- Dạng 1
- Dạng 2
- Dạng 3
- Dạng 4
Dạng 1
Lý thuyết về sự điện li của nước và pH
* Một số lưu ý cần nhớ:
|
- Nước là chất điện li rất yếu : H2O \[\rightleftharpoons \] H+ + OH- Tích số ion của nước: = [H+][OH-] =10-14M [đo ở 25oC] Môi trường axit : [H+] > [OH] hay [H+] > 1,0.107M => pH < 7 Môi trường kiềm : [H+] < [OH] hay [H+] < 1,0.107M. => pH > 7 Môi trường trung tính : [H+] = [OH] = 1,0.107M. => pH = 7 |
* Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Cho các muối sau đây : NaNO3 ; K2CO3 ; CuSO4 ; FeCl3 ; AlCl3 ; KCl. Các dung dịch có pH = 7 là :
A. NaNO3 ; KCl.
B. K2CO3 ; CuSO4 ; KCl.
C. CuSO4 ; FeCl3 ; AlCl3.
D. NaNO3 ; K2CO3 ; CuSO4.
Hướng dẫn giải chi tiết:
- Dung dịch có môi trường trung tính sẽ có p H = 7
Mặt khác muối có môi trường trung tính là muối của KL mạnh và gốc axit mạnh
Đáp án A
Ví dụ 2: Trong số các dung dịch : Na2CO3, KCl, CH3COONa, NH4Cl, NaHSO4, C6H5ONa, những dung dịch có pH > 7 là :
A. Na2CO3, NH4Cl, KCl.
B. Na2CO3, C6H5ONa, CH3COONa.
C. NH4Cl, CH3COONa, NaHSO4.
D. KCl, C6H5ONa, CH3COONa.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Dung dịch có p H lớn hơn 7 là dung dịch khi thủy phân trong nước cho môi trường bazo
Mặt khác muối có môi trường bazo là muối của KL mạnh và gốc axit yếu.
A loại do KCl có môi trường trung tính
C loại do NaHSO4 có môi trường axit
D loại do KCl có môi trường trung tính.
Đáp án B.
Ví dụ 3: Cho phản ứng :
2NO2 + 2NaOH NaNO2 + NaNO3 + H2O
Hấp thụ hết x mol NO2 vào dung dịch chứa x mol NaOH thì dung dịch thu được có giá trị
A. pH = 7. B. pH > 7.
C. pH = 0. D. pH < 7.
Hướng dẫn giải chi tiết:
n NO2 = n NaOH
=> 2 chất trên phản ứng vừa đủ
Mặt khác, sau phản ứng sinh ra NaNO3 có môi trường trung tính và NaNO2 có môi trường bazo [do là muối của KL mạnh và axit yếu]
=> Sau phản ứng dung dịch thu được có môi trường bazo => pH > 7
Đáp án B.
Dạng 2
Xác định pH của axit, bazo mạnh
* Một số lưu ý cần nhớ:
|
- Tính số mol H+, OH- có trong dung dịch - Nồng độ H+,OH-có trong dung dịch => pH |
* Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Trộn 10g dung dịch HCl 7,3% với 20g dung dịch H2SO44,9% rồi thêm nước để được 100ml dung dịch A. Tính pH của dung dịch A.
Hướng dẫn giải chi tiết:
m HCl = 10 . 7,3% = 0,73 gam
=> n HCl = 0,73 : 36,5 = 0,02 mol
m H2SO4 = 20 . 4,9% = 0,98 gam
=> n H2SO4 = 0,98 : 98 = 0,01 mol
Ta có phương trình điện li như sau:
HCl H+ + Cl-
0,02 0,02
H2SO4 2H+ + SO42-
0,01 0,02
=> n H+ = 0,02 + 0,02 = 0,04 [mol]
V dung dịch sau khi pha trộn là 100ml = 0,1 lít
=> [H+] = 0,04 : 0,1 = 0,4M
=> p H = -log[H+] = 0,4
Ví dụ 2: Hoà tan m gam Zn vào 200 ml dung dịch H2SO40,4M thu được 1,568 lít khí hiđro và dung dịch X. Tính pH của dung dịch X?
Hướng dẫn giải chi tiết:
n H2SO4 = 0,4 . 0,2 = 0,08 [mol]
n H2 = 1,568 : 22,4 = 0,07 [mol]
Ta có phương trình hóa học:
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 [1]
[1] => n H2SO4 phản ứng = n H2 = 0,07 mol
=> n H2SO4 dư = 0,08 0,07 = 0,01 mol
Ta có phương trình điện li:
H2SO4 2H+ + SO42-
0,01 0,02
=> [H+] = 0,02 : 0,2 = 0,1
=> pH = 1
Dạng 3
Xác định pH của axit , bazo yếu
* Một số lưu ý cần nhớ:
|
- Viết phương trình điện li - Dựa vào dữ kiện đề bài áp dụng công thức tính độ điện li và hằng số điện li axit, bazo Ka, Kb Công thức tính độ điện li: \[\alpha =\frac{C}{{{C}_{o}}}\] C: nồng độ chất điện li; Co nồng độ chất tan Ta có phương trình điện li của axit; HA \[\rightleftharpoons \] A- + H+ \[{{K}_{a}}=\frac{\left[ {{H}^{+}} \right]\left[ {{A}^{-}} \right]}{\left[ HA \right]}\] => Ka chỉ phụ thuộc vào bản chất của axit và nhiệt độ Ta có phương trình điện li của bazo: BOH \[\rightleftharpoons \] B++ OH- \[{{K}_{b}}=\frac{\left[ {{B}^{+}} \right]\left[ O{{H}^{-}} \right]}{\left[ BOH \right]}\] => Kb chỉ phụ thuộc vào bản chất của bazo và nhiệt độ. Ngoài ra, ta có thể áp dụng được công thức tính nhanh như sau: \[\alpha =\sqrt{\frac{{{K}_{a/b}}}{{{C}_{o}}}}\] |
Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Giá trị pH của dung dịch axit fomic 1M [Ka = 1,77.10-4] là :
