[Thảo luận] Bài tập Hóa phân tích định tính

Các bạn sinh viên năm 2 (cao đẳng) và năm 3 (đại học) thân mến!

Hiện nay các bạn đang bắt đầu học Hóa phân tích, có lẽ tài liệu các bạn chưa đầy đủ. Chúng tôi lập topic này với mong muốn chia sẻ tài liệu và trao đổi thêm về Hóa phân tích. Hi vọng sẽ nhận được sự ủng hộ và tham gia của các bạn!

Như chúng ta đã biết H2O vừa có tính axit, vừa có tính bazơ và Kw=[H+].[OH-] = 10^-14.
Vậy: Hằng số axit (Ka) và hằng số bazơ (Kb) của H2O là bao nhiêu?

Trả lời:
- Xét tính axit - bazơ của H2O trong dung môi HS, ta có:
H2O + HS <-> H2S+ + OH--------------Ka (H2O cho proton)
H2O + HS <-> H3O+ + S---------------Kb (H2O nhận proton)

Ta có
Ka = [H2S+].[OH-]/[H2O] (nồng độ dung môi bằng hằng số) (1)
Kb = [H3O+].[S-]/[H2O] (nồng độ dung môi bằng hằng số) (2)

Bây giờ xét dung môi HS chính là H2O, ta có:
+ [H2S+] chính là [H3O+]
+ [S-] chính là [OH-]
Thay vào (1) và (2) ta thấy: Ka = Kb = [H3O+].[OH-]/[H2O] = 10^-14/(1000/18) = 1,8.10^-16

Thực tế thì do [H2O] = const nên hằng số axit và hằng số bazơ không được quan tâm, vì vậy khá nhiều người không biết đến hoặc mù mờ về giá trị này.

Thực tế đại lượng tích số ion:
Kw = [H3O+].[OH-] hay viết đơn giản là: Kw = [H+].[OH-] mới là đại lượng quan trọng. Vì vậy có thể các bạn chỉ cần nhớ đến đại lượng đó là ok rồi!

Về vấn đề tích Ka.Kb của nước, tại sao nó lại khác Kw?

Cái này, thực ra chỉ là đánh lừa tư duy một chút. Ta biết rằng tích Ka.Kb của một cặp axit-bazơ liên hợp sẽ luôn bằng Kw. Nhưng với nước thì:
Khi nước thể hiện tính bazơ, người ta ngụ ý đến cặp axit/bazơ liên hợp sau: H3O+/H2O.
Khi nước thể hiện tính axit, người ta ngụ ý đến cặp axit/bazơ liên hợp sau: H2O/OH(-).

Như vậy Ka, Kb ở đây đều là của H2O (vì lưỡng tính) ở trong 2 cặp axit-bazơ liên hợp khác nhau. Do đó không liên quan gì tới Kw cả

Từ đây chúng ta cũng dễ dàng tính được Kb của OH- = Kw/Ka(H2O) = 1000/18 = 55,5(5)
và Ka của H+ = Kw/Kb(H2O) = 55,5(5)

Để dễ hình dung hơn, các bạn hãy xét một ví dụ khác. Đó là tính Ka, Kb của HCO3-
Ta có:
-------HCO3- <=> H+ + CO32-----------------------------------Ka = Ka2 = 10^-10,33
-------HCO3- (+ H2O) <=> CO2 + OH- + (H2O)--------------Kb = Kw/Ka1 = 10^-14/10^-6,35 = 10^-7,65
Như vậy ta thấy Ka.Kb của HCO3- cũng chẳng liên quan gì đến Kw cả.

Hi vọng với ví dụ này, chúng ta sẽ rút ra kinh nghiệm khi cứ tư duy một cách rập khuân.

Cuối lời, chúc các em học tốt môn Hóa phân tích!

Vấn đề thứ 2, thầy muốn trao đổi với các bạn là:
Hằng số cân bằng, hằng số tốc độ phản ứng có thứ nguyên (đơn vị) không? Nếu có thì đơn vị như thế nào? Hãy giải thích.

Trước hết, chúng ta hãy phân biệt khái niệm THỨ NGUYÊN và ĐƠN VỊ:
- Thứ nguyên của một đại lượng là một tính chất vật lí mà đại lượng đó mô tả. Các thứ nguyên cơ bản bao gồm: thời gian [T, viết tắt của time], độ dài [L, viết tắt của length], khối lượng [M, viết tắt của mass]
- Đơn vị đo lường là một đại lượng vật lý nào có thể so sánh được ở điều kiện tiêu chuẩn (thường không thay đổi theo thời gian) dùng để làm mốc so sánh cho các đại lượng cùng loại trong đo lường

Khi nói đến thứ nguyên người ta muốn nói đến cái chung, đơn vị là cái cụ thể. Một thứ nguyên có thể có nhiều đơn vị khác nhau. Ví dụ:
- Thời gian (T: time): có thể có các đơn vị là ngày, giờ, phút, giây,...
- Chiều dài (L: length): có thể có các đơn vị là Km, m, cm, mm....
- Khối lượng (M: mass): có thể có các đơn vị là ton, Kg, g, mg,...

Bây giờ chúng ta xét đến thứ nguyên của hằng số cân bằng. Theo toán học định nghĩa thì biểu thức logarit lna chỉ có nghĩa khi a là một số thực dương (tất nhiên là không có thứ nguyên)
Như vậy, từ biểu thức Delta(G) = -RTlnK, ta dễ dàng nhận thấy K là đại lượng không có thứ nguyên (và luôn dương).

Điều này có thể gây khó hiểu, ví dụ với phản ứng: N2O4 = 2NO2
Theo cách hiểu thông thường thì biểu thức ĐLTDKL được viết: K = [NO2]^2/[N2O4] => K sẽ có đơn vị là mol/l (tức là có thứ nguyên). Điều này mâu thuẫn với kết luận ở trên.

Để hiểu rõ hơn, chúng ta phải xét lại biểu thức ĐLTDKL, thực tế biểu thức đó có dạng như sau: K = ([NO2]/1M)^2/([N2O4]/1M), ta thấy đơn vị mol/l đã bị triệt tiêu => K không có thứ nguyên, phù hợp với kết luận ở trên.
Như vậy trong biểu thức ĐLTDKL (K) thì mỗi thành phần nồng độ chất đều được chia cho trạng thái chuẩn (1M), mỗi thành phần áp suất sẽ chia cho 1atm. Như vậy đơn vị sẽ bị triệt tiêu (không có thứ nguyên)

Để tránh sự phức tạp, cũng như tính độc lập của vấn đề, thầy tách ra nhiều bài post nhỏ, với mục đích chúng ta sẽ đọc hiểu dễ hơn Smile

Tiếp theo chúng ta sẽ xét đến thứ nguyên của hằng số tốc độ phản ứng

Xét phản ứng: aA + bB + cC = xX + yY + zZ
Tương tự như trên, ta có biểu thức ĐLTDKL:

v(t)= k(t).([A]/1M)^a.([B.]/1M)^b.([C]/1M)^c
v(n)= k(n).([X]/1M)^x.([Y]/1M)^y.([Z]/1M)^z

Như vậy, ta dễ dàng thấy hằng số tốc độ phản ứng có thứ nguyên (đơn vị) giống như tốc độ phản ứng.

Tốc độ phản ứng là độ biến thiên (thay đổi) nồng độ của một trong các chất tham gia hoặc sản phẩm trong một đơn vị thời gian. => Ta dễ dàng biết được tốc độ phản ứng có thứ nguyên là [mol/(thể tích.thời gian)], có đơn vị như mol/(l.s), mol/(l.min)... Đó cũng chính là thứ nguyên (đơn vị) của hằng số tốc độ phản ứng.

Cuối cùng, ta biết rằng: K = k(t)/k(n) mà k(t), k(n) có cùng thứ nguyên (đơn vị) nên càng khẳng định rõ ràng hằng số cân bằng không có thứ nguyên (đơn vị)

Chúc các em học tốt! Smile

----------------------------
P/S: - Trước năm 2010, đa số các sách ở Việt Nam đều viết Hằng số cân bằng, hằng số tốc độ đều có thứ nguyên (đơn vị). Nhưng từ năm 2010 trở về sau thì đã thay đổi quan niệm. Các sách nước ngoài thì đều khẳng định K,k(t), k(n) là không có thứ nguyên từ lâu. Vì vậy, nếu các em đọc sách tham khảo tiếng Việt trước năm 2010 sẽ thấy có nhiều sách mâu thuẫn nhau.
Với mấy bài viết này, thầy hi vọng các em sẽ hiểu được vấn đề!

- Một lưu ý cũng rất quan trọng, đó là khi viết biểu thức ĐLTDKL người ta thường không viết (chia) /1M, /1atm... để cho đơn giản. Tuy nhiên, chúng ta cũng phải nhớ bản chất của nó!

Tiêu đề: MỘt SỐ CHÚ Ý VỀ SỰ ĐIỆN LY. Sat Sep 15, 2012 2:19 am

Một số chú ý về sự điện ly.
Trước hết, chúng ta phân biệt 2 khái niệm: SỰ HÒA TAN và SỰ ĐIỆN LY.
- Sự hòa tan là sự hòa trộn (phân tán) của chất tan vào dung môi (ở cấp độ phân tử) thành dung dịch.
- Sự điện li là sự phân li của chất điện li thành các ion.

Sự hòa tan gồm 2 quá trình: Quá trình vật lý và quán trình hóa học:
- Quá trình vật lý: Các phân tử các chất hòa tan tương tác với các phân tử dung môi, qua đó chúng trao đổi năng lượng với các phân tử dung môi để phá vỡ các liên kết "chất tan-chất tan", "dung môi-dung môi" và chuyển động trong môi trường mới. Quá trình này thường thu nhiệt (Delta Ha > 0)

+ Đối với chất rắn thì sự phá vỡ liên kết "chất tan-chất tan" chính là sự phá vỡ mạng lưới tinh thể, thường thu nhiệt rất lớn.
+ Đối với chất lỏng đây chính là sự khuếch tán giữa chất tan và dung môi.
+ Đối với chất khí thì các phân tử khí chuyển từ dạng chuyển động hỗn loạn ở pha khí sang dạng chuyển động trật tự hơn trong dung dịch, thường ít trao đổi nhiệt. (Điều này giải thích vì sao độ tan chất khí giảm khi tăng nhiệt độ)

- Quá trình hóa học: (Sự solvat hóa, với dung môi H2O là hidrat hóa): Đó là hiện tượng các phân tử dung môi bao quanh các phần tử chất tan, tạo thành lớp vỏ dung môi, gọi là các solvat (đôi khi rất bền, có thể tách ra khỏi dung dịch - các muối ngậm H2O). Đây chính là quá trình hình thành liên kết "chất tan-dung môi". Quá trình này thường tỏa nhiệt (Delta Hb < 0)

Nhiệt của quá trình hòa tan: Delta(H)= Delta(Ha) + Delta(Hb)
Quá trình hòa tan thuận lợi khi Delta(H) < 0, tức là sự solvat hóa càng tỏa nhiệt thì sự hòa tan càng thuận lợi.

Tiêu đề: MỘt SỐ CHÚ Ý VỀ SỰ ĐIỆN LY. Sat Sep 15, 2012 3:12 am

Một số chú ý về sự điện ly.
Ta thấy, sự điện ly sẽ xảy ra trong quá trình hóa học của sự hòa tan. Khi đó nếu chất tan có thể điện li thì chúng sẽ bị các dung môi "tấn công" vào các ion dương, ion âm tạo nên các solvat riêng biệt (tất nhiên vẫn có thể có các solvat của phân tử). Tính chất đặc biệt này chỉ có được khi dung môi có sự phân cực (như nước, ancol...) Sự phân cực của dung môi càng lớn thì sự phân li xảy ra càng mạnh.

Bây giờ chúng ta xét trường hợp có thể nhầm lẫn giữa sự hòa tan và sự điện li: Phân biệt sự hòa tan tốt (kém) và sự chất điện li mạnh (yếu)
Như trên đã trình bày, sự hòa tan tốt khi sự phá vỡ liên kết "chất tan-chất tan" và sự solvat hóa xảy ra thuận lợi, tỏa nhiệt nhiều. Còn sự điện li chỉ phụ thuộc vào sự solvat hóa và sự phân cực của chất tan.

- Nếu chất tan có liên kết ion: Chất tan có năng lượng mạng lưới lớn (Delta Ha lớn) => Sự hòa tan có thể sẽ gặp khó khăn (Delta H lớn). Nhưng sự điện li lại thuận lợi, do liên kết ion sẽ xảy ra sự solvat các ion. Trường hợp này có thể gặp với một số chất: AgCl, BaSO4...
Xét ví dụ với BaSO4: Năng lượng mạng lưới tinh thể BaSO4 rất lớn nên quá trình vật lý xảy ra rất khó khăn, sự hòa tan xảy ra rất kém, do sự solvat hóa không đủ để bù đắp cho sự phá vỡ năng lượng mạng lưới (Delta H rất dương).
Nhưng quá trình Hóa học lại thuận lợi, vì BaSO4 là hợp chất liên kết ion => Sự điện li xảy ra tốt.

- Nếu chất tan là hợp chất liên kết cộng hóa trị: Năng lượng mạng lưới của các chất loại này thường rất nhỏnên quá trình vật lý xảy ra dễ dàng hơn (so với chất có liên kết ion).

+ Nếu chất phân cực: Quá trình hóa học (sự solvat hóa) sẽ thuận lợi nếu dung môi phân cực (ví dụ H2O). Khi đó chất tan sẽ dễ dàng hòa tan vào dung môi. Ví dụ: Đường saccarozơ, đường glucôzơ, ancol etylic... tan rất tốt trong nước

+ Nếu chất kém phân cực: Quá trình hóa học (sự solvat hóa) sẽ thuận lợi nếu dung môi kém phân cực (ví dụ CCl4, CHCl3). Khi đó chất tan sẽ dễ dàng hòa tan vào dung môi. Ví dụ: hidrocacbon, I2... tan rất tốt trong CCl4, CHCl3...
Sự hòa tan giưa chất phân cực với chất kém phân cực sẽ xảy ra không thuận lợi, do sự solvat hóa xảy ra kém (Delta H ít âm)

Xét sự điện li: Chất liên kết cộng hóa trị sẽ rất ít điện li (gần như không có).
Như vậy, một chất có thể ít tan, nhưng sự điện li có thể xảy ra tốt. Ngược lại, một chất có thể tan rất tốt, nhưng sự điện li gần như không xảy ra.

Chúc các em học tốt! Smile

Định luật bảo toàn proton (Điều kiện proton - ĐKP): là định luật bảo toàn khối lượng áp dụng cho proton (H+).
Nội dung: "Nếu lấy các chất ở một trạng thái nào đó của dung dịch làm để làm mốc, gọi là MỨC KHÔNG (MK), thì nồng độ proton trong dung dịch lúc cân bằng bằng tổng nồng độ proton do các chất ở MK phân li trừ đi tổng nồng độ proton do các chất ở MK thu vào".

Về nguyên tắc có thể chọn MK ở bất kỳ trạng thái nào, nhưng thường người ta sẽ chọn một trong các trạng thái sau:
+ Trạng thái ban đầu: Thường dùng nhất, áp dụng được với mọi dung dịch.
+ Trạng thái giới hạn: Là trạng thái khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
+ Trạng thái có thành phần đơn giản nhất:

Dù chọn MK như thế nào, thì biểu thức ĐKP với mỗi dung dịch là duy nhất. ĐKP là một công cụ rất tốt, được dùng rất nhiều khi tính pH của dung dịch. Từ đó tính được [i].

Nếu các dung dịch của hệ axit - bazơ hoặc đa axit - đa bazơ có nhiều dạng tồn tại, ví dụ cacbonat có các dạng CO32-, HCO3-...=> Khi đó chọn MK chỉ có 1 dạng duy nhất!

