VẬn dụng lực axit,LỰc oxy hóA, LỰc khử CỦa dãy axit hnX; HnXOm ĐỂ SỬ DỤng dạy họC



tải về 255.46 Kb.
trang1/3
Chuyển đổi dữ liệu07.07.2016
Kích255.46 Kb.
  1   2   3

Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hay

Sáng kiến kinh nghiệm 2011 – 2012






TÊN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM:

VẬN DỤNG LỰC AXIT,LỰC OXY HÓA, LỰC KHỬ

CỦA DÃY AXIT HnX ; HnXOm ĐỂ SỬ DỤNG DẠY HỌC

HÓA HỌC Ở BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

*********

I/ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

1/. Khách quan :

Trong chương trình trung học phổ thông,hóa học là bộ môn khoa học tự nhiên có vai trò rất quan trọng . Môn hóa học cung cấp cho học sinh một hệ thông kiến thức phổ thông cơ bản và thiết thực đầu tiên về hóa học, rèn cho học sinh óc tư duy sáng tạo và khả năng trực quan nhanh nhạy .Vì vậy giáo viên bộ môn hóa học cần hình thành ở các em một kỹ năng cơ bản, thói quen học tập và làm việc khoa học làm nền tảng để các em phát triển khả năng nhận thức và năng lực hành động ,hình thành cho các em những phẩm chất cần thiết như cần thận,tỉ mỉ, chính xác, yêu thích khoa học.

Trong thời đại nền khoa học-kỹ thuật phát triển như hiện nay, để đáp ứng yêu cầu về con người và nguồn nhân lực cho sự phát triển đất nước nhanh và bền vững thì việc nâng cao chất lượng giảng dạy và chất lượng học ở các cấp bậc phổ thông là vấn đề bức thiết. Nghị quyết Trung ương lần thứ 2 ( khóa VIII) đã khẳng định “giáo dục-đào tạo nước ta còn nhiều yếu kém, bất cập về quy mô, cơ cấu và nhất là chất lượng và hiệu quả…, trình độ kiến thức, kỹ năng thực hành, phương pháp tư duy khoa học…của đa số HS còn yếu…”.Để nâng cao hiệu quả của công việc dạy – học thì đổi mới phương pháp dạy – học là một trong những yếu tố quan trọng nhằm tăng cường tính tích cực tìm tòi sáng tạo ở HS. Việc đổi mới nội dung và phương pháp dạy học đã được Đảng và Nhà nước rất quan tâm. Trung ương Đảng khóa VIII đã chỉ rõ con đường đổi mới giáo dục –đào tạo phải bằng đổi mới mạnh mẽ các phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo ở người học…phát triển phong trào tự học, tự đào tạo thường xuyên và rộng khắp trong toàn dân, nhất là thanh niên…kiên quyết cải tiến chương trình và nhất là phương pháp dạy và học trong nhà trường thì trong một số năm tới đây chúng ta mới khắc phục được những lệch lạc trong giáo dục đào tạo hiện nay…và từng bước nâng cao chất lượng đào tạo…”

Để áp ứng yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học, hiện nay có rất nhiều biện pháp được các nhà nghiên cứu đã và đang quan tâm. Muốn vậy, việc nghiên cứu kỹ lưỡng kiến thức ở các bài dạy của giáo viên để tìm ra mối liên hệ mật thiết giữa các bài học có ý nghĩa hết sức quan trọng nhằm giúp học sinh thấy được sợi chỉ hồng xuyên suốt trong các phần học. Đó là tiền đề kích thích tư duy, tìm tòi, sáng tạo ở học sinh.

2/. Chủ quan

Tuy đổi mới phương pháp dạy học đã được áp dụng từ lâu, nhưng thực tế có rất nhiều bài học, giáo viên còn khai thác sơ lược kiến thức cũ; kiến thức mới được xây dựng chưa có cơ sở vững chắc, chủ yếu mang tính chấp nhận như một tiên đề nên đa số học sinh vẫn bị động trong quá trình học tập và tiếp cận trí thức mới.

