Giỏ hàng hiện tại chưa có sản phẩm nào!
Nội dung bài học
- Phản ứng một chiều và phản ứng thuận nghịch
|
Phản ứng một chiều |
Phản ứng thuận nghịch |
|
– Phản ứng một chiều là phản ứng chỉ xảy ra theo một chiều từ chất tham gia tạo thành sản phẩm. – PTHH dùng mũi tên 1 chiều: “→” VD: NaOH + HCl → NaCl + H2O Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 |
– Phản ứng thuận nghịch là phản ứng xảy ra theo hai chiều ngược nhau trong cùng điều kiện. – PTHH dùng mũi tên 2 chiều: “ ” Chú ý: VD: Cl2 + H2O HCl + HClO |
- Cân bằng hóa học
♦ Trạng thái cân bằng
– Trạng thái cân bằng của phản ứng thuận nghịch là trạng thái tại đó tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch.
– Cân bằng hóa học là một cân bằng động: Tại trạng thái cân bằng phản ứng thuận và phản ứng nghịch vẫn xảy ra với tốc độ bằng nhau. Nồng độ các chất tại trạng thái cân bằng không đổi.
♦ Hằng số cân bằng
– Xét phản ứng thuận nghịch tổng quát: aA + bB cC + dD
Ở trạng thái cân bằng, hằng số cân bằng (KC) tính theo công thức:
Trong đó: ● [A], [B], [C], [D] là nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng.
- a, b, c, d là hệ số tỉ lượng trong phương trình.
- Đối với phản ứng có chất rắn tham gia, không biểu diễn nồng độ chất rắn trong biểu thức tính hằng số cân bằng.
– Hằng số cân bằng (KC) chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của phản ứng.
– KC càng lớn thì phản ứng thuận càng chiếm ưu thế hơn và ngược lại.
III. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học
♦ Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự dịch chuyển từ trạng thái cân bằng này sang trạng thái
cân bằng khác.
♦ Nguyên lí chuyển dịch cân bằng Le Chatelier: Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu tác động từ bên ngoài như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động bên ngoài đó.
♦ Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học
|
Nhiệt độ |
Nồng độ |
Áp suất |
|
– Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt (giảm nhiệt độ). – Khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều tỏa nhiệt (tăng nhiệt độ). TĂNG THU – GIẢM TỎA |
– Khi tăng nồng độ của một chất trong phản ứng thì cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm nồng độ của chất đó và ngược lại. |
– Khi tăng áp suất chung của hệ thì cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm áp suất (giảm số mol khí) và ngược lại. – Áp suất không ảnh hưởng đến phản ứng có tổng hệ số tỉ lượng các chất khí hai vế bằng nhau. |
– Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng thuận và phản ứng nghịch với số lần như nhau nên làm cho phản ứng nhanh đạt tới trạng thái cân bằng mà không làm chuyển dịch cân bằng.
CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH NƯỚC
- Sự điện li
- Hiện tượng điện li
– Sự điện li là quá trình phân li các chất trong nước tạo thành ion.
– Chất điện li là những chất khi tan trong nước phân li ra ion.
– Chất điện li bao gồm: Acid, base, muối. Dung dịch chất điện li dẫn được điện.
– Phương trình điện li biểu diễn quá trình phân li của các chất điện li trong nước ra ion.