Các bước để thành lập biểu thức ĐKP:
- Chọn MK
- Viết tất cả các cân bằng cho, nhận proton của các thành phần ở MK
- Viết biểu thức ĐKP, biến đổi về dạng đơn giản nhất.

Ví dụ 1: Viết biểu thức ĐKP của dung dịch axit HA.
Hướng dẫn: Chọn MK là thành phần ban đầu: HA, H2O.
Ta có các cân bằng:
----------H2O <=> H+ + OH----------- (1)
----------HA <=> H+ + A-------------- (2)
Ta thấy, các CB (1,2) đều phân li CHO proton => ĐKP: [H+] = [H+](1) + [H+](2) (*)
Theo (1) ta có: [H+](1) = [OH-]
Theo (2) ta có: [H+](2) = [A-]
Thay vào (*) ta có biểu thức ĐKP: [H+] = [OH-] + [A-] (I)

Ví dụ 2: Viết biểu thức ĐKP của dung dịch gồm NaHCO3 C1 (M), Na2CO3 C2 (M)
Hướng dẫn:
- Cách 1: Chọn MK là H2O, HCO3-. Ta có các cân bằng:
----------H2O <=> H+ + OH----------------- (3)
----------HCO3 - <=> H+ + CO3 2----------- (4)
----------HCO3 - + H+ <=> H2O + CO2------ (5)
Ta thấy, các CB (1,2) CHO proton, CB(3) NHẬN proton => ĐKP: [H+] = [H+](3) + [H+](4) - [H+](5) (**)
Theo (3) ta có: [H+](3) = [OH-]
Theo (5) ta có: [H+](5) = [CO2] (nhận bao nhiêu H+ sẽ cho bấy nhiêu CO2)
Theo (4) ta có: [H+](4) = [CO3 2-](4)
Mặt khác, [CO3 2-] = C(Na2CO3) + [CO3 2-](4) = C2 + [CO3 2-](4)
=> [CO3 2-](4) = [CO3 2-] - C2.
Thay các giá trị tương ứng vào (**) ta có biểu thức ĐKP:
[H+] = [H+](3) + [H+](4) - [H+](5) = [OH-] + [CO3 2-](4) - [CO2]
<=> [H+] = [OH-] + [CO3 2-] - [CO2] - C2 (II)

- Cách 2: Chọn MK là H2O, CO3 2-. Ta có các cân bằng:
----------H2O <=> H+ + OH----------------- (6)
----------CO3 2- + H+ <=> HCO3----------- (7)
----------CO3 2- + 2H+ <=> H2O + CO2------ ( 8 )
Ta dễ dàng thấy, ĐKP: [H+] = [H+](6) - [H+](7) - [H+](8 ) (***)
Theo (6): [H+](6) = [OH-]
Theo (8 ): [H+](8 ) = 2[CO2] (nhận 2H+ sẽ cho 1CO2 => nồng độ H+ sẽ gấp đôi nồng độ CO2)
Theo (7): [H+](7) = [HCO3-](7) (nhận bao nhiêu H+ sẽ cho bấy nhiêu HCO3-)
Mặt khác, [HCO3-] = C(NaHCO3) + [HCO3-](7) = C1 + [HCO3-](7) => [HCO3-](7) = [HCO3-] - C1
Thay các giá trị tương ứng vào (***) ta có biểu thức ĐKP:
[H+] = [H+](6) - [H+](7) - [H+](8 ) = [OH-] - [HCO3](7) - 2[CO2]
<=>[H+] = [OH-] - [HCO3-] - 2[CO2] + C1 (III)

Nhận xét: Từ các biểu thức ĐKP của các ví dụ trên, ta thấy:
- Các cân bằng đều phải XUẤT PHÁT từ thành phần trong MK đã chọn (KHÔNG ĐƯỢC viết các cân bằng khác)
- Biểu thức ĐKP KHÔNG CHỨA thành phần trong MK đã chọn.
- Vế phải ĐKP luôn là sản phẩm của các quá trình phân li.
- Về hình thức ta thấy (II) và (III) khác nhau, nhưng chúng là 2 phương trình tương đương. Điều này dễ dàng được chứng minh nếu chúng ta lưu ý đến ĐLBT Nồng độ ban đầu: C1 + C2 = [CO3 2-] + [HCO3 -] + [CO2]. Vì thế ở các ví dụ này người ta thường cho thêm nồng độ C1, C2 để chúng ta dễ hiểu hơn.

Bài tập áp dụng: Viết biểu thức ĐKP của dung dịch gồm NaAx C1, Na3PO4 C2, Na2HPO4 C3.

Lưu ý: Tương tự chúng ta có thể thiết lập định luật bảo toàn OH- .
Với dung dịch bazơ, chúng ta áp dụng với OH- sẽ dễ hơn rất nhiều!

Tổng số bài gửi : 33 Join date : 12/09/2012

Ví dụ 3: Viết biểu thức ĐKP của dung dịch gồm NaAx C1, Na3PO4 C2, Na2HPO4 C3.

Cách 1: Chọn MK là H2O, HPO4(2-), Ax-. Ta có các cb:
H2O <=> H+ + OH- -----------------(1)
HPO4(2-) <=> H+ + PO4(3-) ------(2)
HPO4(2-) + H+ <=> H2PO4- ------(3)
HPO4(2-) + 2H+ <=> H3PO4 -----(4)
Ax- + H+ <=> HAx ----------------(5)
Ta dễ thấy ĐKP: [H+] = [H+] = [H+](1) + [H+](2) - [H+](3) - [H+](4) - [H+](5) (*)
Theo (1), ta có: [H+](1) = [OH-]
Theo (5), ta có: [H+](5) = [HAx]
Theo (3), ta có: [H+](3) = [H2PO4-]
Theo (4), ta có: [H+](4) = 2[H3PO4]
Theo (2), ta có: [H+](2) = [PO4 3-](2)
mà [PO4 3-] = C(Na3PO4) + [PO4 3-](2) = C2 + [PO4 3-](2) => [PO4 3-](2) = [PO4 3-] - C2
Thay các giá trị tương ứng vào (*) ta được biểu thức ĐKP:
[H+] = [OH-] + [PO4 3-] - [HAx] - [H2PO4-] - 2[H3PO4] - C2

Cách 2:
Chọn MK là H2O, PO4 3-, Ax-. Ta có các cân bằng:
H2O <=> H+ + OH- -------------(1')
Ax- + H+ <=> HAx -------------(2')
PO4 3- + H+ <=> HPO4 2- ----(3')
PO4 3- + 2H+ <=> H2PO4- ---(4')
PO4 3- + 3H+ <=> H3PO4 ----(5')
Ta dễ thấy ĐKP: [H+] = [H+] = [H+](1') - [H+](2') - [H+](3') - [H+](4') - [H+](5') (**)
Theo (1'), ta có: [H+](1') = [OH-]
Theo (2'), ta có: [H+](2') = [HAx]
Theo (4'), ta có: [H+](4') = 2[H2PO4-]
Theo (5'), ta có: [H+](5') = 3[H3PO4]
Theo (3'), ta có: [H+](3') = [HPO4 2-](3)
mà [HPO4 2-] = C(Na2HPO4) + [HPO4 2-](3) = C3 + [HPO4 2-](3) =>[HPO4 2-](3) = [HPO4 2-] - C3.
Thay các giá trị tương ứng vào (**) ta được biểu thức ĐKP:
[H+] = [OH-] - [HAx] - 2[H2PO4-] - 3[H3PO4] - [HPO4 2-] + C3

Tổng số bài gửi : 33 Join date : 12/09/2012

Ví dụ 4: Cho dd (NH4)3PO4 C (M). Hãy xác định TPGH của hệ và viết biểu thức ĐKP đối với dd trên với các MK khác nhau (nếu có) và kết luận"

GIẢI:
Các pt ply:
(NH4)3PO4 --->3 NH4+ + PO4 3-
NH3 + HOH <=> NH4+ + OH- Kb = 10^-4,76
PO4 3- + H+ <=> HPO4 2- K'3 = 10^12,32
HPO4 2- + H+ <=> H2PO4 - K'2 = 10^7,21
H2PO4 - + H+ <=> H3PO4 K'1 = 10^2,12

Các pứ có thể xảy ra là:
NH4+ + PO4 3- <=> NH3 + HPO4 2- K(I) = K'3 * Kw/K'b = 10^3,08
NH4+ HPO4 2- <=> NH3 + H2PO4 - K(II) = K'2*Kw/K'b = 10^-2,03
NH4+ + H2PO4 - <=> NH3 + H3PO4 K(III) = K'1*Kw/K'b = 10^-7,092

Vì K(I) lớn nên TPGH: [NH3]=[HPO4 2-]=C; [NH4+]=2C

Nếu chọn MK là HPO4 2-, NH4+ và H2O thì biếu thức ĐKP là:
[H+] = [OH-] + [NH3] - C + [PO4 3-] - [H2PO4 -] - 2[H3PO4] (*)

Nếu chọn MK là NH4+, PO4 3- và H2O thì biểu thức ĐKP là:
[H+] = [OH-] + [NH3] - [HPO4 -] - 2[H2PO4 -] - 3[H3PO4] (**)

Nhận xét: ĐKP (*) và (**) xuất phát từ 2 MK khác nhau, có dạng khác nhau nhưng chúng là 2 phương trình tương đương. Điều này dễ dàng được chứng minh từ ĐLBTNĐ ban đầu: C = [PO4 3-] + [H2PO4 -] + [HPO4 2-] + [H3PO4]
--> [PO4 3-] - C = - [H2PO4 -] - [HPO4 2-] - [H3PO4] (***)
Thay (***) vào (*) ta được (**) (đpcm).

Nhận xét: Cho dù chọn MK như thế nào thì ta cũng chỉ thu được 1 biểu thức ĐKP duy nhất!

Ví dụ 5: Viết biểu thức ĐKP đối với dung dịch NaAx C1 (M) và NaOH C2 (M).
-Cách 1: Dùng ĐL bảo toàn proton:
Chọn mức không: H2O, Ax-. Ta có:
----------H2O <=> H+ + OH- ----------(1)
----------Ax- + H+ <=> HAx -----------(2)
ĐKP: [H+] = [H+](1) - [H+](2) (*)
Theo (2): [H+](2) = [HAx]
Theo (1): [H+](1) = [OH-](1)
Mặt khác: [OH-] = C(NaỌH) + [OH-](1) = C2 + [OH-](1)
=> [OH-](1) = [OH-] - C2
Thay vào (*) ta có ĐKP: [H+] = [OH-] - [HAx] - C2

- Cách 2: Dùng ĐL bảo toàn OH- (tương tự ĐLBT proton), nhưng viết các cân bằng cho-nhận OH- từ MK.
Chọn mức không: H2O, Ax-. Ta có
----------NaOH --> Na+ + OH- --------------(1)
----------H2O <=> H+ + OH- ---------------(2)
----------Ax- + H2O <=> HAx + OH- --------(3)
Ta có, bảo toàn OH-: [OH-] = [OH-](1) + [OH-](2) + [OH-](2) (**)
Theo (1): [OH-](1) = C(NaOH) = C2
Theo (2): [OH-](1) = [H+]
Theo (3): [OH-](2) = [HAx](2)
Thay vào (**) ta có:
----------[OH-] = [H+] + [HAx] + C2 <=> [H+] = [OH-] - [HAx] - C2

Nhận xét: Như vậy, với các dung dịch bazơ thì dùng bảo toàn OH- thì dễ dàng hơn nhiều Smile

Tiếp theo, chúng ta bàn đến cách tính pH của các dung dịch axit - bazơ nhé!
Thường thì việc tính toán pH của các dung dịch axit - bazơ thì cần dùng đến các định luật:
- Định luật bảo toàn proton (ĐKP)
- Bảo toàn nồng độ ban đầu
- ĐLTDKL

Việc tính toán khá về lý thuyết thì khá đơn giản, nhưng nhiều khi sau khi tổ hợp chúng ta sẽ thu được các phương trình bậc cao, nên cần phải giải gần đúng.
Việc giải gần đúng là rất quan trọng, vì nó rút ngắn được thời gian tính toán cũng như đảm bảo được sự chính xác cần thiết (nếu chung ta nắm được các điều kiện gần đúng).

Trước hết, chúng ta hãy tính toán pH của dung dịch đơn axit.
Bài toán: Tính pH của dung dịch gồm HA C1 (M), HB C2 (M), HX C3 (M). Cho biết HX là axit mạnh, phân ly hoàn toàn trong dung dịch. HA, HB là các axit yếu có hằng số phân ly lần lượt là Ka1, Ka2.
Cách giải:
Ta có các cân bằng:
----------HX --> H+ + X- -----------(1)
----------H2O <=> H+ + OH- --------(2)
----------HA <=> H+ + A- -----------(3)-----------Ka1
----------HB <=> H+ + B- -----------(4)-----------Ka2
Ta có, biểu thức ĐKP: [H+] = [OH-] + [X-] + [A-] + [B-] (*)

Đặt [H+] = h, ta có [OH-] = Kw/[H+] = Kw/h
[X-] = C(HX) = C3

Theo ĐLTDKL ta có:
Ka1 = [H+].[A-]/[HA] => [A-] = Ka1.[HA]/h (5)
Theo ĐLBTNĐBĐ ta có: C1 = [HA] + [A-] (6)
Thay (5) vào (6) ta có: C1 = [HA] + Ka1.[HA]/h = [HA].(h + Ka1)/h
=> [HA] = C1.h/(Ka1 + h) (7)
Thay (7) vào (5) ta có: [A-] = C1.Ka1/(Ka1 + h) ( Cool

Tương tự, ta có: [B-] = C2.Ka2/(Ka2 + h) (9)

Thay vào (*) ta có:
h = Kw/h + C1.Ka1/(Ka1 + h) + C2.Ka2/(Ka2 + h) + C3 (**)

Phương trình (**) là phương trình bậc 4 => Việc giải sẽ gặp nhiều khó khăn. Nên cần phải giải gần đúng.
- Nếu C3 >> 10^-7M => Bỏ qua được [OH-]
- Thường thì Ka.Ca >> Kw => Khi đó bỏ qua được [OH-] cạnh [A-], [B-]
- Nếu Ka1.C1 >> Ka2.C2 => Bỏ qua được [B-] cạnh [A-]

Như vậy, thông thường chúng ta sẽ thu được phương trình:
h = C1.Ka1/(Ka1 + h) + C2.Ka2/(Ka2 + h) + C3 (***)

Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch HCl 10^-4 M
Giải: Phải thực hiện đủ các bước sau:
- Viết các cân bằng phân ly
- Thiết lập biểu thức ĐKP
- Xây dựng biểu thức (**)

- Giải chính xác: Áp dụng (**) ta có:
h = Kw/h + 10^-4 => h^2 - 10^-4.h - 10^-14 = 0 => h = 10^-4 => pH = 4.

- Giải gần đúng: C = 10^-4 >> 10^-7 => áp dụng (***) ta có:
h = 10^-4 => pH = 4.

Ví dụ 2: Tính pH của dung dịch HCl 10^-8 M
Giải: Phải thực hiện đủ các bước sau:
- Viết các cân bằng phân ly
- Thiết lập biểu thức ĐKP
- Xây dựng biểu thức (**)

- Giải chính xác: Áp dụng (**) ta có:
h = Kw/h + 10^-8 => h^2 - 10^-8.h - 10^-14 = 0 => h = 1,05.10^-7 => pH = 6,98.

- Giải gần đúng: Vì C = 10^-8 < 10^-7 => Không giải gần đúng được.
Nếu giải theo (***) thì sẽ thu được h = 10^-8 => pH = 8.
Điều này là vô lý, vì môi trường axit thì pH < 7.

