Kết tủa trong phản ứng hóa học
Kết tủa là sự hình thành của một sản phẩm hòa tan không đáng kể, thu được trong một phản ứng hóa học xảy ra bởi sự trộn lẫn 2 dung dịch. Việc nhận biết kết tủa có thể được minh hoạ bằng việc viết phuơng trình phản ứng dưới dạng phương trình ion rút gọn bởi việc bỏ qua tất cả các ion không chịu sự thay đổi nào sau khi phản ứng và chất rắn hòa tan không đáng kể kết tủa hình thành từ sự kết hợp của các ion....
Precipitations In Chemical Reactions
t t a trong các ph n ng hóa h c
(The Young Vietnamese Chemistry Specialists)
ây là nh ng lý thuy t r t c b n v s hình thành k t t a trong dung d ch mà nh ó b n có th
oán m t ph n ng có th t o thành k t t a hay không, d a vào qui t c hòa tan mà chúng tôi ã
trình bày trong ph n HÓA H C PH THÔNG c a DI N ÀN HÓA H C, và bài này chúng tôi
ti p t c gi i thi u n các b n m t ph ng pháp m i, ph ng pháp so sánh tích các n ng ca
các ion và tích s tan c a k t t a t o thành, d oán chính xác h n s hình thành k t t a trong
dung d ch sau khi ph n ng k t thúc. Tài li u này s giúp cho nh ng h c sinh có trình trung bình
ang h c kì I c a l p 11 ch ng trình c i cách giáo d c, có c nh ng khái ni m c b n và bi t
cách vi t c ph ng trình ion c a ph n ng b t kì trong dung d ch và c ng giúp giáo viên có th
tìm th y nh ng m y u c a h c sinh, nh m giúp h c sinh có th b sung thêm ki n th c hóa h c
ph thông. Chúng tôi có l i m t s ví d các b n h c sinh có th th c hành, tính toán, các ví
t ng i d nên chúng tôi ã không a l i gi i. R t mong nh n c ý ki n óng góp c a các
n.
K t t a là s hình thành c a m t s n ph m hòa tan không áng k , thu c trong m t
ph n ng hóa h c x y ra b i s tr n l n 2 dung d ch. Vi c nh n bi t k t t a có th c
minh h a b ng vi c vi t ph ng trình ph n ng d i d ng ph ng trình ion rút g n b i
vi c b qua t t c các ion không ch u s thay i nào sau khi ph n ng, và ch t r n hòa tan
không áng k k t t a hình thành t s k t h p c a các ion.
nh n bi t ph ng trình ion chúng ta t h n các b n ã làm quen v i qui t c hòa tan mà bài vi t
tr c chúng tôi có c p n trong ph n nh n bi t các ch t ph n hóa h c ph thông. ó là nh ng
qui lu t giúp phát hi n các mu i là ch t d hòa tan và các mu i không tan. N u cho tr c 2dd (dung
ch) và qui t c hòa tan b n có th d oán s k t có x y ra hay không? M c dù qui t c hòa tan có
th cho bi t m t mu i s k t t a, ho c s k t t a c a mu i s ph thu c vào n ng c a các ion
trong h n h p các dd. Tích n ng các ion ph i l n h n h ng s tích s tan c a chúng, Ksp.
y m t ví d v vi c vi t ph ng trình ion c a s hình thành m t k t t a.
Vi t t t c các ph ng trình ion có th c a m t k t t a khi 2dd sau ây c tr n l n:
NaCl + Pb(NO3)2
1. Vi t ph ng trình phân ly th hi n các ion riêng bi t trong 2 mu i khi chúng có m t trong
dd.
Na+ + Cl-
NaCl
Pb+2 + 2NO3-
Pb(NO3)2
Hãy nh n tích c a các ion trong công th c xác nh h s t l ng cho các ion trong ph ng
trình phân ly.
2. ánh d u các cation và anion, tham kh o qui t c hòa tan bi t nh ng ion nào có th t o
thành k t t a khi k t h p v i nhau.
Na+ + NO3- NaNO3
t t a trong ph n ng hóa h c Trang 1
Precipitations In Chemical Reactions
NaNO3 là ch t d hòa tan theo qui t c hòa tan (t t c các mu i nitrat u tan).
Pb+2 + 2Cl- PbCl2 (ch t r n)
p ch t này không tan theo qui t c hòa tan (t t c các mu i clorua u t an tr mu i clorua b c,
Pb(II) và Th y ngân I).
