Đang tải bài học…

AP Chemistry

muối

salt

Muối là hợp chất ion có cation đến từ bazơ và anion đến từ axit, thường sinh ra khi axit phản ứng trung hòa với bazơ.

Khi một axit gặp một bazơ, ion hiđro hay prôton (proton) của axit sẽ chuyển sang bazơ và phần còn lại của hai chất kết hợp lại để tạo thành một hợp chất ion (ionic compound) mới, mà ta gọi là muối. Nói cách khác, muối là chất mà trong đó nguyên tử hiđro linh động của axit đã bị thay thế bằng ion kim loại hoặc bằng một ion dương khác như $\mathrm{NH_4^+}$ . Phản ứng trung hòa giữa $\mathrm{HCl}$ và $\mathrm{NaOH}$ minh họa rõ điều này khi $\mathrm{Na^+}$ vốn thuộc về bazơ kết hợp với $\mathrm{Cl^-}$ vốn thuộc về axit để tạo thành muối ăn.

$\mathrm{HCl}(aq) + \mathrm{NaOH}(aq) \rightarrow \mathrm{NaCl}(aq) + \mathrm{H_2O}(l)$

Trong phản ứng này, cả hai ion đều tan và không tham gia biến đổi nào nên chúng được gọi là ion khán giả và bị lược khỏi phương trình ion rút gọn (net ionic equation), chỉ còn lại $\mathrm{H^+} + \mathrm{OH^-} \rightarrow \mathrm{H_2O}$ . Tuy nhiên, không phải muối nào cũng tan trong nước. Nếu sản phẩm ít tan như $\mathrm{BaSO_4}$ thì nó sẽ tách ra thành kết tủa và chính nó mới là chất được viết trong phương trình rút gọn.

Một hiểu lầm rất phổ biến là cho rằng muối luôn trung tính, nhưng thực ra dung dịch muối có pH phụ thuộc vào nguồn gốc của hai ion tạo nên nó thông qua phản ứng thủy phân. Nếu ion bắt nguồn từ một axit yếu, chẳng hạn $\mathrm{CH_3COO^-}$ trong $\mathrm{CH_3COONa}$ , nó là bazơ liên hợp đủ mạnh để nhận prôton từ nước và làm dung dịch có tính bazơ. Ngược lại, $\mathrm{NH_4^+}$ trong $\mathrm{NH_4Cl}$ nhường prôton cho nước nên dung dịch hóa axit, còn chỉ khi cả ion dương lẫn ion âm đều xuất phát từ axit mạnh và bazơ mạnh như trong $\mathrm{NaCl}$ hay $\mathrm{KNO_3}$ thì dung dịch mới thực sự trung tính.

Vì vậy, khi đề bài yêu cầu xếp hạng pH của một dãy dung dịch muối, thao tác đầu tiên luôn là tách muối thành hai ion rồi truy ngược xem mỗi ion đến từ chất mạnh hay chất yếu. Chính nhờ hiểu rõ nguồn gốc này, chúng ta có thể ứng dụng muối vào nhiều bài toán thực tế. Điển hình là việc tạo dung dịch đệm, trong đó trộn một axit yếu với muối chứa bazơ liên hợp của nó chính là cách chuẩn để tạo ra hệ đệm ổn định.

Ký hiệu

•Công thức chung dạng $\mathrm{M_xX_y}$
•ví dụ quen thuộc trong đề: $\mathrm{NaCl}$ , $\mathrm{NH_4Cl}$ , $\mathrm{CH_3COONa}$ , $\mathrm{BaSO_4}$

Trực giác: Axit và bazơ trung hòa nhau giống như hai cặp nhảy đổi bạn nhảy: H⁺ từ axit bắt cặp với OH⁻ từ bazơ tạo thành nước, còn cation bazơ và anion axit cũng bắt tay nhau thành muối.

Khái niệm này sinh ra từ đâu

từ khoảng 6050 TCNHsia Yu (hoàng đế Trung Hoa đặt thuế muối năm 2200 TCN)Marco Polo

Muối là một trong những hàng hóa lâu đời nhất của loài người: từ khoảng năm 6050 TCN nó đã gắn với đời sống các nền văn minh, vừa làm gia vị và chất bảo quản, vừa đóng vai trò tiền tệ và đối tượng đánh thuế.