Nguyên tắc thiết kế chương trình ngành học phổ thông là chương trình đồng tâm nên việc khai thác kiến thức cũ để phát triển bài dạy là vấn đề hết sức quan trọng. Tuy nhiên, trong chương trình và sách giáo khoa, các chất cùng loại được phân bố rải rác ở các lớp. Điều đó làm cho học sinh có học lực trung bình gặp khó khăn trong việc nhớ lại các kiến thức cũ và dẫn tới những hạn chế khi giáo viên sử dụng phương pháp mới. Để nâng cao hiệu quả dạy học, việc hệ thống hóa kiến thức đã được học ở từng phần , từng loại chất là vấn đề quan trọng nhằm kích thích phương pháp tư duy tổng hợp cho học sinh.

Với suy nghĩ như vậy, tôi luôn tìm tòi những cơ sở lý thuyết để sắp xếp có quy luật về một số tính chất ở các chất và áp dụng vào bài giảng, với hy vọng học sinh có được hệ thống kiến thức lôgíc hơn trong quá trình học và xây dựng bài mới. Tôi chọn đề tài “Sắp xếp có hệ thống về lực axit, lực khử, lực oxi hóa của dãy axit HnX và HnXOmtuy vậy các yếu tố gây ảnh hưởng đến tính oxy hóa của oxy anion khá phức tạp và các tài liệu đề cập để giải thích những trường hợp không theo qui luật, chủ yếu lấy từ kết quả thực nghiệm, vì vậy với khả năng có hạn của mình tôi xin được giới hạn đề tài trong các nội dung sau.



II/.THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ TÀI:

    1. Thuận lợi:

      • Trường THPT Long Khánh đang được xây dựng theo mô hình trường trọng điểm chất lượng cao nên đầu vào của học sinh đang được nâng lên,

- Cơ sở vật chất được cải thiện đáp ứng nhu cầu về phòng học, phương tiện dạy học trong nhà trường.

      • Đội ngũ giáo viên có nhiều kinh nghiệm giảng dạy ; học sinh chăm ngoan tinh thần hiếu học.

      • Nội dung chương trình hóa học THPT đề cập nhiều đến lực axit- bazơ, lực oxy hóa –khử của dãy axit không có oxy và axit có oxy

    1. Khó khăn:

- Số học sinh thực sự có năng khiếu đam mê môn học ít

- Kinh nghiệm giảng dạy của giáo viên theo hướng chuyên sâu còn nhiều hạn chế.

- Một số trường chưa chú trọng tiết thực hành ,chưa minh họa các kiến thức đã học nhằm giúp học sinh khắc sâu nội dung bài học

- Các kiến thức về axit- bazơ ở cấp II học sơ lược qua loa ,chỉ thừa nhận là chủ yếu . Ở cấp III chương trình lớp 11 quá nặng : HKI học vô cơ- HKII học hữu cơ , nhiều em chưa nắm vững tính axit, tính bazơ , tính khử tính oxy hóa…



    1. Số liệu thống kê:

      • Từ năm học 2006 - 2007 trở về trước, kết quả cuối năm ở các lớp tôi dạy (lớp 10,11) đạt diểm trung bình ≥ 5,0 chỉ đạt :

*70 % ≤ điểm TB ≤ 85%

*Loại giỏi ≥ 8,0 đạt từ 610% ( chỉ khoảng 2 3em/50)

* Loại kém < 3,5 từ 2 4% (khoảng 12 em/ 50) nhất là ở khối 11 nghĩa là vẫn phải có vài em phải thi lại tùy từng lớp


      • Từ năm học 2007 – 2008 đến nay , sau khi áp dụng phương pháp mới và giảng dạy theo đề tài tôi thấy chất lượng có tiến bộ rõ rệt ,cụ thể như sau :

*80% ≤ điểm TB ≤ 100%

*Loại giỏi ≥ 8,0 đạt 12,5% ≥ 25% (khoảng 510 em/ 40

* Loại kém < 3,5 rất thấp hầu như không có học sinh thi lại ở lớp 10 & 11

III/ NỘI DUNG ĐỀ TÀI :

1) Cơ sở lý luận:


      • Chương trình giảng dạy hóa học vô cơ và hữu cơ là nội dung quan trọng trong sách giáo khoa bậc THPT và giáo trình đào tạo chuyên ngành hóa học của các trường Đại học. Những nội dung đó đã được các nhà giáo dục, nhà khoa học có uy tín biên soạn và phổ biến rộng rãi dùng cho giáo viên giảng dạy trong nhà trường.

      • Đối với chương trình hóa học vô cơ tính axit- bazơ ,tính oxy hóa –khử là phẩn rất quan trọng cần thiêt đòi hỏi tất cả các học sinh phải nắm được ở chương trình phổ thông và là kiến thức tiền đề để các em giải đuợc các đề thi vào đại học


2) Nội dung, biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài:

Trong chương trình trung học phổ thông khi xét tính axit, tính khử, tính oxy hóa chỉ được xét trong dung môi nước nên trong đề tài này tôi cũng xin được đề cập trong phạm vi trên.

- Sắp xếp có quy luật lực axit trong dãy HnX và HnXOm ( với X là phi kim ). Dựa trên cơ sở thuyết Bronsted.

- Sắp xếp có quy luật lực khử của dãy HnX.

- Xét lực oxy hóa của oxianion trong môi trường axit.

- Các cơ sở lý thuyết dùng để giải thích tính quy luật trên.



*Mục đích nghiên cứu: Nhằm tạo cơ sở để vận dụng tính qui luật kích thích khả năng suy luận, tư duy của học sinh trong các bài học axit HnX và HnXOm trong chương trình THPT.

3) Phương pháp nghiên cứu :

- Đọc sách, tài liệu phục vụ trực tiếp cho đề tài; từ đó, sắp xếp các thông tin tìm ra hệ thống lôgíc cần thiết.

- Trao đổi với các bạn đồng nghiệp để xác định độ chính xác của quy luật và cơ sở giải thích quy luật đó.

-Tìm thêm tài liệu có liên quan trên mạng Internet

PHẦN NỘI DUNG

I/. MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA VỀ AXIT :

Có 03 thuyết axit – bazơ được áp dụng rộng rãi nhất hiện nay:

1). Thuyết axit – bazơ của Areniyt ( Arhenius):



Định nghĩa: Axit là những chất khi hòa tan trong nước thì phân ly cho cation H+

Ví dụ : HCl  H+ +

Thuyết của Areniyt là thuyết axit – bazơ sớm nhất. Nó giải thích được nhiều tính chất và phản ứng của các axit trong dung dịch nước. Tuy nhiên, thuyết này có nhiều hạn chế bởi chỉ áp dụng đúng cho dung môi là nước, không áp dụng được cho tất cả các dung môi, đồng thời chưa thấy được vai trò quyết định của dung môi trong sự phân ly axit. Mặt khác, thuyết Areniyt không không giải thích được các phản ứng tạo ra muối giống như phản ứng trung hòa mà trong đó không có H+ hoặc tham gia.

Ví dụ: NH 3(k) + HCl (k)  NH4Cl(rắn)

2). Thuyết proton về axit – bazơ : Do nhà hóa học Đan Mạch Bronsted , nhà hóa học Anh Lawry và nhà hóa học Thụy Điển Bjerrum xây dựng. Hiện nay, thuyết này được sử dụng rộng rãi nhất.

Định nghĩa: axit là những chất có khả năng cho proton.