3. Vi t ph ng trình ion cho các k t t a t o thành.
Pb+2 + 2Cl- PbCl2 (ch t r n)
Vi t t t c các ph ng trình ion xác nh các k t t a có th c t o thành khi 2dd sau ây
c tr n l n:
NH4OH + Al(NO3)3
1. Vi t ph ng trình phân ly bi u di n các ion riêng bi t trong 2 mu i khi chúng xu t hi n
trong dd.
NH4+ + OH-
NH4OH
Al+3 + 3NO3-
Al(NO3)3
2. ánh d u các cation và các anion và tham chi u v i qui t c hòa tan d oán k t t a nào
c hình thành.
NH4+ + NO3- NH4NO3
Theo qui t c hòa tann thì t t c các mu i nitrat u hòa tan
Al+3 + 3OH- ---> Al(OH)3 (ch t r n)
Theo qui t c hòa tan thì t t c các hydroxyt u không tan ngo i tr hydroxyt c a các nguyên t
thu c nhóm 1 và nhóm 2 cho nên Nhôm hydroxyt là ch t không tan.
3. Vi t ph ng trình ion
Al+3 + 3OH- Al(OH)3 (ch t r n)
ã n m v ng qui t c v t ính hòa tan c a các mu i và ây là m t s ví d b n t th c hành.
Vi t ph ng trình ion và xác nh k t t a nào s c hình thành khi các c p dd sau d c tr n
n:
1. Fe(C2H3O2)3 + KOH
2. Ca(NO3)2 + K2SO4
3. Li2S + CuSO4
4. Co(C2H3O2)2 + LiOH
t t a trong ph n ng hóa h c Trang 2
Precipitations In Chemical Reactions
oán s k t t a d a vào n ng c a các ion
Trong bi u t h c c a Ksp thì v ph i là tích n ng c a các ion. t r ng thái bão hòa khi các ion
trong dd là cân b ng v i ch t r n không tan ho c hòa tan không áng k , tích n ng c a các ion
ng m t giá tr nh tính g i là h ng s tích s tan hay tích s tan c a dd.
Ksp = tích n ng các ion
Tuy nhiên tích n ng các ion không b t bu c ph i b ng giá tr nh tính và có th có hai tr ng
p khác t n t i:
1. Tích n ng các ion < Ksp
2. Tích n ng các ion > Ksp
u tích n ng các ion < Ksp t hì không có k t t a nào c t o thành m c dù mu i t o thành có
th là mu i không tan theo qui t c hòa tan. u này là b i vì n ng mol c a các ion không ln
làm cho quá trình k t tinh hình thành k t t a có th x y ra. Tr c t iên khi s k t t a b t u t o
thành các vi tinh th óng vai trò nh là h t g i ng làm m m cho s k t tinh b m t c a các vi tinh
th . Sau ó tinh th l n d n ra n m c kh i l ng c a chúng có th gi chúng l i v i nhau và d i
tác d ng c a tr ng tr ng chúng b kéo xu ng áy c a bình ch a dd.
t khác n u t ích n ng các ion > Ksp t hì n ng c a các ion l n cho s k t t a có th x y
ra. B ng s t ính toán n ng mol c a các ion sau khi tr n l n các dd v i nhau r i em so sánh tích
các n ng v i t ích s tan Ksp c a mu i không tan chúng ta có th d oán k t t a có c hình
thành hay không?
Sau ây là m t ví d :
c a ion Oxalat là 1.10-8 M.
ng c a ion Canxi trong th plasma c a máu là 0.0025M, n ng
i Canxi oxalate có k t t a không? Cho bi t tích s tan c a mu i CaC2SO4, Ksp = 2.3 10-9.
1. Vi t ph ng trình cân b ng ion c a mu i Canxi oxalat.
CaC2O4 = Ca+2 + C2O4-2
2. Vi t tích n ng các ion:
các ion = [Ca+2] [C2O4-2]
Tích n ng
3. Dùng các giá tr c a n ng cho tr c.
[Ca+2] = 0.0025 = 2.5 x 10-3 M
[C2O4-2] = 1 x 10-8 M
4. Tính toán tích các n ng .
= [Ca+2] [C2O4-2] = (2.5 x 10-3) ( 1 x 10-8)
Tích các n ng
= 2.5 x 10-11
t t a trong ph n ng hóa h c Trang 3
Precipitations In Chemical Reactions
5. So sánh k t qu tìm c v i Ksp và a ra k t lu n.
c a các ion (2.5 x 10-11) nh h n Ksp (2.3 x 10-9) chúng ta k t lu n là quá trình
Tích n ng
hình thành k t t a không th x y ra vì n ng c a các ion không l n.
t ví d khác dành cho b n t th c hành.
