Viết phương trình điện li trong nước của các chất sau: NaHCO3, CuCl2, (NH4)2SO4, Fe(NO3)3
Lớp 11Hóa học

Viết phương trình điện li trong nước của các chất sau: NaHCO3, CuCl2, (NH4)2SO4, Fe(NO3)3

Trả lời nhanh

Phương trình điện li (nh4)2so4. Cả bốn muối đều là chất điện li mạnh nên phân li hoàn toàn (dùng mũi tên một chiều): NaHCO3 → Na+ + HCO3−; CuCl2 → Cu2+ + 2Cl−; (NH4)2SO4 → 2NH4+ + SO42−; Fe(NO3)3 → Fe3+ + 3NO3−. Riêng ion HCO3− còn phân li yếu tiếp theo: HCO3− ⇌ H+ + CO32−.

Đáp án: phương trình điện li của NaHCO3, CuCl2, (NH4)2SO4, Fe(NO3)3

Yêu cầu: viết phương trình điện li trong nước của bốn chất NaHCO3, CuCl2, (NH4)2SO4 và Fe(NO3)3.

Chất Loại chất Phương trình điện li Ion tạo thành
NaHCO3 Muối acid, tan tốt NaHCO3 → Na+ + HCO3−
HCO3− ⇌ H+ + CO32−		 Na+, HCO3− (rất ít H+, CO32−)
CuCl2 Muối trung hòa, tan tốt CuCl2 → Cu2+ + 2Cl− Cu2+, Cl−
(NH4)2SO4 Muối ammonium, tan tốt (NH4)2SO4 → 2NH4+ + SO42− NH4+, SO42−
Fe(NO3)3 Muối trung hòa, tan tốt Fe(NO3)3 → Fe3+ + 3NO3− Fe3+, NO3−

Nguyên tắc viết phương trình điện li

Phương trình điện li mô tả quá trình một chất khi tan trong nước tách ra thành các ion. Để viết đúng, em đi theo bốn bước sau:

  1. Xác định chất điện li mạnh hay yếu. Chất điện li mạnh gồm acid mạnh (HCl, HNO3, H2SO4…), base mạnh (NaOH, KOH, Ba(OH)2…) và hầu hết các muối tan. Chất điện li yếu gồm acid yếu (CH3COOH, H2S, H2CO3…), base yếu và các ion gốc acid còn chứa H như HCO3−.
  2. Chọn loại mũi tên. Chất điện li mạnh dùng “→” vì phân li hoàn toàn. Chất điện li yếu dùng “⇌” vì quá trình phân li là thuận nghịch, chỉ một phần phân tử tách thành ion.
  3. Tách đúng ion. Cation thường là ion kim loại hoặc NH4+; anion là gốc acid hoặc OH−. Nhóm nguyên tử (như SO42−, NO3−, NH4+) được giữ nguyên, không tách nhỏ hơn.
  4. Cân bằng số ion và điện tích. Hệ số của mỗi ion bằng chỉ số của nó trong công thức. Tổng điện tích dương phải bằng tổng điện tích âm.

Giải thích từng chất

NaHCO3 (sodium hydrogencarbonate)

NaHCO3 là muối tan nên điện li mạnh nấc thứ nhất, tách thành Na+ và HCO3−. Ion HCO3− vẫn còn nguyên tử H có thể tách ra, nhưng H2CO3 là acid rất yếu nên nấc thứ hai chỉ xảy ra một phần rất nhỏ và phải viết bằng mũi tên thuận nghịch. Một lỗi rất hay gặp là viết gộp NaHCO3 → Na+ + H+ + CO32−. Cách viết này sai vì nó coi nấc thứ hai cũng phân li hoàn toàn.

Theo thuyết Brønsted – Lowry, HCO3− là chất lưỡng tính: nó có thể nhường proton (HCO3− + H2O ⇌ CO32− + H3O+) hoặc nhận proton (HCO3− + H2O ⇌ H2CO3 + OH−). Quá trình nhận proton chiếm ưu thế hơn một chút, vì vậy dung dịch NaHCO3 có môi trường base yếu (pH khoảng 8).

CuCl2 (copper(II) chloride)

Trong công thức có một nguyên tử Cu và hai nguyên tử Cl, nên phương trình là CuCl2 → Cu2+ + 2Cl−. Kiểm tra điện tích: (+2) + 2 × (−1) = 0. Dung dịch CuCl2 có màu xanh do ion Cu2+ trong nước (dạng hydrate hóa) và có môi trường acid yếu vì ion Cu2+ bị thủy phân một phần.

