TÍNH pH CỦA ỦA DUNG DỊCH AXÍT YẾU VÀ VÀ BAZƠ YẾU Y 1.Tính pH dung dịch axít yếu Kí hiệu : axít yếu làà A, bazơ liên hợp h B Ca : Nồng ồng độ axít ban đầu Ka : Hằng ằng số phân li axít A * Cơ sở lý thuyết : Các trình điện ện li xảy : A+ H2O B + H+ Ka + H2O H + OH Kw Ta có phương trình ình : Ka= [OH ].[ B] [ A] Ca = [A] + [B] [H+] = CH+(A) + CH+(B) = [B] + [OH-] [H+].[OH-] = 10-14 Từ => [H+] = Ka.[ A] Ka ( Ca [ B ]) Ka.(Ca [ H ] [OH ]) = = [B] [ B] [ H ] [OH ] [H+].( [H ] [OH ] ) = Ka.( Ca – [H+] + [OH-] ) [H+].([H+] -10-14 /[H+] ) = Ka.( Ca - [H+] + 10-14 /[H+] ) Biến đổi đưa phương ương trình tr bậc với [H+] [H+]3 + Ka [H+] – (10-14 + Ka Ca ) [H+] - 10-14 Ka = (1) Giải phương trình (III.6) ta giá trị [H+] * Phép tính gần Có thểể xem phân li H2O không đáng kể áp dụng ụng phép tính gần : - C H ( H O ) 20.[OH ] < [B] => 20.[OH-] [H+] < [H+].[B] => 20 10-14 < [H+].[B] Ka.[A] = [H+].[B] => Ka.[A] > 20 10-14 = 2.10-13 Ca > [A] => Ka.Ca > 2.10-13 * Vậy Ka.Ca đủ ủ lớn ( Ka.Ca > 2.10-13 ) có thểể xem điện li H2O khơng đáng kể (2) Khi ta có : Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! [H+] CH+(A) = [B] Ka = [ H ].[ B] [H ]2 = [ A] Ca - [H ] + [H ]2 = Ka.Ca - Ka.[H ] => [H ]2 + Ka.[H+] - Ka.Ca = (3) Giải phương trình bậc với [H+] (3) ta tìm [H+] - Nếu có [B] [A] = Ca - [B] Ca Một cách gần [B] < 0,05 Ca ( xem [B] [H ] = [H ]2 Ca => [H ]2 = Ka.Ca (4) Ka.Ca Ta có : [B]2 < 0,0025 Ca => [A] = Ca - [B] > 0,95 Ca => Ka = => Ca Ka [B]2 [A] = 0,95 = 380 0,0025 (5) Như vậy: - Khi Ka.Ca < 2.10-13 áp dụng phương trình (1) - Khi Ka.Ca > 2.10-13 : * Nếu Ca Ka > 380 xem [A] Ca Và áp dụng công thức (4) * Nếu Ca Ka không đủ lớn ( Ca Ka < 380 ) [H+] tính từ phương trình (III.8) Ví dụ Tính pH dung dịch HNO2 0,2M biết Ka = 4.10 Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! Hướng dẫn : Ta có : Các q trình điện li : HNO2 NO2- + H+ Ka = 4.10 H2O H+ + OH- Ka = 10-14 - Sử dụng phép thử để tính gần Ka.Ca = 0,2.4.10-4 = 8.10-5 ( 8.10-5 > 2.10-13 ) (theo 2) xem điện li H2O không đáng kể Ca Ka = 500 > 380 ( lớn ) xem [A] Ca áp dụng cơng thức (3) ta có : => [H ] = Ka.Ca = 0,2.4.10 -4 = 0,8944 10 -2 => pH=- lg [H ] = - lg [0,8944.10 -2 ] = 2,05 * Phát triển tốn : Có thể áp dụng phép lấy gần công thức tương tự cho dạng tập: Bài tốn tính pH dung dịch muối tạo cation bazơ yếu gốc axít mạnh Ví dụ Coi dung dịch Fe3+ tồn điện li biễu diễn phương trình sau Fe3+ +2H2O Fe(OH)2+ + H3O+ Ka=10-2,2 Tính pH dung dịch FeCl3 0,05M ? Hướng dẫn : Tương tự ví dụ 3, xét điều kiện gần [H ] = Ka.Ca = 0,05.10 -2,2 = 10 -1,75 => pH=- lg [H ] = 1,75 2.Tính pH dung dịch bazơ yếu : Gọi : Cb nồng độ ban đầu bazơ yếu Kb số điện li bazơ yếu - Khi Kb.Cb > 2.10-13 xem điện li H2O không đáng kể * Cb Kb lớn ( > 380) ta sử dụng phép gần Coi [B] Cb => [OH ] = * Cb Kb Kb.Cb (6) nhỏ ( < 380) Tương tự ta áp dụng phương trình bậc với [OH ] : Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! [OH ]2 + Kb [OH ] - Kb.Cb = (7) => [OH ] - Khi Kb.Cb < 2.10-13 cần tính đến điện li H2O.Tương tự biến đổi ta có phương trình bậc với [OH ] [OH ] + Kb [OH-] – (10-14 + Kb Cb ) [OH- ] - 10-14 Kb = (8) Ví dụ 5: Tính pH dung dịch CH3-NH2 0,2M, biết K b (CH NH ) = 4,4.10-4 Hướng dẫn : Ta có Kb.Cb = 0,2.4,4.10-4 =0,88.10-4 - Kb.Cb khơng q nhỏ ( Kb.Cb > 2.10-13 ) nên xem điện li H2O không đáng kể ta có : Cb Kb - = 0,2 > 380 4,4.10 - Có thể xem : [CH3-NH2 ] Cb áp dụng cơng thức (5) ta có: => [OH ] = Kb.Cb = 0,88.10 -4 = 9,3808.10 -3 => pOH = 2,02776 => pH = 11,97224 *Phát triển tốn : Có thể áp dụng phép lấy gần công thức tương tự cho dạng tập: Bài tốn tính pH dung dịch muối tạo cation bazơ mạnh gốc axít yếu Ví dụ : Tính pH dung dịch natri benzonat ( C6H5COONa ) có nồng độ 2.10-5 Biết số axit axít benzonic 6,29.10-5 Hướng dẫn : C6H5COONa Na+ + C6H5COO C6H5COOH C6H5COO + H+ Ka1 H+ + OH H2O Kw Tổ hợp phương trình ta có : C6H5COOH + OH C6H5COO + H2O Kb Kw 1014 Kb= = = 1,59 1010 5 6,29 10 Ka - Khi Kb.Cb = 1,59 1010 2.10-5 < 2.10-13 nên cần tính đến điện li H2O áp dụng phương trình (III.12) : [OH ] + Kb [OH-] – (10-14 + Kb Cb ) [OH- ] - 10-14 Kb = Với Kb= 1,59 1010 Cb = 2.10-5 Giải phương trình ta : [OH ] = 1,146643.10 -7 => pOH = 6,94 => pH = 7,06 Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!