c a Pb+2 trong dd
Chì (II) Cromat, PbCrO4, dùng trong s n màu vàng ("crom vàng"). Khi n ng
là 5.0 x 10-4 M và n ng c a ion cromat là 5.0 x 10-5 M .B n có ngh là chì cromat s k t t a
không? Cho bi t r ng Ksp c a PbCrO4 = 1.8 x 10-14.
oán k t t a b ng vi c k t h p hai dung d ch
oán k t t a có x y ra hay không? Khi n ng mol và th t ích c a dd ã bi t và b n ph i th c
hi n các b c nh sau:
1. Phát hi n ra các ion có th k t h p t o thành k t t a khi 2 dd c tr n l n .
2. Xác nh n ng mol c a m i dd mu i tr c khi chúng tr n l n v i mu i khác, b ng
cách nhân n ng mol và th tích(tính theo lít) c a m i dd.
3. Xác nh s mol c a m i ion tham gia vào quá trình k t t a dùng ph ng trình phân ly c a
i mu i.
4. C ng g p th tích c a 2 dd l i v i nhau.
5. Xác nh n ng mol c a các ion tham gia t o t hành k t t a sau khi ã tr n l n 2dd b ng
cách l y s mol c a c a m i ion mà b n ã t ìm c b c th 3 chia cho t ng th t ích c a
2 dd (lít).
6. Vi t phu ng trình ion cho quá trình k t t a.
7. Tính tích n ng các ion c a k t t a
8. Gán các giá tr tìm c vào ph ng trình tính tích n ng các ion và ánh giá.
9. So sánh tích tìm c v i Ksp c a k t t a và k t lu n quá trình k t t a c a các ion có kh
ng x y ra hay không.
Hãy th làm ví d sau:
t t h 45.0 ml dd m u c a 0.0015 M BaCl2 c cho vào m t c c ch a 75.0 ml dd 0.0025 M
KF. K t t a có c hình thành hay không?
1. D oán k t t a có th có hay không d a vào qui t c hòa tan ã nêu.
Theo qui t c hòa tan thì Bari Florua, BaF2, s không hòa tan.
2. Vi t ph ng trình phân ly cho BaF2
BaF2 = Ba+2 + 2F-
t t a trong ph n ng hóa h c Trang 4
Precipitations In Chemical Reactions
3. Vi t tích n ng các ion.
các ion = [Ba+2] [F-]2
Tích n ng
4. Ki m tra Ksp cho BaF2
Ksp = 1.0 x 10-6
nh s mol c a BaCl2 = s mol Ba+2 trong m u tr
5. Xác c khi tr n l n.
mol Ba+2 = Phân t l
mol BaCl2 = s ng c a BaCl2 x ( t h t ích c a dd BaCl2 tính theo
lít)
mol Ba+2 = 0.0015 (0.045 lit) = 0.0000675 mol = 6.75 x 10-5 mol
nh s mol c a KF = s mol F- tr
6. Xác c khi tr n l n
mol KF =s mol F- = Phân t l ng c a KF x ( th tích c a dd KF tính theo lít)
mol F- = 0.0025(.075 lit) = 0.00001875 mol F- = 1.875 X 10-5 mol
7. Xác nh th tích c a dd sau khi tr n l n(tính b ng lít).
75.0 ml + 45.0 ml = 120 ml = 0.120 lit
mol/lít) c a [Ba+2] sau khi tr n l n.
8. Xác nh (n ng
[Ba+2] = s mol c a Ba+2 ÷ t ng th tích tính theo lít
[Ba+2] = 6.75 x10-5 ÷ 0.120 =5.63 x 10-4 mol/lít
mol/lít) c a [F-] sau khi tr n l n
9. Xác nh (n ng
[F-] = s mol c a F- / t ng th tích tính theo lít
[F-] = 1.875 x 10-5 / .120 = 1.563 x 10-4 mol/lít
10. Tính c a [Ba+2] và [F-]
ion = [Ba+2] [F-]2 = (5.63 x 10-4) (1.563 x 10-4)2
Tích n ng
= 13.75 x 10-12 = 1.375 x 10-11
11. So sánh tích các n ng v i Ksp cho BaF2
c a các ion (1.375 x 10-11) nh h n Ksp (1.0 x 10-6) do ó chúng ta k t lu n
tích n ng
không có k t t a c hình thành.
ây là m t bài t p dành cho b n:
t dd m u 45 m c a 0.015 M CaCl2 c t hêm vào dd 55 ml 0.010 c a Na2SO4. có k t t a nào
c t o thành hay không?
t t a trong ph n ng hóa h c Trang 5
