Giáo án Chương XIII: Cân bằng ion của Axít – Bazơ44719

HOCHOAHOC.COM -Chuyên trang h c hóa h c CH NG XIII: I S n ly c a n CÂN B NG ION C A AXÍT – BAZ c tích s ion c a n c: Hình 13.1 S ion hóa c a n c H2O + H2O  H3O+ + OHH2O  H+ + OH- Hay:      16 H OH c: K  H 2O   1,8.10 H ng s n ly c a n *Tích s n ng đ ion H+ OH- n c nguyên ch t hay dung d ch n c b t k h ng s nhi t đ xác đ nh, đ c g i tích s ion c a n c Kn H  OH   KH O  1,8.10 22oC   16 1000  1014 18 Kn  [ H  ][OH  ]  1014 II Ch s hydro pH môi tr ng dung d ch Ch s pH: pH = -lg[H+] => Môi tr - Môi tr - Môi tr - Môi tr pOH = -lg[OH-] pKn = pH + pOH =14 ng dung d ch: ng trung tính: [H+] = [OH-] = 10-7 => pH = -lg[H+] = [H+] > [OH-] => pH < [H+] < [OH-] => pH > ng axit: ng baz: III LỦ thuy t axit, baz: Thuy t h dung môi phân (Franklin):  Axit: ch t có kh n ng n ly ion d n ly ng gi ng ion d ng c a dung mơi  Baz: ch t có kh n ng n ly ion âm gi ng ion âm c a dung môi n ly => Trong dung d ch n c: H2O + H2O  H3O+ + OH1 ThuVienDeThi.com HOCHOAHOC.COM -Chuyên trang h c hóa h c  Axit nh ng ch t n ly cho ion H+ (H3O+ ): HCl, CH3COOH, HCN…  Baz nh ng ch t n ly cho ion OH-: KOH, NH4OH… Thuy t proton H+ c a Bronsted - Lowry:  Axit ch t có kh n ng cho proton H+ : HA = H+ + A-  Baz ch t có kh n ng nh n proton H+ : B + H+ = BH+ * HA/A- B/BH+ c p axit – baz liên h p (conjugate acid-base pairs) CH3COOH(dd) + H2O( )  H3O+(dd) + CH3COO-(dd) Axit1 Baz2 Axit2 Baz1 NH3(dd) + H2O( )  NH4+(dd) + OH-(dd) Baz2 Axit1 Axit2 Baz1 * Nh v y phân t ho c ion có th v a cho v a nh n proton H+ tùy theo u ki n ph n ng g i ch t l ng tính (amphoteric) (H2O, HCO3-, HCO3-(dd) + H2O( )  H3O+(dd) + CO32-(dd) HCO3-(dd) + H2O( )  H2CO3(dd) + OH-(dd) * Thuy t Bronsted không ch gi i h n dung dich n c mà áp d ng cho dung d ch có dung mơi khác Thí d dung mơi ammoniac l ng: HCl(trong NH3) + NH3( )  NH4+(trong NH3) + Cl-(trong NH3) Axit1 Baz2 Axit2 Baz1 => Nh n xét:  Axit Bronsted có th là: phân t trung hịa (H2O, HCl ), cation (H+, H3O+, NH4+ ), anion (HCO3-, HS- )  Baz Bronsted có th là: phân t trung hịa (H2O, NH3 ), anion (OH-, Cl-, CH3COO- )  S n ly c a axit baz n  Axit: c – H ng s n ly c a axit baz: HA + H2O  A- + H3O+ H O  A    Ka  HA Ka đ i l ng đ c tr ng cho đ m nh c a axit: Ka l n (pKa = -lgKa nh ) axít m nh, ng c l i  Baz: B + H2O  BH+ + OHKb  BH  OH    B Kb đ i l ng đ c tr ng cho đ m nh c a baz Kb l n (pKb = -lgKb nh ) baz m nh, ng c l i ThuVienDeThi.com HOCHOAHOC.COM -Chuyên trang h c hóa h c  i v i axit, baz y u đa b c: m i n c n ly có m t K, n c n ly v sau y u H3PO4  H + H2PO4 + H .H PO   7,110    - H2PO4-  H+ + HPO42- Ka1 H3PO4  H .HPO   6,3 10 2  H PO  H .PO   4,5 10  HPO  Ka   Ka 8 3 2  HPO42-  H+ + PO43- 3 13 i v i c p axit – baz liên h p:  + HA + H2O  A- + H3O+ Ka ( HA)  + [ H 3O  ][ A ] [ HA] A- + H2O = HA + OHKb ( A ) Ka ( HA) Kb ( A )  [ HA][OH  ]  [ A ] [ H O  ][ A ] [ HA][OH  ]  [ H 3O  ][OH  ]  