VD: NaCl → Na+ + Cl–; HCl → H+ + Cl–
- Phân loại chất điện li
|
Chất điện li mạnh |
Chất điện li yếu |
Chất không điện li |
|
– Các phân tử hòa tan đều phân li. – Phương trình điện li dùng mũi tên 1 chiều “→”. – Dung dịch chỉ gồm các ion. – Bao gồm: + Acid mạnh: HNO3, H2SO4, HClO4, HCl, HBr, HI, … – Base mạnh: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2, … – Hầu hết các muối. |
– Một phần các phân tử hòa tan phân li. – Phương trình điện li dùng mũi tên hai chiều “ ”. – Dung dịch gồm cả phân tử và ion. – Bao gồm: + Acid yếu: H2S, HF, HClO, CH3COOH, H2SO3, H2CO3, … + Base yếu: Mg(OH)2, Fe(OH)2, … + H2O. |
– Các phân tử hòa tan không phân li. – Bao gồm các chất không phải acid, base, muối: SO2, Cl2, C6H12O6 (glucose), C12H22O11 (saccharose), C2H5OH (ancol ethylic), … |
- Cách viết phương trình điện li và phương trình ion rút gọn
|
Cách viết phương trình điện li |
Phương trình ion rút gọn |
|
– Acid → H+ + anion gốc acid – Base → Cation kim loại + OH– – Muối → Cation kloại (hoặc NH4+) + anion gốc acid – Chất điện li mạnh dùng “ ”, chất điện li yếu dùng “ ”. |
– Phương trình ion rút gọn cho biết bản chất của phản ứng xảy ra trong dung dịch các chất điện li. – Các ion phản ứng với nhau khi kết hợp với nhau tạo thành chất kết tủa, chất khí hoặc chất điện li yếu. |
- Thuyết acid – base của Bronsted – Lowry
|
Acid |
Base |
Chất lưỡng tính |
|
– ĐN: Acid là chất cho proton (H+). – Bao gồm: + Phân tử: HCl, HNO3, H2SO4, … + Cation: NH4+, CH3NH3+, … + Anion: HSO4–, … |
– ĐN: Base là chất nhận proton. – Bao gồm: + Phân tử: NaOH, KOH, … + Anion gốc acid của acid yếu không có khả năng nhường H+: CO32-, SO32-, S2-, PO43-,… |
– ĐN: Chất lưỡng tính là chất vừa có khả nhường, vừa có khả năng nhận proton. – Bao gồm: + Oxide, hydroxide lưỡng tính: Al2O3, Al(OH)3, ZnO, Zn(OH)2, Cr(OH)3, … + Gốc acid của acid yếu còn H: HCO3–, HSO3–, HS–, H2PO4–, HPO42-, … – Muối tạo thành từ acid yếu và base yếu: (NH4)2CO3, … |
III. Khái niệm về pH và ý nghĩa của pH trong thực tiễn
- pH của dung dịch
♦ Tích số ion của nước: Ở 25 oC, trong dung dịch ta luôn có: [OH–].[H+] = 10-14.
– [H+] = [OH–] = 10-7M: Môi trường trung tính.
– [H+] > [OH–] hay [H+] > 10-7M: Môi trường acid.
– [H+] < [OH–] hay [H+] < 10-7M: Môi trường base (kiềm).
♦ pH là chỉ số đánh giá độ acid hay độ base của một dung dịch.
– Nếu [H+] = 10-a M thì pH = a.
– Công thức: pH = -lg[H+] hay [H+] = 10-pH pH tỉ lệ nghịch với [H+]
– Ngoài ra có thể tính pH qua pOH: pOH = -lg[OH–]; pH + pOH = 14.
– Thang pH thường có giá trị từ 1 đến 14:
- Ý nghĩa của pH trong thực tiễn
– Chỉ số pH là một trong những yếu tố có liên quan đến sức khỏe con người và môi trường.
|
Dịch cơ thể |
Nước bọt |
Dạ dày |
Máu |
Nước tiểu |
|
pH |
6,0 – 7,4 |
1,5 – 3,5 |
7,3 – 7,4 |
4,8 – 7,0 |
– Khi chỉ số pH nằm ngoài khoảng cho phép là dấu hiệu ban đầu của bệnh lí.
- Xác định pH bằng chất chỉ thị
|
Chất chỉ thị |
Màu chỉ thị |
|
|
Môi trường acid |
Môi trường base |
|
|
Quỳ tím |
Đỏ |
Xanh |
|
Phenolphtalein |
Không màu |
Hồng (pH > 12 thì không màu) |
|
Methyl da cam |
Đỏ |
Vàng cam |
– Các chất chỉ thị trên chỉ cho biết dung dịch có tính acid hay base, để biết giá trị cụ thể của pH người ta dùng giấy pH hoặc máy đo pH.
