Phương trình điện li của NaOH: cách viết, giải thích và bài tập

Trả lời nhanh

Phương trình điện li của NaOH là: NaOH → Na+ + OH−. NaOH là bazơ mạnh, chất điện li mạnh nên phân li hoàn toàn thành ion khi tan trong nước, vì vậy dùng một mũi tên một chiều (→) chứ không dùng dấu thuận nghịch (⇌).

Phương trình điện li của NaOH

Khi hòa tan vào nước, các phân tử NaOH bị các phân tử nước tách ra thành hai loại ion mang điện trái dấu:

NaOH → Na+ + OH−

  • Na+ là cation (mang điện tích dương), không có tính axit hay bazơ đáng kể.
  • OH− là anion hiđroxit, chính là ion làm dung dịch có tính bazơ: làm quỳ tím hóa xanh, phenolphtalein hóa hồng.
  • Tổng điện tích hai vế bằng nhau (0 = +1 + (−1)), nên phương trình đã cân bằng điện tích.

Vì sao dùng một mũi tên (→)?

Trong chương Sự điện li, chất điện li được chia thành hai nhóm. Chất điện li mạnh phân li gần như hoàn toàn, nên ghi bằng mũi tên một chiều. Chất điện li yếu chỉ phân li một phần, tồn tại cân bằng giữa phân tử và ion, nên ghi bằng dấu ⇌.

NaOH thuộc nhóm bazơ mạnh (cùng với KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2…). Trong dung dịch loãng, hầu như không còn phân tử NaOH nguyên vẹn, chỉ còn ion Na+ và OH−. Vì thế độ điện li α ≈ 1 và ta viết một chiều.

So sánh với một số bazơ khác

Chất Loại Phương trình điện li
NaOH Bazơ mạnh NaOH → Na+ + OH−
KOH Bazơ mạnh KOH → K+ + OH−
Ba(OH)2 Bazơ mạnh Ba(OH)2 → Ba2+ + 2OH−
NH3 (trong nước) Bazơ yếu NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH−

Mẹo nhớ: bazơ tan của kim loại kiềm (Li, Na, K, Rb, Cs) và Ba(OH)2, Ca(OH)2 thường coi là bazơ mạnh, cứ một công thức M(OH)n thì cho n ion OH−.

Vận dụng: nồng độ ion và pH của dung dịch NaOH

Vì điện li hoàn toàn và tỉ lệ 1 : 1 : 1 nên với dung dịch NaOH nồng độ C (mol/L):

  • [Na+] = [OH−] = C
  • [H+] = 10−14 / [OH−] (ở 25 °C)
  • pH = 14 − pOH = 14 + lg[OH−]

Ví dụ 1

Tính pH của dung dịch NaOH 0,01M.

[OH−] = 0,01 = 10−2 M → pOH = 2 → pH = 12.

Ví dụ 2

Hòa tan 0,4 g NaOH vào nước được 500 mL dung dịch. Tính nồng độ các ion và pH.

  • n(NaOH) = 0,4 : 40 = 0,01 mol; C = 0,01 : 0,5 = 0,02M.
  • [Na+] = [OH−] = 0,02M.
  • pOH = −lg0,02 ≈ 1,70 → pH ≈ 12,30.

Ví dụ 3 (trộn với axit)

Trộn 100 mL NaOH 0,1M với 100 mL HCl 0,05M. Tính pH dung dịch sau phản ứng.

  • n(OH−) = 0,01 mol; n(H+) = 0,005 mol.
  • Phương trình ion: H+ + OH− → H2O. OH− dư 0,005 mol.
  • [OH−] = 0,005 : 0,2 = 0,025M → pOH ≈ 1,60 → pH ≈ 12,40.

Lỗi sai thường gặp

  • Dùng dấu ⇌ cho NaOH. Sai, vì NaOH là chất điện li mạnh; dấu ⇌ dành cho chất điện li yếu như CH3COOH, NH3.
  • Viết Na2+ hoặc Na2+. Natri chỉ có một electron lớp ngoài cùng nên tạo ion Na+.
  • Viết ion OH thiếu điện tích hoặc viết (OH)−, H+ + O2−. Ion hiđroxit là OH− nguyên khối.
  • Quên điều kiện: phương trình điện li xảy ra khi NaOH tan trong nước hoặc nóng chảy; NaOH rắn khan ở nhiệt độ thường không dẫn điện vì ion không tự do di chuyển.
  • Nhầm với phương trình phản ứng: NaOH + HCl → NaCl + H2O là phản ứng trao đổi, còn điện li chỉ là sự phân li của một chất.

Bài tập luyện tập

  1. Viết phương trình điện li của KOH và Ba(OH)2.
    Đáp án: KOH → K+ + OH−; Ba(OH)2 → Ba2+ + 2OH−.
  2. Hòa tan 4 g NaOH vào nước được 1 lít dung dịch. Tính pH.
    Đáp án: n = 0,1 mol; C = 0,1M; [OH−] = 0,1M → pH = 13.
  3. Dung dịch Ba(OH)2 0,005M có pH bằng bao nhiêu?
    Đáp án: [OH−] = 2 × 0,005 = 0,01M → pH = 12.

Tóm tắt

NaOH → Na+ + OH−: một chiều, vì NaOH là bazơ mạnh và là chất điện li mạnh. Nhớ rằng nồng độ OH− bằng nồng độ NaOH, từ đó tính ngay pOH và pH.

Câu hỏi thường gặp

Phương trình điện li của NaOH viết như thế nào?

NaOH → Na⁺ + OH⁻. Dùng mũi tên một chiều vì NaOH là chất điện li mạnh, phân li hoàn toàn trong nước.

NaOH có phải chất điện li mạnh không?

Có. NaOH là bazơ mạnh, tan tốt trong nước và phân li hoàn toàn thành ion Na⁺ và OH⁻ nên là chất điện li mạnh.

Dung dịch NaOH 0,1M có pH bằng bao nhiêu?

[OH⁻] = 0,1M nên pOH = 1 và pH = 13 ở 25 °C.

Vì sao NaOH rắn không dẫn điện nhưng dung dịch NaOH dẫn điện?

NaOH rắn có các ion bị giữ cố định trong mạng tinh thể. Khi tan trong nước, ion Na⁺ và OH⁻ chuyển động tự do nên dung dịch dẫn được điện.