tài liệu đáp án bài tập hóa vô cơ chương 2 tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất c...
Bài 1. Trong các tiểu phân sau đây, tiểu phân nào là acid, base, lưỡng tính theo các thuyết: a) Bronsted b) Lewis HSe - , O 2- , K + .aq , HF, H 2 S, Mg 2+ , BF 3 , Cl - , CH 3 COOH Giải thích rõ lý do dự đoán. Nếu là acid – base Bronsted hãy cho biết dạng acid và base liên hợp của chúng. a) Theo thuyết Bronsted-Lawry, ta có; (căp acid – base trong ngoặc) Chỉ có tính acid:K + aq (K + /KOH) Chỉ có tính base:Cl - (HCl/Cl - ), O 2- (OH - /O 2- ) Lưỡng tính:HSe - (H 2 Se/HSe - ; HSe - /Se 2- ), HF(HF/F - ) , H 2 S(H 2 S/HS - ), CH 3 COOH (CH 3 COOH/CH 3 COO - ) Mg 2+ và BF 3 khơng có tính acid-base Bronsted-Lawry Theo thuyết Bronsted: Acid là chất cho chất khác ion H + , base là chất nhận ion H + từ chất khác. Các anion Cl - và O 2- khơng chứa proton nên chỉ có thể nhận proton. Cation kali hydrat hóa có thể cho proton từ phân tử nước, khơng có khả năng nhận proton nên chỉ mang tính acid. Các chất có khả năng cho và nhận proton nên mang tính lưỡng tính: HF (l) + HF (l) H 2 F + + F ‾ H 2 S (l) + H 2 S(l) HS - + H 3 S + CH 3 COOH(l) + CH 3 COOH(l) CH 3 COOH 2 + + CH 3 OO - HS - + H 2 O H 2 S + OH - (HS - là base) HS - + H 2 O S 2- + H 3 O + (HS - là acid) b) Theo thuyết Lewis Acid là chất có orbital hóa trị trống có thể nhận cặp electron. Base là chất có cặp electron hóa trị khơng phân chia. Như vậy, các chất vừa có cặp electron khơng phân chia vừa có orbital còn trống sẽ là chất lưỡng tính. Về lý thuyết: Chỉ có tính acid: Mg 2+ ; K + .aq Chỉ có tính base: Cl - , O 2- Lưỡng tính: Các chất còn lại. Tuy nhiên trong thực tế nhiều chất chỉ thể hiện một tính chất vượt trội, tính chất còn lại thể hiện rất yếu, thường khơng được nhắc đến. Ví dụ: BF 3 thực tế chỉ nhắc đến tính acid Lewis do trên ngun tử B có orbital trống. Tuy nhiên trên ngun tử fluor có cặp electron khơng phân chia nên có thể thể hiện tính base Lewis. Vì vậy, có thể hiểu được phản ứng thủy phân của BF 3 : 4BF 3 + 3H 2 O = 3H[BF 4 ] + B(OH) 3 1 Trong trường hợp này BF 3 vửa đóng vai trò acid Lewis khi liên kết với ion F - tạo phức tetrafluoridoborat, vừa đóng vai trò base Lewis khi cung cấp ion fluoride. Nước cũng là lưỡng tính khi vừa cho OH - vừa cho H + . Đối với các chất chứa proton như HF CH 3 COOH, HSe - … thì thể hiện tính acid Lewis trong phản ứng cho proton (H + ). Tuy nhiên trong thực tế để thuận tiện, người ta tách ra loại phản ứng cho nhận H + là phản ứng Bronsted và các phản ứng cho nhận cặp electron còn lại là phản ứng acid – base Lewis. Các chất vừa nêu nếu tác dụng bằng anion thì đóng vai trò base lewis trong phản ứng. HF(b. lewis) + BF 3 = H[BF 4 ] 4CH 3 COOH(b. lewis) + TiCl 3 + 4NaHCO 3 = Na[Ti(CH 3 COO) 4 ] + 4NaCl + 4CO 2 + 4H 2 O Bài 2. Hãy cho biết chất nào có tính acid mạnh hơn giữa các cặp chất sau đây? Tại sao ? a) Tl + aq và Pb 2+ aq b) BCl 3 và BBr 3 c) Mg 2+ aq và Fe 2+ aq d) Fe 3+ .aq và Al 3+ .aq a) Tl + aq < Pb 2+ aq vì Pb 2+ có mật độ điện tích dương lớn hơn Na + và có cấu hình electron trung gian )59,1 26,1 2 ;74,0 36,1 1 ( 2 2 0 ==== + + + + Pb Pb Tl Tl r Z A r q b) BBr 3 > BCl 3 do hiệu ứng cộng hưởng trong bor chloride mạnh hơn trong brom chloride. c) Fe 2+ aq > Mg 2+ aq vì Fe 2+ và Mg 2+ có cùng điện tích và có bán kính xấp xỉ nhau )74,0;80,0( 00 32 ArAr AlFe == ++ nhưng Fe 2+ có lớp vỏ electron trung gian (3d 6 ) trong khi Mg 2+ có lớp vỏ của khí hiếm (2s 2 2p 6 ). d) Fe 3+ aq > Al 3+ aq vì Fe 3+ và Al 3+ có cùng điện tích và có bán kính xấp xỉ nhau )57,0;67,0( 00 33 ArAr AlFe == ++ nhưng Fe 3+ có lớp vỏ electron trung gian (3d 5 ) trong khi Al 3+ có lớp vỏ electron của khí hiếm (2s 2 2p 6 ). Bài 3. Tại sao tồn tại các hợp chất: HF.BF 3 , HF.SbF 5 nhưng không tồn tại các hợp chất H 2 .BF 3 , F 2 BF 3 , H 2 .SbF 5 , F 2 SBF 5 . Các hợp chất HF.BF 3 và HF.SbF 5 là các phức. Cơng thức dạng phức như sau: H[BF 4 ] và H[SbF 6 ]. Trong đó B ở trạng thái lai hóa sp 3 và Sb ở trạng thái sp 3 d 2 . H + nằm ở cầu ngoại. Phản ứng giữa HF và BF 3 và HF và SbF 5 là phản ứng acid-base Lewis, trong đó HF là base lewis và các chất còn lại là acid lewis. HF là phân tử phân cực mạnh nên trên F có mật độ electron cao, thuận tiện cho việc cho đi cặp ectron, B còn 1 orbital 2p trống và Sb còn orbital 5d trống để nhận cặp electron. Trường hợp H 2 liên kết khơng có cực, cặp electron duy nhất định chỗ giữa 2 hạt nhân hydro nên khơng thể có tính base lewis. Trường hợp F 2 liên kết F – F khơng có cực và rất 2 bn, do vy, mc dự nguyờn t fluor cũn cp electron khụng phõn chia, liờn kt cho nhn F B v F Sb khụng mnh b gy liờn kt F F thnh F - v F + . !"#$% & '( )*+,# ) /$010%23)* & *(() *45678)109-0:+ Cỏc cp acid base liờn hp: H 3 PO 4 /H 2 PO 4 - ; H 4 PO 4 + /H 3 PO 4 ; HCl/Cl - ; H 2 Cl + /HCl Da vo mnh acid trong dung dch nc HCl : 10 7 H 3 PO 4 : 10 -2,21 (I) CH 3 COOH : 10 -4,76 Cú th nhn xột: a) H 3 PO 4 l acid cú mnh trung bỡnh trong nc. L acid yu trong CH 3 COOH lng. L base trong HCl lng. b) HCl l acid mnh trong nc, l acid yu trong CH 3 COOH lng. Baứi 5. Haừy xaực ủũnh acid - base Lewis trong caực phaỷn ửựng sau: a) HF + SbF 5 = H[SbF 6 ] b) AgCl + 2NH 3 = [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl c) PtCl 2 + 2NaCl = Na 2 [PtCl 4 ] d) Al(OH) 3 + NaOH = Na[Al(OH)] 4 a) HF (b.l) + SbF 5 (a.l.) = H[SbF 6 ] b) AgCl (a.l) + 2NH 3 (b.l) = [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl c) PtCl 2 (a.l) + 2NaCl(b.l) = Na 2 [PtCl 4 ] d) Al(OH) 3 (a.l) + NaOH(b.l) = Na[Al(OH)] 4 Baứi 6. Haừy xaực ủũnh acid - base Usanovich trong caực phaỷn ửựng sau: a) CaO + SiO 2 = CaSiO 3 b) Al 2 O 3 + SiO 2 = Al 2 SiO 5 c) Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2 O d) 2Al(OH) 3 + P 2 O 5 = 2AlPO 4 + 3H 2 O e) 2NaH + B 2 H 6 = 2Na[BH 4 ] Xỏc nh acid-base theo thuyt acid-base Usanovich: a) CaO + SiO 2 = CaSiO 3 base acid b) Al 2 O 3 + SiO 2 = Al 2 SiO 5 base acid c) Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2 