Kn [ HA] [ A ] i v i m i c p axit – baz liên h p, ta đ u có: pKa + pKb = pKn = 14 Thuy t electron c a Lewis:  Axit ch t có kh n ng nh n c p electron  Baz ch t có kh n ng cho c p electron ThuVienDeThi.com HOCHOAHOC.COM -Chuyên trang h c hóa h c -Nh n xét:  Axit Lewis: nh ng ti u phân có d m t đ n tích d ng, phân t ho c ion có orbital tr ng (đ nh n electron) T t c cation kim lo i đ u axit Lewis  Baz Lewis th ng anion (Cl-, Br-, F-, OH-…), phân t trung hòa ho c ion thành ph n có nguyên t có c p electron ch a liên k t nh O, N, X IV Tính pH c a dung d ch pH c a dung d ch axit m nh baz m nh  Axit m nh: pH   lg CH   Baz m nh: pH  14  lg COH  pH c a dung d ch axit y u baz y u  pKa  lg Ca   Axit y u: pH   Baz y u: pH  14   pKb  lg Cb  V Dung d ch đ m (buffer solutions)  nh ngh a: Dung d ch đ m dd có giá tr pH xác đ nh h u nh không thay đ i pha loãng ho c thêm vào m t l ng nh axit m nh hay baz m nh  Phân lo i dd đ m: tùy theo pH đ m ta có lo i h đ m:  H đ m axit: pH đ m < 7, dung d ch g m m t axit y u mu i c a nó.(TD: CH3COOH CH3COONa)  H đ m baz: pH đ m > 7, dung d ch g m m t baz y u mu i c a (TD: NH4OH NH4Cl)  H đ m trung tính: pH đ m ≈ 7, dung d ch g m h n h p mu i axit c a axit y u đa b c (TD: NaH2PO4 Na2HPO4)  C ch đ m: ↓ét h đ m axetat: dung d ch t n t i cân b ng sau: ThuVienDeThi.com HOCHOAHOC.COM -Chuyên trang h c hóa h c CH3COOH  CH3COO- + H+ (1) Khi thêm mu i: CH3COONa = CH3COO- + Na+ làm t ng [CH3COO-], cân b ng d ch chuy n theo chi u ngh ch K t qu dung d ch có l ng d tr l n c a CH3COOH CH3COO- dùng đ làm cân b ng [H+]  Khi thêm vào dd m t axit m nh [H+] s k t h p v i ion CH3COO- có s n dd đ t o thành axit CH3COOH, cân b ng (1) chuy n d ch theo chi u ngh ch làm [H+] => pH c a dd thay đ i không đáng k  Khi thêm vào dd m t baz m nh: ion OH- s k t h p v i ion H+ có dd đ t o thành H2O [H+] làm cân b ng (1) d ch chuy n theo chi u thu n, t o thêm ion H+ pH c a dd thay đ i không đáng k  Khi pha loãng dd, n ng đ t t c ch t dd gi m, k c axit CH3COOH, đ n ly pH dd h u nh không thay đ i  pH c a dung d ch đ m  m axit: Ka (CH 3COOH )  CH3COOH  CH3COO- + H+ [ H  ][CH 3COO  ] [CH 3COOH ] pH = -lg[H+] = -lg{ Ka =>  m baz: => [ H  ]  Ka [CH 3COOH ] C  Ka a  [CH 3COO ] Cm C Ca }= -lgKa + lg m Cm Ca pH  pKa  lg Cm Ca  C  pH  14   pKb  lg m  Cb   ThuVienDeThi.com ... không đáng k  Khi thêm vào dd m t baz m nh: ion OH- s k t h p v i ion H+ có dd đ t o thành H2O [H+] làm cân b ng (1) d ch chuy n theo chi u thu n, t o thêm ion H+ pH c a dd thay đ i khơng đáng... tích d ng, phân t ho c ion có orbital tr ng (đ nh n electron) T t c cation kim lo i đ u axit Lewis  Baz Lewis th ng anion (Cl-, Br-, F-, OH-…), phân t trung hòa ho c ion thành ph n có nguyên... (H2O, HCl ), cation (H+, H3O+, NH4+ ), anion (HCO3-, HS- )  Baz Bronsted có th là: phân t trung hòa (H2O, NH3 ), anion (OH-, Cl-, CH3COO- )  S n ly c a axit baz n  Axit: c – H ng s n ly c