Ví dụ 3: Tính pH của dung dịch HAx 0,001M. Cho pKa = 4,76
Giải: Phải thực hiện đủ các bước sau:
- Viết các cân bằng phân ly
- Thiết lập biểu thức ĐKP
- Xây dựng biểu thức (**)

- Giải chính xác: Áp dụng (**) ta có:
h = Kw/h + Ka.Ca/(Ka + h)
<=> h = 10^-14/h + 10^-7.76/(10^-4,76 + h)
Giải phương trình bậc 3 ta có: h = 1,234.10^-4M => pH = 3,90

- Giải gần đúng: Vì Ka.Ca >> Kw => Bỏ qua [OH-]. Áp dụng (***) ta có:
h = Ka.Ca/(Ka + h) <=> h^2 + Ka.h - Ka.Ca = 0
Giải phương trình bậc 2 ta được: h = 1,234.10^-4M => pH = 3,90

Nhận xét: Như vậy, nếu thỏa mãn các điều kiện gần đúng thì kết quả của việc tính gần đúng sẽ không khác so với việc giải chính xác (nhưng giải dễ dàng hơn nhiều).
Từ đây chúng ta sẽ áp dụng cách tính gần đúng nhé! Tất nhiên là phải thỏa mãn các điều kiện gần đúng

Ví dụ 4: Tính pH của dung dịch HAx 10^-4M, NH4Cl 0,1M. Cho HAx có pK1 = 4,76; NH4+ có pK2 = 9,24.
Giải: Phải thực hiện đủ các bước sau:
- Viết các cân bằng phân ly
- Thiết lập biểu thức ĐKP
- Xây dựng biểu thức (**): h = Kw/h + C1.Ka1/(Ka1 + h) + C2.Ka2/(Ka2 + h) (**)

Vì Ka1.C1 >> Ka2.C2 và Ka1.C1 >> Kw => Bỏ qua [OH-], [NH3] cạnh [Ax-]. Khi đó (**) trở thành:
h = C1.Ka1/(Ka1 + h) <=> h^2 + Ka.h - Ka.Ca = 0
<=> h^2 + 10^-4.h - 10^-8,76 => h = 1,51.10^-5M => pH = 4,82.

Ví dụ 5: Tính pH của dung dịch HAx C1 = 0,02M (axit axetic) và HPr C2 = 0,06M (axit propionic). Cho pK1 = 4,76; pK2 = 4,87.
Giải: Phải thực hiện đủ các bước sau:
- Viết các cân bằng phân ly
- Thiết lập biểu thức ĐKP
- Xây dựng biểu thức (**): h = Kw/h + C1.Ka1/(Ka1 + h) + C2.Ka2/(Ka2 + h) (**)
Vì Ka1.C1 >> Kw => Bỏ qua [OH-].
Vì Ka1.C1 ~ Ka2.C2 => Không thể bỏ qua [Ax-], [Pr-].
Ta có: h = C1.Ka1/(Ka1 + h) + C2.Ka2/(Ka2 + h)
Giải phương trình bậc 3 này ta sẽ tính được h = 0,0010683 => pH = 2,97.

Các bạn có thể xem thêm cách tính theo PHƯƠNG PHÁP LẶP ở trang 21 (tài liệu thầy đã gửi)

Ví dụ 6 (tự làm): Trộn V lít dung dịch HCOOH a mol/l và V lít dung dịch CH3COOH b mol/l thu được dung dịch A có pH = 2,485.
Trộn V lít dung dịch CH3COOH a mol/l và V lít dung dịch HCOOH b mol/l thu được dung dịch B có pH = 2,364.
1. Tính a,b
2. Trộn A với B thu được dung dịch C. Tính pH của dung dịch C.
Cho K(HCOOH) = K1 = 1,78 *10^-4 ; K(CH3COOH) = K2 = 1.80*10^-5

Tổng số bài gửi : 33 Join date : 12/09/2012

Câu a: Trong dd chứa các ion: H+, HCOO-, CH3COO-, OH-.

Áp dụng ĐLBTĐT, ta có: [H+] = [HCOO-] + [CH3COO-] + [OH-] (*)

Đặt [H+] = h, [OH-]= Kw/h.

Ta có các cb:
HCOOH <=> HCOO- + H+ K1
CH3COOH <=> CH3COO- + H+ K2

Theo ĐLTDKL ta có: K1 = [H+][HCOO-]/[HCOOH]
=>[HCOO-] = K1*[HCOOH]/h (1)
Theo ĐLBTNĐBĐ, ta có: C(HCOOH) = [HCOOH] + [HCOO-] (2)

thay (1) vào (2), ta được: C(HCOOH) = [HCOOH](h+K1)/h
=> [HCOOH] = h*C(HCOOH)/(h + K1) (3)
thay (3) vào (1) ta được: [HCOO-] = K1*C(HCOOH)/(h + K1)

Tương tự: [CH3COO-] = K2*C(CH3COOH)/(h + K2)

Thay vào (*) ta được: [H+] = Kw/h + K1*C(HCOOH)/(h + K1) + K2*C(CH3COOH)/(h + K2) (**)

thay các giá trị tương ứng

+ Trường hợp 1: C(HCOOH) = a/2; C(CH3COOH) = b/2, h = 10^-2,485.
+ Trường hợp 2: C(HCOOH) = b/2; C(CH3COOH) = a/2, h = 10^-2,364.

vào (**) ta được hệ phương trình, giải hệ phương trình ta được a = 0,105 M; b = 0,208 M

Câu b:
Trong dung dịch C: C(HCOOH) = C(CH3COOH) = (0,105V + 0,208V) / 4V = 0,07825M.

Ta có: h = [OH-] + [HCOO-] + [CH3COO-]
---------= Kw/h + K1*C1/(h+K1) + K2*C2/(h+K2)
Vì K1*C1 >> Kw => bỏ qua được [OH-].
Vì K1*C1 ~ K2*C2 => không thể bỏ qua [HCOO-] và [CH3COO-]
=> h = K1*C1/(h+K1) + K2*C2/(h+K2)

Giải phương trình bậc 3 ta được h = 3,836*10^-3 => pH = 2,42

Cân bằng trong các dung dịch đơn bazơ hoàn toàn tính toán tương tự các đơn axit. Các công thức hoàn toàn tương tự, nhưng chỗ nào [H+] = h thì thay bằng [OH-] = x = Kw/h; chỗ nào Ka thì thay bằng Kb.... Các bạn vui lòng tự tìm hiểu.
Sau đây chung ta xét qua vài ví dụ:

Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch NaOH:
a) C = 10^-3 M.
b) C = 10^-7 M.
GIẢI: Ta có: ---NaOH --> Na+ + OH-
----------------H2O <=> H+ + OH-
ĐLBTĐT: [OH-] = [H+] + C (*) (đây cũng chính là biểu thức ĐKP. Một số trường hợp ĐKP trùng với ĐLBTĐT)

a) C = 10^-3 >> 10^-7 nên có thể bỏ qua [H+]. Khi đó ta có:
(*) trở thành [OH-] = C = 10^-3 => [H+] = Kw/[OH-] = 10^-11 => pH = 11

b) C = 10^-7 => Không thể bỏ qua [H+].
Đặt [OH-] = x => (*) trở thành: x = Kw/x + 10^-7 => x = 1,618.10^-7
=> h = Kw/x = 6,18.10^-8 => pH = 7,21.

Ví dụ 2: Tính pH của dung dịch NH3 C = 10^-4M. cho NH3 có pKb = 4,76.
GIẢI: Ta có các cân bằng:
----------------H2O <=> H+ + OH-
----------------NH3 + H2O <=> NH4+ + OH-

ĐKP: [OH-] = [H+] + [NH4+] (đây cũng chính là ĐLBTĐT)
Đặt [OH-] = x => ĐKP: x = Kw/x + C.Kb/(Kb+x) (*)
Vì Kb.C = 10^-4,76.10^-4 = 10^-8,76 >> Kw => Bỏ qua được [H+]
(*) trở thành: x = C.Kb/(Kb+x).
Thay C, Kb ta tính được x = 3,389.10^-5M => h = Kw/x = 2,95.10^-10 => pH = 9,53

Ví dụ 3: Tính pH của dung dịch NH3 C1 = 0,2M; KCN C2 = 0,1M. Cho NH3 có pKb = 4,76; HCN có pKa = 9,35.
GIẢI: Ta có các cân bằng:
----------------KCN --> K+ + CN-
----------------H2O <=> H+ + OH-
----------------NH3 + H2O <=> NH4+ + OH-
----------------CN- + H2O <=> HCN + OH-
ĐKP: [OH-] = [H+] + [NH4+] + [HCN] (*) (biểu thức này không trùng với ĐLBTĐT)

NH3 có C1, Kb = K1 = 10^-4,76
CN- có C2, Kb = Kw/Ka = K2 = 10^-4,65

Đặt [OH-] = x, ta có:
(*) trở thành: x = Kw/x + K1.C1/(K1 + x) + K2.C2/(K2 + x)
Vì K1.C1, K2.C2 >> Kw => Bỏ qua được [H+], khi đó ta có:
x = K1.C1/(K1 + x) + K2.C2/(K2 + x)
Từ đây, thay K1, K2, C1, C2 vào ta tính được x = 2,38.10^-3 => h = 4,2.10^-12 => pH = 11,38

Tổng số bài gửi : 33 Join date : 12/09/2012

Ví dụ 4 (Bài 2.14 sách bài học): Thêm 1 giọt (v = 0,03ml) NaOH 1M vào 3ml ClCH2COOH 0,01M. Tính pH gần đúng của dd. Cho axit ClCH2COOH có pKa = 2,85

Giải:: Ta có: C(NaOH) = C(ClCH2COOH) = 9,9.10^-3 M
Pứ xảy ra: NaOH + ClCH2COOH --> ClCH2COONa + H2O
=>TPGH: ClCH2COONa = 9,9.10^-3M.

Chọn MK là ClCH2COO- và H2O. Ta có các cb:
-------------------H2O <=> H+ + OH- (1)
-------------------ClCH2COO- + H+ <=> ClCH2COOH (2) -------------------Ka^-1
ĐKP: [H+] = [OH-] - [ClCH2COOH] (*)

Đặt [H+] = h, [OH-] = Kw/h
Mặt khác, ta có: [ClCH2COOH] = C(ClCH2COO-).h/(h + Ka) (Thiết lập từ ĐLBTNĐ BĐ và ĐLTDKL - xem ở phần tính pH các axit)
Thay vào (*) ta có:
-------------------h = Kw/h - C(ClCH2COO-).h/(h + Ka)
Giải phương trình bậc 3 ta có: h = 3,534.10^-8 => pH = 7,45

Các bạn cũng có thể tính theo cách sau:
Từ (2), ta có: K'1 = [ClCH2COOH]/[ClCH2COO-][H+] => [ClCH2COOH] = Ka^-1 * h * [ClCH2COO-]
Khi đó (*) trở thành: h = Kw/h - Ka^-1 * h * [ClCH2COO-]
--------------------<=> h^2 (1 + Ka^-1 * [ClCH2COO-]) - Kw = 0 (**)
Giải gần đúng với chấp nhận [ClCH2COO-]0 = C(ClCH2COO-) = 9,9.10^-3 M thay vào (**) ta được:
--------------------<=> h^2 (1 + 10^2,85 * 9,9.10^-3) - 10^-14 = 0
=> h = 3,534.10^-8 => pH = 7,45

Kiểm tra kết quả gần đúng:
Ta có [ClCH2COO-] = C(ClCH2COO-)* Ka / ( h + Ka)
[ClCH2COOH] = C(ClCH2COO-).h/(h + Ka)
Thay giá trị h vừa tìm được ở trên ta có: [ClCH2COO-] = 9,9.10^-3 * 10^-2,85 / (3,534.10^-8 + 10^-2,85 ) = 9,9.10^-3 M
Vậy kết quả h = 3,534.10^-8 có thể chập nhận được.

Cách nào dễ hiểu hơn, thì chắc mỗi bạn đã có lựa chọn riêng! Chúc các bạn học tốt!

Tiếp theo chúng ta thảo luận sang phần đa axit-đa bazơ nhé!
Trước hết chúng ta làm quen với khái niệm: "PHÂN SỐ NỒNG ĐỘ"
Phân số nồng độ, được ký hiệu là alpha, được xác định theo công thức:
------------alpha (i) = [ i ]/C (với C là nồng độ tổng cộng của các dạng axit - bazơ liên hợp trong dung dịch)
- Xét với đơn axit HA:
----------------HA <=> H+ + A-----------------Ka
Ta có, theo ĐLTDKL: Ka = [H+].[A-]/[HA] => [HA] = h.[A-]/Ka
Theo ĐLBTNĐ ban đầu: C = [HA] + [A-] = h.[A-]/Ka + [A-] = [A-].(h + Ka)/Ka
----------------=> [A-] = C.Ka/(h + Ka)
-------------------[HA] = h.[A-]/Ka = C.h/(h + Ka)
Từ đó ta có:
----------------alpha(HA) = h/(h + Ka)
----------------alpha(A-) = Ka/(h + Ka)
- Xét axit H2A:
----------------H2A <=> H+ + HA-----------------K1
----------------HA- <=> H+ + A2-----------------K2
Theo ĐLBTNĐ ban đầu ta có:
----------------C = [H2A] + [HA-] + [A2-] (*)
Theo ĐLTDKL ta có:
----------------K1 = [H+].[HA-]/[H2A] => [HA-] = [H2A].K1/h (1)
----------------K2 = [H+].[A2-]/[HA-] => [A2-] = [HA-].K2/h (2)
Thay (1) vào (2) ta có: [A2-] = [HA-].K2/h = [H2A].K1.K2/h^2 (3)
Thay (1) và (3) vào (*) ta có:
----------------C = [H2A] + [H2A].K1/h + [H2A].K1.K2/h^2 = [H2A].(h^2 + K1.h + K1.K2)/h^2
-------------=> [H2A] = [H2A].K1/h = C.h^2/(h^2 + K1.h + K1.K2)
---------------- [HA-] = C.K1.h/(h^2 + K1.h + K1.K2)
---------------- [A2-] = [H2A].K1.K2/h^2 = C.K1.K2/(h^2 + K1.h + K1.K2)
Từ đó ta có:
------------ alpha(H2A) = h^2/(h^2 + K1.h + K1.K2)
------------ alpha(HA-) = K1.h/(h^2 + K1.h + K1.K2)
------------ alpha(A2-) = K1.K2/(h^2 + K1.h + K1.K2)

Bây giờ chúng ta xét trường hợp tổng quát: axit HnA
Ta thấy, hai trường hợp đã xét tương ứng với n = 1 và n = 2. Nếu quan sát các biểu thức phân số nồng độ, ta sẽ thấy mẫu thức của các phân số nồng độ là giống nhau (với n nhất định) - Ta gọi là mẫu thức chung (MTC).
Trong khi đó tử thức sẽ là một trong các thành phần của mẫu thức.

- Với HA (n = 1): Ta có mẫu thức chung là: MTC = h + Ka. Còn tử thức lần lượt là h, Ka (là các thành phần của mẫu thức). Bậc của ẩn h = 1 (bằng chính số nấc axit)

- Với H2A (n = 2): Ta có mẫu thức chung là: MTC = h^2 + K1.h + K1.K2. Còn tử thức lần lượt là h^2, K1.h và K1. K2 (cũng là các thành phần của mẫu thức). Bậc của h = 2 (bằng chính số nấc axit)

Từ đó ta có thể ngoại suy được với HnA mẫu thức chung có dạng:
-------------MTC = h^n + K1.h^(n-1) + K1.K2.h^(n-2) + ....+ K1. K2...Kn (bậc của h = n).

Một chú ý nữa là từ các công thức phân số nồng độ ứng với HA, H2A ta thấy: Cấu tử có bao nhiêu H (có tính axit) thì tử thức sẽ chứa h với bậc tương ứng
Ví dụ:
-------------H2A: Có 2H => h^2 (bậc 2)
-------------HA hay HA-: Có 1H => K.h (bậc 1)...