O acid base d) 2Al(OH) 3 + P 2 O 5 = 2AlPO 4 + 3H 2 O base acid 3 e) 2NaH + B 2 H 6 = 2Na[BH 4 ] base acid Bài 7. Hãy cho biết những chất sau đây, chất nào là acid hoặc base trong HF lỏng : BF 3 ; SbF 5 ; H 2 O. Những chất sau đây trong HF lỏng: BF 3 ; SbF 5 ; H 2 O H 2 O là base Bronsted-Lawry trong HF lỏng: HF + H 2 O H 3 O + + F‾ BF 3 và SbF 5 là acid Lewis trong HF lỏng: BF 3 + HF H[BF 4 ] SbF 5 + HF H[BF 6 ] Bài 8. Hãy sắp xếp các oxide và acid-oxy trong mỗi dãy theo trật tự tính acid tăng dần, giải thích? a) H 5 IO 6 , HIO 3 , HIO b) H 2 SO 4 , H 2 TeO 4 , H 2 CrO 4 c) MnO, MnO 2 , Mn 2 O 7 , Mn 2 O 3 a) HIO < H 5 IO 6 < HIO 3 Giải thích: Theo quy tắc Paoling với acid-oxy đơn phân tử có cơng thức tổng qt XO m (OH) n , m càng lớn tính acid nấc phân ly thứ nhất càng mạnh b) H 2 CrO 4 < H 2 TeO 4 < H 2 SO 4 Giải thích: Các acid này có cùng giá trị m nên độ mạnh acid phụ thuộc vào độ âm điện của ngun tố tạo acid. Ngun tố tạo acid có độ âm điện càng cao thì acid-oxy càng mạnh. c) MnO < Mn 2 O 3 < MnO 2 < Mn 2 O 7 Giải thích: Tính acid tăng theo dãy trên là do tỷ số q/r tăng (cation có số oxy hóa càng cao thì bán kính càng nhỏ) Ion Mn 2+ Mn 3+ Mn 4+ Mn 7+ r(Å) 0,91 0,70 0,52 0,46 q/r 2,20 4,29 7,69 15,22 Ba;<=10!$>? @ ? @ A!$0-!B% 10*)!$0-!B%10,(CD9/C="EF%9 E%0B/>#!$E80GH> I% 8C Mn +4 có số oxi hóa cao hơn Mn +2 , bán kính nhỏ hơn (Mn 4+ (0,52Å) , Mn 2+ (0,91Å)) nên mật độ điện tích dương cao hơn, vì vậy hợp chất của Mn(4+) có tính acid cao hơn và tính base thấp hơn hợp chất của Mn(2+). Do đó, hợp chất Mn(2+) dễ dàng tác dụng hơn hợp chất Mn(4+) với dung dịch có tính acid như HCl, còn hợp chất Mn(4+) dễ tác dụng hơn hợp chất Mn(2+) với dung dịch có tính base như NaOH. 4 Kết luận: đối với các hợp chất khác số oxi hóa của cùng một ngun tố, tính acid tăng khi số oxi hóa tăng. Bài 10. Tính ∆G o t,298 của các phản ứng dưới đây: a) HNO 3 (dd) + Ag(OH)(dd) b) H 3 BO 3 (dd) + NH 4 OH (dd) c) H 3 PO 4 (dd) + KOH (dd) d) CH 3 COOH (dd) + LiOH (dd) Nhận xét phản ứng nào xảy ra hoàn toàn, phản ứng nào xảy ra không hoàn toàn. Rút ra nhận xét tổng quát về khả năng phản ứng giữa các acid và base. a/ Xét phản ứng giữa acid niric và bạc hydroxide Ag(OH) + HNO 3 = AgNO 3 + H 2 O Phương trình ion-phân tử có dạng: Ag(OH) (dd) + H + (dd) = Ag + (dd) + H 2 O(l) OH OHAg cb K K K 2 )( = Mà : kJKRTG cbpu 8,66)1010ln(298314,8ln 143,20 298, −=×××−=−=∆ − Vậy phản ứng này xảy ra hồn tồn b/ Xét mức phản ứng nấc thứ nhất của H 3 BO 3 với ammoniac: Acid boric trong nước chỉ phân li một nấc và theo phương trình: H 3 BO 3 + H 2 O H + + [B(OH) 4 ]‾ Vì vậy phản ứng giữa acid boric và ammoniac xảy ra: H 3 BO 3 + NH 4 OH NH 4 [B(OH) 4 ] Phương trình ion-phân tử có dạng: H 3 BO 3 (dd) + NH 4 OH(dd) NH 4 + (dd)+ [B(OH) 4 ]‾ (dd) 005,0 .,1 10 2 2333 = × = OH OHNHBOH cb K KK K Mà: molJG pu /4,1210ln298314,8 005,00 298, −=××−=∆ Phản ứng thuận nghịch. c/ Với H 3 PO 4 và KOH , tính lần lượt cho từng nấc phân li của acid phosphoric: *Phản ứng với nấc phân li thứ nhất của acid phosphoric: H 3 PO 4 (dd)+ OH ‾ (dd) H 2 PO 4 ‾ (dd)+ H 2 O(l) OH POH cb K K K 2 43 ,1 = Vậy: kJG pu 785,67)1010ln(298314,8 1412,20 298, −=×××−=∆ − Phản ứng này xảy ra hồn tồn. **Phản ứng với nấc phân li thứ 2 của acid phosphoric: H 2 PO 4 ‾ (dd) + OH‾(dd) HPO 4 2- (dd) + H 2 O(l) OH POH cb K K K 2 43 ,2 = Vậy: kJG pu 743,38)1010ln(298314,8 1421,70 298, −=×××−=∆ − ≈ -40kJ 5 Phản ứng này cũng được coi là xảy ra hồn tồn. *** Phản ứng với nấc phân li thứ 3 của acid phosphoric: HPO 4 2- (dd) + OH‾(dd) PO 4 3- (dd) + H 2 O(l) OH POH cb K K K 2 43 ,3 = Vậy: kJG pu 243,9)1010ln(298314,8 1438,120 298, −=×÷×−=∆ − Phản ứng này xảy ra khơng đến cùng. Kết luận: khi cho KOH tác dụng với acid phosphoric trong nước thì khơng thể điều chế đến chỉ có muối K 3 PO 4 . d/ Xét phản ứng giữa acid acetic và liti hydroxide CH 3 COOH + LiOH LiCH 3 COO + H 2 O Phương trình ion-phân tử có dạng: CH 3 COOH(dd) +LiOH(dd) Li + (dd)+CH 3 COO‾(dd)+ H 2 O(l) OH LiOHCOOHCH cb K KK K × = 3 Vậy: kJG pu 752,51)101010ln(298314,8 1417,076,40 298, −=××××−=∆ −− Vậy phản ứng này xảy ra hồn tồn. Nhận xét. Các ví dụ trên cho thấy: Phản ứng xảy ra hồn tồn: + giữa acid mạnh và base khơng q yếu + giữa acid khơng q yếu và base mạnh Phản ứng xảy ra một phần giữa acid mạnh va base q yếu (và ngược lại) Phản ứng khơng xảy ra giữa acid rất yếu base có độ mạnh trung bình yếu (và ngược lại) DJKGLE9MG919NO/0"$P> -N+ Bài 11. Khi pha dung dòch nước các muối: AlCl 3 , SnCl 2 , Fe 2 (SO 4 ) 3 , CrCl 3 người ta thường dùng dung dòch HCl loãng (hoặc dung dòch H 2 SO 4 ) loãng) chú không dùng nước nguyên chất. Giải thích tại sao? Các muối AlCl 3 , SnCl 2 , Fe 2 (SO 4 ) 3 , CrCl 3 đều là muối của acid mạnh và base yếu nên trong dung dịch sẽ thủy phân thành hydroxide kim loại và acid. Do đó khi trước khi hòa tan các muối vào nước người ta dùng dung dịch HCl lỗng (hoặc dung dịch H 2 SO 4 lỗng) để tăng nồng độ [H + ] làm ngăn cản q trình thuỷ phân Ví dụ: AlCl 3 AlCl 3 = Al 3+ + 3Cl - Al 3+ + 3H 2 0 Al(OH) 3 ↓+ 3H + (*) DJQAE>10G1$EH100 %-RS> PG91AO!-RT1UVB%!M"S >PG91+ Bài 12. Có dung dòch cùng nồng độ mol của các chất sau đây: a) Na 2 S b) NaCH 3 COO c) Na 3 PO 4 6 Dung dòch nào có pH lớn nhất ? Nhỏ nhất ? Tính pH của các dung dòch ở nồng độ 0,1M Vì Na + là acid liên hợp của base rất mạnh là NaOH nên pH dung dịch thay đổi tùy thuộc vào độ mạnh các base là anion. Tính độ mạnh của các base theo cặp acid base liên hợp: HS‾/S 2- ; CH 3 COOH/CH 3 COO‾ ; HPO 4 2- /PO 4 3- 11,1 89,12 14 , , 10 10 10 2 2 − − − === − − HSa OH Sb K K K 24,9 76,4 14 , , 10 10 10 3 2 3 − − − === − COOHCHa OH COOCHb K K K 62,1 38,12 14 , , 10 10 10 2 4 2 3 4 − − − == − − HPOa OH POb K K K So sánh độ mạnh 3 base tăng theo dãy: CH 3 COO‾ < PO 4 3- < S 2- , tử đây có thể nhận xét là với dung dịch cùng nồng độ, dung dịch Na 2 S có pH lớn nhất và dung dịch NaCH 3 COO có pH nhỏ nhất. Tính pH các dung dịch muối trên ở nồng độ 0,1M a) S 2- + H 2 O HS - + OH - Ban đầu: 0,1M 0 0 Lúc cân bằng: (0,1- α ) α α 76,1224,1 0575,010 )1,0(][ ]][[ 11,1 2 , 2 2 =⇒= =⇒= − === − − −− − pHpOH K K S HSOH K HSa OH cb α α α b) CH 3 COO - + H 2 O CH 3 COOH + OH - Ban đầu: 0,1M 0 0 Lúc cân bằng: (0,1- α ) α α 88,812,5 1010 1,0)1,0(][ ]][[ 12,524,9 22 ,3 3 3 2 =⇒= =⇒=≅ − === −− − − pHpOH K K COOCH COOHCHOH K COOHCHa OH cb α α α α c) PO 4 3- + H 2 O HPO 4 2- + OH - Ban đầu: 0,1M 0 0 Lúc cân bằng: (0,1- α ) α α 0384,010 )1,0(][ ]][[ 62,1 2 , 3 4 2 4 2 4 2 =⇒= − === − − −− − α α α HPOa OH cb K K PO HPOOH K pOH = 1,415 ⇒ pH = 12,585 Bài 13. Sắp xếp sự thủy phân của AlCl 3 tăng dần khi cho vào các chất dưới đây: 7 a) Nước b) Dung dòch FeCl 2 c) Dung dòch NaCH 3 COO d) Dung dòch Na 2 HPO 4 e) Dung dòch NaF Mức độ thủy phân của nhôm chloride tăng dần theo dãy sau: NaF < FeCl 2 < H 2 O < NaCH 3 COO < Na 2 HPO 4 Giải thích: AlCl 3 là một hợp chất mang tính acid, vì khi hòa tan vào dung môi có chứa nước thì AlCl 3 sẽ sinh ra H + : Al 3+ + H 2 O Al(OH) 2- + H + Al(OH) 2- + H 2 O Al(OH) 2 - + H + Al(OH) 2 - + H 2 O Al(OH) 3 + H + Do vậy khi môi trường càng có tính base mạnh OH‾ sẽ kết hợp với ion H + càng nhiều nghóa là các can bằng trên sẽ dòch chuyển chiều thuận theo nguyên lý Le Chartelier, do vậy AlCl 3 sẽ thủy phân càng nhiều. Vì vậy ta sẽ xét dung dịch nào có tính base càng cao thì AlCl 3 trong dung dịch đó thủy phân càng mạnh. a) H 2 O là dd trung tính. b) Dung d ịch FeCl 2 có sự thủy phân: Fe 2+ + H 2 O Fe(OH) + + H + K a = 14 10.11 3.89 2 10 10 10 n b K K − − − = = , dung dòch mang tính acid c) Dung dòch NaCH 3 COO có sự thủy phân: CH 3 COO - + H 2 O CH 3 COOH +OH - K b = 14 9.24 4.76 10 10 10 n a K K − − − = = ,dung dòch mang tính base yếu. d) Dung dòch Na 2 HPO 4 có sự thủy phân: HPO 4 2- + H 2 O PO 4 3- + H 3 O + K a3 = 10 -12.38 HPO 4 2- + H 2 O H 2 PO 4 - + OH - K b = 14 6.79 7.21 2 10 10 10 n a K K − − − = = So sánh thấy K a3 <<K b nên dung dòch mang tính base trung bình. e) Dung dòch NaF có sự thủy phân: F - +H 2 O HF - +OH - K b = 14 10.82 3.18 10 10 10 n a K K − − − = = Dung dịch mang tính base rất yếu. 8 Tuy nhiên ion F - là 1 base cứng nên tạo phức rất bền với ion Al 3+ là 1 acid cứng. Hằng số khơng bền của phức [AlF 6 ] 3- bằng: 10 -20,67 nên phần lớn ion Al 3+ tạo phức với F - . Mức độ thủy phân của Al 3+ khi có mặt ion F - yếu hơn mức độ thủy phân của nó trong nước 10 11,13 lần (xem bài giảng) Bài 14. Viết phương trình phản ứng thủy phân của các hợp chất cộng hóa trò sau nay: a) SiCl 4 b) PI 3 c) TiOSO 4 d) BCl 3 e) MnF 7 f) SO 2 Cl 2 a) SiCl 4 + 2H 2 O = SiO 2 + 4HCl b) PI 3 + 3H 2 O = H 3 PO 3 + 3HI c) TiOSO 4 + H 2 O = TiO 2 + H 2 SO 4 d) BCl 3 + 3H 2 O = H 3 BO 3 + 3HCl e) MnF 7 + 4H 2 O = HMnO 4 + 7HF f) SO 2 Cl 2 + 2H 2 O = H 2 SO 4 + 2HCl Bài 15. Hằng số thủy phân nấc thứ nhất của một số cation được cho dưới đây: ion Na + Mg 2+ Ca 2+ Ba 2+ Al 3+ Fe 2+ Fe 3+ Ag + r ion (A o ) 0,98 0,74 1,04 1,38 0,57 0,80 0,67 1,13 K tp 10 -15 10 -11,2 10 -12,6 