Theo thuyết proton thì sự điện ly axit trong dung dịch không phải là quá trình đơn giản mà là kết quả tương tác hóa học giữa chất tan với dung môi. Đối với dung dịch nước có tương tác như sau:



Trong dung môi không phải nước cũng có thể xảy ra hiện tượng tương tự:





(rắn)

3). Thuyết axit – bazơ của Liuyt (Lewis)

Axit là những chất có khả năng nhận cặp electron không phân chia

Ví dụ: H+ + NH 3  NH4+

Thuyết Liuyt thường được áp dụng trong hóa học hữu cơ và chưa nói rõ vai trò của dung môi ( xét theo quan điểm thuyết proton)

II/. NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN LỰC AXIT

Độ mạnh của axit ( nghĩa là khả năng nhường proton) tùy thuộc vào dung môi và độ bền của liên kết. Chương trình THPT chỉ xét dung môi nước nên độ mạnh của axit chỉ còn phụ thuộc vào độ bền của liên kết ( đo bằng năng lượng liên kết E (KJ/mol). Năng lượng liên kết càng nhỏ chất đó càng dễ tách proton, tính axit càng mạnh và ngược lại.

Để giải thích và so sánh độ bền các liên kết ta cần xem xét các đại lượng như độ phân cực của liên kết, độ dài liên kết.

1). Độ phân cực của liên kết cộng hóa trị

- Mối liên kết cộng hóa trị được hình thành do dự xen phủ lên nhau của các mây điện tử liên kết. Tuy nhiên các mây điện tử liên kết không phải luôn luôn được phân bố đều giữa các nguyên tử mà mây điện tử có thể bị lệch về một nguyên tử nào đó làm cho sự phân bố điện tích không đều và mối liên kết trở thành có cực.

- Trong trường hợp hai nguyên tử tham gia liên kết có độ âm điện hoàn toàn bằng nhau, khi đó mây điện tử được phân bố đều giữa hai nguyên tử và ta có liên kết cộng hóa trị thuần túy.

- Nếu hai nguyên tử tham gia liên kết có độ âm điện khác nhau, mây điện tử liên kết sẽ bị hút về phí nguyên tử có độ âm điện lớn hơn. Do đó, sự phân bố điện tích trở nên không đều giữa hai nguyên tử. Nguyên tử có độ âm điện lớn hơn có trội điện tích âm, còn nguyên tử kia có trội điện tích dương. Đây là mối liên kết có cực. Sự khác nhau về độ âm điện giữa hai nguyên tố càng lớn, độ phân cực của phân tử càng mạnh.

Ví dụ: PH3 H2S HCl……

Độ âm điện các nguyên tố tăng từ P,S, Cl tương ứng với sự tăng hiệu độ âm điện trong liên kết H – X nên độ phân cực tăng dần từ PH3  HCl

- Một đặc trưng quan trọng của liên kết hóa học có ảnh hưởng nhiều đến tính chất của một chất là khả năng biến dạng của mây điện tử liên kết. Khả năng biền dạng này được d0o bằng độ bị phân cực của liên kết dưới tác dụng của một điện trường ngoài. Độ bị phân cực của liên kết tăng theo chiều giảm mật độ mây điện tử liên kết ( tức theo chiều tăng kích thước nguyên tử và giảm độ âm điện).

Ví dụ: Trong dãy hợp chất: HCl – HBr – HI độ bị phân cực của các mối liên kết tăng.

- Quá trình tách proton của axit trong dung dịch nước được coi là kết quả tương tác của chất tan và dung môi. Tương tác này khá phức tạp nhưng có thể nêu ra một quy luật chung đối với nhiều trường hợp:

+ Nếu liên kết H – X trong phân tử axit phân cực càng mạnh thì khả năng tách proton càng mạnh;

+ Nếu độ bị phân cực của liên kết H – X tăng thì khả năng tách pronton tăng .

Vậy trong dung môi nước liên kết trong phân tử Axit càng phân cực hoặc càng bị phân cực thì càng kém bền và dễ t1ci prton ( H+ ).