Trước khi có tủ lạnh, muối là cách gần như duy nhất để giữ thịt khỏi hư. Vì thế nó trở thành thứ ai cũng cần nhưng không phải vùng đất nào cũng có, và giá trị kinh tế của nó tăng vọt. Người Ai Cập dùng muối trong lễ vật tôn giáo, người Phoenicia đem muối đi buôn khắp Địa Trung Hải, còn năm 2200 TCN một hoàng đế Trung Hoa đã đặt ra thuế muối — một trong những sắc thuế sớm nhất được ghi nhận. Tại Tây Tạng, Marco Polo kể rằng những bánh muối nhỏ được ép hình Đại Hãn và tiêu như tiền. Đến thế kỷ 12, thương nhân ở Timbuktu định giá muối ngang với sách và vàng.

Hay hiểu sai

Cầu muối không dẫn electron.

Muối trung hòa không có nghĩa dung dịch muối luôn có pH bằng 7.

Thêm nước cất vào dung dịch bão hòa không làm đổi giá trị $K_{sp}$ .

Muối ít tan vẫn là chất điện li mạnh.

Ví dụ có lời giải

1Ví dụ 1/2

AgBr là một muối bạc màu kem, ít tan trong nước, có tích số tan (solubility-product constant)

K_{sp} = 5{,}0 \times 10^{-13}

ở 298 K. Một học sinh lắc AgBr(s) với nước cất cho tới khi dung dịch bão hòa và vẫn còn chất rắn dư lắng dưới đáy, rồi lấy 50,0 mL dung dịch bão hòa đó để khảo sát.

aViết biểu thức tích số tan $K_{sp}$ của AgBr.
bTính $[\text{Ag}^{+}]$ trong 50,0 mL dung dịch AgBr bão hòa ở 298 K, và số mol $\text{Ag}^{+}$ có trong lượng dung dịch đó.
cThêm 50,0 mL nước cất vào hệ trên (vẫn còn AgBr rắn dư). Hỏi $[\text{Ag}^{+}]$ sau khi cân bằng được thiết lập lại lớn hơn, nhỏ hơn hay bằng giá trị ở phần (b)? Giải thích.

Bạn nắm chắc chưa?

Quiz câu thật từ ngân hàng đề

Vài câu thật gắn đúng khái niệm này, chấm ngay kèm giải thích từng đáp án — hệ thống ghi nhớ bạn nắm tới đâu.

Tạo tài khoản miễn phí

Học tiếp từ đây

Bài học chứa thuật ngữ nàyPhản ứng hóa học · bài “Giới thiệu phản ứng axit–bazơ” — khoá AP Chemistry

Cần trướcion hợp chất ion

Hay nhầm với

Thuật ngữKhác nhau ở đâuHay nhầm khi

kết tủa (precipitate)precipitate

Khác nhau ở đâuMuối là hợp chất ion gồm cation và anion, có thể tan hoặc không tan trong nước. Kết tủa là chất rắn tách ra từ dung dịch, có thể là muối hoặc chất khác không phải muối.

Hay nhầm khiKhi thấy chất rắn xuất hiện trong phản ứng dung dịch, học sinh vội kết luận đó là muối mà chưa kiểm tra thành phần ion.

Nguồn tham khảo

[1]Chemistry The Central Science in SI Units 15th Expanded Global Edition. tr. 14, 18–19.

Vì sao mang đúng cái tên này? Tên gọi trong tiếng Anh đi thẳng từ tiếng Anh cổ sealt, nghĩa là "muối, natri clorua — chất thiết yếu cho sự sống, dùng làm gia vị (condiment) và chất bảo quản thịt (meat preservative)", và xa hơn nữa là gốc Nhật-nhĩ-man nguyên thủy *saltom. Điều thú vị nằm ở những từ mọc ra từ nó. Lính lê dương La Mã từng được trả công bằng muối, khoản đó gọi là salarium, và đây chính là gốc của từ "tiền lương" (salary) ngày nay. Cũng từ đó mà có "món trộn" (salad), vì người La Mã có thói quen rắc muối lên rau lá. Tiếng Hy Lạp cổ để lại thành ngữ "không đáng đồng muối của mình", vốn xuất phát từ chuyện lái buôn nô lệ đổi muối lấy người — một dấu vết cho thấy muối từng được coi là thước đo giá trị chứ không chỉ là thứ nêm nếm.

Mẹo phòng thi

Khi viết biểu thức $K_{sp}$ , tuyệt đối không đưa chất rắn vào.

Trả lời câu về cầu muối phải nêu đủ hướng ion VÀ lý do cân bằng điện tích.

Với câu tính toán, luôn viết phương trình ion thu gọn trước khi thay số.

Tần suất trong đề AP ChemistryThường xuyên

Bước 1: Trước hết phải viết đúng phương trình hòa tan của muối. AgBr là hợp chất ion, khi tan nó phân li hoàn toàn thành các ion rời nhau chứ không tồn tại dưới dạng phân tử AgBr trong dung dịch:

\text{AgBr(s)} \rightleftharpoons \text{Ag}^{+}\text{(aq)} + \text{Br}^{-}\text{(aq)}

. Vì chất rắn nguyên chất không xuất hiện trong biểu thức hằng số cân bằng, ta chỉ nhân nồng độ của hai ion tan:

K_{sp} = [\text{Ag}^{+}][\text{Br}^{-}]

. Đây là đáp án của phần (a); mất điểm ở đây thường là do thí sinh đưa AgBr(s) xuống mẫu số.

2Bước 2: Gọi

s

là độ tan mol của muối, tức số mol AgBr tan được trong 1 L dung dịch bão hòa. Theo hệ số tỉ lượng 1 : 1 : 1, mỗi đơn vị công thức tan ra cho đúng một

\text{Ag}^{+}

và một

\text{Br}^{-}

, nên

[\text{Ag}^{+}] = [\text{Br}^{-}] = s

. Thay vào biểu thức vừa lập:

K_{sp} = s \cdot s = s^{2}

, do đó

s = \sqrt{5{,}0 \times 10^{-13}}

3Bước 3: Tính giá trị số:

s = \sqrt{5{,}0 \times 10^{-13}} = \sqrt{50 \times 10^{-14}} = 7{,}07 \times 10^{-7}

, nên

[\text{Ag}^{+}] = 7{,}1 \times 10^{-7}\ \text{M}

(hai chữ số có nghĩa). Lưu ý rằng thể tích 50,0 mL hoàn toàn không đi vào phép tính này: nồng độ của một dung dịch bão hòa là đại lượng chỉ phụ thuộc bản chất muối và nhiệt độ, lấy một giọt hay một lít cũng ra cùng con số. Thể tích chỉ cần khi đề hỏi số mol:

n_{\text{Ag}^{+}} = (7{,}07 \times 10^{-7}\ \text{mol/L})(0{,}0500\ \text{L}) = 3{,}5 \times 10^{-8}\ \text{mol}

4Bước 4: Sang phần (c), phản xạ đầu tiên của nhiều thí sinh là dùng công thức pha loãng

M_1V_1 = M_2V_2

để kết luận nồng độ giảm một nửa. Cách đó sai vì trong bình vẫn còn AgBr rắn dư. Ngay sau khi thêm nước, nồng độ hai ion tụt xuống nên

Q < K_{sp}

, dung dịch trở thành chưa bão hòa và chất rắn tiếp tục tan cho tới khi

Q

trở lại bằng

K_{sp}

. Vì nhiệt độ không đổi nên

K_{sp}

không đổi, và

[\text{Ag}^{+}] = \sqrt{K_{sp}}

vẫn là

7{,}1 \times 10^{-7}\ \text{M}

: nồng độ BẰNG giá trị ở phần (b).

5Bước 5: Điều thực sự thay đổi là lượng chất chứ không phải nồng độ. Thể tích mới là 100,0 mL, nên số mol

\text{Ag}^{+}

trong dung dịch tăng gấp đôi:

(7{,}07 \times 10^{-7})(0{,}100) = 7{,}1 \times 10^{-8}\ \text{mol}

, đúng bằng lượng muối rắn đã tan thêm. Cách phân biệt "nồng độ giữ nguyên, số mol tăng" chính là điểm mà giám khảo tìm trong lời giải thích.

Biểu thức tích số tan của muối bạc bromua là $K_{sp} = [\text{Ag}^{+}][\text{Br}^{-}]$ . Trong dung dịch bão hòa ở 298 K, $[\text{Ag}^{+}] = 7{,}1 \times 10^{-7}\ \text{M}$ , ứng với $3{,}5 \times 10^{-8}$ mol $\text{Ag}^{+}$ trong 50,0 mL. Sau khi thêm 50,0 mL nước cất vào hệ vẫn còn AgBr rắn dư, nồng độ $\text{Ag}^{+}$ BẰNG giá trị cũ, vì phần muối rắn dư tan thêm để khôi phục trạng thái bão hòa và $K_{sp}$ không đổi khi nhiệt độ không đổi.

