Đáp án bài tập chương II tính acid base

HS‾ thể hiện tính base Lewis yếu hơn NH3 và H2O rõ rêt nguyên nhân là trạng thái lai hĩa sp3 của S rất yếu các em biết điều này trong phần hĩa đại cương qua giá trị gĩc hĩa trị của phân

Bài giải bài tập chương II

Bài 1 Trong các tiểu phân sau đây, tiểu phân nào là acid, base, lưỡng tính theo các thuyết:

a) Bronsted

b) Lewis

F - ; S 2- ; HS - ; Fe 2+ ; Fe 2+

aq ; H 2 O ; HCl ; NH 3 ; BCl 3

Giải thích rõ lý do dự đoán

c) Nếu là acid – base Bronsted hãy cho biết dạng acid và base liên hợp của chúng

a) Theo thuyết Bronsted-Lawry, ta cĩ;

Acid: Fe2+aq

Base: F- , S-

Lưỡng tính: HS- , H2O , HCl, NH3

Fe2+ và BCl3 khơng cĩ tính acid-base Bronsted-Lawry

Vì theo thuyết Bronsted:

acid là chất cho chất khác iơn H+(proton), base là chất nhận ion H+từ chất khác

các anion florua và sunfua khơng chứa proton nên khơng thể cho được

cation sắt hydrat hĩa thì chỉ cĩ thể cho proton, khơng cĩ khả năng nhận proton nên mang tính acid

Các ion (hợp chất) cịn lại thì vừa cĩ khả năng cho và nhận proton nên mang tính lưỡng tính

NH3 (l) + NH3 (l)  NH4+ + NH2‾

HCl + H2O  Cl- + H3O+ (acid)

HCl + HI  H2Cl+ + I- (base)

b) Theo thuyết Lewis một số ion cĩ thể xác định chắc chắn chúng là acid hay base: Acid: Fe2+; Fe2+.aq

Base: F-, S

2-Tuy nhiên trong đa số trường hợp cần chú ý đến phản ứng của nĩ để xác định: HCl là acid trong phản ứng:

HCl + NaOH = H2O + NaCl

Hay H+ + OH- = H2O

Trong phản ứng này HCl đĩng vai trị acid Lewis nhưng thực tế H+ của HCl là acid Lewis

HCl + SbCl5 = H[SbCl6] hay Cl‾ + SbCl5 = [SbCl6]‾

Trong trường hợp này HCl là base Lewis, thực tế Cl‾ cũa HCl đĩng vai trị base Lewis

Rút ra: NH3, H2O, BCl3, HS‾ đều là chất lưỡng tính

Tuy nhiên BCl3 thể hiện rất rõ tính acid Lewis vì B cĩ 1 orbital trống, nên thường BCl3 được quan tâm đến vai trị acid Lewis

NH3, H2O thể hiện rất rõ vai trị base Levis vì chúng cĩ cặp electron trên orbital lai hĩa sp3 của N và O, nên NH3 và H2O thường được quan tâm đến vai trị base Lewis

HS‾ thể hiện tính base Lewis yếu hơn NH3 và H2O rõ rêt nguyên nhân là trạng thái lai hĩa sp3 của S rất yếu( các em biết điều này trong phần hĩa đại cương qua giá trị gĩc hĩa trị của phân tử H2S ≈ 910C, do đĩ HS- thường ít được quan tâm đến tính base Lewis

Riêng Fe2+.aq thì ion Fe2+ được bao quanh bởi các base H2O Trong trường hợp này, khi phản ứng acid-base Lewis diễn ra thì base mạnh hơn sẽ đẩy base yếu hơn (H2O) ra khỏi hợp chất hydrat:

Ví dụ: [Fe(H2O)6]2+ + 6CN‾  [Fe(CN)6]4- + 6H2O

Như vậy Fe2+.aq cũng là 1 acid Lewis trong phản ứng trên

Acid: HCl ; Fe2+; Fe2+aq; BCl3

Base: F- ; S2- : NH3

Lưỡng tính : HS- ; H2O

Chú ý: Trong thực tế để thuận tiện, khi cĩ sự cho nhận H + , người ta chỉ nhắc đến acid –base Bronsted-Lawry, khơng đề cập đến acid-base Lewis Thuật ngữ acid-base Lewis dung để chỉ các trường hợp cho nhận cặp electron ngồi trường hợp cho nhận H +

c) Theo thuyết Bronsted-Lawry, các cặp acid-base liên hợp:

Acid: Fe2+.aq/Fe(OH)+.aq ,

Base: HF/F- , HS-/S2-

Lưỡng tính: HS-: H2S/HS- và HS-/S2-

H2O: H3O+/H2O và H2O/OH-

HCl: H2Cl+/HCl và HCl/Cl-

NH3: NH4+/NH3 và NH3/NH2

-Bài 2 Hãy cho biết chất nào có tính acid mạnh hơn giữa các cặp chất sau đây ?