2). Độ dài liên kết (d)

- Độ dài liên kết là khoản cách giữa hai hạt nhân của nguyên tử liên kết với nhau. Độ dài liên kết (d) được coi bằng tổng các bán kính cộng hóa trị (r)

d A-B = rA + rB

+ Obitan của eletron không có giới hạn rõ rệt. Vì vậy bán kính cộng hóa trị tính bằng nửa độ dài liên kết dA-A của một liên kết đồng hạch A – A.

+ Đơn vị đo độ dài liên kết là A0.

- Khi các nguyên tử tham gia liên kết như nhau thì thường liên kết càng bền khi độ dài liên kết càng nhỏ. Độ dài liên kết giữa hai nguyên tử giảm xuống khi độ bội của liên kết tăng lên ; nghĩa là độ dài của liên kết tỷ lệ nghịch với năng lượng liên kết.

- Trong dãy axit nếu độ dài liên kết của hiđro với nguyên tố trung tâm càng lớn thì năng lượng liên kết càng nhỏ, khả năng tách proton tăng.

II/. CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐÁNH GIÁ LỰC AXIT

Ngoài độ điện ly α , người ta thường biểu thị độ mạnh của axit bằng các đại lượng như hằng số axit Ka, pKa và độ pH.

1). Độ pH

- Độ pH được định nghĩa bằng công thức pH = - lg[H+]

- Thang pH : Là trục số biểu diễn mối liên hệ giữa nồng độ ion H+ và giá trị pH.



Môi trường

Axit

Trung tính

Bazơ

[H+]

100101102103104105106

10-7

10-810-910-1010-1110-1210-1310-14

pH

0 1 2 3 4 5 6

7

8 9 10 11 12 13 14


Lực axit tăng

- Đo độ pH:

+ Máy đo pH

+ Dùng chỉ thị màu hoặc giấy đo pH



pH

5 7 8 10 14

Quỳ tím

Hồng

Tím

Xanh

Giấy đo pH khi thử với dung dịch sẽ đổi màu và sẽ xác định được pH nhờ so màu với một bảng màu chuẩn đã in sẵn.

2) Hằng số axit Ka và pKa

- Hằng số axit Ka = hằng số điện ly = hằng số cân bằng của sự điện ly của axit yếu.

HA ↔ H+ + A- hay HA + H2O ↔ H3O+ + A-

Do axit yếu, nồng độ các ion tương đối nhỏ nên có thể bỏ qua lực tương tác tĩnh điện giữa chúng để có nồng độ mol/lit coi như bằng hoạt độ.

Ka =

Với [H+], [A-],[HA] lần lượt là nồng độ mol/lit của ion H+, A- va HA ở trạng thái cân bằng

pKa = - lgKa

Axit càng mạnh, Ka càng lớn, pKa càng nhỏ

III/. NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH KHỬ VÀ TÍNH OXY HÓA CỦA ANION Xn-

Đây là một vấn đề phức tạp có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tính khử và tính oxy hóa trong dãy HnX và HnXOm. Qua tham khảo nhiều tài liệu và đóng góp ý kiến của đồng nghiệp tôi đưa ra một số yếu tố ảnh hưởng sau:

- Số oxy hóa của nguyên tố trung tâm

- Độ bền phân tử

- Thế ion

- Nồng độ

- Điều kiện phản ứng

Tuy nhiên để so sánh lực khử, lực oxy hóa một cách chính xác thì phải dựa vào đại lượng thế điện cực, các cơ sở lý thuyết chỉ cho phép giải thích định tính, vẫn xuất hiện một số trường hợp ngoại lệ khi dùng cùng một yếu tố ảnh hưởng để xét.

1) . Số oxy hóa

* Định nghĩa: Số oxy hóa của nguyên tố một số đại số được gán cho nguyên tử của nguyên tố đó trong phân tử của hợp chất với giả thiết rằng các liên kết trong phân tử đều là liên kết ion.

