Phương trình điện li của Al2(SO4)3: cách viết, tính nồng độ ion và bài tập
Lớp 11Hóa học

Phương trình điện li của Al2(SO4)3: cách viết, tính nồng độ ion và bài tập

Trả lời nhanh

Nhôm sunfat là muối tan và là chất điện li mạnh nên phân li hoàn toàn trong nước: Al2(SO4)3 → 2Al3+ + 3SO42−. Một phân tử muối cho ra 2 cation nhôm và 3 anion sunfat, tổng điện tích hai vế đều bằng 0 vì 2 × (+3) + 3 × (−2) = 0. Dùng mũi tên một chiều (→), không dùng mũi tên thuận nghịch.

Phương trình điện li và điều kiện

Phương trình điện li của nhôm sunfat trong nước:

Al2(SO4)3 → 2Al3+ + 3SO42−

Sơ đồ phương trình điện li Al2(SO4)3 phân li thành 2 ion Al3+ và 3 ion SO4 2- trong nước
Hình 1. Al2(SO4)3 tan trong nước cho 2 ion Al3+ và 3 ion SO4 2-, tổng điện tích bằng 0.

Điều kiện: muối tan trong nước. Khi hòa tan, các phân tử nước tách ion ra khỏi mạng tinh thể và bao quanh chúng, nên ion chuyển động tự do và dung dịch dẫn được điện.

Vì sao dùng mũi tên một chiều?

Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, hầu như toàn bộ phân tử phân li thành ion. Hầu hết các muối tan (NaCl, K2SO4, Al2(SO4)3…), các axit mạnh (HCl, HNO3, H2SO4) và các bazơ mạnh (NaOH, KOH, Ba(OH)2) đều thuộc nhóm này.

Ngược lại, chất điện li yếu như CH3COOH, H2S, NH3 chỉ phân li một phần nên phải viết bằng mũi tên hai chiều (⇌). Em có thể nhớ nhanh: muối tan thì luôn dùng “→”.

Ba bước viết phương trình điện li của một muối

  1. Tách muối thành cation (kim loại hoặc NH4+) và anion (gốc axit): ở đây là Al3+ và SO42−.
  2. Điền hệ số theo chỉ số trong công thức: chỉ số 2 của Al thành hệ số 2 trước Al3+, chỉ số 3 ngoài ngoặc thành hệ số 3 trước SO42−.
  3. Kiểm tra tổng điện tích hai vế: vế phải 2 × (+3) + 3 × (−2) = 0, bằng điện tích của muối trung hòa.

Tính nồng độ ion trong dung dịch Al2(SO4)3

Từ hệ số của phương trình, nồng độ mỗi ion bằng nồng độ muối nhân với hệ số của ion đó:

Nồng độ Al2(SO4)3 [Al3+] [SO42−] Tổng nồng độ ion
0,1M 0,2M 0,3M 0,5M
0,2M 0,4M 0,6M 1,0M
0,05M 0,1M 0,15M 0,25M

Quy tắc: [Al3+] = 2 × CM, [SO42−] = 3 × CM. Học sinh hay quên nhân 2 cho nhôm vì nhìn nhầm chỉ số 2 chỉ là “2 nguyên tử” mà không biết nó chuyển thành 2 ion.

Ion Al3+ làm dung dịch có tính axit

Ion Al3+ trong nước tồn tại dưới dạng ion hiđrat hóa và bị thủy phân một phần, giải phóng H+:

Al3+ + H2O ⇌ Al(OH)2+ + H+

Vì thế dung dịch Al2(SO4)3 có pH nhỏ hơn 7 và làm quỳ tím hóa đỏ nhạt. Ion SO42− là gốc của axit mạnh nên không thủy phân.

Nhận biết các ion trong dung dịch

  • Ion Al3+: thêm từ từ dung dịch NaOH, xuất hiện kết tủa trắng keo Al(OH)3; thêm NaOH dư thì kết tủa tan do tạo ion tetrahiđroxoaluminat.
    Al3+ + 3OH− → Al(OH)3↓ (trắng keo)
    Al(OH)3 + OH− → [Al(OH)4]−
  • Ion SO42−: thêm dung dịch BaCl2, xuất hiện kết tủa trắng BaSO4 không tan trong axit.
    Ba2+ + SO42− → BaSO4↓ (trắng)

Trong thực tế, phèn nhôm chứa muối này được dùng để làm trong nước, vì Al3+ tạo kết tủa Al(OH)3 dạng keo kéo theo bùn đất lắng xuống.

Lỗi sai thường gặp

  • Viết Al23+ hoặc 2Al6+ thay vì 2Al3+. Điện tích ion nhôm luôn là 3+.
  • Viết (SO4)32− thay vì 3SO42−. Chỉ số ngoài ngoặc trở thành hệ số.
  • Dùng mũi tên thuận nghịch cho muối tan.
  • Quên kiểm tra điện tích hai vế.

Bài luyện tập có đáp án

  1. Dung dịch Al2(SO4)3 0,2M có nồng độ mỗi ion là bao nhiêu?
    Đáp án: [Al3+] = 0,4M; [SO42−] = 0,6M.
  2. Hòa tan 6,84 gam Al2(SO4)3 (M = 342 g/mol) vào nước để được 200 mL dung dịch. Tính nồng độ các ion.
    Đáp án: n = 0,02 mol, nên n(Al3+) = 0,04 mol → 0,2M; n(SO42−) = 0,06 mol → 0,3M.
  3. Trộn 100 mL dung dịch Al2(SO4)3 0,1M với 100 mL dung dịch BaCl2 0,3M. Tính khối lượng kết tủa (Ba = 137, S = 32, O = 16).
    Đáp án: n(SO42−) = 0,03 mol; n(Ba2+) = 0,03 mol, phản ứng vừa đủ, thu 0,03 mol BaSO4 = 0,03 × 233 = 6,99 gam.

Muốn luyện thêm các phản ứng của nhôm và hợp chất, em xem tại phản ứng hóa học của nhôm và hợp chất.

Câu hỏi thường gặp

Al2(SO4)3 là chất điện li mạnh hay yếu?

Al2(SO4)3 là muối tan nên là chất điện li mạnh, phân li hoàn toàn thành ion Al3+ và SO4 2- khi hòa tan trong nước.

Vì sao dung dịch Al2(SO4)3 có tính axit?

Ion Al3+ bị thủy phân một phần trong nước và giải phóng H+, làm dung dịch có pH nhỏ hơn 7. Ion sunfat không thủy phân nên không ảnh hưởng đến pH.

Tính nồng độ ion trong dung dịch Al2(SO4)3 thế nào?

Nhân nồng độ muối với hệ số của ion trong phương trình điện li: [Al3+] = 2 lần, [SO4 2-] = 3 lần nồng độ muối.

Có dùng mũi tên thuận nghịch khi viết phương trình điện li Al2(SO4)3 không?

Không. Muối tan phân li hoàn toàn nên dùng mũi tên một chiều. Mũi tên thuận nghịch chỉ dùng cho chất điện li yếu.

Bài học liên quan