(NH4)2SO4 (ammonium sulfate)

Đây là chất được hỏi nhiều nhất trong bài. Chỉ số 2 ngoài ngoặc cho biết mỗi đơn vị công thức có hai nhóm NH4, nên phương trình điện li (NH4)2SO4 là:

(NH4)2SO4 → 2NH4+ + SO42−

Kiểm tra: 2 × (+1) + (−2) = 0, số nguyên tử N là 2, H là 8, S là 1, O là 4 ở cả hai vế. Ion NH4+ là acid Brønsted yếu: NH4+ + H2O ⇌ NH3 + H3O+, nên dung dịch ammonium sulfate có pH nhỏ hơn 7. Đây cũng là lí do bón phân ammonium sulfate lâu ngày có thể làm đất chua hơn.

Fe(NO3)3 (iron(III) nitrate)

Sắt trong muối này có hóa trị III, nên tạo ion Fe3+; chỉ số 3 ngoài ngoặc cho ba ion NO3−: Fe(NO3)3 → Fe3+ + 3NO3−. Kiểm tra điện tích: (+3) + 3 × (−1) = 0. Ion Fe3+ thủy phân khá mạnh trong nước, nên dung dịch có môi trường acid và thường có màu vàng nâu nhạt.

Ví dụ tính nồng độ ion từ phương trình điện li

Phương trình điện li cho biết tỉ lệ số mol giữa chất tan và từng ion, nên em có thể dùng nó để tính nồng độ ion.

Ví dụ 1. Hòa tan 13,2 g (NH4)2SO4 vào nước được 500 mL dung dịch. Tính nồng độ mol của các ion.

  • M(NH4)2SO4 = 2 × 14 + 8 × 1 + 32 + 4 × 16 = 132 g/mol, nên n = 13,2 : 132 = 0,1 mol.
  • CM = 0,1 : 0,5 = 0,2 M.
  • Từ (NH4)2SO4 → 2NH4+ + SO42−: [NH4+] = 2 × 0,2 = 0,4 M; [SO42−] = 0,2 M (bỏ qua sự thủy phân rất nhỏ của NH4+).

Ví dụ 2. Dung dịch Fe(NO3)3 chứa 12,1 g chất tan trong 250 mL. M = 56 + 3 × 62 = 242 g/mol, n = 12,1 : 242 = 0,05 mol, CM = 0,05 : 0,25 = 0,2 M. Suy ra [Fe3+] = 0,2 M và [NO3−] = 3 × 0,2 = 0,6 M.

Ví dụ 3. Dung dịch CuCl2 0,15 M có [Cu2+] = 0,15 M và [Cl−] = 0,3 M. Tổng nồng độ ion là 0,45 M, gấp ba nồng độ muối, vì mỗi đơn vị CuCl2 tạo ra ba ion.

Lỗi sai thường gặp và cách tránh

  • Quên hệ số: viết (NH4)2SO4 → NH4+ + SO42−. Phương trình này không bảo toàn nguyên tố N, H và điện tích.
  • Gộp chỉ số vào ion: viết “(NH4)2+” hoặc “(NO3)3−”. Chỉ số ngoài ngoặc phải chuyển thành hệ số đứng trước ion.
  • Sai điện tích ion sắt: trong Fe(NO3)3 là Fe3+, còn trong Fe(NO3)2 mới là Fe2+.
  • Dùng sai mũi tên: muối tan dùng “→”; ion HCO3−, acid yếu như CH3COOH dùng “⇌”.
  • Tách cả nhóm nguyên tử: không được viết SO42− thành S6+ và O2−; nhóm gốc acid luôn giữ nguyên.

Bài tập tự luyện có đáp án

  1. Al2(SO4)3. Đáp án: Al2(SO4)3 → 2Al3+ + 3SO42−.
  2. K3PO4. Đáp án: K3PO4 → 3K+ + PO43−.
  3. Ba(OH)2. Đáp án: Ba(OH)2 → Ba2+ + 2OH−.
  4. CH3COOH. Đáp án: CH3COOH ⇌ CH3COO− + H+.
  5. NH4NO3. Đáp án: NH4NO3 → NH4+ + NO3−.
  6. Tính nồng độ ion NH4+ trong dung dịch (NH4)2SO4 0,05 M. Đáp án: 0,1 M.

Câu hỏi thường gặp

Phương trình điện li (NH4)2SO4 viết thế nào?

(NH4)2SO4 → 2NH4+ + SO4 2−. Đây là muối tan, điện li mạnh nên dùng mũi tên một chiều và hệ số 2 trước ion ammonium.

NaHCO3 là chất điện li mạnh hay yếu?

NaHCO3 là chất điện li mạnh ở nấc thứ nhất (tạo Na+ và HCO3−). Ion HCO3− sau đó chỉ phân li yếu: HCO3− ⇌ H+ + CO3 2−.

Dung dịch (NH4)2SO4 có môi trường gì?

Môi trường acid yếu (pH < 7) vì ion NH4+ nhường proton cho nước: NH4+ + H2O ⇌ NH3 + H3O+.

Khi nào dùng mũi tên hai chiều trong phương trình điện li?

Dùng ⇌ cho chất điện li yếu như acid yếu, base yếu và các ion gốc acid còn chứa H như HCO3−, HS−, HPO4 2−.

Bài học liên quan