+ Số oxy hóa cao nhất của một nguyên tố = số thứ tự của nhóm

+ Số oxy hóa thấp nhất của một nguyên tố = số thứ tự của nhóm trừ 8 ( đối với các nguyên tố phi kim)

Ví dụ: Nguyên tố N thuộc nhóm VA. Số oxi hóa cao nhất mà N có thể đạt được trong hợp chất là + 5. Số oxy hóa thấp nhất: 5 – 8 = -3 (NH3 hoặc )

- Trong phản ứng oxy hóa khử nếu HnA và HnXOm có sự thay đổi số oxy hóa ở anion thì:

+ Nếu oxy hóa của nguyên tố trung tâm đạt giá trị cao nhất thì axit chỉ có thể đóng vai trò chất oxihóa ( nhận electron)

+ Nếu oxy hóa của nguyên tố trung tâm đạt giá trị thấp nhất thì axit chỉ có thể đóng vai trò chất khử ( nhường electron)

+ Nếu số oxy hóa của nguyên tố trung tâm đạt giá trị trung gian thì axit có thể đóng vai trò chất oxy hóa hay khử tùy thuộc vào chất tương tác với nó và môi trường.

2). Thế ion ( mật độ điện tích ion)

Thế ion ==

Ion có thế ion càng lớn sẽ tạo ra trường lực càng mạnh, khả năng nhận electron của nguyên tố trung tâm càng lớn, lực oxy hóa của oxy anion càng mạnh.

3). Độ bền phân tử:

Phụ thuộc nhiều yếu tố như trạng thái lai hóa, góc liên kết, độ bội của liên kết.

a). Lai hóa: Khái niệm lai hóa được Pauling (1931) đưa ra nhằm mục đích giải thích cấu trúc hình học của phân tử.

- Khái niệm: Sự lai hóa obitan nguyên tử (AO) là sự tổ hợp (‘trộn lẫn”) một số obitan trong một nguyên tử để được từng ấy obitan lai hóa giống nhau nhưng định hướng khác nhau trong không gian .

Các obitan lai hóa hoàn toàn tương đương khi tham gia liên kết với các nguyên tử khác. Số obitan lai hóa thu được bằng số AO tham gia lai hóa.

- Điều kiện để lai hóa bền:

+ Các AO tham gia tổ hợp có năng lượng xấp xỉ nhau

+ Mật độ mây điện tử khá lớn

+ Mức độ xen phủ của obitan khi liên kết phải đủ lớn

- Trong một chu kỳ khi đi từ trái sáng phải, hiệu năng lượng giữa các Obitan s và Obitan p tăng lên nên sự lai hóa các obitan nguyên tử (AO) giảm

- Trong nhóm A từ trên xuống dưới theo chiều tăng của Z ,kích thước nguyên tử tăng, sự lai hóa của obitan nguyên tử giảm.

- Liên kết được tạo bởi các obitan lai háo bền vững hơn so với các liên kết được tạo ra do nhóm obitan thuần túy không lai hóa.

Pauling đưa ra những số liệu về độ bền vững tương đối của các liên kết tạo ra bởi các obitan khác nhau.



Loại obitan

s

p

sp

sp2

sp3

Độ bền vững tương đối của liên kết

1,0

1,73

1,932

1,991

2,0

b)Góc liên kết

- Góc liên kết là góc tạo bởi hai nửa đường thẳng xuất phát từ hạt nhân của một nguyên tử nào đó và đi qua hạt nhân của hai nguyên tử khác liên kết trực tiếp với nguyên tử trên.

- Phân tử bền khi Góc liên kết tương đương với góc của trạng thái lai hóa nguyên tố trung tâm, không chịu ảnh hưởng bởi sức căng góc Baye.

c).Độ bội liên kết:

- Khi phân tử thể hiện tính oxy hóa hay tính khử, cấu trúc phân tử càng kém bền thì tính oxihóa hoặc tính khử càng mạnh.

Ví dụ: HClO kém bền hơn HClO2 vì độ bội trong phân tử HClO2 lớn hơn trong phân tử HClO.