Từ đó ta ngoại suy ra:
------------- alpha (HnA) = h^n / MTC
------------- alpha (Hn-1A -) = K1.h^(n-1) / MTC
------------- alpha(Hn-2A 2-) = K1.K2.h^(n-2) / MTC
------------- ...................................................................
------------- alpha(A n-) = K1.K2..Kn / MTC

Chú ý:
- Các biểu thức phân số nồng độ được sử dụng thường xuyên trong tính toán cân bằng. Luôn phải nhớ rằng: [i] = alpha ( i ).C

- Các biểu thức phân số nồng độ có thể được sử dụng ngay khi tính toán (không cần thiết lập, chứng minh)

- "Với pH nhất định thì giá trị alpha của các cấu tử là duy nhất"

Bài tập tổng quát 1: Tính nồng độ các dạng tồn tại trong dung dịch HnA, NaHn-1A,... NanA có tổng nồng độ C(M) theo pH và các hằng số axit của HnA: K1, K2,…,Kn
Hướng dẫn: Hoàn toàn dựa vào công thức: [i] = alpha ( i ).C với alpha được tính theo các công thức trên. Với pH đã biết và pKi ta dễ dàng tính được alpha ( i ), từ đó tính được [ i ].

Ví dụ 1: Tính nồng độ của các dạng khác nhau của photphat trong dung dịch với nồng độ chung của photphat là 0,200M ở pH = 8,00. Cho pK1 = 2,12, pK2 = 7,21, pK3 = 12,32.
GIẢI: Ta có: C = 0,200M. pH = 8,00 => h = 10^-8,0M
Axit H3PO4 => n = 3: MTC = h^3 + K1.h^2 + K1.K2.h + K1.K2.K3 = 5,0967.10^-18
------------------- [H3PO4] = C.h^3/MTC = 0,2.(10^-8,0)^3/(5,0967.10^-18) = 3,924.10^-8M
------------------- [H2PO4 -] = C.K1.h^2/MTC = 0,2.10^-2,12.(10^-8,0)^2/(5,0967.10^-18) = 0,0279M
------------------- [HPO4 2-] = C.K1.K2.h/MTC = 0,2.10^-2,12.10^-7,21.10^-8,0/(5,0967.10^-18) = 0,17208 M
------------------- [PO4 3-] = C.K1.K2.K3/MTC = 0,2.10^-2,12.10^-7,21.10^-12,32/(5,0967.10^-18) = 8,236.10^-6M

Ví dụ 2: Tính [ i ] trong dung dịch gồm CH3COOH 0,200M; HCOOH 0,100M ở pH = 4,00. Cho CH3COOH có pKa = pK1 = 4,76; HCOOH có pKa = pK2 = 3,75. Các bạn tự giải nhé!

Tổng số bài gửi : 33 Join date : 12/09/2012

Giải (ví dụ 2):
Ta có: pH = 4 => h = 10^-4.
------- C1 = 0,2M; C2 = 0,1M
Axit CH3COOH hay axit HCOOH => n= 1: MTC = h + Ka
-Với axit CH3COOH:
---------- [CH3COOH] = C1.h/(h+K1) = 10^-4*0,2/(10^-4+10^-4,76) = 0,1704M
---------- [CH3COO-] = C1.K1/(h+K1) = 10^-4,76*0,2/(10^-4+10^-4,76) = 0,0296M
- Với axit HCOOH:
---------- [HCOOH] = C1.h/(h+K2) = 10^-4*0,1/(10^-4+10^-3,75) = 0,036M
---------- [HCOO-] = C1.K2/(h+K2) = 10^-3,75*0,1/(10^-4+10^-3,75) = 0,064M
* Với pH nhất định thì giá trị alpha của các cấu tử là DUY NHẤT.

Bài toán tổng quát 2: Tính pH và [i] trong dung dịch HnA Ca (M). Cho số phân li của HnA K1, K2, ..., Kn.
Hướng dẫn: Các cân bằng xảy ra trong dung dịch:
--------- H2O <=> H+ + OH-------------Kw
--------- HnA <=> H+ + Hn-1A----------K1
-------------------------------------------------
--------- HA ^(n-1) <=> H+ + A^n----- Kn

---- - Xét trường hợp K1 >> K2 >>...>> Kn thì bài toán trở nên dung dịch hỗn hợp đơn axit yếu và xem nấc 1 là chủ yếu để tính pH. Từ giá trị pH, áp dụng bài toán tổng quát 1 để tính [i]

---- - Xét trường hợp các giá trị Ki xấp xỉ nhau thì bài toán trở nên phức tạp và cần phải tính gần đúng theo phương pháp lặp từ phương trình điều kiện proton

Ví dụ 1: Tính pH và [i] trong dung dịch H3PO4 0,1M. Cho H3PO4 có pK1 = 2,12; pK2 = 7,21; pK3 = 12,32.
Giải: Các cân bằng:
--------- H2O <=> H+ + OH----------------Kw
--------- H3PO4 <=> H+ + H2PO4----------K1
--------- H2PO4- <=> H+ + HPO4 2---------K2
--------- HPO4 2- <=> H+ + PO4 3----------K3

Vì K1 >> K2 >> K3 và K1.C >> Kw nên cân bằng chủ yếu là:
--------- H3PO4 <=> H+ + H2PO4----------K1
Ta có: [H+] = [H2PO4-] <=> h = C.K1/(h + K1)
Thay số, giải hệ ta có pH = 1,5

Ví dụ 2: Tính pH của dung dịch axit sucxinic 0,1M.
Cho axit sucxinic HOOC–CH2–CH2–COOH (H2A) có K1 = 1,6.10^-5; K2 = 2,3.10^-6.
GIẢI: Ta có các cân bằng:
------- H2O <=> H+ + OH--------Kw = 10^-14---------(1)
------- H2A <=> H+ + HA---------K1 = 1,6.10^-5------(2)
------- HA- <=> H+ + A2----------K2 = 2,3.10^-6------(3)
Vì K1.C >> Kw nên có thể bỏ qua cân bằng của nước (1).
Vì K1 và K2 xấp xỉ nhau nên không thể bỏ qua cân bằng (3).
ĐLBTĐT: [H+] = [HA-] + 2[A^2-] (*)
Mặt khác ta có:
------- [HA-] = C.K1.h/(h^2 + K1.h + K1.K2) (4)
------- [A2-] = C.K1.K2/(h^2 + K1.h + K1.K2) (5)
Thay (4,5) vào (*) ta có:
------- h = (C.K1.h + 2C.K1.K2)/(h^2 + K1.h + K1.K2) (**)
Giải phương trình (**) (bậc 3) ta được h => pH.

Chú ý: Với các axit nhiều hơn 2 nấc thì thường K1 >> K3, K4... nên khi giải cũng chỉ cần áp dụng ví dụ 1, 2 này là đủ.

Ví dụ 3: Tính pH của dung dịch H2SO4 có nồng độ
a) 1,0M. So sánh với pH dung dịch HCl 1,0M.
b) 0,01M. So sánh với pH dung dịch HCl 0,01M.
Cho H2SO4 có pK2 = 1,99 (K1 phân ly hoàn toàn).

Bài này các bạn tự làm nhé!

Tổng số bài gửi : 33 Join date : 12/09/2012

Giải (ví dụ 3):
Ta có các cb: H2SO4 --> HSO4 - + H+
-------------- HSO4 - <=> H+ + SO4 2- K2 = 10^-1,99
-------------- H2O <=> H+ + OH- Kw
Vì K2.C >> Kw nên có thể bỏ qua [OH-].
Cách 1:
Theo ĐLBTĐT ta có: [H+] = [HSO4 -] + 2[SO4 2-] (*)
Ta có: ------------ [HSO4 -] = C.h/(h + K2)
------------------- [SO4 2-] = C*K2/(h + K2)
Thay các giá trị tương ứng vào (*) ta được:
----------------- h = C.h/(h + K2) + 2*C*K2/(h + K2) (**)

a) Với C = 1M. Giải phương trình (**) ta được: h = 1,01 > 1 => Xem pH = 0, vì thang đo pH trong dung dịch nước là 0 - 14.
- pH của HCl: pH = -log(1) = 0

b) Với C = 0,01M. Giải phương trình (**) ta được: h = 0,01414 => pH = 1,85.
- pH của HCl: pH = -log(0,01) = 2

Cách 2: Cũng có thể tính theo ĐKP.
Chọn MK là: HSO4-, H2O.
Ta có, biểu thức ĐKP: [H+] = C + [SO42-]
--------------------- h = C + C.K2/(h + K2) (***)
Ta thấy (**) và (***) hoàn toàn giống nhau.

Nhận xét: "Với các dung dịch cùng nồng độ thì tính axit của H2SO4 lớn hơn tính axit của HCl (với C < 1M thì pH của dd H2SO4 nhỏ hơn dd HCl cùng nồng độ)."

Tiếp theo, chúng ta tìm hiểu, thảo luận về "DUNG DỊCH ĐỆM"

1) Định nghĩa:
--- Dung dịch đệm là dung dịch có khả năng chống lại sự thay đổi pH đột ngột khi ta thêm vào dung dịch một lượng nhỏ axit hoặc bazơ mạnh hay khi pha loãng dung dịch đó.

2) Tính chất:
--- Tính chất đặc biệt của dung dịch này là khi ta cho thêm vào một lượng nhỏ axit hay bazơ thì pH của dung dịch mới thay đổi rất ít so với dung dịch khi chưa có tác động.
--- Dung dịch đệm được ứng dụng rất nhiều trong tự nhiên và trong phòng thí nghiệm để giữ độ pH cố định.
--- Ví dụ: pH trong máu người luôn được giữ quanh 7,35 - 7,45 với dung dịch đệm là cacbonat (như vậy khí CO2 có vai trò rất lớn đối với cơ thể). Sự ổn định pH của máu đảm bảo cho sự hoạt động của hồng cầu và của các cơ quan ít bị biến đổi. Chỉ cần thay đổi pH ± 0,2 có thể gây rối loạn hoạt động cơ thể và có thể tử vong..

3) Thành phần:
--- Dung dịch đệm thường là một trong các dung dịch sau đây:
a) Dung dịch hỗn hợp axit - bazơ liên hợp: Đây là trường hợp thường gặp nhất, nó được ứng dụng rất rộng rãi. Quen thuộc nhất có thể kể đến:
- Đệm axetat: Thành phần gồm CH3COOH và CH3COO-
- Đệm amoni: Thành phần gồm NH4+ và NH3.

--- Khi thêm axit mạnh thì dạng bazơ sẽ thu H+ và nằm cân bằng với dạng axit có hằng số cân bằng nhỏ => Sự thay đổi nồng độ H+ sẽ nhỏ.
Ngược lại, khi thêm bazơ thì dạng axit sẽ giải phóng H+ để trung hòa và cũng nằm cân bằng với dạng bazơ => Sự thay đổi pH là rất bé.

b) Dung dịch muối axit: Đây cũng là dạng gặp tương đối nhiều.
--- Ví dụ cacbonat trong máu chủ yếu tồn tại dạng HCO3-. Khi thêm axit thì nó chuyển thành hệ đệm CO2.aq/HCO3-. Còn khi thêm bazơ thì nó trở thành hệ đệm HCO3-/CO32-...
Như vậy, dung dịch muối axit về nguyên tắc có tính chất đệm tương tự hỗn hợp axit - bazơ.

c) Dung dịch axit - bazơ KHÔNG liên hợp (axit yếu với bazơ yếu):
--- Ví dụ: Dung dịch amoni axetat: CH3COONH4 --> CH3COO- + NH4+
- Khi thêm axit thì dạng bazơ CH3COO- sẽ thu proton => Tạo thành hệ đệm CH3COOH/CH3COO-.
- Khi thêm bazơ thì dạng axit NH4+ sẽ giải phóng proton => Tạo thành hệ đệm NH4+/NH3.

d) Dung dịch của các amino axit: Các amino axit trong phân tử có chứa các nhóm chức COOH và NH2 (tồn tại ở dạng lưỡng cực, tức là giống như trường hợp muối của của axit yếu với bazơ yếu)
Cái này thể hiện rất rõ qua giá trị ĐIỂM ĐẲNG ĐIỆN của cá amino axit. Tuy nhiên phần này thiên về Hóa hữu cơ, hóa sinh hơn nên chúng ta không xét kỹ ở đây. Các bạn vui lòng tự tìm hiểu thêm.

Tính pH của các dung dịch đệm:
a) Hỗn hợp axit - bazơ liên hợp:
Bài toán: Tính pH của dung dịch HA Ca(M) và NaA Cb(M). Cho HA có hằng số axit Ka.
Hướng dẫn:
------------- H2O <=> H+ + OH- --------- Kw (1)
------------- HA <=> H+ + A- ------------- Ka (2)
Biểu thức ĐLTDKL của (2):
------------- Ka = [H+].[A-]/[HA] --> h = Ka.[HA]/[A-] (**)
Từ biểu thức ĐKP với MK là HA, H2O: [H+] = [OH-] + [A-] - Cb --> [A-] = Cb + [H+] - [OH-]
----------------------------- A-, H2O: [H+] = [OH-] - [HA] + Ca --> [HA] = Ca - [H+] + [OH-]

Với các dung dịch đệm thì thường Ca, Cb >> [H+], [OH-] nên ta có thể xem: [A-] = Cb; [HA] = Ca.
Thay vào (**) ta có:
------------- h = Ka.[HA]/[A-]
------------- --> pH = pKa + lg[A-]/[HA] = pKa + lg(Cb/Ca) (***)
Công thức (***) còn được gọi là phương trình Henderson–Hasselbalch.

