Chuyên đề 7: AXIT - BAZƠ - MUỐI pps

Tr¬ng V¨n Hêng THPT Th«ng N«ng Chuyªn ®Ò 7 - VC Trang 1 Chuyên đề 7: AXIT - BAZƠ - MUỐI o0o A. KIẾN THỨC CƠ BẢN I. Các định nghĩa axit - bazơ: (Theo Bronsted) 1. Axit: - ĐN: Là chất có khả năng cho proton. - Các chất là axit: + Tất cả các phân tử axit thông thường: HCl, H 2 SO 4 , H 2 S, HNO 3 , CM: HCl + H 2 O  Cl - + H 3 O + + Ion dương: NH 4 + , một số ion kim loại có hiđroxit không tan (Al 3+ , Fe 3+ , Zn 2+ , Cr 3+ , Be 2+ , Sn 2+ , ) có trong muối tan. VD1: Hoà tan FeCl 3 vào nước được dd làm quỳ tím hoá đỏ, vì: FeCl 3  Fe 3+ + 3Cl - [Fe(H 2 O) 6 ] 3+ + H 2 O [Fe(OH)(H 2 O) 5 ] 2+ + H 3 O + (khi tan vào nước các ion kim loại bị hiđrat hoá (ngậm nước)). VD2: Hoà tan NH 4 NO 3 vào nước được dd làm quỳ tím hoá đỏ, vì: NH 4 NO 3  NH 4 + + NO 3 - NH 4 + + H 2 O NH 3 + H 3 O + + Ion âm: gốc axit mạnh con chứa H + linh động (HSO 4 - , ). VD: dd NaHSO 4 hoà tan vào nước làm quỳ tím hoá đỏ, vì: NaHSO 4  Na + + HSO 4 - HSO 4 - + H 2 O SO 4 2- + H 3 O + 2. Bazơ: - ĐN: Là chất có khả năng nhận proton. - Các chất là bazơ: + Tất cả các phân tử bazơ thông thường: NaOH, Ca(OH) 2 , KOH,C 6 H 5 NH 2 CM: NaOH + H 2 O  NaH 2 O + + OH - + Ion âm: gốc axit yếu không có hiđro (CO 3 2- , S 2- , CH 3 COO - , ALO 2 - ,ZnO 2 2- , CN - , F - , ) và C 6 H 5 O. VD1: Hoà tan Na 2 S vào nước được dd là quỳ tím hoá xanh, vì: Na 2 S  2Na + + S 2- Tr¬ng V¨n Hêng THPT Th«ng N«ng Chuyªn ®Ò 7 - VC Trang 2 S 2- + H 2 O HS - + OH - VD2: Hoà tan Na 2 CO 3 vào nước được dd là quỳ tím hoá xanh, vì: Na 2 CO 3  2Na + + CO 3 2- CO 3 2- + H 2 O HCO 3 - + OH - + Một số phân tử chất khác: Amin (R-NH 2 ), NH 3 , VD: Cho quỳ tím vào dd NH 3 thì quỳ tím hoá xanh vì: NH 3 + H 2 O NH 4 + + OH - Lưu ý: + Các pư axit - bazơ có nước tham gia phản ứng, chỉ được viết mũi tên thuận nghịch ( ). + So sánh khái niệm axit - bazơ theo Areniut và Bronsted: Quan điểm Axit Bazơ Pham vi áp dụng Theo Areniut Chất trong dung dịch nước phân ly cho ion H + Chất trong dung dịch nước phân ly cho ion OH - Với dung môi là nước Theo Bronsted Chất có khả năng cho proton (H + ) Chất có khả năng nhận proton (H + ) Bao gồm cả dung môi là nước và dung môi khác hoặc không có dung môi 3. Chất lưỡng tính: - ĐN: Là chất vừa có khả năng cho vừa có khả năng nhận proton. - Các chất lưỡng tính: + Các hiđroxit lưỡng tính: Tên hiđroxit Dạng bazơ Dạng axit Tên axit Berili hiđroxit Be(OH) 2 H 2 BeO 2 Axit Berilic Kẽm hiđroxit Zn(OH) 2 H 2 ZnO 2 Axit Zincic Nhôm hiđroxit Al(OH) 3 HAlO 2 .H 2 O Axit meta Aluminic Crom hođroxit Cr(OH) 3 HCrO 2 .H 2 O Axit Cromơ + Một số ion âm: Gốc axit yếu chứa H + (HCO 3 - , HS - , ) VD: Chứng minh NaHCO 3 là chất lưỡng tính: NaHCO 3  Na + + HCO 3 - HCO 3 - + OH - CO 3 2- + H 2 O (axit) Tr¬ng V¨n Hêng THPT Th«ng N«ng Chuyªn ®Ò 7 - VC Trang 3 HCO 3 - + H 3 O + H 2 CO 3 + H 2 O (bazơ) (Lưu ý: Khi chứng minh một chất lưỡng tính (trừ Nước): Để chứng minh tính axit của nó ta cho tác dụng với kiềm mạnh (OH - ). Để chứng minh tính bazơ của nó ta cho tác dụng với axit mạnh (H + )). + Một số phân tử chất khác: H 2 O, (NH 4 ) 2 CO 3 , NH 2 -CH 2 -COOH, VD: Chứng minh H 2 O là chất lưỡng tính: HCO 3 - + H 2 O H 3 O + + CO 3 2- (bazơ) HCO 3 - + H 2 O H 2 CO 3 + OH - (axit) (Lưu ý: Để chứng minh nước là chất lưỡng tính ta cho nó tác dụng với chất lưỡng tính.) 4. Chất trung tính: - ĐN: Là chất không có khả năng cho cũng không có khả năng nhận proton. - Các chất trung tính: + Các muối trung hoà điện được tạo bởi axit mạnh và bazơ mạnh: NaCl, MgSO 4 , + Ion dương của kim loại mạnh: Na + , K + , Ca 2+ , Ba 2+ , + Ion âm của axit mạnh không có H + : Cl - , SO 4 2- , Br - , I - , NO 3 - , ClO 4 - , II. Dung dịch axit - bazơ: - Dung dịch axit là dd có chứa H + (hoặc H 3 O + ) - Dung dịch bazơ là dd có chứa OH - III. Phản ứng axit - bazơ: - Phản ứng axit - bazơ: là pư trong đó có sự cho và nhận proton. - Các pư thuộc loại pư axit - bazơ: + dd axit tác dụng với dd bazơ : VD + dd axit tác dụng với bazơ không tan : VD + dd axit tác dụng với oxit bazơ không tan : VD IV. Giá trị pH của dung dịch: - Khái niệm: pH là 1 đại lượng biểu thị nồng độ H + (hay H 3 O + ) trong dd nước dưới dạng biểu thức toán học: pH = -lg[H + ] (hoặc [H + ] = 10 -pH ) - Cách tính pH: + Dung dịch axit: n  H  [H + ]  pH + Dung dịch bazơ: C1: n  OH  [OH - ]  [H + ] = ][ 10 14   OH  pH Tr¬ng V¨n Hêng THPT Th«ng N«ng Chuyªn ®Ò 7 - VC Trang 4 C2: n  OH  [OH - ]  pOH  pH = 14 - pOH - Môi trường dd và pH: Giá trị [H + ] Môi trường pH [H + ]=10 -7 Trung tính pH =7 [H + ]>10 -7 Axit pH <7 [H + ]<10 -7 Bazơ pH >7 - Tích số ion của nước: H 2 O H + + OH - [H + ].[OH - ] = 10 -14 [H + ] = [OH - ] = 10 -7+ - Lưu ý: Khi cho dd HCl tác dụng với dd muối CO 3 2- hoặc HCO 3 - thì tuỳ theo cách cho tác dụng mà pư xảy ra có sự khác nhau: pH (HCl) << 5 pH (H 2 CO 3 ) = 5 pH (CO 3 2 ) = 12 pH (HCO 3  ) = 8. + TH1: Khi cho từ từ dd HCl vào dd CO 3 2- thì phản ứng xảy ra theo trình tự: CO 3 2-     H HCO 3 -     H CO 2  (pH = 12) (pH = 8) (pH = 5) + TH2: Khi cho từ từ dd CO 3 2- vào dd HCl thì phản ứng xảy ra theo trình tự: H + + CO 3 2- CO 2 (pH = a << 5) (pH = 5) + TH3: Khi cho từ từ dd HCl vào dd hỗn hợp CO 3 2- và HCO 3 - phản ứng xảy ra theo trình tự sau: (1): CO 3 2-     H HCO 3 - (2): HCO 3 -     H CO 2 + TH4: Khi cho từ từ dd hỗn hợp CO 3 2- và HCO 3 - vào dd HCl thì đồng thời xảy ra các phản ứng sau: (1): HCO 3 -     H CO 2  (2): CO 3 2-     H HCO 3 -  Tuỳ vào cách cho của đề bài rơi vào trường hợp nào mà ta viết các phương trình phản ứng theo 1 trong 4 trường hợp và tính pH thì kết quả mới đúng. V. Hằng số axit (K a ), Hằng số bazơ (K b ): - Hằng số axit (K a ) là hằng số cân bằng của sự điện ly axit yếu: VD: CH 3 COOH CH 3 COO - + H + K a = [H + ].[CH 3 COO - ] [CH 3 COOH] - Hằng số bazơ (K b ) là hằng số cân bằng của sự điện ly bazơ yếu: VD: NH 3 + H 2 O NH 4 + + OH - Tr¬ng V¨n Hêng THPT Th«ng N«ng Chuyªn ®Ò 7 - VC Trang 5 K b = [NH 4 + ].[OH - ] [NH 3 ] (Lưu ý: Coi [H 2 O] = 1) - Ý nghĩa: + Hằng số axit đặc trưng mức độ điện ly của axit tan trong dd, hằng số axit càng lớn thì axit điện ly càng mạnh và ngược lại. + Hằng số bazơ đặc trưng mức độ điện ly của bazơ tan trong dd, hằng số bazơ càng lớn thì bazơ điện ly càng mạnh và ngược lại. VI. Muối: - Khi hoà tan trong nước, muối có thể phân ly thành ion, cũng có thể các ion tạo thành lại tương tác với nước làm thay đổi nồng độ [H + ] nên pH của dd cũng thay đổi. - Tương tác giữa các ion tạo muối với nước hay nối chung tương tác giữa muối với nước được gọi là sự thuỷ phân muối. - Sự thuỷ phân muối xảy ra trong dd (muối phải tan) và thường là quá trình thuận nghịch: Muối tạo bởi Thuỷ phân Môi trường pH Axit mạnh và bazơ mạnh Không Trung tính pH =7 Axit mạnh và bazơ yếu Có Tính axit pH <7 Axit yếu và bazơ mạnh Có Tính bazơ pH >7 Axit yếu và bazơ yếu Có Tuỳ quá trình cho hay nhận proton Tuỳ trường hợp - VD1: Dung dịch NaCl: NaCl  Na + + Cl - Các ion Na + và Cl - đều không có khả năng cho hay nhận proton với nước nên chúng đều là các ion trung tính. Vậy dd trung tính, pH=7 - VD2: Dung dịch CH 3 COONa: CH 3 COONa  CH 3 COO - + Na + CH 3 COO - + H 2 O CH 3 COOH + OH - Dung dịch dư ion OH - nên có môi trường bazơ, pH>7 - VD3: Dung dịch NH 4 Cl: NH 4 Cl  NH 4 + + Cl - NH 4 + + H 2 O NH 3 + H 3 O + Dung dịch dư ion H 3 O + nên có môi trường axit, pH<7 - Đặc biệt: Một số muối có khả năng thuỷ phân hoàn toàn: Al 2 S 3 , Muối Al 2 S 3 khi tan trong nước tác dụng nhanh với nước tạo nên khí H 2 S và kết tủa Al(OH) 3 theo phản ứng: Al 2 S 3 + 6H 2 O  2Al(OH) 3 + 3H 2 S  Tr¬ng V¨n Hêng THPT Th«ng N«ng Chuyªn ®Ò 7 - VC Trang 6 Phản ứng thực tế hoàn toàn, nghĩa là phản ứng 1 chiều, vì trong trường hợp này tạo nên đồng thời 1 axit yếu dễ bay hơi H 2 S và 1 bazơ yếu kết tủa Al(OH) 3 làm cân bằng chuyển dịch hoàn toàn về phía phải. Vì vậy Al 2 S 3 không tồn tại trong dung dịch. - Áp dụng: Khi cho muối Natri cacbonat tác dụng với dd Sắt (III) clorua ta thu được kết tủa hiđroxit và khí CO 2 . Giải thích hiện tượng trên. GT: FeCl 3  Fe 3+ + 3Cl - Fe 3+ + 3H 2 O Fe(OH) 3  + 3H + (1) Na 2 CO 3  2Na + + CO 3 2- CO 3 2- + H 2 O HCO 3 - + OH - HCO 3 - + H 2 O H 2 CO 3 + OH - CO 3 2- + H 2 O CO 2  + 2 OH - (2) Khi trộn 2 dd cân bằng (1) và (2) đều chuyển dịch sang phải, phản ứng xảy ra hoàn toàn: 2x Fe 3+ + 3H 2 O Fe(OH) 3  + 3H + (1) 3x CO 3 2- + H 2 O CO 2 + 2 OH - (2) 2 Fe 3+ + 3 CO 3 2- + 3 H 2 O 2 Fe(OH) 3  + 3 CO 2  B. BÀI TẬP ÁP DỤNG: Bài 1: Phát biểu định nghĩa axit, bazơ của bronsted. Cho quỳ tím vào các dd sau đây: NH 4 Cl, CH 3 COOK, Ba(NO 3 ) 2 , Na 2 CO 3 . Các dd sẽ có màu gi? Hãy giải thích? Bài 2: Từ quan điểm axit - bazơ của Bronsted hãy cho biết tính axit, bazơ , trung tính hay lưỡng tính của các dd sau: NaCl, NH 4 Cl, CH 3 COONa, Na 2 S, NaHCO 3 , Al(NO 3 ) 3 . Bài 3: Theo định nghĩa mới về axit - bazơ thì các ion: HCO 3 - , Na + , NH 4 + , CO 3 2- , CH 3 COO - , HSO 4 - , K + , Cl - là axit, bazơ , trung tính hay lưỡng tính? Vì sao? Trên cơ sở đó hãy dự đoán các dd sau đây có giá trị pH lớn hơn hay nhỏ hơn 7: Na 2 CO 3 , CH 3 COONa, NaHSO 4 , KCl, NH 4 Cl. Bài 4: Các chất và ion cho dưới đây đóng vai trò axit, bazơ, lưỡng tính hay trung tính: NH 4 + , Al(H 2 O) 3+ , C 6 H 5 O - , S 2- , Zn(OH) 2 , Na + , Cl - ? Tại sao? Bài 5: Dùng thuyết Bronsted hãy giải thích vì sao các chất Al(OH) 3 , H 2 O, NaHCO 3 được coi là các chất lưỡng tính? Bài 6: Sự thuỷ phân muối là gì? Những loại muối nào bị thuỷ phân trong dd? Mỗi trường hợp cho ví dụ minh hoạ. Cho biết vai trò của nước trong phản ứng thuỷ phân? Tr¬ng V¨n Hêng THPT Th«ng N«ng Chuyªn ®Ò 7 - VC Trang 7 Bài 7: Hãy giải thích tại sao nước nguyên chất có pH = 7 và nước có hoà tan CO 2 (để ngoài không khí) lại có pH < 7? Bài 8: Hoà tan 5 muối: NaCl, NH 4 Cl, AlCl 3 , Na 2 S, C 6 H 5 ONa vào nước thành 5 dd, sau đó cho vào mỗi dd 1 mẩu quỳ tím hỏi quuỳ tím chuyển sang màu gì? Bài 9: Đánh giá gần đúng giá trị pH (>7, =7, <7) của các dd nước của các chất sau: Ba(NO 3 ) 2 , CH 3 COOH, Na 2 CO 3 , NaHSO 4 , CH 3 NH 2 . Bài 10: Cho các chất sau đây: Zn(OH) 2 , (NH 4 ) 2 CO 3 , NH 3 , NaCl. Chất nào không tồn tại trong môi trường kiềm, môi trường axit? Giải thích? Chất nào tồn tại trong môi trường kiềm, môi trường axit? Bài 11: Pha loãng 200 ml dd Ba(OH) 2 với 1,3 lít nước thu được dd có pH = 12. Tính nồng độ mol/l ban đầu của dd Ba(OH) 2 . (ĐS: 0,0375M) Bài 12: Phải thêm bao nhiêu gam axit sunfuric vào 2 lít dd có pH = 3 để được dd có pH = 1? (Coi thể tích dd không thay đổi) (ĐS: 9,702gam) Bài 13: Tính pH của dd thu được khi cho 1 lít dd H 2 SO 4 0,005M tác dụng với 4 lít dd NaOH 0,005M? (ĐS: pH = 11,3) Bài 14: Cho dd axit mạnh có pH = 5 vào dd bazơ mạnh có pH = 9. Tính tỉ lệ thể tích giữa 2 dd đó để thu được dd có pH = 8. (ĐS: 9 5   pH pH V V = 11 9 ) Bài 15: Một dd chứa 3 gam CH 3 COOH trong 250 ml, cho biết độ điện ly của CH 3 COOH là 1,4%. a. Tính nồng độ mol/l của phân tử và các ion trong dd. b. Tính pH của dd trên. (ĐS: [CH 3 COOH] = 0,1972M; [H + ] = [CH 3 COO - ] = 0,0028M; pH = 2,56) ./. . Cl - , SO 4 2- , Br - , I - , NO 3 - , ClO 4 - , II. Dung dịch axit - bazơ: - Dung dịch axit là dd có chứa H + (hoặc H 3 O + ) - Dung dịch bazơ là dd có chứa OH - III. Phản ứng axit - bazơ: . Chuyªn ®Ò 7 - VC Trang 1 Chuyên đề 7: AXIT - BAZƠ - MUỐI o0o A. KIẾN THỨC CƠ BẢN I. Các định nghĩa axit - bazơ: (Theo Bronsted) 1. Axit: - ĐN: Là chất có khả năng cho proton. - Các chất. axit - bazơ: - Phản ứng axit - bazơ: là pư trong đó có sự cho và nhận proton. - Các pư thuộc loại pư axit - bazơ: + dd axit tác dụng với dd bazơ : VD + dd axit tác dụng với bazơ không tan