4). Nồng độ:

- Nồng độ ảnh hưởng đến tính oxy hóa hoặc khử được thấy rõ qua phương trình Nec:

E=

5).Đại lượng đánh giá lực khử, lực oxy hóa.

- Thế điện cực chuẩn

+ Thế điện cực chuẩn càng dương thì dạng oxy hóa càng mạnh và dạng khử của nó càng yếu.

+ Thế điện cực chuẩn càng âm thì dạng khử càng mạnh và dạng oxy hóa của nó càng yếu.

Ví dụ : 2HClO + 2H+ + 2e ↔ Cl2 + H2O

2HIO + 2H+ + 2e ↔ I2 + H2O

HClO có tính oxy hóa mạnh hơn HIO

- Thế điện cực (phương trình Nec) ở 250C:



IV/. XÉT SỰ BIẾN THIÊN LỰC AXIT, LỰC KHỬ VÀ LỰC OXY HÓA CỦA AXIT HnX VÀ HnXOm

A/.BIẾN THIÊN LỰC AXIT

1). Axit không có oxy ( axit hyđric): HnX

a).Trong chu kỳ: Lực axit tăng từ trái qua phải trong bảng hệ thống tuần hoàn: vì trong cùng một chu kỳ từ trái qua phải, số lớp electrong của X không đổi, điện tích hạt nhân tăng, số electron lớp ngoài cùng tăng nên lực hút giữa hạt nhân với electron lớp ngoài cùng tăng

( độ âm điện tăng), vì vậy khả năng hút electron về phía mình của nguyên tử X tăng, mật độ electrong quanh hiđro giảm mạnh, liên kết H – X trở nên phân cực hơn. Kết quả cation H+ dễ tách ra, tính axit tăng dần.

Trong dung dịch nước, các hiđrua từ nhóm IIIA  VA không phải là axit hoặc axit rất yếu nhưng từ nhóm VIA và VIIA thì lực axit tăng lên.

Ví dụ: PH3 không có tính axit; H2S có tính axit yếu với K1 = 6.10-8

HCl là axit mạnh phân ly hoàn toàn

b). Trong nhóm A

- Dọc theo nhóm từ trên xuống dưới lực axit tăng.

Vì: số lớp electron tăng nên bán kính phi kim X tăng nhanh, độ dài liên kết HX tăng nên khả năng biến dạng mây điện tử liên kết tăng ( độ bị phân cực của liên kết HX tăng), vì vậy độ bền liên kết HX giảm dần. Kết quả cation H+ dễ tách hơn, lực axit tăng.

Ví dụ: Nhóm VIIA : HF << HCl < HBr < HI

Nhóm VIA: H2O < H2S < H2Se < H2Te

Trong dãy trên tính axit của HF tương đối yếu vì ngoài phản ứng điện ly thông thường

HF + H2O ↔ H3O+ + F- K = 1.10-4

Còn có phản ứng tạo ion từ F- và HF :

F- + HF ↔

Như vậy hầu như hai phân tử HF mới phân ly cho một ion H+ . Mặt khác do giữa các phân tử HF có mối liên kết hiđro mà mối liên kết này chỉ bị phá vỡ phần nhỏ khi hòa tan HF vào nước nên sự điện ly của halogenua này đòi hỏi phải tiêu tốn nhiều năng lượng. Tất cả những điều này làm cho HF điện ly kém thua các HX khác.

Thực tế cho thấy trong dung dịch nước các axit HCl, HBr, HI đều là những axit mạnh. Lực axit của chúng và các axit mạnh khác trong nước như nhau, điều đó là do lực bazơ của nước mạnh nên nước có hiệu ứng san bằng lực axit của các axit mạnh. Khi dùng dung môi kém bazơ hơn nước như axit axetic khan thì sẽ thấy trật tự lực axit đúng như dự đoán.