A. 1,4. B. 1,1.
C. 1,68. D. 1,88.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Phương trình điện li :
HCOOH \[\rightleftharpoons \]HCOO-+ H+ [1]; \[{{K}_{a}}=\frac{\left[ {{H}^{+}} \right]\left[ HCO{{O}^{-}} \right]}{\left[ HC\text{OO}H \right]}\]
bđ: 1
p.li a.1a.1 a.1
cb: 1 a a a
Tại thời điểm cân bằng ta có :
\[{{K}_{a}}=\frac{\left[ {{H}^{+}} \right]\left[ {{A}^{-}} \right]}{\left[ HA \right]}=\frac{{{\alpha }^{2}}}{1-\alpha }=1,{{77.10}^{-4}}\] [2]
=> \[{{\alpha }^{2}}+1,{{77.10}^{-4}}\alpha -1,{{77.10}^{-4}}=0\Rightarrow \alpha =0,0132\]
Theo [1] [H+] = a = 0,0132MpH = -lg[H+] = 1,88.
Đáp án D.
Ví dụ 2: Dung dịch CH3COONa 0,1M [Kb = 5,71.10-10] có [H+] là :
A. 7,56.10-6 M.
B. 1,32.10-9 M.
C. 6,57.10-6 M.
D. 2,31.10-9 M.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Phương trình điện li :
CH3COONa CH3COO- + Na+
CM : 0,1 0,1
Phương trình phản ứng thủy phân :
CH3COO-+H2O \[\rightleftharpoons \]CH3COOH+ OH-
CM : a.0,1 a . 0,1
Ta có:\[{{K}_{b}}=\frac{\left[ C{{H}_{3}}COOH \right]\left[ O{{H}^{-}} \right]}{\left[ C{{H}_{3}}C\text{O}{{\text{O}}^{-}} \right]}\]
Sử dụng công thức \[{{K}_{b}}={{\alpha }^{2}}{{C}_{o}}\] ta có :
\[\alpha =\sqrt{\frac{5,{{71.10}^{-10}}}{0,1}}=7,{{556.10}^{-5}}\Rightarrow \left[ O{{H}^{-}} \right]=\alpha {{C}_{o}}=7,{{556.10}^{-6}}\]
\[\left[ {{H}^{+}} \right]=\frac{{{10}^{-14}}}{7,{{556.10}^{-6}}}=1,{{32.10}^{-9}}M\]
Dạng 4
Bài toán pha loãng dung dịch axit, bazo.
* Một số lưu ý cần nhớ
|
- Viết phương trình điện li - Từ dữ kiện đề bài, tính lại thể tích dung dịch lúc sau => Thể tích nước cần thêm vào để thỏa mãn đề bài |
* Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Phải thêm bao nhiêu ml dung dịch HCl 1M vào 90 ml nước để được dung dịch có pH = 1?
Hướng dẫn giải chi tiết:
pH = 1 => [H+] = 0,1M
Đặt thể tích dung dịch HCl 1M cần thêm vào là V [lít]
=> nHCl = V mol
Sau khi trộn với 90 ml H2O:
[H+] = CM HCl sau trộn = \[\dfrac{V}{{V + 0,09}}\]= 0,1M
=> V = 0,01 lít = 10 ml
Ví dụ 2: Dung dịch HCl có pH=3. Hỏi phải pha loãng dung dịch HCl đó bằng nước bao nhiêu lần để được dung dịch HCl có pH = 4. Giải thích?
Hướng dẫn giải chi tiết:
Giả sử dung dịch HCl ban đầu có thể tích V1 có pH = 3 => [H+] = 10-3
Số mol H+ ban đầu là :V1.10-3 mol[1]
Gỉa sử thể tích H2O cần thêm vào là V2
Số mol H+trong dung dịch pH= 4 là [V1 + V2 ].10-4 [2]
Việc pha loãng dung dịch chỉ làm thay đổi nồng độ mol/l chứ không làm thay đổi số mol H+.
Vì vậy : [V1 + V2 ].10-4 = V1.10-3
=> 9 V1 = V2
Vậy phải pha loãng dung dịch gấp 10 lần [nước thêm vào gấp 9 lần thể tích ban đầu]