Bản chất của dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện như electron (ví dụ trong kim loại) hoặc ion (ví dụ trong dung dịch, trong muối nóng chảy,…).

 

Hình 2.1. Minh hoạ dung dịch chất điện li và dung dịch chất không điện li

 

Hình 2.2. Thí nghiệm với dung dịch nước muối (a) và nước đường (b)

 

Khi hoà tan muối ăn và đường kính vào nước, diễn ra các quá trình như sau:

NaCl(s) → Na+(aq) + Cl-(aq)         (1)

C₁₂H₂₂O₁₁(s)→ C₁₂H₂₂O₁₁(aq)        (2)

Quá trình phân li các chất khi tan trong nước thành các ion được gọi là sự điện li.

 

– Chất điện li là chất khi tan trong nước phân li thành các ion.

– Chất không điện li là chất khi tan trong nước không phân li thành các ion.

– Như vậy, quá trình (1) mô tả sự điện li và được gọi là phương trình điện li của muối ăn. Muối ăn thuộc loại chất điện li, đường kính thuộc loại chất không điện li.

– Trong thực tế, người ta thấy rằng:

+ Hầu hết các acid, base và muối tan được trong nước thuộc loại chất điện li.

+ Rất nhiều chất hữu cơ tan được trong nước như đường saccharose (C₁₂H₂₂O₁₁) ethanol, glycerol… là những chất không điện li.

Nước đóng vai trò quan trọng trong sự điện li của một chất. Điều này được giải thích bởi nước là phân tử phân cực (các nguyên tử H mang một phần diện tích dương và nguyên tử O mang một phần diện tích âm) nên khi hoà tan một chất diện li vào nước, xuất hiện tương tác của nước với các ion. Tương tác này sẽ bứt các ion khỏi tinh thể (hoặc phân tử) để tan vào nước.

 

Hình 2.3. Vai trò của nước trong sự điện li NaCl

 

a. Thuyết Bronsted – Lowry về acid – base

Năm 1923, Bronsted và Lowry đã đề xuất thuyết về acid — base như sau: Acid là những chất có khả năng cho H+, base là những chất có khả năng nhận H+.

 

Theo thuyết Arrhenius (A-rê-ni-ut), acid là những chất khi tan trong nước. phân li ra H+ (proton), base là những chất khi tan trong nước phân li ra OH–.

 

b.  Acid mạnh/ base mạnh và acid yếu/ base yếu

– Acid mạnh và base mạnh phân li hoàn toàn trong nước (mũi tên một chiều →) nên không tồn tại chung phân tử trong nước.

Ví dụ: HCl → H⁺ + Cl^–

+ Các acid HCl, HNO₃, H₂SO₄…. là acid mạnh và các base NaOH, Ba(OH)₂, Ca(OH)₂,… là base mạnh.

– Acid yếu và base yếu phân li một phần trong nước (mũi tên thuận nghịch \(\rightleftharpoons\)).

Ví dụ: CH₃COOH \(\rightleftharpoons\) CH₃COO^– + H⁺

+ Các acid CH₃COOH, H₂CO₃, H₂SO₃ là acid yếu và các gốc acid tương ứng CH₃COO^–, CO₃^2-, SO₃^2- … là base.

– Theo thuyết Bronsted — Lowry, nhiều ion như Fe³⁺, Al³⁺, CO₃^2-… sẽ đóng vai trò là acid hoặc base trong nước, bởi chúng tác dụng một phần với nước.

Ví dụ:

Al³⁺ + 3H₂O \(\rightleftharpoons\) Al(OH)₃ + 3H⁺                 (7)

CO₃^2- + 3H₂O \(\rightleftharpoons\) HCO₃^– + OH^–                  (8a)

HCO₃^– + H₂O \(\rightleftharpoons\) H₂CO₃ + OH^–                  (8b)

Các phản ứng (7), (8a) và (8b) còn được gọi là phản ứng thuỷ phân (tác dụng với nước) của ion Al3+ và ion CO32-,…