Ví dụ: Hằng số điện ly của HCl, HBr trong axit axetic khan ở 200C

HBr Ka = 4.10-7 ; HCl Ka = 1,4.10-9

Từ số liệu trên cho thấy các axit mạnh trong nước đã trở thành axit yếu trong axit axetic khan, nhưng chúng yếu đi không như nhau.

- Bảng biến thiên lực axit trong dung dịch nước ( bảng B.I ) (trang 11)

Độ âm điện tăng,lực axit tăng

Nhóm

Chu kỳ


IVA

VA

VIA

V
Độ

dài


liên kết

tăng,


lực

axit


tăng
IIA

2

CH4

pKa=50



NH3

pKa=33



H2O

pKa=14



HF

pKa=3,18



3

SiH4

PH3

pKa=27



H2S

pKa=7



HCl

pKa=-7



4




AsH3

H2Se

pKa=4



HBr

pKa=-9



5







H2Te

pKa=3



HI

pKa=-11



2) Axit chứa oxy: HnXOm hay ( HO)nXO m-n

- Lực axit tùy thuộc vào độ phân cực của liên kết – O – H, liên kết -OH phân cực càng mạnh, khả năng tách proton của axit (HO)nXO m-n càng tăng, tính axit càng mạnh.

- Biến thiên lực axit

+ Tỷ lệ thuận với độ âm điện của nguyên tố X

+ Tỷ lệ nghịch với bán kính nguyên tử X

+ Tỷ lệ thuận với hiệu m-n

a).Các axit có cùng m-n:

Khi độ âm của nguyên tố X tăng thì liên kết –OH càng phân cực, trong dung dịch nước khả năng tách proton của axit càng dễ. Kết quả lực axit tăng.

- Nếu m-n=0 : Phân tử axit chỉ gồm các liên kết H-O-X.

Như vậy trong liên kết H-O và liên kết O-X nguyên tử oxy luôn hút electron về phía mình ( vì độ âm điện của oxy lớn hơn độ âm điện của nguyên tử H và của nguyên tử X ). Các liên kết trên trở nên phân cực, trong đó nguyên tử oxy đóng vai trò cực âm( Oδ-).Khi độ âm điện của X tăng thì độ phân cực của liên kết O-X giảm, mật độ điện tích âm ở oxi giảm nên khả năng hút electron liên kết trong nhóm –OH của oxi tăng, liên kết-OH trở nên phân cực hơn. Kết quả axit dễ tách proton hơn nên lực axit tăng. Nhìn chung các axit thuộc dãy này đều là axit yếu.



Ví dụ: Lực axit giảm theo trật tự:

HOCl > HOBr > HOI

- Nếu m-n ≠ 0: Phân tử axit gồm các liên kết H-O-X=O.Các nguyên tử oxi không liên kết với hiđro mà chỉ liên kết với nguyên tố trung tâm (X) sẽ hút electron liên về phía mình, làm cho liên kết giữa nguyên tử X với oxi (X=O) trở nên phân cực trong đó nguyên tử X đóng vai trò cực dương (Xδ+ ). Khi bán kính nguyên tử X nhỏ và độ âm điện lớn thì khả năng hút electron từ nhóm –OH của Xδ+ tăng nên phân cực của liên kết –OH tăng. Kết quả axit dễ tách proton hơn, lực axit tăng.

Ví dụ: Lực axit giảm theo trật tự:

+ (HO)2SO2 > (HO)2SeO2

+ (HO)3PO > (HO)3AsO

b).Các axit có m-n khác nhau:

Lực axit tăng theo hiệu m-n : Vì khi hiệu m-n tăng thì khả năng hút electron liên kết của các nguyên tử oxi ở liên kết X = O tăng, nên mật độ điện tich dương ở nguyên tố trung tâm (X) tăng. Vì vậy khả năng hút electron từ nhóm-OH của Xδ+ tăng dẫn đến độ phân cực của liên kết –OH tăng, khả năng tách pronton tăng, lực axit tăng.

Ví dụ: Lực axit tăng theo trật tự:

HOCl

  1   2   3


Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2016
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương