Cách tính PH một số dung dịch đặc biệt

TÍNH PH CỦA MỘT SỐ DUNG DỊCH ĐẶC BIỆT I.. TÍNH P H CỦA DUNG DỊCH ĐỆM Khái niệm: Dung dịch đệm là dung dịch chứa đồng thời axit yếu và muối của nó hoặc bazơ yếu và muối của nó.. Đặc đi

TÍNH PH CỦA MỘT SỐ DUNG DỊCH ĐẶC BIỆT

I TÍNH P H CỦA DUNG DỊCH ĐỆM

Khái niệm: Dung dịch đệm là dung dịch chứa đồng

thời axit yếu và muối của nó hoặc bazơ yếu và muối của

nó

Đặc điểm của dung dịch đệm là: Khi them vào dung

dịch này một lượng axit mạnh hoặc bazơ mạnh với một

số mol nhỏ hơn số mol muối hoặc axit thì P H của dung

dịch thay đổi không đáng kể

Ví dụ 1: Tính P H của dung dịch chứa đồng thời HF

0,1 và NaF 0,1 M… Cho Ka HF = 6,8.10 -4

Bài giải: NaF Na + + F

-0,1  0,1 0,1

HF  H + + F - Ka=6,8 x 10 -4

Cđ *

[ ] (0,1 – x) x 0,1+x

4

(0,1 )

6,8.10 0,1









x

Tính gần đúng: giả sử x << 0,1

X = [H + ] = 6,8.104  P H = -lg6,8.104= 3,17

So sánh kết quả với giả thiết thấy phù hợp

Ví dụ 2: Tính P H của dung dịch thu được khi thêm

2g NaOH rắn với 1 lít dung dịch chứa đồng thời HF

0,1M và NaF 0,1M (Cho Ka HF = 6,8.10 -4 , thể tích dung

dịch coi như không thay đổi)

Bài giải: Khi thêm vào 1 lít dung dịch trên 2g NaOH

 nNaOH = 2 0 05mol

40  , Dung dịch có phản ứng:

HF + NaOH  NaF + H2O

Cđ 0,1 0,05 0,1

[ ] 0,05 0 0,15

Ta có một dung dịch mới gồm: HF 0,05M và NaF 0,15M

NaF Na + + F

-Sn 0,15 0,15 0,15

*Cđ: Nồng độ ban đầu

HF H + + F

Cđ 0,05 0 0,15 [ ] (0,05 - x) x (0.15 + x)

4

6,8.10

0, 05









x giả sử (x << 0,05)

6,8 3

x  x 10 -4 P H =-lg 2,266.10 -4 P H = 3,65

(So sánh kết quả với giả thiết thấy phù hợp)

So với kết quả ở ví dụ 1 P H thay đổi không nhiều 0,48 đơn vị P H

Ví dụ 3: Tính P H của dung dịch thu được khi thêm vào 1,12 lít HCl (đktc) vào 1 lít chứa đồng thời 0,1M và NaF 0,1M (Cho Ka HF = 6,8.10 -4 , thể tích dung dịch coi như không thay đổi)

Bài giải: Khi thêm vào 1 lít dung dịch trên 1,12 lít HCl

 nHCl = 1,12 0, 05

Dung dịch có phản ứng:

HCl + NaF  NaCl + HF

Nđ 0,05 0,1 0,1 [ ] 0,05 0,05 0,15

Ta có một dung dịch mới gồm: HF 0,15M và NaF 0,05M

NaF Na + + F -0,05  0,05

HF H + + F -Cđ: 0,15 0 0,05 [ ]: (0,15 – x) x (0,05 + x)

= 6,8.10 0,15- x giả sử (x << 0,05)

4 3.6,8.10

x    P H = -lg2,04.103 P H = 2,69 (So sánh kết quả với giả thiết không phù hợp vì

3

2, 04.10 nhỏ hơn 0,05 không nhiều Ta giải phương trình bậc 2)

Từ phương trình:

(0, 05 )

6,8.10 0,15





x

Ta có: x2 0, 05x 1, 04.10  4  0.Giải ra ta được:

3

2.10

P H=  lg 2.103  P H =2,7 2,69

So với kết quả ở ví dụ 1 P H thay đổi không nhiều 0,48

đơn vị P H

Ví dụ 4: Tính P H của dung dịch thu được khi thêm 4,48

lít khí NH3 (đktc) vào 1 lít dung dịch NH4Cl 0,5M (Cho

Ka NH4 + = 5,5.10 -10 , , thể tích dung dịch coi như không

thay đổi)

4, 48

0, 2

22, 4

NH

NH 4 Cl  NH4 + + Cl

-0,5  0,5  0,5

NH 4 + NH3 + H + K aNH 4 + =5,5.1010

Cđ: 0,5 0,2 0

[ ] 0,5 – x 0,2 + x x

Ta có: (0, 2 ) 10

5, 5.10

0, 5

x x x





Giải gần đúng ( giả sử x <<0,2)

Ta có: 0, 2x  2, 75.1010

8 1,375.10

x    P H = 8,86

(So sánh kết quả với giả thiết thấy phù hợp)

II.TÍNH P H CỦA DUNG DỊCH MUỐI

1 Trường hợp muối tạo bởi axit yếu đơn chức

với bazơ mạnh

Ví dụ 1: Tính P H của dung dịch NaNO2 0,1M

2

6 ( HN )

Bài giải:

NaNO2  Na + + NO2 -

NO2 - + H2O HNO2 + OH

[ ] 0,1 – x x x

14

9 6

10

2.10 5.10

b

K







 

Ta có phương trình:

2

9

2.10 0,1

x x







Tính theo phương pháp giải nhanh:

Ta có phương trình :

2

9

2.10 0,1

x x





 giả sử (x << 0,1)

Vì karất bé nên 0,1 - x  0,1

P H=  lg[H ]= lg1, 41.10  5  4,85

Nếu giải phương trình bậc 2 ta có:

5 1

2.10 2.10 0

1, 41.10

x





5

2 1, 41.10

x    (loại)

P H=  lg[H ]= lg1, 41.10  5  4,85.(Kết quả trùng với kết quả giải gần đúng)

2.Trường hợp muối trung hoà tạo bởi axit yếu

2 chức với bazơ mạnh

Quá trình phân li của axit nấc thứ 2 thường kém nấc đầu khoảng 10.000 lần nên khả năng thu proton của gốc muối trung hoà cũng mạnh hơn quá trình thu proton của gốc muối axit 10.000 lần Ta chỉ tính theo khả năng thu proton của gốc muối trung hoà ( nấc thứ 2), bỏ qua khả năng thu proton của gốc muối axit

Ví dụ 2: Tính P H của dung dịch Na2CO3 0,1M Biết:

1(H CO ) 2(H CO )

Bài giải:

Na2CO32Na + + CO3 2-CO3 2- + H2O HCO3 - + OH

[ ] 0,1 – x x x

14

3,67 10,33

10

10 10







b

K

Ta có phương trình :

2

3.67

10 0,1

x x







Tính theo phương pháp giải nhanh:

giả sử (x << 0,1) Vì karất bé nên 0,1 - x  0,1.    [H ]  4,67  2,34

P OH= lg [OH ]=  lg 102 34,  2 34 ,  P H=14-2,34=11,66

3.Trường hợp muối axit tạo bởi axit 2 chức yếu với bazơ mạnh

Ví dụ 3: Tính P H của dung dịch NaHS 0,5M

Biết

1(H S) 1.10 ; a2(H S) 1.10

Bài giải: NaHS Na + + HS

-HS - + H2O  H2S + OH

-14

7 7

10

10 10

b

K







  (1)

HS - H + + S 2- Ka  1013 (2)

Vì Ka<<Kbnên môi trường do (1) quyết định P H tính theo (1)

HS - + H2O  H2S + OH

-14

7 7

10

10 10

b

K







  (1)

Nđ 0,5 0 0

[ ] 0,5 – x x x

Giải gần đúng: x = K C

x [OH ] 5.10 10

 P H = 10,35

4.Trường hợp muối axit tạo bởi axit khá mạnh với bazơ mạnh Quá trình phân li của nấc thứ 2 chiếm ưu thế, không có quá trình thu proton Ta chỉ tinh theo nấc phân li thứ 2

2 4

2 2(H SO )

Cách tính P H như tính với axit yếu