- Sự thủy phân các ion
♦ Phản ứng giữa ion với nước tạo thành dung dịch có môi trường khác nhau được gọi là phản ứng thủy phân.
|
Phản ứng thủy phân cation |
Phản ứng thủy phân anion |
|
– Các cation của base yếu (từ Mg2+ trở đi và NH4+) thủy phân cho môi trường acid. VD: Al3+ + 3H2O Al(OH)3↓ + 3H+ Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3↓ + 3H+ – Các cation của base mạnh không bị thủy phân. |
– Các anion gốc acid của acid yếu không còn H thủy phân cho môi trường base. VD: CO32- + H2O HCO3– + OH– – Các anion gốc acid của acid mạnh không bị thủy phân. |
♦ Môi trường của dung dịch muối
|
Muối tạo bởi |
Ví dụ |
Môi trường |
pH |
|
Acid mạnh + Base yếu |
MgCl2, Fe(NO3)3, CuSO4, AgNO3, … |
Acid |
< 7 |
|
Acid yếu + Base mạnh |
Na2CO3, K3PO4, CH3COONa, … |
Base |
> 7 |
|
Acid mạnh + Base mạnh |
NaCl, K2SO4, BaCl2, Ca(NO3)2, … |
Trung tính |
= 7 |
|
Acid yếu + Base yếu |
(NH4)2CO3, (NH4)3PO4, … |
Tùy trường hợp |
|
- Chuẩn độ acid – base
♦ Chuẩn độ là phương pháp xác định nồng độ của một chất bằng một dung dịch chuẩn đã biết nồng độ.
♦ Nguyên tắc chuẩn độ acid – base: Dùng acid mạnh (ví dụ HCl) đã biết trước nồng độ mol làm dung dịch chuẩn để xác định nồng độ mol của dung dịch base mạnh (ví dụ NaOH).
– PTHH: NaOH + HCl → NaCl + H2O
– Thời điểm HCl tác dụng vừa hết với NaOH (điểm tương đương) xác định bằng sự đổi màu của chất chỉ thị phenolphtalein.
– Công thức: CHCl.VHCl = CNaOH.VNaOH
Dạng 1: Bài toán về hằng số cân bằng
|
LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI – Xét phản ứng thuận nghịch tổng quát: aA + bB cC + dD Ở trạng thái cân bằng, hằng số cân bằng (KC) tính theo công thức: Trong đó: ● [A], [B], [C], [D] là nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng. ● a, b, c, d là hệ số tỉ lượng trong phương trình. ● Đối với phản ứng có chất rắn tham gia, không biểu diễn nồng độ chất rắn trong biểu thức tính hằng số cân bằng. – Hằng số cân bằng (KC) chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của phản ứng. |
Dạng 2: Bài toán về pH
|
LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI ♦ Tích số ion của nước: Ở 25 oC, trong dung dịch loãng ta luôn có: [OH–].[H+] = 10-14. ♦ pH và pOH: pH = -lg[H+]; pOH = -lg[OH–]; pH + pOH = 14. ♦ Các bước tính pH của dung dịch B1: Tính [H+] hoặc [OH–] trong dung dịch B2: Tính pH = -lg[H+] hoặc pOH = -lg[OH] ⇒ pH = 14 – pOH ♦ Pha loãng dung dịch – Khi pha loãng dung dịch acid ra 10a lần thì pH tăng a đơn vị. – Khi pha loãng dung dịch base ra 10a lần thì pH giảm a đơn vị. ♦ Phương trình ion rút gọn: – Bản chất của phản ứng acid với base là: H+ + OH– → H2O ( ; ) – Phản ứng tạo kết tủa: Ba2+ + SO42- → BaSO4↓ |