10 -13,2 10 -5,1 10 -9,5 10 -2,2 10 -6,2 a) Có nhận xét gì về sự phụ thuộc giữa điện tích và kích thước của cation với khả năng thủy phân của nó? b) Vì sao Fe 2+ thủy phân mạnh hơn Mg 2+ mặc dù cả hai ion có cùng điện tích +2 và Fe 2+ có bán kính ion lớn hơn Mg 2+ ? c) Giải thích tương tự cho trường hợp so sánh hằng số thủy phân nấc thứ nhất giữa Al 3+ và Fe 3+ và giữa Na + và Ag + . Tính q/r: Ion Na + Mg 2+ Ca 2+ Ba 2+ Al 3+ Fe 2+ Fe 3+ Ag + q/r 1,02 2,70 1,92 1,45 5,26 2,5 4,48 0,88 a) Về quy luật, điện tích (số oxy hóa) ion càng lớn, bán kính càng nhỏ thì khả năng thủy phân càng tăng. Có thể xét các dãy Na + , Mg 2+ , Ca 2+ , Ba 2+ hay so sánh giữa Fe 2+ và Fe 3+ thấy rõ quy luật này. Giá trị q/r (q-là số oxy hóa) có ảnh hưởng lớn nhất đến sự thủy phân nói riêng và sự phân cực ion nói chung. b) Fe 2+ thủy phân mạnh hơn Mg 2+ dù cả 2 đều có cùng điện tích và Fe 2+ có bán kính ion hơi lớn hơn Mg 2+ vì Fe 2+ có cấu hình ion trung gian còn Mg 2+ có cấu hình ion 8e - nên Fe 2+ có độ thủy phân mạnh hơn. c) Tương tự vậy ta có : Al 3+ có cấu hình ion 18e - , Fe 3+ có cấu hình ion trung gian nên mặc dù bán kính của Fe 3+ hơi lớn hơn của Al 3+ vẫn có: K tp,Fe > K tp,Al . Na + có cấu hình ion 8e - , còn Ag + có cấu hình 18e - nên mặc dù bán kính Ag + lớn hơn Na + vẫn có: K tp,Ag >> K tp,Na 9 WX*0YZ[!* & '( )HRI%\-Z-R G-2]-Z"10[!E^C, %% _9/F% 1A%\-ZC Để xác định nồng độ từng acid HCl và H 3 PO 4 trong hỗn hợp, có thể dùng phương pháp chuẩn độ thể tích acid- base với chất chuẩn là dung dịch NaOH 0,1N Nguyên tắc của phương pháp chuẩn độ acid – base: Khi chuẩn acid bằng base có nồng độ (N 1 ) biết trước, lấy một lượng chính xác acid (V 2 ) bằng pipet, nếu xác định được chính xác thể tích cần dung của dung dịch base (V 1 ) để trung hòa hết lượng acid này thì có thể tính nồng độ dung dịch acid (N 2 ) theo công thức: Việc xác định thể tích chính xác của dung dịch base chuẩn cần dùng nhờ có sự chuyển màu của chất chỉ thị ở điểm tương đương (điểm trung hòa hết acid). Ở pH gần điểm tương đương, chỉ cần thêm vào một lượng nhỏ dung dịch NaOH pH thay đổi nhảy vọt. Khoảng pH có sự thay đổi nhảy vọt là bước nhảy của phép chuẩn độ. Chất chỉ thị acid base là một acid (base) yếu có màu của phân tử trung hòa và màu của ion khác biệt. Khi chất chỉ thị có khoảng chuyển màu trong khoảng bước nhảy, chúng ta biết được chính xác thể tích NaOH cần dùng. Để xác định thể tích chính xac của dung dịch base chuần cần lấy cho phép phân tích HCl sử dụng chỉ thị metyl cam hay phenolphthalein đều được vì bước nhảy của phép chuẩn độ chứa cả hai khoảng pH đổi màu của 2 chỉ thị này. Sử dụng metyl cam có thể xác định chính xác thể tích của dung dịch base cần lấy cho phép phân tích nấc thứ nhất H 3 PO 4 . Điểm tương đương của phép chuẩn là 4,665 pH. Sử dụng chỉ thị phenolphthalein có thể xác định chính xác thể tích của dung dịch base cần lấy cho phép phân tích nấc thứ hai H 3 PO 4 . Điểm tương đương của phép chuẩn là 9,795 pH. Quá trình chuẩn độ: Bước 1: Lấy 10 ml dung dịch acid cần chuẩn bằng pipet bầu 10ml cho vào erlen 100ml. Cho vào vài giọt chỉ thị metyl cam. Cho NaOH vào erlen đến khi dung dịch đổi màu từ đỏ sang vàng. Dừng lại, ghi thể tích V 1 NaOH tiêu tốn. Trong bước chuẩn độ này toàn bộ acid hydroclohydric và nấc 1 của acid phosphoric được trung hòa: HCl + NaOH = NaCl + H 2 O H 3 PO 4 + NaOH = NaH 2 PO 4 + H 2 O Bước 2: Lấy 10 ml dung dịch acid cần chuẩn chuẩn bằng pipet bầu 10ml cho vào erlen 100ml. Cho vào erlen vài giọt chỉ thị phenolphtalein. Cho NaOH vào erlen đến khi dung dịch chuyển qua màu tím. Dừng lại ghi thể tích V 2 NaOH tiêu tốn. Trong bước chuẩn độ này toàn bộ acid hydroclohydric và đến nấc 2 của acid phosphoric được trung hòa: HCl + NaOH = NaCl + H 2 O H 3 PO 4 + 2NaOH = Na 2 HPO 4 + 2H 2 O V 3 = V 2 – V 1 là lượng NaOH tiêu tốn cho chuẩn acid phosphoric từ nấc 1 đến nấc 2: NaH 2 PO 4 + NaOH = Na 2 HPO 4 + H 2 O Vậy nồng độ acid phosphoric tính bằng đẳng thức: 10 2 11 2 V NV N = [...]... 10-14 NH3 C6H5NH2 (CH3)2NH C2H5NH2 N2H4 NH2OH CH3NH2 C5H5N NH2CONH2 Tích số tan của một số chất: Chất Fe(OH)3 Fe(OH )2 Cr(OH)3 T 3+ 3 [Fe ][OH-] [FeOH2+][OH- ]2 [Fe(OH )2+ ][OH-] [Fe2+][OH- ]2 [Fe(OH)+][OH-] [Cr3+][OH-]3 [CrOH2+][OH- ]2 -37,3 10 10 -25 ,7 10-16,4 10-15 10-9,3 10-30 ,2 10 -20 ,2 Chất Al(OH)3 Sn(OH )2 Ag2O T 3+ - 3 10 10 -23 10- 12, 8 10 -26 ,2 10-17,1 10-7,8 Phức [Co(SCN)6]3[CuCl2]- K 10 -2, 2 10-5,35 [Al... 10 (1) 10-8 ,27 (2) 10-14,98 (3) 10-0,98 (1) 10-6,5 (2) 10-8,95 (2) 10-14,4 (3) 10-9 ,24 (1) -1,55 Acid HF 10 H3PO3 10-1,8 (1) 10-6,7 (2) 1011 HI H4SiO4 10 -2, 12 (1) 10-7 ,21 (2) 10- 12, 38 (3) 10-4,76 H2S 107 101 (1) 3,16.10-7 (2) H3PO2 HC2H3O2 HC7H5O2 K -3,18 H2CO3 10-9,9 (1) 10-11,8 (2) 10-13,7 (3) 10-6,99 (1) 10- 12, 89 (2) 10-6,35 (1) 10-10, 32 (2) 10-1 ,23 (1) 1.7 x 10-5 6.3 x 10-5 13 Boric Acid Carbonic... đẩy electron C2H5 làm tăng mật độ electron trên O đến mức sự giữ H+ của C2H5OH tương đương H2O Hằng số phân ly acid của một số hợp chất: Acid H2SO4 K 10 (1) 10-1,94 (2) Acid H5IO6 H2SeO3 H2CrO4 HMnO4 10 -2, 62 (1) 10-8, 32 (2) 103 (1) 10-1,88 (2) 1 02, 3 HNO3 101,64 H3PO4 HClO 10-7,3 CH3COOH HClO2 HAlO2 10-1,97 10- 12, 4 HCl H2CrO4 H2SeO4 3 Acetic Acid Benzoic Acid H3VO4 H3BO3 K 10 (1) 10-8 ,27 (2) 10-14,98... 10-11 4.9 x 10-10 1.7 x 10-4 4.9 x 10-10 6.8 x 10-4 1.1 x 10 -2 8.9 x 10-8 1 .2 x 10-13 3.5 x 10-8 4.5 x 10-4 5.6 x 10 -2 5.1 x 10-5 6.9 x 10-3 6 .2 x 10-8 4.8 x 10-13 1.6 x 10 -2 7.0 x 10-7 1.3 x 10-5 1.4 x 10-4 1.3 x 10 -2 6.3 x 10-8 H3BO3 H2CO3 HCO3HCNO HCHO2 HCN HF HSO4H2S HSHClO HNO2 H2C2O4 HC2O4H3PO4 H2PO4HPO42H2PHO3 HPHO3 HC3H5O2 HC3H3O3 H2SO3 HSO3 Cyanic Acid Formic Acid Hydrocyanic Acid Hydrofluoric... base của một số hợp chất: Base NH3.H2O AgOH -4,755 K 10 10 -2, 3 Base Fe(OH )2 Fe(OH)3 Ca(OH )2 Ba(OH )2 10-1,4 (2) 10-0,64 (2) Al(OH)3 Mg(OH )2 K 10 (2) 10-10,74 (2) 10-11,87 (3) 10-8,86 (3) 10 -2, 6 (2) -3,89 Base LiOH V(OH)3 K 10 10-11,08 (3) Mn(OH )2 10-3,3 (2) -0,17 14 Ammonia Aniline Dimethylamine Ethylamine Hydrazine Hydroxylamine Methylamine Pyridine Urea 1.8 x 10-5 4 .2 x 10-10 5.1 x 10-4 4.7 x 10-4 1.7... [Co(SCN)6]3[CuCl2]- K 10 -2, 2 10-5,35 [Al ][OH ] [AlOH2+][OH- ]2 [H+][AlO2-] [Sn2+][OH- ]2 [SnOH+][OH-] [Ag+][OH-] - 32 Hằng số không bền của một số phức chất: Phức [AlF6]3[Al(OH)4]- K 1 020 ,67 10-33 Phức [Fe(SCN)6]3[Ag(S2O3 )2] 3- K 10-3 ,23 10-13,46 Phân nhóm bài làm: Nhóm 1: 1, 6, 11, 16; Nhóm 2: 2, 7, 12, 17; Nhóm 3: 3,8,13,18; Nhóm 4: 4, 9, 14, 19; Nhóm 5: 5, 0, 15, 20 15 ... acid khơng màu, dạng ion base liên hợp màu tím Khoảng chuyển màu 8 ,2 – 10 pH Bài 17: Hãy dự đốn pKa của các proton có màu đỏ trong các hợp chất sau đây: a CH3CH2CH2CO2H (butyric acid) b CH3OH2+ (oxonium ion) Cho biết thêm (H3O+) có pKa -1.74 a) Acid butyric CH3CH2CH2COOH So sánh độ mạnh acid butyric với acid acetic Nhóm CH3CH2CH2 đẩy electron mạnh hơn CH3 nên liên kết O-H trong acid butyric kém... của cân các phản ứng T-N sau: a/ 12 b/ Biết pKa của C6H5CO2H (benzoic acid) là 4.19 H3O+ (hydronium ion, pKa -1.74) a) Tính thế đẳng áp của phản ứng: K cb − K1,H 3PO4 [C6 H 5COOH ][ H 2 PO4 ] 10 2, 12 = = −4,19 = 1 02 ,07 [C6 H 5COO − ][ H 3 PO4 ] KC6 H 5COOH 10 ∆G 029 8,pư = -29 8x8,314lnKcb = -11,81kJ/mol Phản ứng thuận nghịch với ưu thế theo chiều thuận b) CH3CH2OH2+ có độ mạnh acid tương đương H3O+... dịch sang chiều nghịch) Bài 19: Ước tính pKa của các vòng hydrogen sau đây: Biết CH3CH2OH (ethanol)có pKa 15.9 và phenol, pKa 9.95 a) So sánh với H2N – H , vì nhóm CH3 đẩy electron +I còn H có +I = 0, suy ra pKa của CH3NH2 nhỏ hơn pKa của NH3 Vì phân ly kiểu acid của NH3 trong dung dịch nước khơng thể đo được nên có thể so sánh gián tiếp qua tính base của hai chất này CH3NH2 có tính base lớn hơn... ion H + 11 Bài 18: Xác định chiều ưu thế của phản ứng thuận nghịch sau đây: Cho thêm NH4+ (ammonium ion, pKa 9 .24 ) Tính thế đẳng áp chuẩn của phản ứng: K cb + − K NH 3 K1,H 2CO3 10 −4,76.10 −6,35 [ NH 4 ][ HCO3 ] = = = = 10 2, 89 −14 [ NH 3 H 2O ][ H 2 CO3 ] K H 2O 10 ∆G 029 8,pư = -29 8x8,314lnKcb = -16,49 kJ/mol Phản ứng thuận nghịch với ưu thế về chiều thuận Khi cho thêm chất làm tăng ion NH4+, . T Fe(OH) 3 [Fe 3+ ][OH-] 3 [FeOH 2+ ][OH - ] 2 [Fe(OH) 2 + ][OH - ] 10 -37,3 10 -25 ,7 10 -16,4 Al(OH) 3 [Al 3+ ][OH - ] 3 [AlOH 2+ ][OH - ] 2 [H + ][AlO 2 - ] 10 - 32 10 -23 10 - 12, 8 Fe(OH) 2 [Fe 2+ ][OH - ] 2 [Fe(OH) + ][OH - ] 10 -15 10 -9,3 Sn(OH) 2 [Sn 2+ ][OH - ] 2 [SnOH + ][OH - ] 10 -26 ,2 10 -17,1 Cr(OH) 3 [Cr 3+ ][OH - ] 3 [CrOH 2+ ][OH - ] 2 10 -30 ,2 10 -20 ,2 Ag 2 O. SiO 2 = CaSiO 3 base acid b) Al 2 O 3 + SiO 2 = Al 2 SiO 5 base acid c) Al(OH) 3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2 O acid base d) 2Al(OH) 3 + P 2 O 5 = 2AlPO 4 + 3H 2 O base acid 3 e) 2NaH + B 2 H 6 . (1) 10 -8 ,27 (2) 10 -14,98 (3) HF 10 -3,18 H 2 SeO 3 10 -2, 62 (1) 10 -8, 32 (2) H 2 CrO 4 10 -0,98 (1) 10 -6,5 (2) H 3 PO 3 10 -1,8 (1) 10 -6,7 (2) H 2 SeO 4 10 3 (1) 10 -1,88 (2) H 3 VO 4 10 -8,95