Tại sao ?

a) Na + aq và Mg 2+ aq

b) BCl 3 và B(CH 3 ) 3

c) Mg 2+ aq và Co 2+ aq

a) Na+aq < Mg2+aq vì Mg2+ cĩ mât độ điện tích dương lớn hơn Na+ trong khi chúng cĩ cùng cấu tạo lớp vỏ khí hiếm

) 70 , 2 74 , 0

2

; 02 , 1 98 , 0

1 (

2

2











Mg Mg Na

Na

r

Z A

r

Z

b) BCl3 > B(CH3)3 do Cl là nhĩm hút electron nên mật độ điện tích tại B giảm hơn so với CH3 là nhĩm đẩy electron

c) Mg2+aq < Co2+aq vì Mg2+ và Co2+ cĩ cùng điện tích và cĩ bán kính xấp xỉ nhau

) 78 , 0

; 74

,

0

(

0 0

2

r Mg  Co  nhưng Co2+ cĩ lớp vỏ bán bão hịa trong khi Mg2+cĩ lớp vỏ khí hiếm

Bài 3 Chất nào có tính base mạnh hơn ? Giải thích

a) F - và Cl - b) OH - và H 2 O c) O 2- và OH -

d) NH 3 và NF 3 e) Cl - và S 2- f) PH 3 và (CH 3 ) 3 P

a) F- >ø Cl- b) OH- > H2O c) O2-> OH-

d) NH3 >ø NF3 e) Cl- < S2- f) PH3 > (CH3)3P

- Ở câu a, b, c, e là do các anion nào cĩ mật độ điện tích âm lớn hơn thì cĩ tính base mạnh hơn

-Ở câu d, thì do H là chất đẩy electron, cịn F là chất hút electron

- Ở câu f , mặc dù CH3 đẩy electron mạnh hơn H, nhưng các nhĩm CH3 ngăn cản cặp electron của P tham gia phản ứng (hiệu ứng lập thể)

Bài 4 Trong dung dịch nước CH 3 COOH là một acid Bronsted-Lawry yếu Tính acid của CH 3 COOH sẽ thay đổi như thế nào khi dung môi hòa tan là:

a) NH 3 lỏng b) HF lỏng

Trong nước, CH3COOH là 1 acid Bronsted-Lawry yếu

Nhưng khi cho CH3COOH vào mơi trường dd NH3 thì CH3COOH lại là 1 acid mạnh hơn, khi cho CH3COOH vào mơi trường HF lỏng thì CH3COOH là 1 base

NH3(l) + CH3COOH = CH3COO‾ + NH4+

HF (l) + CH3COOH = F- + CH3COOH2+

Bài 5 Hãy xác định acid - base Lewis trong các phản ứng sau:

a) CuCl + NaCl = Na[CuCl 2 ]

b) AgBr + 2Na 2 S 2 O 3 = Na 3 [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] + NaBr

c) NiCl 2 + 6H 2 O = [Ni(H 2 O) 6 ]Cl 2

d) Al(OH) 3 + NaOH = Na[Al(OH)] 4

e) FeCl 3 + 6NaSCN = Na 3 [Fe(SCN) 6 ] + 3NaCl

f) Na 2 [Co(SCN) 4 ] + 6H 2 O = [Co(H 2 O] 6 ](SCN) 2 + 2NaSCN

Hãy xác định acid - base Lewis trong các phản ứng sau:

a) CuCl(r) + NaCl(dd) = Na[CuCl2](dd)

acid base

Trong phản ứng này thực chất CuCl là acid, Cl‾ là base:

CuCl(r) + Cl‾(dd)  [CuCl2]‾(dd)

b) AgBr + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr

Acid base

Trong phản ứng này thực chất AgBr là acid, S2O3

là base:

AgBr(r) + 2S2O3

2-(dd)  [Ag(S2O3)2]3- (dd)

c) NiCl2 + 6H2O = [Ni(H2O)6]Cl2

acid base

Trong phản ứng này thực chất Ni2+ là acid, H2Olà base :

Ni2+(dd) + 6H2O(l)  [Ni(H2O)6]2+(dd)

d) Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)]4

Acid base

Trong trường hợp này thực chất Al(OH)3 là acid, OH‾ là base:

Al(OH)3(r) + 4OH‾(dd)  [Al(OH)4]‾(dd)

e) FeCl3 + 6NaSCN = Na3[Fe(SCN)6] + 3NaCl

acid base

Trong trường hợp này thực chất Fe là acid, SCN‾ là base:

Fe3+(dd) + 6SCN‾(dd)  [Fe(SCN)6]3-(dd)

f) Na2[Co(SCN)4] + 6H2O = [Co(H2O]6](SCN)2 + 2NaSCN

Acid base

Trong trường hợp này thực chất [Co(SCN)4]2- là acid, H2Olà base:

[Co(SCN)4]2-(dd) + 6H2O  [Co(H2O)6]2+(dd)

Bài 6 Hãy xác định acid - base Usanovich trong các phản ứng 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 ]

Xác định acid-base theo thuyết acid-base Usanovich:

a) CaO + SiO2 = CaSiO3

base acid

b) Al2O3 + SiO2 = Al2SiO5

base acid

c) Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O

acid base

d) 2Al(OH)3 + P2O5 = 2AlPO4 + 3H2O

base acid

e) 2NaH + B2H6 = 2Na[BH4]

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: BF3 ; SbF5 ; H2O

H2O là base Bronsted-Lawry trong HF lỏng:

HF + H2O  H3O+ + F‾

BF3 và SbF5 là acid Lewis trong HF lỏng:

BF3 + HF  H[BF4]

Bài 8 Hãy sắp xếp các oxid và oxyacid trong mỗi dãy theo trật tự tính acid tăng dần, giải thích?

a) HClO 3 ; HClO ; HClO 2 ; HClO 4

b) H 2 SeO 3 ; H 2 SeO 4 ; HMnO 4

c) HNO 3 ; H 2 CrO 4 ; HClO 4

d) VO ; V 2 O 5 ; VO 2 ; V 2 O 3

Các dãy chất a, b, c áp dụng quy tắc Paoling để biện luận

Oxyacid cĩ cơng thức chung: XOm(OH)n m càng lớn thính acid càng mạnh

Sắp xếp các oxid và oxyacid trong mỗi dãy theo trật tự tính acid tăng dần:

a) HClO ; HClO2 ; HClO3 ; HClO4

m=0 m = 1 m = 2 m = 3

Quy tắc Paoling cho biết tính acid của dãy a tăng dần do sự tăng số O (m) chỉ

liên kết với nguyên tử Clor (chất tạo acid)

b) H2SeO3 ; HMnO4 ; H2SeO4 ;

m = 1 m = 2 m = 3

Độ mạnh của acid selenous (acid selenơ) yếu nhất, acid permanganic (K = 102,3

) và acid selenic (K1 = 103) cĩ độ mạnh tương tự nhau, trong đĩ acid selenic hơi mạnh hơn Ở đây

quy tắc Paoling đúng cho trường hợp so sánh giữa acid selenous và hai acid cịn lại Trong

trường hợp acid permanganic và acid selenic thì quy tắc Paoling bị vi phạm Nguyên nhân

ở đây là do Mn là kim loại cịn Se là phi kim loại

c) H2CrO4 ; HNO3 ; HClO4

m = 2 m= 2 m = 3

Trong dãy này, HClO4 là acid mạnh nhất phù hợp với quy tắc Paolinh Cịn acid cromic

(K1 = 10-0,89) yếu hơn acid nitric (K = 101,64) là do Cr là kim loại, cịn N là phi kim loại

Các trường hợp b và c trên cho thấy nguyên nhân quy tắc Paoling giải thích chưa thật phù

hợp là do đã khơng đề cập đến bản chất của nguyên tố tạo acid

Đối với dãy d, độ mạnh tính acid tăng theo dãy do sự tăng số oxy hĩa của vanadi, nghĩa

là cĩ sự tăng nhanh z/r trong dãy

d) VO ; V2O3; VO2 ; V2O5

) 5 , 12 40 , 0

5

; 58 , 6 61 , 0

4

; 48 , 4 67 , 0

3

; 78 , 2 72 , 0

2 (

5 5

4 4

3 3

2

2

































V V V

V V

V V

V

r

z r

z r

z r

z

Bài 9 Các acid H 3 PO 2 và H 3 PO 3 tồn tại ở các dạng hỗ biến:

