Phương trình điện li của CH3COOH (axit axetic) và cách vận dụng
Lớp 11Hóa học

Phương trình điện li của CH3COOH (axit axetic) và cách vận dụng

Trả lời nhanh

Phương trình điện li của axit axetic là CH3COOH ⇌ CH3COO– + H+. Dùng mũi tên hai chiều vì CH3COOH là chất điện li yếu: trong nước chỉ một phần nhỏ phân tử phân li thành ion, phần lớn vẫn tồn tại dưới dạng phân tử. Ở dung dịch 0,1M, chỉ khoảng 1% số phân tử phân li.

Vì sao phải dùng mũi tên hai chiều?

Chất điện li mạnh như HCl, NaOH, NaCl phân li gần như hoàn toàn nên ta viết một chiều (→). Axit axetic thì khác: khi hoà tan vào nước, quá trình phân li và quá trình các ion kết hợp lại thành phân tử xảy ra đồng thời. Sau một thời gian, hai quá trình có tốc độ bằng nhau và hệ đạt trạng thái cân bằng điện li. Do đó phương trình phải dùng kí hiệu ⇌.

Nếu viết CH3COOH → CH3COO– + H+ bằng mũi tên một chiều thì sẽ bị coi là sai trong bài kiểm tra.

Đại lượng đặc trưng cho cân bằng điện li

  • Độ điện li α = số mol chất đã phân li / tổng số mol chất hoà tan. Với axit yếu, α nhỏ hơn 1 và thay đổi theo nồng độ.
  • Hằng số phân li axit Ka = [CH3COO–]·[H+] / [CH3COOH]. Ở 25°C, Ka của axit axetic khoảng 1,8·10-5. Ka càng nhỏ, axit càng yếu và chỉ phụ thuộc nhiệt độ.

Tính nhanh pH của dung dịch CH3COOH 0,1M

Gọi x là nồng độ H+ ở cân bằng. Vì axit yếu nên x rất nhỏ so với 0,1, coi [CH3COOH] ≈ 0,1.

  1. Ka = x² / 0,1 = 1,8·10-5
  2. x² = 1,8·10-6, suy ra x ≈ 1,34·10-3 M
  3. pH = -lg(1,34·10-3) ≈ 2,87
  4. Độ điện li α = 1,34·10-3 / 0,1 ≈ 1,34%

Như vậy dung dịch axit axetic 0,1M có pH gần 3, cao hơn nhiều so với dung dịch HCl 0,1M có pH bằng 1.

Chuyển dịch cân bằng điện li

Cân bằng CH3COOH ⇌ CH3COO– + H+ tuân theo nguyên lí Le Chatelier:

  • Pha loãng bằng nước: cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, độ điện li α tăng (dù nồng độ ion H+ giảm).
  • Thêm CH3COONa: muối điện li hoàn toàn làm tăng nồng độ CH3COO–, cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch, α giảm và pH tăng. Đây là hiệu ứng ion chung.
  • Thêm HCl: tăng H+, cân bằng dịch chuyển theo chiều nghịch, α giảm.
  • Thêm NaOH: OH– kết hợp với H+ tạo nước, cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận.

Các phương trình liên quan hay gặp

Quá trình Phương trình
Muối natri axetat điện li hoàn toàn CH3COONa → CH3COO– + Na+
Phản ứng trung hoà phân tử CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
Phương trình ion thu gọn CH3COOH + OH– → CH3COO– + H2O

Lưu ý khi viết phương trình ion thu gọn: CH3COOH là chất điện li yếu nên vẫn giữ nguyên dạng phân tử, không tách thành ion.

Lỗi sai thường gặp

  • Viết mũi tên một chiều cho axit yếu.
  • Viết đảo vế thành CH3COO– + H+ ⇌ CH3COOH. Đó là quá trình kết hợp ngược, chưa phải phương trình điện li; phương trình điện li phải có chất phân li ở vế trái.
  • Tách cả nguyên tử H trong nhóm CH3. Chỉ có H của nhóm -COOH mới phân li.

Luyện tập

  1. Viết phương trình điện li của CH3COONa và CH3COOH. Đáp án: CH3COONa → CH3COO– + Na+; CH3COOH ⇌ CH3COO– + H+.
  2. Dung dịch CH3COOH 0,1M có độ điện li 1%. Tính pH. Đáp án: [H+] = 0,1 × 0,01 = 10-3 M, pH = 3.
  3. Thêm vài tinh thể CH3COONa vào dung dịch axit axetic, pH thay đổi thế nào? Đáp án: pH tăng do cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch, [H+] giảm.

Câu hỏi thường gặp

CH3COOH là chất điện li mạnh hay yếu?

Là chất điện li yếu. Trong nước chỉ một phần nhỏ phân tử phân li thành ion CH3COO- và H+, nên phương trình dùng mũi tên hai chiều.

Trong phân tử CH3COOH, nguyên tử H nào phân li?

Chỉ nguyên tử H của nhóm cacboxyl -COOH phân li thành H+. Ba nguyên tử H trong nhóm CH3 gắn với cacbon nên không phân li.

Khi pha loãng dung dịch axit axetic thì độ điện li thay đổi thế nào?

Độ điện li α tăng khi pha loãng vì cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận, tuy nhiên nồng độ H+ nhìn chung vẫn giảm.

Bài học liên quan