Sự điện li, độ dẫn điện của dung dịch và bản chất phản ứng ion — Mô phỏng 3D Tương tác (Hóa học THPT)

Câu hỏi trọng tâm: Tay khô và tay ướt đều là cùng một bàn tay, tại sao khi tay ướt lại dễ bị điện giật hơn?

Phương trình / Nguyên lý cốt lõi: Chất điện li → Điện li → Các ion chuyển động tự do → Dẫn điện; Ba²⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓

Đối chiếu Chương trình GDPT 2018: Hóa học 11 — SGK GDPT 2018: Chương Cân bằng hóa học «Sự điện li trong dung dịch nước. Thuyết Brønsted – Lowry» (Chất điện li mạnh, chất điện li yếu)

Chuỗi bước khám phá và kết luận khoa học (9 bước)

1. Bước 1 (Làm quen bàn thí nghiệm): Tay khô và tay ướt đều là cùng một bàn tay, tại sao khi tay ướt lại dễ bị điện giật hơn? — Kết luận: Trên tay người thường có NaCl (một thành phần của mồ hôi), khi gặp nước sẽ tạo thành dung dịch chất điện li; dung dịch chất điện li dẫn được điện nên khi tay ướt chạm trực tiếp vào nguồn điện rất dễ xảy ra tai nạn điện giật (theo SGK). | Tay khô / Tay ướt
2. Bước 2 (Chất rắn khan và nóng chảy): Một thìa NaCl rắn khan, tại sao khi nối vào nguồn điện thì kim ampe kế hoàn toàn đứng yên? — Kết luận: Một chất muốn dẫn điện phải có các hạt mang điện chuyển động tự do; trong NaCl rắn khan, các ion Na⁺ và Cl⁻ sắp xếp chặt chẽ không thể di chuyển tự do, nhưng khi đun nóng chảy sẽ tạo thành các ion chuyển động tự do (theo SGK). | NaCl(s) → (đun nóng) → Na⁺ và Cl⁻ nóng chảy
3. Bước 3 (Hòa tan vào nước): Cùng thìa NaCl đó, chỉ cần thêm nước khuấy đều là dẫn điện ngay, nước đã đóng vai trò gì? — Kết luận: Quá trình các chất khi tan trong nước hoặc khi nóng chảy phân li ra các ion chuyển động tự do gọi là sự điện li; các phân tử nước có cực kéo các ion Na⁺, Cl⁻ tách khỏi bề mặt tinh thể, trở thành các ion hydrat hóa chuyển động tự do (theo SGK). | NaCl = Na⁺ + Cl⁻
4. Bước 4 (Nước cất và saccharose): Nước cất là chất lỏng, dung dịch đường saccharose cũng là chất lỏng, tại sao cả hai đều không đo được dòng điện? — Kết luận: Chất điện li là những hợp chất khi tan trong nước hoặc nóng chảy phân li ra ion; đường saccharose khi tan trong nước tồn tại dưới dạng phân tử, không phân li ra ion tự do nên dung dịch không dẫn điện. | C₁₂H₂₂O₁₁ (chất không điện li) · H₂O
5. Bước 5 (Mạnh và yếu): Cùng là acid một nấc nồng độ 0.10 mol/L, tại sao dung dịch HCl đạt 21 mA còn CH₃COOH chỉ có 1 mA? — Kết luận: Dung dịch HCl và dung dịch CH₃COOH có cùng nồng độ mol nhưng có pH và độ dẫn điện khác nhau rõ rệt, chứng tỏ nồng độ ion H⁺ trong hai dung dịch khác nhau, tức mức độ phân li khác nhau: HCl phân li hoàn toàn, còn CH₃COOH chỉ phân li một phần (theo SGK Hóa học 11). | HCl = H⁺ + Cl⁻ ；CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺
6. Bước 6 (Nhỏ dung dịch H₂SO₄ loãng): Nhỏ từng giọt dung dịch H₂SO₄ loãng vào dung dịch Ba(OH)₂, tại sao dòng điện lại giảm dần về 0 rồi mới tăng trở lại? — Kết luận: SO₄²⁻ và Ba²⁺ kết hợp tạo thành kết tủa trắng BaSO₄ rất ít tan, đồng thời H⁺ và OH⁻ tạo thành H₂O; bản chất của phản ứng trong dung dịch các chất điện li là phản ứng giữa các ion (theo SGK). | Ba²⁺ + 2OH⁻ + 2H⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓ + 2H₂O
7. Bước 7 (Quan sát vi mô): Khoảnh khắc dòng điện về 0, trong cốc thực chất còn lại những gì? — Kết luận: Các ion Na⁺ hydrat hóa mang điện tích dương di chuyển về phía điện cực nối với cực âm của nguồn điện, các ion Cl⁻ hydrat hóa mang điện tích âm di chuyển về phía điện cực nối với cực dương của nguồn điện; SO₄²⁻ và Ba²⁺ kết hợp tạo thành kết tủa trắng BaSO₄ (theo SGK). | Na⁺ → phía cực âm · Cl⁻ → phía cực dương
8. Bước 8 (Đổi sang chất chuẩn độ khác): Nếu thay dung dịch H₂SO₄ loãng bằng dung dịch HCl loãng, đường cong «giảm xuống rồi tăng lên» có còn xuất hiện nữa không? — Kết luận: Một trong các điều kiện để phản ứng trao đổi ion xảy ra là tạo thành chất kết tủa: Ba²⁺ kết hợp với SO₄²⁻ tạo BaSO₄ rất ít tan; khi thay bằng HCl thì chỉ xảy ra phản ứng trung hòa H⁺ + OH⁻ → H₂O, tổng số mol ion tự do tại điểm tương đương không triệt tiêu mà dung dịch chỉ bị pha loãng. | Ba(OH)₂ + 2HCl = BaCl₂ + 2H₂O (không kết tủa)
9. Bước 9 (Kiểm tra · Tìm điểm tương đương): Kiểm tra: Nhỏ dung dịch H₂SO₄ loãng đến đúng «điểm phản ứng vừa đủ (điểm tương đương)» — Kết luận: Phần kiểm tra không thêm kết luận mới: Khi phản ứng vừa đủ, toàn bộ Ba²⁺ và OH⁻ trong dung dịch vừa tác dụng hết với SO₄²⁻ và H⁺ nhỏ vào, mật độ ion tự do đạt cực tiểu nên độ dẫn điện thấp nhất. | Ba²⁺ + 2OH⁻ + 2H⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄↓ + 2H₂O

Xem trang chi tiết bài giảng, hướng dẫn lớp học và câu hỏi ôn tập Sự điện li, độ dẫn điện của dung dịch và bản chất phản ứng ion · Trang chủ VietLab 3D