- Khi thêm axit mạnh C(M): Có thể coi dạng bazơ phản ứng hoàn toàn với axit mạnh. Khi đó:
------------- [A-] = Cb - C
------------- [HA] = Ca + C

- Khi thêm bazơ mạnh C(M): Có thể coi dạng axit phản ứng hoàn toàn với bazơ mạnh. Khi đó:
------------- [A-] = Cb + C
------------- [HA] = Ca - C

Ví dụ 1: Cho dung dịch đệm chứa CH3COOH 0,2M + CH3COONa 0,1M.
a) Tính pH của dung dịch đệm trên
b) Tính pH của dung dịch sau khi thêm 0,01 mol HCl (có thể tích không đáng kể) vào dung dịch đệm trên
c) Tính pH của dung dịch sau khi thêm 0,01 mol NaOH (có thể tích không đáng kể) vào dung dịch đệm trên
Cho CH3COOH có pKa = 4,76.
Giải:
a) Áp dụng phương trình Henderson–Hasselbalch ta có:
------------- pH = pKa + lg(Cb/Ca) = 4,76 + lg(0,1/0,2) = 4,46.

b) Khi thêm 0,01 mol HCl ta có: CH3COO- + H+ <=> CH3COOH
Ta có: [CH3COO-] = Cb - C = 0,1 - 0,01 = 0,09
----- [CH3COOH] = Ca + C = 0,2 + 0,01 = 0,21
Áp dụng phương trình Henderson–Hasselbalch ta có:
------------- pH = pKa + lg(Cb/Ca) = 4,76 + lg(0,09/0,21) = 4,39

c) Khi thêm 0,01 mol NaOH ta có: CH3COOH + OH- <=> CH3COO- + H2O
Ta có: [CH3COO-] = Cb + C = 0,1 + 0,01 = 0,11
----- [CH3COOH] = Ca - C = 0,2 - 0,01 = 0,19
Áp dụng phương trình Henderson–Hasselbalch ta có:
------------- pH = pKa + lg(Cb/Ca) = 4,76 + lg(0,11/0,19) = 4,52

Tính pH của các dung dịch đệm:
b) Dung dịch muối axit:
Bài toán: Tính pH của dung dịch NaHA C(M). Cho H2A có hằng số axit K1, K2.
Hướng dẫn: Viết các cân bằng.
Chọn MK: HA-, H2O
Ta có biểu thức ĐKP: [H+] = [OH-] + [A2-] - [H2A] (*)
Theo ĐLTDKL ta có:
------ K1 = [H+].[HA-]/[H2A] --> [H2A] = [HA-].h/K1
------ K2 = [H+].[A2-]/[HA-] --> [A2-] = [HA-].K2/h
Thay vào (*) ta có:
------ h = Kw/h + [HA-].K2/h - [HA-].h/K1
------ <=> ([HA-] + K1).h^2 = K1.(Kw + [HA-].K2)
------ <=> (C + K1).h^2 = K1.(Kw + C.K2) (Vì với dung dịch đệm thì có thể xem [HA-] = C)
------ <=> h^2 = K1.(Kw + C.K2)/(C + K1) (**)

Nếu C.K2 >> Kw và C >> K1.
Khi đó ta có: h^2 = K1.K2 => 2pH = pK1 + pK2
--------- hay pH = 1/2.(pK1 + pK2) (***)

Ví dụ 2: Tính pH của dung dịch NaHCO3 0,1M. Cho axit cacbonic có pK1 = 6,35; pK2 = 10,33.
a) Tính pH của dung dịch đệm
b) Tính pH sau khi thêm 0,01 mol HCl (V ~ 0) vào dung dịch trên
c) Tính pH sau khi thêm 0,01 mol NaOH (V ~ 0) vào dung dịch trên
Giải:
a) Ta có C = 0,1M; K1 = 10^-6,35; K2 = 10^-10,33
Ta thấy các điều kiện C.K2 >> Kw và C >> K1 đều thỏa mãn nên có thể áp dụng công thức (***):
------ => pH = 1/2.(pK1 + pK2) = 8,34

b) Khi thêm 0,01 mol HCl, ta có:
--------- HCO3- + H+ <=> H2O + CO2 ---------K1^-1
Dung dịch trở thành đệm mới CO2/HCO3- với [CO2] = 0,01M; [HCO3-] = 0,09M
Áp dụng phương trình Henderson–Hasselbalch ta có:
--------- pH = pK1 + lg(Cb/Ca) = 6,35 + lg(0,09/0,01) = 7,30

c) Khi thêm 0,01 mol NaOH, ta có:
--------- HCO3- + OH- <=> CO32- + H2O ---------K2/Kw
Dung dịch trở thành đệm mới HCO3-/CO3^2- với [HCO3-] = 0,09M; [CO32-] = 0,01M
Áp dụng phương trình Henderson–Hasselbalch ta có:
--------- pH = pK2 + lg(Cb/Ca) = 10,33 + lg(0,01/0,09) = 9,38

Như vậy ta thấy, dung dịch muối axit có tác dụng chống thay đổi pH kém hơn so với dung dịch axit-bazơ liên hợp.

Tính pH của các dung dịch đệm:
c) Dung dịch axit - bazơ KHÔNG liên hợp:
Bài toán: Tính pH của dung dịch HA C1 (M) và A1- C2(M).
Cho HA có hằng số axit K1
---- HA1 có hằng số axit K2
Hướng dẫn: Viết các cân bằng
------------ H2O <=> H+ + OH- ---------- Kw
------------ HA <=> H+ + A- -------------- K1
------------ A1- + H+ <=> HA1 ----------- K2^-1

Chọn MK: HA, A1-, H2O
Ta có biểu thức ĐKP: [H+] = [OH-] + [A-] - [HA1] (*)
Theo ĐLTDKL ta có:
------ K1 = [H+].[A-]/[HA] --> [A-] = [HA].K1/h
------ K2 = [H+].[A1.]/[HA1] --> [HA1] = [A1].h/K2
Thay vào (*) ta có:
------ h = Kw/h + [HA].K1/h - [A1].h/K2
------ h = Kw/h + C1.K1/h - C2.h/K2 (Vì với dung dịch đệm có thể xem [HA] = C(HA); [A1-] = C(A1-))
------ <=> (C2 + K2).h^2 = K2.(Kw + C1.K1)
------ <=> h^2 = K2.(Kw + C1.K1)/(C2 + K2) (**)

Thường với dung dịch đệm thì C1.K1 >> Kw và C2 >> K2.
Khi đó ta có: h^2 = K1.K2.C1/C2 => 2pH = pK1 + pK2 + lg(C2/C1)
--------- hay pH = 1/2.{pK1 + pK2+ lg(C2/C1)} (***)
Nếu C1 = C2 thì trường hợp này cũng giống như dung dịch muối axit: pH = 1/2.(pK1 + pK2)

Ví dụ 3: Tính pH của dung dịch CH3COONH4 0,1M. Cho CH3COOH có pKa = 4,76; NH3 có pKb = 4,76.
Ta có C1 = C2 = 0,1; K1 = Ka = 10^-4,76; K2 = Kw/Kb = 10^-9,24.
Ta thấy các điều kiện C.K2 >> Kw và C >> K1 đều thỏa mãn nên có thể áp dụng công thức (***)
------ => pH = 1/2.(pK1 + pK2) = 7,00

Đệm năng - là số mol axit mạnh (hoặc bazơ mạnh) cần thêm vào 1 lít dung dịch đệm để pH thay đổi 1 đơn vị. Đệm năng được ký hiệu là Beta.
-------- Beta = d(Cb)/dpH = -d(Ca)/dpH (dấu trừ "-" vì khi thêm axit thì pH giảm).
Thường thì dung dịch đệm thường được sử dụng nhiều nhất là dung dịch axit - bazơ liên hợp. Nên chúng ta chỉ quan tâm tính đệm năng với loại dung dịch đệm này.

Với dung dịch đệm thì Ca, Cb >> [H+], [OH-] nên đệm năng thường được tính theo công thức:
-------- Beta = 2,3.(Ca + Cb).Ka.h/(h + Ka)^2 (*) (Các bạn tự tìm hiểu chi tiết trong giáo trình)
Thay h = Ka.Ca/Cb ta sẽ thu được:
-------- Beta = 2,3.Ca.Cb/(Ca + Cb) (**)

Một vài lưu ý:
- Nếu Ca + Cb = C = const thì Beta sẽ đạt cực đại khi Ca = Cb, tức là dung dịch đệm có khả năng chống sự thay đổi pH mạnh nhất khi Ca = Cb.
- Với sự thay đổi pH nhỏ, có thể tính đệm năng theo công thức gần đúng sau:
-------- Beta = Delta(Cb)/Delta(pH) = -Delta(Ca)/Delta(pH)
- Các công thức tính pH của dung dịch đệm, cũng như tính đệm năng đều được thiết lập với giả thiết Ca, Cb >> [H+], [OH-] nên các dung dịch đệm thường có nồng độ lớn. Thường nồng độ dung dịch đệm lớn hơn rất nhiều so với các thành phần khác trong dung dịch.

Ví dụ 1: Tính đệm năng của dung dịch NH4Cl 0,1M + NH3 0,2M

Giải: Ta có: Beta = 2,3.0,1.0,2/(0,1 + 0,2) = 0,153
Tức là cần thêm 0,153 mol HCl hoặc 0,153 mol NaOH (có V ~ 0) vào 1 lít dung dịch (NH4Cl 0,1M + NH3 0,2M) thì pH sẽ thay đổi 1 đơn vị. Các bạn có thể tính lại pH để kiểm định nhé!

Ví dụ 2: Tính nồng độ của dung dịch đệm NH4Cl + NH3 có pH = 10 để khi thêm 0,1 mol NaOH vào 1 lít dung dịch đó thì pH tăng không quá 0,5 đơn vị.

Giải: Sự thay đổi pH = 0,5 là khá nhỏ => Áp dụng công thức ta có đệm năng của dung dịch là:
-------- Beta = Delta(Cb)/Delta(pH) = 0,1/0,5 = 0,2
pH = 10 => Có thể bỏ qua [H+], [OH-] cạnh Ca, Cb. Áp dụng công thức (*) ta có:
-------- Beta = 2,3.(Ca + Cb).Ka.h/(h + Ka)^2 = 0,2 (*)

Thay h = 10^-10; Ka = 10^-9,24 vào (*) ta có
-------- 0,2 = 0,29.(Ca + Cb)
-------- C = Ca + Cb = 0,2/0,29 = 0,69 ~ 0,7M
Như vậy, với nồng độ dung dịch đệm NH4Cl + NH3 có tổng nồng độ là 0,7M thì khi thêm 0,1 mol NaOH vào 1 lít dung dịch pH sẽ thay đổi không quá 0,5 đơn vị.

Phương pháp giải bài tập tính thể tích để đạt giá trị pH đã cho.
Bài toán: Tính thể tích (V1) dung dịch NaOH C1 (M) vào V2 dung dịch HA C2 (M) để thu được dung dịch có pH = a. Cho HA có hằng số axit Ka
Phương pháp giải: Có nhiều cách giải, nhưng cách giải tổng quát nhất là tính toán theo ĐLBTĐT.
Trong dung dịch có các ion: H+, Na+, OH- , A-.
Theo ĐLBTĐT, ta có:
------------- [H+] + [Na+] = [OH-] + [A-] (*)

Tính lại nồng độ ban đầu:
------------- C(NaOH) = C1.V1/(V1 + V2)
------------- C(HA) = C2.V2/(V1 + V2)

Ta có:
------------- [Na+] = C(NaOH) = C1.V1/(V1 + V2).
------------- [A-] = C(HA).Ka/(h + Ka) = {C2.V2/(V1 + V2)}.Ka/(h + Ka)
Thay vào (*) ta có:
------------- h + Cb = Kw/h + Ca.Ka/(h + Ka)
------- <=> h + C1.V1/(V1 + V2) = Kw/h + {C2.V2/(V1 + V2)}.Ka/(h + Ka) (**)

Các giá trị h, Kw/h, C1, C2, V2 đã biết.
Thay vào (**) ta dễ dàng tính được V1 (luôn luôn là phương trình bậc 1).

Với đa axit - bazơ ta cũng tính tương tự. Mời các bạn xem thêm nội dung ở link dưới.
Link download: [You must be registered and logged in to see this link.]

Ví dụ 1: Thêm 100 ml dung dịch NaOH 0,050 M vào 100 ml dung dịch B gồm HCl 0,010 M và H2S 0,100 M.
a. Tính cân bằng trong dung dịch thu được?
b. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,050 M phải cho vào 100ml dung dịch B để pH = 8.
Cho H2S có pK1 = 7; pK2 = 12,92.
GIẢI:
- Tính nồng độ ban đầu: C(NaOH) = 0,025M; C(HCl) = 0,005M; C(H2S) = 0,05M
------- NaOH + HCl = NaCl + H2O
------- NaOH + H2S = NaHS + H2O

TPGH: NaCl 0,005M; NaHS 0,020M; H2S 0,030M => Đây là 1 dung dịch đệm H2S/HS-. Cân bằng chủ yếu là:
------- H2S <=> H+ + HS- ------- K1
Vậy có thể bỏ qua [S2-] cạnh [HS-]. [H2S]

a) Tính toán cân bằng:
- Tính gần đúng Áp dụng phương trình Henderson - Hassenbalch:
------- pH = pK1 + lg([HS-]/[H2S]) = 7,0 + lg(0,02/0,03) = 6,82.

- Tính chính xác:
ĐKP: [H+] = [OH-] + [HS-] + 2.[S2-] - 0,02 = [OH-] + [HS-] - 0,02 (vì có thể bỏ qua [S2-])
----- h = Kw/h + 0,05.K1/(h + K1) - 0,02
Giải phương trình bậc 3 ta có h = 1,5.10^-7 => pH = 6,82.
Như vậy ta thấy, với dung dịch đệm thì phương trình Henderson - Hassenbalch cho nghiệm thỏa mãn.

Từ pH ta dễ dàng tính được nồng độ các ion trong dung dịch:
----- [Na+] = 0,025M; [Cl-] = 0,005M; [HS-] = 0,02M; [H2S] = 0,03M; [H+] = 1,5.10^-7M; [OH-] = 6,67.10^-8M; [S2-] = 1,6.10^-8M (thỏa mãn)

b) Tính thể tích NaOH:
Gọi V (ml) là thể tích NaOH 0,050M cần thêm vào, ta có:
------- [Na+] = (0,05.V + 0,025)/(V + 100); [Cl-] = 0,005.100/(V + 100)
------- [HS-] = 0,05.100.alpha(HS-)/(V + 100) = 5.alpha(HS-)/(V + 100)
------- [S2-] = 0,05.100.alpha(S2-)/(V + 100) = 5.alpha(S2-)/(V + 100)

Theo ĐLBTĐT ta có:
------- [H+] + [Na+] = [OH-] + [Cl-] + [HS-] + 2[S2-]
------- h = Kw/h + 5.alpha(HS-)/(V + 100) + 10.alpha(S2-)/(V + 100) - (0,05.V + 0,02)/(V + 100)
------- (h - Kw/h).(V + 100) = 5.alpha(HS-) + 10.alpha(S2-) - (0,05.V + 0,02) (*)

pH = 8,0 => Ta tính được h = 10^-8; Kw/h = 10^-6; alpha(HS-) = 0,9091; alpha(S2-) = 1,09.10^-5
Vậy ta có thể bỏ qua h, Kw/h, alpha(S2-) cạnh [HS-]. Thay vào (*) ta có:
------- 5.alpha(HS-) = (0,05.V + 0,02) => V = 90,51 mL.

Ví dụ 2: Tính thể tích dung dịch NaOH 0,100 M cần phải cho vào 25,00 ml H3PO4 0,200 M để pH dung dịch bằng 3,50. Cho H3PO4 có pK1= 2,12; pK2=7,21; pK3=12,32.
GIẢI: Gọi V (ml) là thể tích dung dịch NaOH, ta có:
Gọi V (ml) là thể tích NaOH 0,050M cần thêm vào, ta có:
------- [Na+] = 0,10.V/(V + 25);
------- [H2PO4-] = 0,2.25.alpha(H2PO4-)/(V + 25) = 5.alpha(H2PO4-)/(V + 25)
------- [HPO4 2-] = 0,2.25.alpha(HPO4 2-)/(V + 25) = 5.alpha(HPO4 2-)/(V + 25)
------- [PO4 3-] = 0,2.25.alpha(PO4 3-)/(V + 25) = 5.alpha(PO4 3-)/(V + 25)

Theo ĐLBTĐT ta có:
------- [H+] + [Na+] = [OH-] + [H2PO4-] + 2[HPO4 2-] + 3[PO43-]
------- h - Kw/h + {0,10.V - 5.alpha(H2PO4-) - 10.alpha(HPO4 2-) - 15.alpha(PO4 3-)}/(V + 25) = 0 (**)

pH = 3,5 => h = 10^-3,5; Kw/h = 10^-10,5; alpha (H2PO4-) = 0,95725; alpha(HPO4 2-) = 2,87.10^-4; alpha(PO4 3-) = 2,825.10^-13 => Có thể bỏ qua h, Kw/h, alpha(HPO4 2-), anpha(PO4 3-) cạnh alpha(H2PO4-)
Thay vào (**) ta có: 0,10.V/(V + 25) = 5.0,95725/(V + 25) => V = 47,86mL

BÀI TẬP LUYỆN TẬP (Nâng cao)

Bài 1: Tính pH của dung dịch HF 1,0M.
a) Cho trong dung dịch có các cân bằng:
-------------- H2O <=> H+ + OH- ---- Kw = 10^-14 ------ (1)
-------------- HF <=> H+ + F- -------- K1 = 10^-3,17----- (2)
b) Cho biết trong dung dịch có thêm cân bằng tạo phức.
-------------- HF + F- <=> HF2^- ---- K2 = 4 -------------- (3)
Từ đó rút ra nhận xét.

Bài 2:
a) Tính pH của dung dịch A gồm KOH 0,005M; NH3 0,150M; KCN 0,120M
b) Tính thể tích HCl 0,210M cần cho vào 50,00mL dung dịch A để thu được dung dịch có pH = 9,0.
Cho NH3 có pKb = 4,76; HCN có pKa = 9,35.

Bài 3: Tính pH của các dung dịch:
a) Dung dịch (NH4)2HPO4 0,1M
b) Dung dịch (NH4)3PO4 0,2M
Cho NH3 có pKb = 4,76; H3PO4 có pK1 = 2,12; pK2 = 7,21; pK3 = 12,32.

Bài 4: Dung dịch A gồm HCOOH 0,02 M và HCl C(M) có pH bằng 1,35. Tính khối lượng NaOH rắn (V ~ 0) cần cho vào 1 lít dung dịch A để độ điện li của HCOOH tăng 30 lần.
Cho HCOOH có pKa = 3,75

Bài 5: Tính V (ml) dung dịch NaHCO3 1M phải thêm vào 150ml dung dịch kali hidrophtalat (KHA) 0,05M sao cho pH của dung dịch thu được bằng 6,0.
Cho axit cacbonic có pK1 = 6,35 ; pK2 = 10,33. Axit phtalic có pK1’= 2,95; pK2’ = 5,41.

Bài 6: Cho pH của dung dịch H2A, NaHA cùng nồng độ 0,01M lần lượt là 2,51 và 4,18.
a) Tính các hằng số axit K1, K2 của H2A
b) Tính nồng độ của dung dịch muối Na2A có pH=8,71

Bài 7: Trộn 10,00 ml dung dịch gồm Na2SO4 C(M) và CH3COONa 0,020M với 10,00 ml dung dịch HCl 0,420M, thu được 20ml dung dịch A có pH = 0,96. Tìm nồng độ C của Na2SO4 ban đầu. Cho H2SO4 có pK2 = 1,99; CH3COOH có pKa = 4,76.

Bài 8: Trộn 100,00 mL HCl 0,120 M và 50,00 mL Na3PO4 thu được 150,00mL dung dịch A có pH = 1,5.
1. Tính nồng độ của dung dịch Na3PO4 ban đầu.
2. Tính thể tích NaOH 0,100M cần thêm vào 100,00 mL dung dịch A để thu được dung dịch có pH = 7,0.
Cho H3PO4 có pK1 = 2,12; pK2 = 7,21; pK3 = 12,32.

Tổng số bài gửi : 6 Join date : 15/09/2012

Bài 1:Tính pH của dung dịch HF 1,0M.
a) Cho trong dung dịch có các cân bằng:
-------------- H2O <=> H+ + OH- ---- Kw = 10^-14 ------ (1)
-------------- HF <=> H+ + F- -------- K1 = 10^-3,17----- (2)
b) Cho biết trong dung dịch có thêm cân bằng tạo phức.
-------------- HF + F- <=> HF2^- ---- K2 = 4 -------------- (3)
Từ đó rút ra nhận xét.

GIẢI:

a) Tính pH khi xét các cân bằng:
-------------- H2O <=> H+ + OH- ---- Kw = 10^-14 ------ (1)
-------------- HF <=> H+ + F- -------- K1 = 10^-3,17----- (2)

Chọn MK: HF, H2O ta có biểu thức ĐKP: [H+] = [OH-] + [F-]
Vì C(HF)*K1>>Kw nên có thể bỏ qua cân bằng của H2O
-------------- => ĐKP: h = C.Ka/(h + Ka)
------------- <=> h^2 + Ka.h - Ka.C = 0.
Thay số ta tính được h = 0,02567M => pH =1,59

b) Tính pH khi xét các cân bằng:
-------------- H2O <=> H+ + OH- ---- Kw = 10^-14 ------ (1)
-------------- HF <=> H+ + F- -------- K1 = 10^-3,17----- (2)
-------------- HF + F- <=> HF2^- ---- K2 = 4 -------------- (3)

Vì C(HF)*K1>>Kw nên có thể bỏ qua cân bằng của H2O
Biểu thức ĐLBTĐT: [H+] = [F-] + [HF2-] (*)
Từ (3) ta có: [HF2-]=K2*[HF]*[F-]------ (4)
Từ (2) ta có [F-]=[HF]K1/[H+]---------- (5).
Thay (5) vào (4) có [HF2-] = K1.K2.[HF]^2/[H+] -------------- (6)
=> (*) trở thành: h^2=[HF]K1 +K1K2[HF]^2 (I)

Mặt khác, theo ĐLBTNĐ ban đầu ta có:
-------------- C(HF) = [HF] + [F-] + 2[HF2-] (**)
Thay (4, 5) vào ta có:
-------------- C(HF) = (2K1.K2/h).[HF]2 + [HF] + K1.[HF]/h (II)

Vì không thể giải hệ (I, II) một cách đơn giản, nên ta phải dùng đến phương pháp tính lặp:
Chọn [HF]o = 1M
- Thay [HF] thay vào (I) tính được ho.
- Thay h vào (II) tính được [HF]1
Lặp lại các bước trên vài lần tư được h = 0,0532M => pH = 1,274

Nhận xét: pH khi tính thêm cân bằng (3) thay đổi khá nhiều nên việc bỏ qua (3) sẽ làm sai số lớn. Tuy nhiên, khi nồng độ HF nhỏ thì sự sai khác sẽ không đáng kể => Khi đó có thể bỏ qua cân bằng (3)

Tổng số bài gửi : 23 Join date : 15/09/2012

Bài 2:
a) Tính pH của dung dịch A gồm KOH 0,005M; NH3 0,150M; KCN 0,120M
b) Tính thể tích HCl 0,210M cần cho vào 50,00mL dung dịch A để thu được dung dịch có pH = 9,0.
Cho NH3 có pKb = 4,76; HCN có pKa = 9,35.

GIẢI:

a)Tính pH của dung dịch
-------- KOH -> K+ +OH-
-------- KCN -> K+ + CN-
-------- NH3 + H2O <=> NH4+ + OH- Kb1
-------- CN- + H2O<=>HCN + OH- Kb2

ĐKP với MK NH3, CN-, H2O
-------- [H+] = [OH-] - 0,005 - [NH4+] - [HCN] (I)
-------- [NH4+]=C(NH3).Kb1/(Kb1+ [OH-])
-------- [HCN]= C(CN-).Kb2/(Kb2 + [OH-])

Thay vào (I) ta được: với [OH-] = x
-------- x = Kw/x + 0,005 + C(NH3).Kb1/(Kb1 + x) + C(CN-).Kb2/(Kb2 + x) (II)

Vì C = 0,005>>10^-7 nên có thể bỏ qua nồng độ [H+]
Thay Kb1=10^-4,76; Kb2=10^-4,65; C(NH3)=0,15; C(CN-)=0,12 vào (II) ta tính được [OH-] = 5,89.10^-3
=> pH=11.77

b) Tính thể tích HCl
ĐLBTĐT: [H+] + [NH4+] + [K+] = [OH-] + [Cl-] + [CN-] (*)
Gọi V (mL) là thể tích HCl 0,21M cần thêm vào. Ta có:
-------- C(HCl) = 0,21.V/(V + 50)
=> [Cl-] = 0,21.V/(V + 50)
-------- C(KOH) = 0,005.50/(V + 50) = 0,25/(V + 50)
-------- C(KCN) = 0,12.50/(V + 50) = 6/(V + 50)
=> [K+] = 0,25/(V + 50) + 6/(V + 50) = 6,25/(V + 50)
-------- C(CN-) = 6/(V + 50)
=> [CN-] = 6.alpha(CN-)/(V + 50)
-------- C(NH3) = 0,15.50/(V + 50) = 7,5/(V + 50)
=> [NH4+] = 7,5.alpha(NH4+)/(V + 50)

Thay vào (*) ta có:
-------- h + 7,5.alpha(NH4+)/(V + 50) + 6,25/(V + 50) = Kw/h + 0,21.V/(V + 50) + 6.alpha(CN-)/(V + 50) (**)

Với pH = 9,0 => h = 10^-9; Kw/h = 10^-5; alpha(NH4+) = h/(h + Ka(NH4+)) = 0,635; alpha(CN-) = Ka/(h + Ka) = 0,3088.
Thay vào (**) ta có: 0,21V = 9,159 => V = 43,6 mL

Tổng số bài gửi : 6 Join date : 15/09/2012

Bài 3: Tính pH của các dung dịch:
a) Dung dịch (NH4)2HPO4 0,1M
b) Dung dịch (NH4)3PO4 0,2M
Cho NH3 có pKb = 4,76; H3PO4 có pK1 = 2,12; pK2 = 7,21; pK3 = 12,32.

GIẢI:

a) Dung dịch(NH4)2HPO4 0,10M
------------- (NH4)2HPO4 --> 2NH4+ + HPO42-
=> NH4+=0,2M; HPO42-=0,1M

Chọn MK: NH4+, HPO42-, H2O
Các cân bằng trong dung dịch:
------------- H2O <--> OH-+ H+-------------- Kw
------------- NH4+ <-->NH3 +H+------------- Ka
------------- HPO42-<-->PO43- +H+--------- K3
------------- HPO42- +H+ <-->H2PO4-------- 1/K2
------------- HPO42- +2H+<-->H3PO4------- 1/(K1.K2)

Biểu thức điều kiện proton (ĐKP): [H+] = [OH-] + [NH3] + [PO43-] - [H2PO4-] - 2[H3PO4]
------------- <=> h = Ka.[NH4+]/h +K3.[HPO42-]/h + Kw/h - [HPO42-]h/K2 - 2.[HPO42-]h^2/(K1.K2)
Vì muối HPO4 2- => Có thể bỏ qua [H3PO4] cạnh các nồng độ khác.
ĐKP trở thành: h^2 = (Ka.[NH4+] +K3.[HPO42-] + Kw)/(1 + [HPO42-]/K2) (**)

Bắt đầu tính lặp:
- Xem [NH4+]o = 0,2M; [HPO4 2-]o = 0,1 thay vào (**) ta có ho.
- Thay ho vào các biểu thức phân số nồng độ ta tính được [NH4+] = 0,2.h/(h + Ka); [HPO4-] = 0,1.K2.h/(h^2 + K2.h + K2.K3) (vì bỏ qua H3PO4).
Lặp lại vài lần ta thu được h = 8,4.10^-9 => pH = 8,08 (thỏa mãn điều kiện bỏ qua [H3PO4])

b) Dung dịch (NH4)3PO4 0,2M
------------- (NH4)3PO4 --> 3NH4+ + PO43-
=> NH4+=0,6M; PO4 3- = 0,2M
Chọn MK: NH4+, PO4 3-, H2O
Các cân bằng trong dung dịch:
------------- H2O <--> OH-+ H+---------------- Kw
------------- NH4+ <--> NH3 +H+-------------- Ka
------------- PO43- + H+ <--> HPO42--------- 1/K3
------------- PO4 3- + 2H+ <--> H2PO4------- 1/(K2.K3)
------------- PO4 3- + 3H+ <--> H3PO4------- 1/(K1.K2.K3)

Biểu thức ĐKP: [H+] = [OH-] + [NH3] - [HPO42-] - 2[H2PO4 -] - 3[H3PO4]
Vì dung dịch muối PO4 3- => có thể bỏ qua [H2PO4 -] và [H3PO4] cạnh [HPO4 2-]
ĐKP trở thành: h = Kw/h + Ka.[NH4+]/h - [PO4 3-].h/K3
------------- <=> h^2 = (Ka.[NH4+] + Kw)/(1 + [PO4 3-]/K3)

Tính lặp như trên ta thu được h = 1,1.10^-9 => pH = 8,96. (thỏa mãn điều kiện bỏ qua [H2PO4-] và [H3PO4]

Tổng số bài gửi : 6 Join date : 15/09/2012

Bài 4: Dung dịch A gồm HCOOH 0,02 M và HCl C(M) có pH bằng 1,35. Tính khối lượng NaOH rắn (V ~ 0) cần cho vào 1 lít dung dịch A để độ điện li của HCOOH tăng 30 lần.
Cho HCOOH có pKa = 3,75

GIẢI:

- Tính alpha1, C(M): Vì pH = 1,35 <<7 => Môi trường rất axit nên bỏ qua sự phân li của H2O.
Chọn MK: HCOOH, H2O
Ta có biểu thức ĐKP: [H+] = C(HCl) + [HCOO-]
-------------- <=> h = C + 0,02.Ka/(h + Ka) => C = 0,04459M

-------------- => alpha 1 = Ka/(h + Ka) = 0,3965%
-------------- => alpha 2 = 30.0,3965% = 11,896% = Ka/(h + Ka)
=> h = 1,317.10^-3 => pH = 2,88.

Bài toán trở thành thêm m(g) NaOH rắn vào 1 lít dung dịch A để cho pH = 2,88
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: [H+] + [Na+] = [OH-] + [HCOO-] + [Cl-] (*)
Với [Na+] = m/40; [Cl-] = C(HCl) = 0,04459; [OH-]=Kw/h; [HCOO-] = 0,02.11,896% = 0,00238M

Thay vào (*) ta có: m = 1,826 gam

Tổng số bài gửi : 23 Join date : 15/09/2012

Bài 5:Tính V (ml) dung dịch NaHCO3 1M phải thêm vào 150ml dung dịch kali hidrophtalat (KHA) 0,05M sao cho pH của dung dịch thu được bằng 6,0. Cho axit cacbonic có pK1 = 6,35 ; pK2 = 10,33. Axit phtalic có pK1’= 2,95; pK2’ = 5,41.

GIẢI:

------------- NaHCO3 -> Na+ + HCO3-
------------- KHA -> K+ + HA-
------------- HCO3- + H+ <=> H2O + CO2------------- 1/K1
------------- HCO3- <=> CO32- + H+------------------- K2
------------- HA- <=> A2- + H+ ------------------------- K2'
------------- HA- + H+ <=>H2A ------------------------- 1/K1'
------------- H2O<=>H+ + OH- ------------------------- Kw
Chọn MK: HCO3-, HA-, H2O
Ta có biểu thức ĐKP: [H+] = [OH-] + [CO32-] + [A2-] - [CO2] - [H2A] (*)

Gọi V (lit) là thể tích NaHCO3. Tính lại nồng độ:
------------- C(NaHCO3)= V/(V + 0,15)
=> [CO32-] = C(NaHCO3).K1.K2/(h^2+K1h+K1K2)
--- [CO2] = C(NaHCO3).(h^2)/(h^2+K1h+K1K2)

------------- C(KHA)=7,5.10^-3/(V + 0,15)
=> [H2A]=C(KHA)*(h^2)/(h^2+K1'h+K1'K2')
--- [A2-]=C(KHA)*K'1*K'2/(h^2+K'1h+K'1K'2)

Thay vào (*) ta có:
h = Kw/h + C(NaHCO3).(K1.K2 - h^2)/(h^2+K1h+K1K2) + C(KHA).(K'1.K'2 - h^2)/(h^2+K'1h+K'1K'2) (**)

Thay các giá trị h, Kw, K1, K2, K'1, K'2 vào (*) ta có:
------------- 0,6912V - 5,964.10^-3 => V=8,63*10^-3 lít = 8,63 mL

Tổng số bài gửi : 33 Join date : 12/09/2012

Bài 7:Trộn 10,00 ml dung dịch gồm Na2SO4 C(M) và CH3COONa 0,020M với 10,00 ml dung dịch HCl 0,420M, thu được 20ml dung dịch A có pH = 0,96. Tìm nồng độ C của Na2SO4 ban đầu. Cho H2SO4 có pK2 = 1,99; CH3COOH có pKa = 4,76.
-----------GIẢI:
Tính lại nồng độ
----------- C(Na2SO4) = C/2 (M); C(CH3COONa) = 0,01M; C(HCl) = 0,21M
Ta có các cân bằng:
----------- SO4^2- + H+ <=> HSO4-
----------- CH3COO- + H+ <=> CH3COOH
----------- H2O <=> H+ + OH-

