Lý thuyết sự điện li

I. Chất điện li- sự điện li và phương trình điện li

- Chất điện li là những chất tan trong nước tạo thành dung dịch có tính dẫn điện.
- Sự điện li là sự phân li thành ion dương và ion âm của phân tử chất đện li khi tan trong nước.
- Chất không điện li khi tan trong nước tạo thành dung dịch không dẫn điện.
- Sự điện li có thể minh họa thành một phương trình phản ứng gọi là phương trình điện li hay phương trình ion hóa.
         NaCl    →    Na⁺  + Cl^-

II. Tính thuận nghịch của sự điện li - Chất điện li mạnh, chất điện li yếu

1. Tính thuận nghịch của sự điện li

Khái niệm: Các cation và anion chuyển động hỗn lọan 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.

2. Chất điện li mạnh- chất điện li yếu

a. Chất điện li mạnh:

Là chất khi tan trong nước, các phân tử hòa tan đều phân li ra ion.
Ví dụ:
- axit mạnh như HCl, HNO₃, H₂SO₄...
- bazơ mạnh như NaOH, KOH, Ba(OH)₂, Ca(OH)₂ …
- các muối của axit mạnh và bazơ mạnh như NaCl, KNO₃, KCl, K₂SO₄
 Khi được pha loãng thì chúng điện li hầu như hoàn toàn ta nói chúng là những chất điện li mạnh và phương trình điện li của chúng không thuận nghịch.     
                             Na₂SO₄ →   2Na⁺ + SO₄^2-

b. 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.
Ví dụ:
- Các axit yếu như axit hữu cơ, axit HF, axit HCN, cation NH₄⁺…
- bazơ yếu như NH₃, các amin R-NH₂…
phương trình điện li của chúng là là những phương trình phản ứng thuận nghịch

• Cân bằng điện li:

Tất nhiên các phương trình phản ứng thuận nghịch như trên là một hệ cân bằng và được gọi là cân bằng điện li.
- Cân bằng điện li cũng thuộc loại cân bằng động nên theo Le Chatelier, cân bằng sẽ chuyển dời theo chiều chống lại các nguyên nhân làm thay đổi cân bằng.
- Sự phân li càng hoàn toàn khi cân bằng càng chuyển dời theo chiều thuận, và sự dịch chuyển cân bằng phụ thuộc vào  nhiệt độ, nồng độ mol/lít của chất tan.
- Khi nhiệt độ càng tăng  hay dung dịch càng loãng thì sự phân li càng hoàn toàn, cân bằng càng chuyển dời theo chiều thuận. Vì thế ta phải so sánh độ mạnh của các chất điện li ở cùng một điều kiện nhiệt độ và nồng độ.
 Ở cùng một nhiệt độ và cùng một nồng độ mol/ lít chất điện li càng mạnh thì sự phân li càng hoàn toàn tức là cân bằng càng chuyển dời theo chiều thuận và ngược lại chất điện li càng yếu thì sự phân li càng không hoàn toàn, cân bằng càng chuyển dời theo chiều nghịch.

III. Độ điện li

1. Định lượng sức mạnh của chất điện li: Độ điện li α

Khái niệm: độ điện li α là tỉ số giữa số mol phân tử bị phân li thành ion trên tổng số mol phân tử tan trong dung dịch.
Ta có   0 ≤ α  ≤ 1   Hay       0%  ≤ α  ≤  100%
Chất không điện li tức là không bị phân li:  α = 0
Chất điện li mạnh thì sự phân li hoàn toàn:  α = 1 hay 100%
Chất điện li yếu thì sự phân li không hoàn toàn  0  < α  <  1
Vậy ta có thể phát biểu cách khác: Ở cùng một nhiệt độ và cùng nồng độ mol/lít chất điện li càng mạnh thì độ điện li α càng lớn.

2. Hằng số phân li của axit và bazơ yếu

- Với những axit và bazơ yếu thì sự điện li không hoàn toàn, phương trình điện li thuận nghịch.
+ Hằng số cân bằng của dung dịch axit yếu:Vì K_a <<1, được viết dưới dạng hàm số mũ âm cơ số 10 rất bất tiện nên người ta chuyển hàm mũ âm thành hàm logarit cơ số 10 với mệnh đề định nghĩa: pK_a = - logK_a
+ Hằng số cân bằng của dung dịch bazơ yếuVì K_b <<1 và được viết dưới dạng hàm mũ âm cơ số 10 nên ta có thể chuyển hàm mũ âm cơ số 10 qua hàm logarit cơ số 10 với định nghĩa pK_b = -logK_b

IV. Nồng độ mol/lít (M):

Ta gọi nồng độ mol/lít của A, ký hiệu [A], là số mol A chứa trong 1 lít dung dịch có chứa A.
Chú ý quan trọng: A có thể là phân tử hay ion và dung dịch chứa A có thể chứa thêm nhiều chất khác nữa.
Ta có thể biểu thị định nghĩa nồng độ mol/lít bằng hệ thức: