Bài giảng cân bằng acid base ths ngô gia lương

ThS Ngô Gia Lương Khái niệm acid, base a Thuyết cổ điển Arrhenius b Thuyết proton Bronsted c Thuyết electron Lewis Thuyết cổ điển Arrhenius Acid Arrhenius: chất điện ly cho ion H3O+ nước HCl(aq) +H2O(l) H3O+(aq) + Cl-(aq) HNO3(aq)+H2O(l) H3O+(aq) + NO3-(aq) Base Arrhenius: chất điện ly cho ion OH- nước NH3(aq) + H2O (l) NH4+(aq) + OH-(aq) Thuyết proton Bronsted Acid Bronsted : cho proton H+ HA  H+ + ABase Bronsted : nhận proton H+ B + H+  BH+ Các cặp acid–base liên hợp: HA/A- ,BH+/B HA + B  A- + BH+ Phản ứng acid base pư trao đổi proton(H+) acid 1cặp acid- base liên hợp với base cặp acid-base liên hợp khác Phản ứng cặp acid base liên hợp Cặp liên hợp Acid + Base Base + Acid Cặp liên hợp Reaction HF Reaction HCOOH Reaction NH + Reaction + H 2O F– + CN – HCOO – + + H 3O + HCN + CO32– NH + HCO3– H PO – + OH– HPO 2– Reaction H SO + N 2H5+ HSO – + N 2H62+ Reaction HPO 2– + SO32– PO 3– + + H 2O HSO3– Dự đoán acid, base Bronsted Acid Bronsted – chất phải chứa H+ Phân tử trung hoà : HCl, HNO3, HF… Cation có chứa H+ : NH4+ Anion có chứa H : HSO4- , H2PO4- … Cation kim loại nước : Fe2+(aq) ; Al3+(aq) Cation cấu hình khí trơ có q2/ r lớn → tính acid mạnh Cation có điện tích bán kính tương đương, cấu hình: 18e – (18e +2e) – (18e> >8e ) → tính acid mạnh cấu hình 8e 3+ Al(H2O)6 Al(H2O)63++H2O (l) Al3+(aq) bị thuỷ phân 2+ Al(OH)(H2O)5 + H+ 2+ Al(OH)(H2O)5 + H3O+ Base Bronsted - chất có dư mật độ điện tích âm Anion: Cl-, NO3-, SO42-, PO43-… Phân tử cộng hoá trị phân cực : NH3 Chất lưỡng tính- chất vừa có khả cho H+ vừa có khả nhận H+ Các hợp chất có chứa H thường chất lưỡng tính HCl + H2PO4-  Cl- + H3PO4 H2PO4- + HCO3-  HPO42- + H2CO3 pK a (H PO ) = 7,21 pK a (H CO ) = 10,33 Sự điện ly acid base nước Acid : HA + H2O  A- + H3O+ Ka [ H O ][ A ] = Base : B + H2O  +  [ HA] [ BH ][OH ] = + Kb − [ B] − Ka lớn tính acid mạnh BH+ + OHKb lớn tính base mạnh Sự điện ly acid base kết pư trao đổi proton acid base với dung môi NH3(aq) + H2O (l) base acid NH4+(aq) + OH-(aq) acid base Muối pH CH3COONH4 Cation Anion (Axit) (Base) NH4+ K≈K CH3COO- AlCl3 Al3+ 7 >7 CN- NH4+ F- 7  Sự điện ly: MA → M+ (axy) + A- (base mạnh H2O)  Sự thủy phân: A- + H2O Cm(1-h)  Hằng số thủy phân: Kt ⇌ HA + OH- Cmh Cmh [ [ HA] HA][OH − ] = = [A ] −  Độ thủy phân : ( [ HA ][OH − ] Cm h ) Cm h Kt = = = − [ A ] C m (1 − h ) − h [OH ] = C −  Tính pH: m h = Cm ≈ Cm h [ ] [ OH ] [H ][ A ] + − ×H + − Kn = Ka Kt Kn h= = Cm K a Cm Kn K n Cm = K a Cm Ka K [H ] = [OH = ] + n − 1 pH = ( pK n + pK a + lg Cm ) = + ( pK a + lg Cm ) >7 2 KnKa Cm Muối tạo thành từ acid mạnh base yếu (Kb) pH pKa + 1) : mắt thấy màu dạng baz [HIn] 1/10 < [In-] < 10 (pKa -1 < pH < pKa +1) : mắt thấy màu trung gian hai dạng Chuẩn độ acid baz Chất thị pH: Phenolphtalein Ví dụ 1: Không màu Hồng Đỏ 9,610 pH Ví dụ 2: Metyl da cam Vàng Da cam Đỏ 4,4 pH Chuẩn độ acid baz Vài chất thị Chỉ thị Màu Môi trường acid Môi trường base Khoảng pH đổi màu Thymol xanh Đỏ Vàng 1,2 – 2,8 Bromophenol xanh Vàng Xanh tím 3,0 – 4,6 Metyl da cam Da cam Vàng 3,1 – 4,1 Metyl đỏ Đỏ Vàng 4,2 – 6,3 Clorophenol xanh Vàng Đỏ 4,8 – 6,4 Cresol đỏ Vàng Đỏ 7,2 – 8,8 Phenol phtalein Không màu Hồng tím 8,3 – 10,0 Cho dd NaOH 0,10N vào buret tới vạch chuẩn (mức 0) Dùng phép chuẩn độ acid base để xác định nồng độ acid VNaOH.CNaOH(N) = VHCl.CHCl(N) Cho 10,00 ml dd axit HCl chưa biết nồng độ + 100ml nước cất + giọt phenolphatalein → vào bình tam giác (erlen) Chuẩn độ dd HCl dd NaOH ddNaOH 0,10N Dd HCl CHCl ? Nhỏ từ từ dd NaOH từ burét xuống bình tam giác lắc dd bình dung dịch bình bắt đầu chuyển sang màu hồng nhạt (bền 30 giây) →đọc thể tích ddNaOH dùng buret V=24,6 ml → tính nồng độ dd HCl theo đl đương lượng CHCl = 0,25N 24,6 [...]... thành từ acid mạnh (HA) và base mạnh (MOH) CƯỜNG ĐỘ CỦA CẶP ACID BASE LIÊN HỢP HA A- Các anion (A-) có tính base càng mạnh sẽ thuỷ phân càng mạnh trong nuớc pH của dung dịch muối HA MOH Muối tạo thành từ acid mạnh và base yếu (M+ +H2O→ pH < 7) Muối tạo thành từ acid yếu và base mạnh (A- +H2O→ pH >7) Muối tạo thành từ acid yếu và base yếu ( M+ +A- + H2O → ) Muối tạo thành từ acid mạnh và base mạnh... tính axit Base Lewis: chất cho cặp electron Dự đoán base Lewis:  Các anion : Cl-, Br-, OH Phân tử trung hoà hay ion có chứa nguyên tử (N,O ) còn cặp e hoá trị tự do như : NH3, amin , rượu, xeton + F F B□ + F acid 2NH3  N H H base [Ag(NH3)2]+ F H •• Ag+  F B F H N H H base acid acid •• + •• OH base •• H +  H H acid N H •• H+ + H base •• H O H ••  + H N H H HCl, acid mạnh [H ] = [HCl] + HF, acid yếu... < 2.8 < pH pH của dd acid yếu và base yếu HA + H2O  H3O+ + A- α Kn Acid yếu Cân bằng Ca(1- α) C H O+ = Ca α = Ca 3 pH = − lg C H O + 3 Ca α Ca α Ka = K a Ca Ca 1 1 = ( − lg K a − lg C a ) = ( pK a − lg Ca ) 2 2 Base yếu MOH  Cân bằng Cb(1- α) Cb α M+ + Cb α OHα Kn 1 1 pOH = ( pK b − lg Cb ) pH = 14 − ( pK b − lg C b ) 2 2 Hằng số điện ly của các acid và base yếu ở 250C Đo pH... [OH-] = 10-7  pH = 7 Trong dung dịch acid có môi trường acid [H+] > [OH-] pH < 7  Trong dung dịch base có môi trường base [H+] < [OH-] pH > 7 Thang pH pH của dd loãng acid và base mạnh Acid mạnh HA → H+ + ACa Ca pH = − lg C H + = − lg C a Base mạnh Ca ≥ 10-6 M MOH → M+ + OHCb Cb pOH = − lg C OH − = − lg C b pH = 14 − pOH = 14 + lg C b Cb ≥ 10-6 M Acid mạnh và base mạnh HCl CH3CO2H Thymol Blue chỉ... với cặp acid – base liên hợp: HA + H2O  A + H3O - + A-+ H2O  HA + OHK a ( HA) K b ( A− ) K a ( HA) [ H 3 O + ][ A − ] = [ HA] K b ( A− ) [ HA][OH − ] = [ A− ] [ H 3 O + ][ A − ] [ HA][OH − ] + − = x = [ H O ][ OH ] = Kn 3 − [ HA] [A ] Ka.Kb = Kn pKa + pKb = pKn = 14 Ka.Kb = Kd → pKa + pKb = pKd Acid càng mạnh (Ka↑) thì base liên hợp là base yếu(Kb↓) Acid càng yếu (Ka↓) thì base liên hợp là base mạnh... số cân bằng của quá trình thuỷ phân Kt số phân tử muối thuỷ phân Độ thuỷ phân h = Số phân tử muối hoà tan ≤1 Muối nào sẽ bị thuỷ phân ? Nếu cation của muối (M+) là acid mạnh hơn nước (MOH là base yếu), nó sẽ nhường H+ cho nước → cation muối bị thuỷ phân làm cho pHmtr 7) Muối tạo thành từ acid yếu và base yếu ( M+ +A- + H2O → ) Muối tạo thành từ acid mạnh và base mạnh MA không bị thuỷ phân → pH ≈7 Muối pH CH3COONH4 Cation tp Anion tp (Axit) (Base) NH4+ K≈K CH3COO- AlCl3 Al3+ 7 7 7 >7 CN- NH4+ F-