Biểu thức ĐKP: [H+] = C(HCl) + [OH-] - [HSO4-] - [CH3COOH] (*)

Mặt khác ta có:
----------- [HSO4-] = C(SO4^2-)*h/(h+K2)
----------- [CH3COOH] = C(CH3COO-)*h/(h+Ka)

Thay các giá trị vào (*) ta được:
---- h = C(HCl) - C(SO4^2-)*h/(h+K2) - C(CH3COO-)*h/(h+Ka) (**) (Vì pH =0,96 nên ta có thể bỏ qua [OH-])
Với h = 10^-0,96; C(HCl) = 0,21M; C(SO4^2-) = C/2; C(CH3COO-) = 0,01M; K2 = 10^-1,99; Ka = 10^-4,76.
Giải phương trình (**) ta có C = 0,196M

Tổng số bài gửi : 23 Join date : 15/09/2012

Bài 7: Trộn 10,00 ml dung dịch gồm Na2SO4 C(M) và CH3COONa 0,020M với 10,00 ml dung dịch HCl 0,420M, thu được 20ml dung dịch A có pH = 0,96. Tìm nồng độ C của Na2SO4 ban đầu. Cho H2SO4 có pK2 = 1,99; CH3COOH có pKa = 4,76.
-----------GIẢI:
Gọi C là nồng độ của Na2SO4 ban đầu. Tính lại nồng độ
----------- C(Na2SO4) = C/2 (M); C(CH3COONa) = 0,01M; C(HCl) = 0,21M
----------- HCl -->H+ + Cl-
----------- Na2SO4 --> 2Na+ +SO42-
----------- CH3COONa -->Na+ + CH3COO-
----------- SO4- + H+ <=> HSO4---------------------- 1/K2
----------- CH3COO- + H+ <=> CH3COOH---------- 1/Ka
----------- H2O<=>H+ + OH- -------------------------- Kw
ĐLBTĐT [H+] + [Na+]= [OH-] + [Cl-] + 2[SO42-]+ [HSO4-] + [CH3COO-] (*)
----------- [SO42-]=C(Na2SO4)*K2/(K2+h)
----------- [HSO4-]=C(Na2SO4)*h/(K2+h)
----------- [CH3COO-]=C(CH3COONa)*Ka/(Ka+h)
Thay số vào (*) ta được:
----------- h + 2.C(Na2SO4) + C(CH3COONa) = Kw/h + C(HCl) + 2.C(Na2SO4).K2/(K2+h) + C(Na2SO4).h/(K2+h) + C(CH3COONa).Ka/(Ka+h) (**)

Thay các giá trị h=10^-0,96, K2=10^-1,99, Ka=10^-4,76 vào (**) ta có C=0,196M

Tổng số bài gửi : 23 Join date : 15/09/2012

Bài 6: Cho pH của dung dịch H2A, NaHA cùng nồng độ 0,01M lần lượt là 2,51 và 4,18.
a) Tính các hằng số axit K1, K2 của H2A
b) Tính nồng độ của dung dịch muối Na2A có pH=8,71

GIẢI:

a) Tính các hằng số axit K1, K2 của H2A
---------- H2A <=> HA- + H+ --------- K1
---------- H2A <=> 2H+ + A2---------- K1.K2
---------- H2O<=>H+ + OH------------ Kw
- Xét dung dung dịch H2A:
Chọn MK: H2A,H2O
---------- => Biểu thức ĐKP [H+] = [OH-] + [HA-] + 2[A2-]
pH = 2,51 và nếu K1>>K2 => Có thể bỏ qua [OH-], [A2-], biểu thức ĐKP trở thành:
--------- <=> [H+] = [HA-]
--------- <=> h = C(H2A).K1/(h + K1)
--------- <=> K1 = h^2/(C-h) = 1,38.10^-3=> pK1 = 2,86

Hoặc có thể tính theo cân bằng:
---------- H2A <=> HA- + H+ --------- K1
----------- C --------0 ----0
-----------C-h-------h ----h
Áp dụng ĐLTDKL ta có: K1 = h^2/(C-h) = 1,38.10^-3

- Xét dung dung dịch NaHA:
Chọn MK: HA-, H2O
Ta có biểu thức ĐKP: [H+] = [OH-] + [A2-] - [H2A] (*)
Theo ĐLTDKL ta có:
------ K1 = [H+].[HA-]/[H2A] --> [H2A] = [HA-].h/K1
------ K2 = [H+].[A2-]/[HA-] --> [A2-] = [HA-].K2/h
Thay vào (*) ta có:
------ h = Kw/h + [HA-].K2/h - [HA-].h/K1
------ <=> ([HA-] + K1).h^2 = K1.(Kw + [HA-].K2)

Nếu K2.[HA-] >> Kw và [HA-] >> K1.
Khi đó ta có: h^2 = K1.K2 => 2pH = pK1 + pK2 => pK2 = 2.4,18 - 2,86 = 5,50.
Ta K1, K2 thấy thỏa mãn các điều kiện gần đúng.

b) Tính nồng độ của Na2A:
---------- Na2A --> 2Na+ + A2-
---------- A2- + H2O <=> HA- + OH- ----------Kb1
---------- HA- + H2O <=> H2A + OH- ----------Kb2
---------- H2O<=>H+ + OH---------------------Kw
Ta có Kb1 = Kw/K2 = 10^-8,5 >> Kb2 = Kw/K1 = 10^-11,14 => Bỏ qua [H2A] cạnh [HA-]
Ta có biểu thức ĐKP: [OH-] = [H+] + [HA-]
Nếu Kb1.C >> Kw => bỏ qua [H+]
---------- ĐKP trở thành: x = Kw/x + C.Kb1/(x + Kb1) (**)

Với pH = 8,71 => Kw/x = 10^-8,71; x = 10^-5,29; Kb1 = 10^-8,5 vào (**) ta có C = 0,00832M

Bài 3: Tính pH của các dung dịch:
a) Dung dịch (NH4)2HPO4 0,1M
b) Dung dịch (NH4)3PO4 0,2M
Cho NH3 có pKb = 4,76; H3PO4 có pK1 = 2,12; pK2 = 7,21; pK3 = 12,32.

GIẢI:

CÁCH 2:
a) Dung dịch(NH4)2HPO4 0,10M
------------- (NH4)2HPO4 --> 2NH4+ + HPO42-
=> NH4+=0,2M; HPO42-=0,1M
Cân bằng chủ yếu là:
------------- NH4+ + HPO4^2- <=> NH3 + H2PO4- ------------- K = 10^-2,03
------------- 0,2-------0,1---------0--------0
-------------0,2-x----0,1-x--------x--------x
Theo ĐLTDKL ta có:
------------- K = x^2/{(0,2 - x).(0,1 - x)} = 10^-2,03
----------- => x = 0,0124M
Vậy [NH3] = 0,0124M; [NH4+] = 0,2 - 0,0124 = 0,1876M là dung dịch đệm. Áp dụng phương trình Henderson–Hasselbalch ta có:
----------- pH = pKa + lg([NH3]/[NH4+] = 9,24 + lg(0,0124/0,1876) = 8,06.

Hoặc tính theo hệ đệm photphat với [H2PO4-] = 0,0124M; [HPO4 2-] = 0,1 - 0,0124 = 0,0876M. Áp dụng phương trình Henderson–Hasselbalch ta có:
----------- pH = pK2 + lg([HPO4 2-]/[H2PO4-] = 7,21 + lg(0,0876/0,0124) = 8,06.

b) Dung dịch(NH4)3PO4 0,20M
Ta có TPGH: NH3 0,2M; HPO42- 0,2M; NH4+ 0,4M ([You must be registered and logged in to see this link.])
Cân bằng chủ yếu là:
------------- NH4+ + HPO4^2- <=> NH3 + H2PO4- ------------- K = 10^-2,03
------------- 0,4-------0,2---------0,2--------0
-------------0,4-x----0,2-x------0,2+x------x
Theo ĐLTDKL ta có:
------------- K = (0,2+x).x/{(0,4 - x).(0,2 - x)} = 10^-2,03
----------- => x = 0,00357M

Vậy [NH3] = 0,20357M; [NH4+] ~ 0,39643M là dung dịch đệm. Áp dụng phương trình Henderson–Hasselbalch ta có:
----------- pH = pKa + lg([NH3]/[NH4+] = 9,24 + lg(0,20357/0,39643) = 8,95.

----------- Như vậy, giá trị pH tính gần đúng theo phương trình Henderson - Hasselbalch thỏa mãn.

Thật vui mừng vì 8 bài tập rèn luyện đã được các bạn tham gia ủng hộ. Qua đó chứng tỏ các bạn đã nắm khá vững vàng kiến thức chương 2.
Từ chương 3 trở đi chúng ta cũng sẽ luôn gặp lại các cân bằng axit - bazơ như là những cân bằng ảnh hưởng đến sự tạo phức, sự tạo kết tủa cũng như cân bằng oxi hóa. Vì vậy chúng ta cũng đừng quên đọc lại chương 2 nhé!

Tiếp theo chúng tôi muốn trao đổi với các bạn về chủ đề: "GIẢN ĐỒ LOGARIT NỒNG ĐỘ". Đây là một vấn đề rất hay, được sử dụng khá nhiều ở một số trường, tuy nhiên với các trường sư phạm thì lại có sự hạn chế, có lẽ do đặc thù của ngành. Do đó vấn đề này có thể các bạn KHÔNG CẦN QUAN TÂM, chúng tôi post lên đây để cho những bạn nào muốn khám phá, tìm hiểu cách tính toán cân bằng mới.

Đây cũng là đối tượng nghiên cứu mà chúng tôi đã quan tâm trong thời gian gần đây với 1 khóa luận tốt nghiệp và 1 đề tài NCKH đã được thực hiện:
- Khóa luận tốt nghiệp:
----- Tên KLTN: "Sử dụng phần mềm MATLAB vẽ giản đồ logarit nồng độ và ứng dụng tính toán cân bằng trong dung dịch axit - bazơ"
----- Tên SV thực hiện: Trần Thị Lài - Hóa 2005B - ĐH Đồng Tháp
- Đề tài NCKH:
----- Tên đề tài: "Sử dụng phần mềm MATLAB vẽ giản đồ logarit nồng độ và ứng dụng tính toán cân bằng trong dung dịch tạo phức, tạo kết tủa"
----- Tên SV thực hiện: Huỳnh Thị Tuyết Loan, Võ Thị Thùy Linh, Ngô Thanh Tuấn - Hóa 2007B - ĐH Đồng Tháp.

Với thời đại công nghệ thông tin hiện nay, việc các đề tài mới, lạ có thể bị lợi dụng để buôn bán trên các trang web. Cụ thể khóa luận tốt nghiệp đã được rao bán khá nhiều trên mạng, các bạn có thể copy tên đề tài để tìm trên google thì rõ Razz

. Một ví dụ: [You must be registered and logged in to see this link.]

Sau đây chúng tôi gửi tới các bạn link download file hướng dẫn cách vẽ và tính toán cân bằng trong dung dịch axit - bazơ. Hi vọng sẽ là một tài liệu tham khảo cho những bạn muốn tìm hiểu thêm môn Hóa phân tích!

Link: [You must be registered and logged in to see this link.]
Welcome!

Tổng số bài gửi : 23 Join date : 15/09/2012

Bài 8:
----------- HCl -> H+ + Cl-
----------- Na3PO4->3Na+ + PO43-
----------- PO43- + H+ <=>HPO42- 1/K3
----------- HPO42- + H+ <=>H2PO4- 1/K2
----------- H2PO4-+ H+ <=> H3PO4 1/K1
----------- H2O<=>H+ + OH-
Gọi C là nồng độ của Na3PO4 ban đầu.
Sau khi pha trộn ta có: C(HCl) = 0,08; C(Na3PO4) = C/3
Chọn MK: PO43-, H2O
Ta có biểu thức ĐKP: [H+] = [OH-] + [Cl-] - [HPO42-] - 2.[H2PO4-] - 3.[H3PO4] (*)

pH=1,5 < pK1 => Có thể bỏ qua [OH-], [HPO42-] cạnh [H+].
Khi đó (*) trở thành: [H+] = [Cl-] - 2.[H2PO4-] - 3.[H3PO4] (**)
----------- [H2PO4-] = C(Na3PO4).K1/(h + K1)
----------- [H3PO4] = C(Na3PO4).h/(h + K1)

Thay các giá trị h = 10^-1,5; K1=10^-2,12; C(Na3PO4)=C/3 vào (**) ta tính được:
----------- 0,936.C = 0,0484 => C = 0,0517M

b) Áp dụng ĐLBTĐT ta có: [H+] + [Na+] = [OH-] + [Cl-] + [H2PO4-] + 2.[HPO42-] + 3.[PO43-] (***)
1/2.(pK1 + pK2) < pH = 7 < pK2 => Thành phần chủ yếu là [H2PO4-] + [HPO42-] và [H+] = [OH-]
(***) trở thành: [Na+] = [Cl-] + [H2PO4-] + 2.[HPO42-] (****)

Gọi V (mL) là thể tích NaOH cần thêm vào, ta có:
----------- C(HCl) = 0,08.100/(V + 100) = 8/(V + 100)
=> [Cl-] = 8/(V + 100)
----------- C(Na3PO4)=0,01724.100/(V + 100) = 1,724/(V + 100)
----------- C(NaOH) = 0,1.V/(V + 100)
=> [Na+] = C(NaOH) + 3.C(Na3PO4) = (0,1.V + 5,17)/(V + 100)
----------- [H2PO4-] = C(Na3PO4).h/(h + K2)
----------- [HPO4 2-] = C(Na3PO4).K2/(h + K2)

Thay các giá trị h = 10^-7; K2 = 10^-7,21 vào (****) ta tính được:
----------- 0,1.V = 5,111 => V = 51,11 mL

Tổng số bài gửi : 33 Join date : 12/09/2012

Câu 2:
a) (CÁCH 2) Ta có các cb:
--------- H2O <=> H+ + OH-
--------- CN- + H+ <=> HCN
--------- NH3 + H+ <=> NH4+

Biểu thức ĐKP: [H+] = [OH-] - [HCN] - [NH4+] - C(KOH) (*)
Mặt khác ta có:
[HCN] = C(CN-)*h/(h + K1) với K1 = K(HCN) = 10^-9,35
[NH4+] = C(NH3)*h/(h + K2) với K2 = K(NH4+) = 10^-9,24
Thay vào (*) ta được:
--------- Kw/h = h + C(CN-)*h/(h + K1) + C(NH3)*h/(h + K2) + 0,005
Vì C >> 10^-7M => Bỏ qua h.
ĐKP trở thành: Kw/h = C(CN-)*h/(h + K1) + C(NH3)*h/(h + K2) + 0,005 (**)

Thay K1=10^-9,35; K2=10^-9,24; C(NH3)=0,15; C(CN-)=0,12 vào (**) ta tính được [OH-] = 5,89.10^-3 => pH=11.77

Như vậy kết quả cũng giống như cách của bạn hnhoa10, nhưng ở đây sử dụng các biểu thức phân số nồng độ quen thuộc hơn Smile

socoladang đã viết:: Nhung ơi bài 8 điều kiện proton bị sai rồi kìa.với lại khi tính các nồng độ [HPO42-],[H2PO4-],[PO43-]..đó bạn có thể so sánh [H+]=h so với các hằng số Kai (i=1->3) để rút gọn biểu thức.

Cảm ơn bạn socoladang đã góp ý cho bài làm của bạn Nhung, chúng tôi đã tiến hành sửa chữa những sai sót kỹ thuật, dẫn đến kết quả chưa chính xác.

Cũng nhân góp ý của bạn An chúng tôi nghĩ cũng phải trình bày cho các bạn cách đơn giản các biểu thức phân số nồng độ ứng với mỗi trường hợp. Những kiến thức này, đáng ra sẽ được dạy trên lớp, nhưng có thể do lượng kiến thức quá lớn nên có thể bị bỏ qua Smile

Xét trường hợp cụ thể H3PO4 (n = 3) với pK1 = 2,12; pK2 = 7,21; pK3 = 12,32
MTC = h^3 + K1.h^2 + K1.K2.h + K1.K2.K3
- Với pH < 1/2(pK1 + pK2):
Ta có K1.h^2 >> K1.K2.h >> K1.K2.K3 => Có thể bỏ qua [HPO4 2-], [PO43-].
Vậy MTC = h^3 + K1.h^2
Khi đó ta có:
---------- [H3PO4] = C.h^3/MTC = C.h/(h + K1)
---------- [H2PO4-] = C.K1.h^2/MTC = C.K1/(h + K1)

- Với 1/2.(pK1 + pK2) < pH < 1/2(pK2 + pK3): Ta có K1.h^2 >> h^3 và K1.K2.h >> K1.K2.K3 => Có thể bỏ qua [H3PO4], [PO43-].
Vậy MTC = K1.h^2 + K1.K2.h
Khi đó ta có:
---------- [H2PO4-] = C.K1.h^2/MTC = C.h/(h + K2)
---------- [HPO4 2-] = C.K1.K2.h/MTC = C.K2/(h + K2)

- Với 1/2(pK2 + pK3) < pH: Ta có K1.K2.h >> K1.h^2 >> h^3 => Thành phần chính là HPO4^2- và PO4^3-
---------- [HPO4 2-] = C.h/(h + K3)
---------- [PO4 3-] = C.K3/(h + K3)

Kết luận:
- Nếu pH < 1/2(pK1 + pK2) = 4,67: Thành phần chính là: H3PO4, H2PO4- (chỉ quan tâm K1)
Cân bằng chủ yếu: H3PO4 <=> H+ + H2PO4- ---------- K1

- Nếu 1/2(pK1 + pK2) = 4,67 < pH < 1/2(pK2 + pK3) = 9,77: Thành phần chính là: H2PO4-, HPO4 2- (chỉ quan tâm K2)
Cân bằng chủ yếu:
+ Với pH < 7,0: H2PO4 - <=> H+ + HPO4 2- ----------------- K2
+ Với pH > 7,0: HPO4 2- + H2O <=> H2PO4- + OH----------- Kb2 = Kw/K2

- Nếu pH > 1/2(pK2 + pK3) = 9,77: Thành phần chính là: HPO4 2-, PO4 3- (chỉ quan tâm K3)
Cân bằng chủ yếu: PO4 3- + H2O <=> HPO4 2- + OH- ---------- Kb1 = Kw/K3

Với các trường hợp khác, chúng ta cũng xét tương tự.

Bài tập rèn luyện (tiếp theo)

Bài 9: Tính pH và [i] trong dung dịch:
a) Dung dịch K2CrO4 0,1M
b) Dung dịch K2Cr2O7 0,01M
c) Dung dịch hỗn hợp K2Cr2O7 0,01M và CH3COOH 1,0M.
Cho các cân bằng:
---------- Cr2O72- + H2O <=> 2HCrO4- ---------- K1 = 10^-1,36
---------- HCrO4- <=> H+ + CrO42- -------------- K2 = 10^-6,5

Bài 10: Tính pH của:
a) Nước nằm cân bằng trong không khí ở áp suất 1atm, biết rằng tính axit - bazơ của nước được quyết định bởi CO2 hòa tan trong nước (các khí khác như H2S, SO2... không đáng kể).
b) Dung dịch ở câu a) được trung hòa đến pH = 7 rồi lại để đến cân bằng với không khí.
c) Dung dịch thu được khi sục CO2 liên tục vào nước.
Cho biết: Độ tan của CO2 trong nước là 10^-1,5.
-------- Axit cacbonic có pK1 = 6,35; pK2 = 10,33
-------- Thành phần CO2 trong không khí = 10^-3,5

Bài 11: Tính pH của dung dịch gồm Na2S 0,05M và (NH4)2SO4 0,025M. Cho H2S có pK1 = 7; pK2 = 12,92; NH3 có pKb = 4,76; HSO4- có pK2' = 1,99.

Bài 12: Tính pH của dung dịch FeCl3 0,01M. Cho các hằng số thuỷ phân của Fe3+ tương ứng là: pk1 = 2,17; pk2 = 3,26.
So sánh với pH của dung dịch CH3COOH 1M. Rút ra nhân xét.

Tổng số bài gửi : 6 Join date : 15/09/2012

Bài 9a: Tính pH của dung dịch K2CrO4 0,1M
Chọn Mức không: CrO42-, H2O
Các cân bằng trong dung dịch:
--------- H2O <--> H+ +OH- .............................Kw (1)
--------- CrO42- +H+ <-->HCrO4- ..................1/K2 (2)
--------- 2CrO4- +2H+ <--> H2O +Cr2O72- .....1/(K1.K2^2) (3)
ĐKP: [H+] = [OH-] - [HCrO4-] - 2.[Cr2O72-]

Từ (2) có [HCrO4-] = 1/K2 *h*[CrO42-]
Từ (3) có [Cr2O72-] = 1/K1*(1/K2)^2 *h^2*[CrO42-]^2
Khi đó ĐKP:
............. h = Kw/h - 1/K2*h*[CrO42-] - 2*1/K1*(1/K2)^2*h^2*[CrO42-]^2
.... <=> 2*1/K1*(1/K2)^2*[CrO42-]^2*h3 + (1+1/K2[CrO42-])*h^2 - Kw =0
(Các bạn có thể bỏ qua Kw )

Ta dùng PP tính lặp với giả sử ban đầu [CrO42-]o=0,1M. Giải PT ta được h=1,774*10^-10
Bây giờ ta tính lại [CrO42-]
Theo định luật bảo toàn nồng độ đầu :
C(CrO42-)=[CrO42-]+[HCrO4-]+2[Cr2O72-]
...............=[CrO42-]+1/K2*[CrO42-]h +2*1/K1*(1/K2)^2*[CrO42-]^2*h*2
tính ta được [CrO42-]1=0,0999
=>h1=1,770*10^-10=>pH1=9,751=pHo(9,752)
(pH chênh nhau 0,01 coi như bằng nhau.ta dừng lặp)

Vậy pH dung dịch K2CrO4 0,1M bằng 9,75

Bài 9b: Dung dịch K2Cr2O7 0,01M
cân bằng trong dung dịch:
----- Cr2O72- +H2O <-->2HCrO4- .........K1=10^-1,36----- (1)
----- HCrO4- <-->CrO42- +H+................K2=10^-6,5 ----- (2)
Tổ hợp hai cân bằng (1) và(2) ta được:
----- Cr2O72- +H2O <---> 2CrO42- +2H+........K=K1*K2^2=10^-14,36
------- 0,01
------0,01-x..........................2x.............2x
Áp dụng định luật tác dụng khối lượng ta có:
------- K = [CrO42-]^2*[H+]^2/[Cr2O72-] = (2x)^2*(2x)^2/(0,01 - x) = 10^-14,36
Giả sử x << 0,01 => x=4,06*10^-5 (thỏa mãn giả sử)
=>[H+] = 2x = 8,13*10^-5M =>pH=4,09

Tổng số bài gửi : 33 Join date : 12/09/2012

Bài 12:
Chọn MK là Fe3+ và H2O. Ta có các cb:
-------------H2O <=> H+ + OH- -----------------------------Kw ----------------(1)
-------------Fe3+ + H2O <=> Fe(OH)2+ + H+ -------------- K1 = 10^-2,17---- (2)
-------------2Fe3+ + 2H2O <=> Fe2(OH)2^4+ + 2H+ -------K = 10^-2,85 -----(3)
Ta có biểu thức ĐKP: [H+] = [OH-] + [Fe(OH)2+] + 2[Fe2(OH)2^4] (*)
Ta có: K1 = [Fe(OH)2+] * [H+] / [Fe3+] => [Fe(OH)2+] = [Fe3+]*K1/h
--------K = [Fe2(OH)2^4+] * [H+]^2 / [Fe3+]^2 => [Fe2(OH)2^4+] = [Fe3+]^2*K / h^2
Thay các giá trị vào (*) ta được:
--------h = Kw/h + [Fe3+]*K1/h + 2*[Fe3+]^2*K / h^2
--<=> h = Kw/h + C*K1/h + 2C^2*K/h^2 (**)
Với C = 0,01, giải phương trình (**) ta được h = 0,0305 => pH = 1,5157

- pH của dd CH3COOH 1M : pH = 2,381

Nhận xét: tính axit của dd FeCl3 0,01M lớn hơn tính axit của dd CH3COOH 1M. Điều này dễ thấy qua hằng số pK, pK1 của Fe3+ = 2,17 < pK1 của CH3COOH = 4,76.

Tổng số bài gửi : 6 Join date : 15/09/2012

Bài 11: Tính pH của dung dịch gồm Na2S:0,05M và (NH4)2SO4:0,025M
Phản ứng xảy ra:
------- NH4+ + S2- <--> NH3+ HS-...............K = 10^3,68
Vì K >10^2 nên coi như phản ứng xảy ra hoàn toàn

TPGH: NH3:0,05M; HS-:0,05M; SO42-:0,025M
Chọn MK là TPGH: NH3, HS-, SO42-, H2O
các cân bằng xảy ra:
------- H2O<-->H+ +OH-.........Kw
------- HS-<-->H+ +S2-.........K2
------- NH3+H+<-->NH4+........1Ka
------- SO42- +H+<-->HSO4-...1/Ka2(H2SO4)
ĐKP: [H+] = [OH-] + [S2-] - [NH4+] - [HSO4-]
........ h = Kw/h + Ka2*[HS-]/h - [NH3]*h/Ka - [SO42-]h/Ka2(H2SO4)
Tính lặp với [HS-]o = [NH3]o = 0,05M; [SO42-]o=0,025M
=> ho = 1,357*10^-11
Tính lại [HS-]1 = Ka1*h/(h^2 + Ka1.h + Ka1.Ka2)=0,0495
-------- [NH3]1=Ka(NH4+)/(Ka(NH4+) +h=0,0488
-------- [SO42-]=Ka2(H2SO4)/Ka2(H2SO4)+h=0,0249
=> h1 = 1.371*10^-11 ~ ho => Dừng lặp.

Kết quả: pH=10,86

Tổng số bài gửi : 33 Join date : 12/09/2012

Bài 11: CÁCH KHÁC
Ta có các cb:
----------- S2- + H2O <=> HS- + OH- ------------------ Kb1 = Kw/K2
----------- HS- + H2O <=> H2S + OH- ------------------ Kb2 = Kw/K1
----------- NH4+ <=> H+ + NH3 ------------------------- Ka
----------- SO4^2- + H2O <=> HSO4- + OH- ----------- Kb = Kw/K2'
----------- H2O <=> H+ + OH- --------------------------- Kw

Chọn MK là TPBĐ: S2-; NH4+; SO4^2- và H2O.
Ta có biểu thức ĐKP: [H+] = [OH-] + [NH3] - [HSO4-] - [HS-] - 2[H2S] (*)
Vì Kb1 >> Kb2 và Kb1.C(S2-) >> Kb.C(SO42-) => có thể bỏ qua [HSO4-], [H2S] cạnh [HS-]
và Kb1.C(S2-) >> Ka.C(NH4+) => Có thể bỏ qua [H+] cạnh [OH-]
=> ĐKP: [OH-] + [NH3] - [HS-] = 0.
Mặt khác ta có:
----------- [NH3] = C(NH4+)*Ka/(h+Ka)
----------- [HS-] = C(S2-)*h/(h + K2) (vì bỏ qua H2S)

Thay vào ĐKP ta được:
----------- Kw/h + C(NH4+)*Ka/(h + Ka) - C(S2-)*h/(h + K2) = 0
-------- <=> 0,05*h^3 - 10^-14*h^2 - 9,21.10^-24*h - 6,92.10^-37 = 0
--------- => h = 1,37.10^-11 => pH = 10,86

Như vậy, việc chọn MK như thế nào không ảnh hưởng đến kết quả, vì như chúng ta đã biết: "Dù chọn MK là thành phần nào thì chúng ta cũng chỉ thu được 1 biểu thức ĐKP duy nhất"

baby_bebi29 đã viết:: Bài 12:
Chọn MK là Fe3+ và H2O. Ta có các cb:
-------------H2O <=> H+ + OH- -----------------------------------Kw ------------------(1)
-------------Fe3+ + H2O <=> Fe(OH)2+ + H+ ----------------- K1 = 10^-2,17---- (2)
-------------2Fe3+ + 2H2O <=> Fe2(OH)2^4+ + 2H+ --------K = 10^-2,85 -----(3)
Ta có biểu thức ĐKP: [H+] = [OH-] + [Fe(OH)2+] + 2[Fe2(OH)2^4] (*)
Ta có: K1 = [Fe(OH)2+] * [H+] / [Fe3+] => [Fe(OH)2+] = [Fe3+]*K1/h
--------K = [Fe2(OH)2^4+] * [H+]^2 / [Fe3+]^2 => [Fe2(OH)2^4+] = [Fe3+]^2*K / h^2
Thay các giá trị vào (*) ta được:
--------h = Kw/h + [Fe3+]*K1/h + 2*[Fe3+]^2*K / h^2
--<=> h = Kw/h + C*K1/h + 2C^2*K/h^2 (**)
Với C = 0,01, giải phương trình (**) ta được h = 0,0305 => pH = 1,5157

- pH của dd CH3COOH 1M : pH = 2,381

Nhận xét: tính axit của dd FeCl3 0,01M lớn hơn tính axit của dd CH3COOH 1M. Điều này dễ thấy qua hằng số pK, pK1 của Fe3+ = 2,17 < pK1 của CH3COOH = 4,76.

Bài làm của Ngân bị mắc lỗi đó là viết sai cân bằng thủy phân nấc thứ 2, dẫn đến kết quả sai.
Các bạn chú ý là sự thủy phân đa nhân sẽ được bỏ qua khi tính pH.
Bài 12 (SỬA):
Chọn MK là Fe3+ và H2O. Ta có các cb:
------------- H2O <=> H+ + OH- -----------------------------------Kw ------------------(1)
------------- Fe3+ + H2O <=> Fe(OH)^2+ + H+ ----------------- K1 = 10^-2,17---- (2)
------------- Fe3+ + 2H2O <=> Fe(OH)2^+ + 2H+ -------- K = K1.K2 = 10^-5,43 -----(3)

Ta có biểu thức ĐKP: [H+] = [OH-] + [Fe(OH)^2+] + 2[Fe(OH)2^+]
Vì K1.C >> Kw => Bỏ qua cân bằng của nước.
=> ĐKP: [H+] = [Fe(OH)^2+] + 2[Fe(OH)2^+] (*)

Ta có: [Fe(OH)^2+] = C.K1.h/(h^2 + K1.h + K1.K2); [Fe(OH)2^+] = C.K1.K2/(h^2 + K1.h + K1.K2)
Thay các giá trị vào (*) ta được:
-------- h = (C.K1.h + C.K1.K2)/(h^2 + K1.h + K1.K2)
---- <=> h^3 + K1.h^2 + (K1.K2 - C.K1).h - C.K1.K2 = 0

Thay số ta tính được h = 0,00567 => pH = 2,25.

- Dễ dàng tính được pH của dd CH3COOH 1M : pH = 2,381 > 2,25.
=> Tính axit của dd FeCl3 0,01M lớn hơn tính axit của dd CH3COOH 1M. Khi làm bài tập của ion kim loại thì ta vẫn áp dụng các công thức phân số nồng độ tương tự như axit đa chức

» [Thảo luận] Hóa phân tích định lượng
» [Thảo luận] Hóa phân tích công cụ
» Tuyển tập Luận văn Hóa học phân tích
» Thảo luận hóa vô cơ
» Tuyển tập ebooks Hóa Phân tích