion ít nhất (nhỏ hơn C).
Kết luận
Vì khả năng dẫn điện của dung dịch tỉ lệ thuận với nồng độ các ion tự do, nên ta có thể kết luận:
Khả năng dẫn điện của các dung dịch theo thứ tự giảm dần là: CaCl2 > NaCl > CH3COOH.
Giải thích chi tiết hơn:
* CaCl2 là chất điện li mạnh, phân li tạo ra 3 ion (1 Ca2+ và 2 Cl-) trên mỗi phân tử CaCl2. Do đó, dung dịch CaCl2 có nồng độ ion cao nhất, dẫn điện tốt nhất.
* NaCl cũng là chất điện li mạnh, phân li tạo ra 2 ion (1 Na+ và 1 Cl-) trên mỗi phân tử NaCl. Nồng độ ion thấp hơn so với CaCl2, nên dẫn điện kém hơn.
* CH3COOH là chất điện li yếu, chỉ phân li một phần nhỏ thành ion CH3COO- và H+. Do đó, nồng độ ion trong dung dịch rất thấp, khả năng dẫn điện kém nhất trong ba dung dịch.
Thầy hy vọng qua bài tập này, các em đã hiểu rõ hơn về sự khác biệt giữa chất điện li mạnh và yếu, cũng như mối liên hệ giữa sự điện li và khả năng dẫn điện của dung dịch.
Các em có thể xem thêm về khái niệm chất điện li và sự điện li trong Sách giáo khoa Hóa học lớp 11, chương “Sự điện li”.
Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi thầy nhé!
\(CH_3COOH\) là chất điện li yếu nên dẫn điện kém nhất.
Cùng nồng độ mol chất điện li nhưng \(NaCl\) điện li ra ít ion hơn \(CaCl_2\) nên \(NaCl\) dẫn điện kém \(CaCl_2\).
Vậy: \(CH_3COOH < NaCl < CaCl_2\)
CH3COOH là axit yếu do khả năng phân li ra ion H+ ko nhiều–>Dẫn điện yếu
NaCl là muối nên dẫn điện tốt, CaCl2 cũng vậy
Để so sánh khả năng dẫn điện của NaCl và CaCl2 thì phải viết phương trình điện li ra ion
\(\begin{array}{l}
NaCl \to N{a^ + } + C{l^ – }\\
CaCl2 \to C{a^{2 + }}2C{l^ – }
\end{array}\)
NaCl phân li ra 2 ion 1Na+ và 1Cl-
Còn CaCl2 phân li 3 ionra 1 Ca2+ và 2Cl2
Nên CH3COOH<NaCl<CaCl2