Độ điện li là gì? Hằng số phân li là gì? phụ thuộc vào yếu tố nào? - Hóa lớp 11

Vậy độ điện li là gì? hằng số phân li là gì các tính ra sao? hằng số phân li thuộc vào yếu tố nào?chúng ta sẽ biết qua bài viết dưới đây.

I. Độ điện li

- Độ điện li α (anpha) của chất điện li là tỉ số giữa số phân tủ phân li ra ion (n) và tổng số phân tử hòa tan (n₀).

* Ví dụ: Độ điện li của CH₃COOH trong dung dịch nồng độ 0,043M là 0,02 hay 2%, nghĩa là: Trong dung dịch này cứ 100 phân tử CH₃COOH hòa tan có 2 (=n) phân tử phân tử phân li ra ion, còn lại 98 (=n₀) phân tử không phân li ra ion, vậy:

Như vậy, theo định nghĩa về độ điện li thì chất điện li mạnh có α = 1, chất điện li yêu có 0 < α < 1. Chất có α = 0 là chất không điện li.

- Khi pha loãng dung dịch thì độ điện li của các chất điện li đều tăng.

* Ví dụ: Ở 25⁰C, độ điện li của CH₃COOH trong dung dịch nồng độ 0,1M là 1,3%, trong dung dịch 0,01M là 4,1%.

II. Hằng số phân li

- Sự phân li của chất điện li yếu trong dung dịch là quá trình thuận nghịch.

- Khi tốc độ phân li (chiều thuận) và tốc độ kết hợp các ion tạo lại phân tử (chiều nghịch) bằng nhau → cân bằng của quá trình điện li được kết lập.

- Giống như mọi cân bằng hóa học khác, cân bằng điện li cũng có hằng số cân bằng.

* Ví dụ:  CH₃COOH là axit yếu, trong dung dịch có cân bằng sau:

 CH₃COOH  CH₃COO^- + H⁺

- Ở trạng thái cân bằng nồng độ CH₃COOH và nồng độ của các ion CH₃COO^-, H⁺ không biến đổi, nên ta có:

Ở đây, [CH₃COOH], [CH₃COO^-], [H⁺], là nồng độ mol của CH₃COOH, CH₃COO^-, H⁺ ở trạng thái cân bằng.

- Hằng số cân bằng K ở đây chính là hằng số phân li.

- Giá trị của hằng số phân li K_a chỉ phụ thuộc vào bản chất axit và nhiệt độ.

- Giá trị của hằng số phân li K_a của axit càng nhỏ, lực axit của nó càng yếu. 

* Ví dụ: Ở 25⁰C, K_a của CH₃COOH là 1,75.10^-5 và của HClO là 5,9.10^-8.

 → Lực axit của HClO yếu hơn so với lực axit của CH₃COOH, nghĩa là nếu hai axit này có cùng nồng độ mol ở cùng nhiệt độ thì nồng độ mol H⁺ trong dung dịch HClO nhỏ hơn.

- Bazơ yếu cũng có hằng số phân li bazơ K_b

- Giá trị hằng số phân li bazơ K_b cũng chỉ phụ thuộc vào bản chất bazơ và nhiệt độ.

⇒ Độ điện li phụ thuộc vào: Nhiệt độ, Bản chất của chất điện li (thể hiện qua hằng số điện li, phân li K) và nồng độ của chất điện li.

III. Vận dụng biết hằng số điện li tính pH của axit, bazơ

* Bài tập 1: Tính pH của dung dịch CH₃COOH 0,1M biết hằng số điện li của nó là pK_a = 4,75.

(Lưu ý: pK_a = -lgK_a và pK_b = -lgK_b)

* Lời giải:

- Ta có, phương trình phân li (t₀ thời điển ban đầu, t_cb thời điểm khi PT đijện li đạt trạng thái cân bằng):

     CH₃COOH  CH₃COO^- + H⁺

t₀:  0,1               0               0

pli:  x                 x               x

t_cb: 0,1 - x          x               x

Mà pK_a = -lgK_a = 4,75 ⇒ K_a = 10^-4,75

Từ biểu thức tính K_a ta có:

⇒ x² = 10^-4,75.0,1 - 10^-4,75.x

⇒ x = 1,325.10^-3 (nhận) hoặc x = -1,34.10^-3(loại).

Vậy pH = -lg(1,325.10^-3) = 2,87.