OH O OH O

P – OH ↔ H – P – OH ; P – OH ↔ H – P – OH

Được biết pK 1(H3PO2) = 1,23 và pK 1(H3PO3) = 1,8

Hãy chọn dạng cấu trúc có xác suất tồn tại cao nhất cho mỗi chất

Giải:

Ta cĩ :

1(H PO) 1, 23

pK 

1(H PO) 1, 8

Điều này chứng tỏ trong thực tế các acid hypophosphoruos (hypophosphorơ) H3PO2 và

acid phosphorous (phosphorơ) H3PO3 là các acid cĩ độ mạnh trên trung bình

Giải thích: Nếu H3PO2 tồn tại dưới dạng HP(OH)2 thì chỉ số m của oxy = 0 Theo quy

tắc Paolinh acid này phải là một acid yếu Điều này trái thực tế

Tuy nhiên, nếu H3PO2 tồn tại dưới dạng H2P(OH) thì chi số m của oxy = 1 và theo quy

tắc Paolinh acid này là acid trung bình Điều này đúng với thực tế hơn Như vậy cĩ thể rút

kết luận là xác suất tồn tại của dạng H2P(OH) cao hơn hẳn so với dạng HP(OH)2 Đối với trường hợp acid phosphorous (acid phosphorơ – H3PO3) cũng giải thích tương tự

Bài 10 Tính G o t,298 của các phản ứng dưới đây:

a) HNO 3 (dd) + Ag(OH)(r)

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) + HNO3 = AgNO3 + H2O

Phương trình ion-phân tử cĩ dạng:

Ag(OH) (dd) + H+ (dd) = Ag+ (dd) + H2O(l)

O H

OH Ag cb

K

K K

2

) (



Mà : G pu0,298 RTlnK cb 8,314298ln(102,31014)66,8kJ

Vậy phản ứng này xảy ra hồn tồn

b/ Xét mức phản ứng nấc thứ nhất của H3BO3 với ammoniac:

Acid boric trong nước chỉ phân li một nấc và theo phương trình:

H3BO3 + H2O  H+ + [B(OH)4]‾

Vì vậy phản ứng giữa acid boric và ammoniac xảy ra:

H3BO3 + NH4OH  NH4[B(OH)4]

Phương trình ion-phân tử cĩ dạng:

H3BO3(dd) + NH4OH(dd)  NH4+ (dd)+ [B(OH)4]‾ (dd) K cb K H BO K NH OH

4 3 3

,

Mà: G pu0,298 8,314298ln(109,24104,755)97,9kJ

Phản ứng khơng xảy ra

c/ Với H3PO4 và KOH , tính lần lượt cho từng nấc phân li của acid phosphoric:

*Phản ứng với nấc phân li thứ nhất của acid phosphoric:

H3PO4(dd)+ OH ‾(dd) H2PO4‾(dd)+ H2O(l)

O H

PO H cb

K

K K

2

4 3

, 1



Vậy: G pu0 ,298 8,314298ln(102,121014)67,785kJ

Phản ứng này xảy ra hồn tồn

**Phản ứng với nấc phân li thứ 2 của acid phosphoric:

H2PO4‾(dd) + OH‾(dd)  HPO42-(dd) + H2O(l)

O H

PO H cb

K

K K

2

4 3

, 2

 Vậy: G pu0 ,298 8,314298ln(107,211014)38,743kJ ≈ -40kJ

Phản ứng này cũng được coi là xảy ra hồn tồn

*** Phản ứng với nấc phân li thứ 3 của acid phosphoric:

HPO42-(dd) + OH‾(dd)  PO43-(dd) + H2O(l)

O H

PO H cb

K

K K

2

4 3

, 3

 Vậy: G pu0 8,314 298 ln(10 12 , 38 1014) 9,243kJ

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 cĩ muối K3PO4

d/ Xét phản ứng giữa acid acetic và liti hydroxide

CH3COOH + LiOH  LiCH3COO + H2O

Phương trình ion-phân tử cĩ dạng:

CH3COOH(dd) +LiOH(dd)  Li+(dd)+CH3COO‾(dd)+ H2O(l)

