Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch

DUNG DỊCH VÀ PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION

1. Điều kiện tồn tại dung dịch

     Dung dịch các chất điên li chỉ tồn tại được nếu thoả mãn đồng thời cả 2 điều kiện:

- Có sự trung hoà về điện (tổng số mol điện tích âm = tổng số mol điện tích dương).

Số mol_{điện tích} = số mol_ion.điên tích_ion

- Các ion trong dung dịch không có phản ứng với nhau.

     Các ion trong dung dịch thường kết hợp với nhau theo hướng: tạo kết tủa, tạo chất khí, tạo chất điện lli yếu (các ion có tính khử có thể phản ứng với các ion có tính oxi hoá theo kiểu phản ứng oxi hoá - khử).

2. Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch chất điện li

Phản ứng trao đổi ion

- Phản ứng xảy ra trong dung dịch các chất điện li là phản ứng giữa các ion.

- Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li chỉ xảy ra khi các ion kết hợp được với nhau tạo thành ít nhất 1 trong số các chất sau:

     + Chất kết tủa.

     + Chất điện li yếu.

     + Chất khí.

3. Phản ứng axit - bazơ

- Phản ứng axit - bazơ là phản ứng trong đó có sự nhường và nhận proton (H+).

- Phản ứng axit - bazơ xảy ra theo chiều: Axit mạnh + Bazơ mạnh → Axit yếu hơn + Bazơ yếu hơn.

Chú ý: Các trường hợp ngoại lệ:

     + Tạo thành kết tủa khó tan phản ứng vẫn xảy ra được dù axit hoặc bazơ tạo thành mạnh hơn ban đầu.

CuSO₄ + H₂S → CuS + H₂SO₄ (CuS rất khó tan)

Pb(NO₃)₂ + H₂S → PbS + 2HNO₃ (PbS rất khó tan)

     + Axit khó bay hơi đẩy được axit dễ bay hơi (cả 2 axit đều mạnh):

H₂SO₄ đậm đặc + NaCl rắn → NaHSO₄ + HCl (< 250⁰C)

4. Thứ tự phản ứng axit - bazơ (quy luật cạnh tranh)

a. Khi cho dung dịch chứa 1 axit vào dung dịch chứa nhiều bazơ

- Nguyên tắc: Các bazơ sẽ phản ứng theo thứ tự: axit + bazơ mạnh trước sau đó đến lượt axit + bazơ yếu (nếu axit nhiều thì có thể coi các bazơ phản ứng đồng thời).

- Một số ví dụ:

VD1: Khi cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch chứa đồng thời chứa NaOH và NaAlO₂­:

HCl + NaOH → H₂O + NaCl (ban đầu không thấy có hiện tượng kết tủa)

H₂O + HCl + NaAlO₂ → Al(OH)₃ + NaCl (xuất hiện kết tủa và kết tủa tăng dần)

3HCl + Al(OH)₃ → AlCl₃ + 3H₂O (kết tủa tan đến hết)

VD2: Cho từ từ dung dịch chứa hỗn hợp NaOH và NaAlO₂ vào dung dịch HCl: vì HCl nhiều nên chúng ta không quan sát thấy hiện tượng kết tủa:

HCl + NaOH → H₂O + NaCl

4HCl + NaAlO₂ → AlCl₃ + NaCl + 2H₂O

VD3: Khi cho từ từ dung dịch chứa HCl vào dung dịch có chứa Na₂CO₃ và NaHCO₃:

HCl + Na₂CO₃ → NaCl + NaHCO₃ (không thấy có hiện tượng xuất hiện bọt khí)

HCl + NaHCO₃ → NaCl + CO₂ + H₂O (có khí thoát ra)

VD4: Cho từ từ dung dịch chứa NaHCO₃ và Na₂CO₃ vào dung dịch HCl: ngay lập tức quan sát thấy hiện tượng có khí thoát ra:

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂

NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂

b. Khi cho dung dịch chứa 1 bazơ vào dung dịch có chứa nhiều axit

- Nguyên tắc: Các axit sẽ phản ứng theo thứ tự từ mạnh đến yếu. Nếu bazơ nhiều thì coi các phản ứng xảy ra đồng thời.

VD5: Cho từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch chứa đồng thời cả HCl và AlCl₃:

NaOH + HCl → NaCl + H₂O (không có kết tủa xuất hiện)

3NaOH + AlCl₃ → Al(OH)₃ + 3NaCl (có kết tủa xuất hiện và kết tủa tăng dần)

NaOH + Al(OH)₃ → NaAlO₂ + 2H₂O (kết tủa tan đến hết)

VD6: Cho từ từ dung dịch chứa HCl và AlCl₃ vào dung dịch có chứa NaOH:

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

AlCl₃ + 4NaOH → NaAlO₂ + 3NaCl + 2H₂O (không thấy có kết tủa)