2Ví dụ 2/2

Một pin điện hóa (galvanic cell) được lắp gồm thanh Zn nhúng trong dung dịch

\text{Zn(NO}_3)_2

1,0 M và thanh Cu nhúng trong dung dịch

\text{Cu(NO}_3)_2

1,0 M, hai ngăn nối với nhau bằng một cầu muối (salt bridge) chứa dung dịch

\text{KNO}_3

bão hòa. Biết

E^{\circ}(\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}) = +0{,}34\ \text{V}

và

E^{\circ}(\text{Zn}^{2+}/\text{Zn}) = -0{,}76\ \text{V}

. Pin hoạt động và kim vôn kế cho số đọc dương.

aViết hai nửa phản ứng, xác định điện cực âm và điện cực dương, rồi tính $E^{\circ}_{\text{cell}}$ .
bMô tả chiều di chuyển của $\text{K}^{+}$ và $\text{NO}_3^{-}$ trong cầu muối khi pin hoạt động, và giải thích tại sao chiều đó là bắt buộc.

1Bước 1: So sánh hai thế khử chuẩn để biết cặp nào bị khử. Cặp

\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}

có thế lớn hơn nên

\text{Cu}^{2+}

nhận electron, còn Zn bị oxi hóa. Hai nửa phản ứng là

\text{Zn(s)} \rightarrow \text{Zn}^{2+}\text{(aq)} + 2e^{-}

ở điện cực âm (nơi xảy ra oxi hóa) và

\text{Cu}^{2+}\text{(aq)} + 2e^{-} \rightarrow \text{Cu(s)}

ở điện cực dương. Sức điện động chuẩn:

E^{\circ}_{\text{cell}} = 0{,}34 - (-0{,}76) = +1{,}10\ \text{V}

, giá trị dương xác nhận phản ứng tự diễn biến.

2Bước 2: Tiếp theo, xét chuyện gì xảy ra với điện tích trong từng ngăn nếu không có cầu muối. Ở ngăn Zn, mỗi nguyên tử kẽm tan ra để lại thêm một ion

\text{Zn}^{2+}

trong dung dịch, làm ngăn này dư điện tích dương. Ở ngăn Cu thì ngược lại:

\text{Cu}^{2+}

bị lấy khỏi dung dịch và bám lên thanh đồng, để lại phần

\text{NO}_3^{-}

không có bạn, tức ngăn này dư điện tích âm. Sự tích tụ điện tích trái dấu này sẽ chống lại dòng electron và pin tắt gần như tức thì.

3Bước 3: Muối

\text{KNO}_3

trong cầu nối tồn tại dưới dạng các ion tự do, nên nó có thể cấp ion cho cả hai phía để trung hòa điện. Ngăn dư dương cần thêm ion âm, vì vậy

\text{NO}_3^{-}

di chuyển từ cầu muối sang ngăn Zn, tức về phía điện cực âm. Ngăn dư âm cần thêm ion dương, nên

\text{K}^{+}

di chuyển sang ngăn Cu, tức về phía điện cực dương. Quy tắc dễ nhớ: anion đi về nơi oxi hóa, cation đi về nơi khử.

4Bước 4: Cần nói rõ điều mà cầu muối KHÔNG làm, vì đề hay gài ở chỗ này. Nó không dẫn electron; electron chỉ chạy qua dây kim loại bên ngoài từ thanh Zn sang thanh Cu. Ion trong cầu cũng không phản ứng với các chất trong hai ngăn —

\text{K}^{+}

và

\text{NO}_3^{-}

được chọn chính vì chúng trơ và không tạo kết tủa với

\text{Zn}^{2+}

hay

\text{Cu}^{2+}

. Nhờ đó dòng điện khép kín được mạch mà thành phần hóa học của hai ngăn không bị xáo trộn.

Pin có Zn là điện cực âm với nửa phản ứng oxi hóa $\text{Zn} \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2e^{-}$ , Cu là điện cực dương với nửa phản ứng khử $\text{Cu}^{2+} + 2e^{-} \rightarrow \text{Cu}$ , và $E^{\circ}_{\text{cell}} = +1{,}10\ \text{V}$ . Khi pin hoạt động, $\text{NO}_3^{-}$ từ cầu muối chảy về ngăn Zn để bù lượng $\text{Zn}^{2+}$ sinh ra, còn $\text{K}^{+}$ chảy về ngăn Cu để bù lượng $\text{Cu}^{2+}$ bị tiêu thụ; nhờ vậy cả hai dung dịch luôn trung hòa điện và dòng electron trong dây dẫn ngoài được duy trì.

Dẫn tớiphản ứng trung hòa (sắp có)cầu muối (sắp có)

Liên quanchất điện li (sắp có)

Mục tiêu và lộ trình unit xem miễn phí — làm bài tập và lưu tiến độ cần tài khoản 0đ.