O H

LiOH COOH

CH cb

K

K K

Vậy: G pu0 8,314 298 ln(10 4 , 76 10 0 , 17 1014) 51,752kJ

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 quá yếu + giữa acid khơng quá yếu và base mạnh

Phản ứng xảy ra một phần giữa acid mạnh va base quá yếu (và ngược lại)

Phản ứng khơng xảy ra giữa acid rất yếu base cĩ độ mạnh trung bình yếu (và ngược lại)

Chú ý: Khi xét khả năng xảy ra phản ứng này cần tính cho từng nấc phân li của acid

và base đa chức Trong số bài tơi đã xem khơng cĩ sinh viên nào giải đúng câu này

Bài 11 Khi pha dung dịch nước các muối: AlCl 3 , SnCl 2 , Fe 2 (SO 4 ) 3 , CrCl 3 người ta thường dùng dung dịch HCl loãng (hoặc dung dịch H 2 SO 4 ) loãng) chứ không dùng nước nguyên chất Giải thích tại sao?

Các muối AlCl3 , SnCl2, Fe2(SO4)3 , CrCl3 đều là muối của acid mạnh và base yếu nên trong dung dịch sẽ thủy phân thành hydroxide kim loại và mơi trường acid

Do đĩ khi trước khi hịa tan các muối vào nước người ta dùng dung dịch HCl lỗng (hoặc dung dịch H2SO4 lỗng) để tăng nồng độ [H+] làm ngăn cản quá trình thuỷ phân

Ví dụ: AlCl3

AlCl3 = Al3+ + 3Cl

Al3+ + 3H20  Al(OH)3 ↓+ 3H+ (*)

nếu dùng nước pha lỗng thì khi đã tạo thành Al(OH)3 rồi mới dùng acid thì phản ứng nghịch (*) khĩ xảy ra

Bài 12 Có dung dịch cùng nồng độ mol của các chất sau đây:

Dung dịch nào có pH lớn nhất ? Nhỏ nhất ? Tính pH của các dung dịch 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‾/S2- ; CH3COOH/CH3COO‾ ; HPO42-/PO4

14

,

10

10

2 2

















HS a

O H

S K

K K

14

,

10 10

3

2 3















COOH CH a

O H COO

CH

K K

12,38 1,62

,

10

10

2

2 3



 







HPO a

O H PO

b K

K K

So sánh độ mạnh 3 base tăng theo dãy: CH3COO‾ < PO43- < S2- , tử đây cĩ thể nhận xét là với dung dịch cùng nồng độ, dung dịch Na2S cĩ pH lớn nhất và dung dịch NaCH3COO cĩ

pH nhỏ nhất

Tính pH các dung dịch muối trên ở nồng độ 0,1M

a) S2- + H2O  HS- + OH

-Trước phản ứng: 0,1M

Sau phản ứng : (0,1- )  

76 , 12 24

,

1

0575 , 0 10

) 1 , 0 ( ]

[

] ][

, 2

2

























pH pOH

K

K S

HS

OH

K

HS a

O H





b) CH3COO- + H2O  CH3COOH + OH

-Trước phản ứng 0,1M

Sau phản ứng: (0,1- )  

88 , 8 12

,

5

10 10

1 , 0 ) 1 , 0 ( ]

[

] ][

, 3

3

3 2























pH pOH

K

K COO

CH

COOH CH

OH

K

COOH CH a

O H





c) PO43- + H2O  HPO42- + OH

Trước phản ứng: 0,1M

Sau phản ứng: (0,1- )  

285 , 12 415

,

1

0384 , 0 10

) 1 , 0 ( ]

[

] ][

2

,

3 4

2 4

2 2

























pH pOH

K

K PO

HPO

OH

K

HPO a

O H





Bài 13 Sắp xếp sự thủy phân của AlCl 3 tăng dần khi cho vào các chất dưới đây:

a) Nước

b) Dung dịch FeCl 2

c) Dung dịch NaCH 3 COO

d) Dung dịch Na 2 HPO 4

e) Dung dịch NaF

AlCl3 là một hợp chất mang tính acid, vì khi hòa tan vào dung môi có chứa nước thì AlCl3 sẽ sinh ra H+: Al 3+ + 2H2O  AlO2- + 4H+

Do vậy khi môi trường càng có tính base mạnh OH‾ sẽ kết hợp với ion H+ càng nhiều nghĩa là phản ứng trên sẽ xảy ra theo chiều thuận theo nguyên lý Le Chartelier,

do vậy AlCl3 sẽ thủy phân càng nhiều

Vì vậy ta sẽ xét dung dịch nào có tính base càng cao thì AlCl3 trong dung dịch đó thủy phân càng mạnh

a) H2O là dd trung tính

b) Dung dịch FeCl2 có sự thủy phân: Fe2+ + H2O  Fe(OH)+ + H+

Ka=

14

10.11 3.89

2

10

10 10

n b

K

K







  , dung dịch mang tính acid

c) dd NaCH3COO có sự thủy phân:

CH3COO- + H2O  CH3COOH +OH -Kb=

14

9.24 4.76

10

10 10

n

a

K

K







  ,dung dịch mang tính baseyếu.

d) dd Na2HPO4 có sự thủy phân:

HPO42- + H2O  PO43- + H3O+ Ka3= 10-12.38

HPO42- + H2O  H2PO4- + OH -Kb=

14

6.79 7.21

2

10

10 10

n a

K

K







So sánh thấy Ka3<<Kb nên dung dịch mang tính base trung bình

e) dd NaF có sự thủy phân: F- +H2O  HF- +OH-

Kb=

14

10.82 3.18

10

10 10

n

a

K

K







Dung dịch mang tính base rất yếu

Dựa vào kết quả trên ta thấy, xếp các dung dịch theo chiều base tăng dần cũng là xếp theo mức thủy phân AlCl3 tăng dần trong các dung dich sau:

NaF < FeCl 2 < H 2 O < NaCH 3 COO < Na 2 HPO 4 Ghi Chú: Các em cần rất lưu ý đến phản ứng acid-base Lewis là loại phản ứng chưa quen thuộc đối với sinh viên.

Bài 14 Viết phương trình phản ứng thủy phân của các hợp chất cộng hóa trị sau nay:

a) SiCl4 + 2H2O = SiO2 + 4HCl

b) PI3 + 3H2O = H3PO3 + 3HI

c) TiOSO4 + H2O = TiO2 + H2SO4

d) BCl3 + 3H2O = H3BO3 + 3HCl

e) MnF7 + 4H2O = HMnO4 + 7HF

f) SO2Cl2 + 2H2O = H2SO4 + 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 +

a) Về quy luật, điện tích (số oxy hĩa) ion càng lớn, bán kính càng nhỏ thì khả năng thủy phân càng tăng Cĩ thể xét các dãy Na+ , Mg2+ , Ca2+ , Ba2+ hay so sánh giữa Fe2+ và Fe3+ thấy rõ quy luật này Giá trị z/r (z-là số oxy hĩa) cĩ ảnh hường lớn nhất đến sự thủy phân nĩi riêng và sự phân cực ion nĩi chung

b) Fe2+ thủy phân mạnh hơn Mg2+dù cả 2 đều cĩ cùng điện tích và Fe2+ cĩ bán kính ion hơi lớn hơn Mg2+ vì Fe2+ cĩ cấu hình ion trung gian cịn Mg2+cĩ cấu hình ion 8e- nên Fe2+cĩ độ thủy phân mạnh hơn

c) Tương tự vậy ta cĩ : Al3+ cĩ cấu hình ion 18e-, Fe3+ cĩ cấu hình ion trung gian nên mặc

dù bán kính của Fe3+ hơi lớn hơn của Al3+ vẫn cĩ:Ktp,Al > Ktp,Fe Na+ cĩ cấu hình ion 8e-, cịn Ag+ cĩ cấu hình 18e- nên mặc dù bán kính Ag+ lớn hơn Na+ vẫn cĩ: Ktp,Ag > Ktp,Na

Bài 19: Hãy dự đốn pKa của các proton cĩ màu đỏ trong các hợp chất sau đây:

a CH 3 CH 2 CH 2 CO 2H (butyric acid) b CH3 OH 2 + (oxonium ion)

a Butyric acid is similar in structure to CH3CO2H (acetic acid), in that both are carboxylic acids The pKa of acetic acid is 4.78 Therefore we can estimate the pKa of butyric acid to

be approximately 4 - 5

b The closest structural match for the oxonium ion in the pKa table is the hydronium ion (H3O+), pKa -1.74 Thus we can estimate the pKa of CH3OH2+ to be approximately -2

Bài 20: Xác định chiều ưu thế của phản ứng thuận nghịch sau đây: