Đề tài pH CỦA DUNG DỊCH

Là một giáo viên trực tiếp làm nhiệm vụ dạy học và giáo dục học sinh tôi cũng rất tích cực trong việc tích luỹ, học hỏi kiến thức và kinh nghiệm của bạn bè, đồng nghiệp . Đặc biệt tích luỹ kiến thức chuyên môn về Hoá Học cho bản thân. Trong chương trình Hoá Học lớp 11 tôi quan tâm nhiều đến vấn đề xác định pH của các dung dịch . Sách giáo khoa viết rất ngắn gọn vấn đề này, tuy nhiên đối với nhiều học sinh bài tập pH tương đối khó hiểu, cảm thấy mơ hồ nên làm khi dúng khi sai hoặc học trước quên sau, không biết phải làm thế nào trong từng bài tập cụ thể. Ngoài ra trong hầu hết các đề thi tốt nghiệp, đại học đều có câu hỏi liên quan đến vấn đề này .Vì vậy tôi chọn đề tài : pH của dung dịch

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ ÔN THI THPT QUỐC GIA MÔN: HÓA HỌC.

Tên chuyên đề: pH CỦA DUNG DỊCH

1 Lý do chọn đề tài.

Là một giáo viên trực tiếp làm nhiệm vụ dạy học và giáo dục học sinh tôi cũng rấttích cực trong việc tích luỹ, học hỏi kiến thức và kinh nghiệm của bạn bè, đồngnghiệp Đặc biệt tích luỹ kiến thức chuyên môn về Hoá Học cho bản thân Trongchương trình Hoá Học lớp 11 tôi quan tâm nhiều đến vấn đề xác định pH của cácdung dịch Sách giáo khoa viết rất ngắn gọn vấn đề này, tuy nhiên đối với nhiều họcsinh bài tập pH tương đối khó hiểu, cảm thấy mơ hồ nên làm khi dúng khi sai hoặchọc trước quên sau, không biết phải làm thế nào trong từng bài tập cụ thể Ngoài ratrong hầu hết các đề thi tốt nghiệp, đại học đều có câu hỏi liên quan đến vấn đề

này Vì vậy tôi chọn đề tài : '' pH của dung dịch ''

2 Mục đích của đề tài.

- Hệ thống lại kiến thức lý thuyết liên quan đến môi trường pH của dung dịch.

- Chia thành từng dạng bài tập thường gặp có hướng dẫn cách làm, bài tập mẫu

và bài tập tự giải nhằm giúp học sinh có cái nhìn cụ thể hơn, dễ hiểu, dễ nhớ hơn

- Đối tượng của đề tài là học sinh thi THPT Quốc gia , không phải thi học sinh

giỏi nên các bài tập ở mức độ không quá phức tạp, nồng độ các chất không quá

nhỏ, ảnh hưởng phương trình điện li của nước không đáng kể nên tôi không đề cập đến cân bằng của nước trong các dạng bài tập.

B NỘI DUNG

Ý nghĩa tích số ion của nước :

Môi trường trung tính : [H+ ] = [ OH- ] = 1,0 10-7 M

Môi trường axit : [H+ ] > [ OH- ] hay [H+ ] > 1,0 10-7 M

Môi trường bazơ : [H+ ] < [ OH- ] hay [H+ ] < 1,0 10-7 M

I.2- Khái niệm về pH :

Có thể coi pH là đại lượng biểu thị nồng độ H+

[H + ] = 1,0 10 - pH M Nếu [H + ] = 1,0 10 - a M thì pH = a

pH không có thứ nguyên (không có đơn vị)

Về mặt toán học: pH = - lg [H + ]

* Ý nghĩa của giá trị pH :

Môi trường trung tính : [H+ ] = [ OH- ] = 1,0 10-7 M hay pH= 7,00

Môi trường axit : [H+ ] > [ OH- ] hay [H+ ] > 1,0 10-7 M hay pH < 7,00

Môi trường bazơ : [H+ ] < [ OH- ] hay [H+ ] < 1,0 10-7 M hay pH > 7,00

Ngoài ra, người ta còn sử dụng giá trị pOH: pOH = - lg [OH- ]

  ch� t ph� n ly

ho� tan

α càng lớn khả năng điện li càng hoàn toàn và ngược lại

I.4 Mối liên hệ giữa hằng số điện li K và độ điện li α

Ví dụ: Một hợp chất AB điện ly yếu có nồng độ ban đầu là C (mol/lít, độ điện ly α).

- Hằng số axit và bazơ của 1 cặp axit bazơ liên hợp HA/A- : Ka Kb = 10-14.

- Ka càng lớn tính axit càng mạnh, Kb càng lớn tính bazơ càng mạnh và ngược lại.

II CÁC DẠNG BÀI TẬP.

II.1 Dạng 1: Xác định pH của dung dịch axit mạnh.

(có thể 1 axit hoặc trộn lẫn nhiều axit)

Phương pháp giải:

+ Viết phương trình điện li của các axit

+ Tính tổng số mol H+ từ đó tính tổng nồng độ mol/lít của H+

Ví dụ 2: (Trích đề thi tuyển sinh đại học ĐH –CĐ Khối A 2007)

Cho m gam hỗn hợp Mg, Al vào 250 ml dung dịch X chứa hỗn hợp axit HCl 1

M và axit H2SO4 0,5 M thu được 5,32 lít H2 (ở đktc) và dung dịch Y (coi thể tíchdung dịch không đổi) Dung dịch Y có pH là:

Câu 3: Trộn 20 ml dung dịch HCl 0,05M với 20 ml dung dịch H2SO4 0,075M Nếu

sự pha loãng không làm thay đổi thể tích thì pH của dung dịch thu được là:

A 1 B 2 C 3 D 1,5

Câu 4: Dung dịch X (gồm : H2SO4 xM và HCl 0,002M) có pH = 2 x có giá trị là :

A 0,004 B 0,008 C 0,002 D 0,04

Câu 5: Trộn 150 ml dung dịch HCl 0,02M với 50 ml dung dịch H2SO4 0,01M được dung dịch X Dung dịch X có pH là :

II.2 Dạng 2: Xác định pH của dung dịch bazơ mạnh.

(có thể 1 bazơ hoặc trộn lẫn nhiều bazơ)

Phương pháp giải:

+ Viết phương trình điện li của các bazơ

+ Tính tổng số mol OH- từ đó tính tổng nồng độ mol/lít của OH

-+ Từ công thức : [H+] [OH] = 10-14 tính được nồng độ mol/lít của H+

+ Áp dụng pH = - lg[H+]

Hoặc sử dụng pOH = - lg[OH] và pH + pOH = 14

Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch KOH 0,005M ?

Câu 4: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ

vào nước dư thu được 0,224 lit khí (đktc) và 2 lit dd có pH bằng

A

Câu 5: Cho m gam Na vào nước dư thu được 1,5 lit dd có pH=12 Giá trị của m là

A 0,23 gam B 0,46 gam C 0,115 gam D 0,345 gam

Câu 6: Hòa tan hoàn toàn m gam BaO vào nước thu được 200ml dd X có pH=13.

Giá trị của m là

A

1,53 gam B 2,295 gam C 3,06 gam D 2,04 gam

Câu 7: Hòa tan 0,31 gam một oxit kim loại vào nước thu được 1 lit dd có pH=12.

Oxit kim loại là

Câu 8 Cho hỗn hợp Na-Ba vào nước thì thu được 500ml dung dịch (X) và 0,672 lít

khí H2 (đkc) bay ra pH của dung dịch (X) là:

A 13,07 B.12,77 C.11,24 D.10,8

Câu 9: Trộn 30 ml dung dịch NaOH xM với 20 ml dung dịch Ba(OH)2 0,01M được

dung dịch X có pH = 13 Giá trị của x là :

A 0,014 B 0,15 C 0,015 D 1,5

II.3 Dạng 3: Xác định pH của dung dịch axit yếu.

II.3.1 Xác định pH của dung dịch axit yếu khi biết hằng số Ka

Phương pháp giải:

- Viết phương trình điện li.

- Biểu diễn nồng độ của các chất ở trạng thái cân bằng.

- Viết biểu thức hằng số cân bằng Ka, giải phương trình bậc 2 tìm nồng độ H+ từ đótính pH

Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch CH3COOH 0,1M biết Ka = 1,8.10-5 ?

- Viết phương trình điện li.

- Biểu diễn nồng độ của các chất ở trạng thái cân bằng.

- Viết biểu thức độ điện li α, giải phương trình tìm nồng độ H+ từ đó tính pH

Ví dụ: Dung dịch CH3COOH 0,1M có độ điện li α = 1% Tính pH của dung dịch

Câu 5: Ở một nhiệt độ xác định, độ điện li của dung dịch axit axetic 0,1M là 1,32%.

Ở nhiệt độ này, dung dịch axit trên có hằng số axit và pH bằng:

A 1,85.10-5 và 1,8 B 1,74.10-5 và 2,8 C 1,32.10-5 và 11.2 D 2,85.10-5 và 3,5

Câu 6: Trong 1 lít dung dịch CH3COOH 0,01M có 5,84.1021 phân tử chưa phân li raion Độ điện li α và pH của CH3COOH ở nồng độ đó là (biết số Avogađro=6,02.1023)

A 4,15% Và 3,38 B 3% và 3,52 C 1% Và 4 D 1,34% và 3,87 Câu 7: Cần lấy bao nhiêu gam NH4Cl để pha thành 250 ml dung dịch có pH = 5,5 Coi thể tích dung dịch không thay đổi Biết NH4+ có Ka=10-9,24

II.4 Dạng 4: Xác định pH của dung dịch bazơ yếu.

III.4.1.Xác định pH của dung dịch bazơ yếu khi biết hằng số bazơ K b

Phương pháp giải:

- Viết phương trình điện li.

- Biểu diễn nồng độ của các chất ở trạng thái cân bằng.

- Viết biểu thức hằng số cân bằng Kb, giải phương trình bậc 2 tìm nồng độ OH- từ

đó tính nồng độ H+ và tính pH

Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch NH3 10-2M biết Kb = 1,8.10-5 ?

Bài giải :

NH3 + H2O NH4+ + OH- Kb = 1,8.10-5

Ban đầu : 0,01M 0 0

Phân li x x x

Cân bằng 0,01- x x x

Kb = = 1,8.10-5 => Giải phương trình bậc hai, ta có : x = 4,15.10-4 => pOH = 3,38 => pH = 10,62 Ví dụ 2: Tính pH của dung dịch CH3COOK 2,0.10-5 M Biết CH3COOH có Ka=10-4,76 Giải: Các cân bằng xảy ra trong dung dịch: CH3COOK → CH3COO- + K+ 2,0.10-5 2,0.10-5 CH3COO- + H2O CH3COOH + OH- Kb = 10-9,24 (1) Ban đầu: 2,0.10-5

Phâl li: x x x

Cân bằng 2,0.10-5 -x x x

Kb = x2/ (2,0.10-5 -x ) = 10-9,24

→ x = [ OH-] = 1,47.10-5 [H+] = 6,82.10-8 → pH = 7,166 II.4.2 Xác định pH của dung dịch bazơ yếu khi biết độ điện li α Phương pháp giải: - Viết phương trình điện li - Biểu diễn nồng độ của các chất ở trạng thái cân bằng - Viết biểu thức độ điện li α, giải phương trình tìm nồng độ tìm nồng độ OH- từ đó tính nồng độ H+ và tính pH Ví dụ: Dung dịch NH3 1M với độ điện li là 0,42% có pH là A 9.62 B 2,38 C 11,62 D 13,62 NH3 + H2O NH4+ + OH -Ban đầu : 1M 0 0

Phân li x x x

Ta có: = x/1 = 0,0042 = [OH-] pOH = 2,38

pH=11,52

Chú ý: Nếu \f(Cb,Kb> 400 hay α < 0,05 có thể coi bazơ MOH phân li không đáng kể

[OH- ]2 = Kb.Cb  [OH- ] =

pOH = \f(1,2 (pKb-lgCb)Hay : pH = 14- pOH = 14 - \f(1,2 (pKb-lgCb)

Câu 4: Cho 200ml dung dịch NaOH 0,03M tác dụng với 300ml dung dịch

CH3COOH 0,02M Tính pH của dung dịch thu được Biết CH3COOH có Ka=10-4,76

Giải: Sau khi trộn: CHCl = (2,5.10-2.40)/ 100 = 0,01 M = 10-2 M

Các quá trình xảy ra trong dung dịch:

Giải: Dung dịch HNO3 có pH=1,3 → [H+]= 10-1,3=0,05 M = C0(HNO3)

Nồng độ các chất sau khi pha trộn: ;

Trong dung dịch có các cân bằng:

Câu 2: Dung dịch HCl và dung dịch CH3COOH có cùng nồng độ mol/l, pH của hai

dung dịch tương ứng là x và y Quan hệ giữa x và y là (giả thiết, cứ 100 phân tửCH3COOH thì có 1 phân tử điện li)

.Câu 3: Tính khối lượng HCl phải cho vào 500 ml dung dịch HCOOH 0,010 M để

pH của dung dịch thu được là 1,50 (bỏ qua sự thay đổi thể tích của dung dịch) Biết HCOOH có Ka=10-3,75

Câu 4: Trộn 200ml dung dịch HCl xM với với 300ml dung dịch HCOOH 0,01M thu

được dung dịch có pH bằng 2,5 Tìm x? Biết HCOOH có Ka=10-3,75

A 7,9.10-3 B 5.10-3 C 3.10-3 D 2,5.10-2

Câu 5: Trộn 200ml dung dịch HCl 0,01M với với 300ml dung dịch HCOOH xM thu

được dung dịch có pH bằng 2,2 Tìm x? Biết HCOOH có Ka=10-3,75

A 4,25.10-2 B 1,52.10-2 C 3,21.10-2 D 5,32.10-2

Câu 6: Biết [CH3COOH] = 0,5M và ở trạng thái cân bằng [H+] = 2,9.10-3M Hằng số cân bằng Ka của axit là :

Ví dụ 3: Tính khối lượng NaOH phải cho vào 500 ml dung dịch HCOONa 0,010 M

để pH của dung dịch thu được là 11,50 (bỏ qua sự thay đổi thể tích của dung dịch).Biết HCOOH có Ka=10-3,75

Giải:

Gọi số mol NaOH cần thêm vào là a mol → CNaOH = 2a M

Các quá trình xảy ra trong dung dịch:

Bài tâp tự giải:

Câu 1: Tính pH của dung dịch gồm NaOH 1,0.10-4 M và CH3COONa 0,10 M Biết

CH3COOH có Ka= 1,8 10-5

Câu 2: Tính khối lượng KOH phải cho vào 500 ml dung dịch HCOONa 0,010 M để

pH của dung dịch thu được là 11,50 (bỏ qua sự thay đổi thể tích của dung dịch) BiếtHCOOH có Ka=10-3,75

Câu 3: Trộn 200ml dung dịch NaOH 10- 3M với 300ml dung dịch

NH3 10- 2M (NH3 có Kb = 1,8.10-5 ) Tính pH của dung dịch thu đựơc

Câu 4: Trộn 200ml dung dịch KOH xM với với 300ml dung dịch HCOOK 0,01M

thu được dung dịch có pH bằng 12 Tìm x? Biết HCOOH có Ka=10-3,75

II.7 Dạng 7: Xác định pH của dung dịch thu được khi trộn lẫn axit với bazơ Phương pháp giải:

+) Viết phương trình điện li để tính ∑n H + và tính ∑n OH -

+) Xem ion nào dư sau phản ứng H+ + OH-  H2O

+) Tính lại nồng độ của ion dư từ đó tính pH giống dạng 1 hoặc dạng 2

Với những bài tập cho biết pH sau phản ứng, cần phải dựa vào giá trị của pH để xem axit hay bazơ dư.

Ví dụ 1: Trộn lẫn V ml dung dịch NaOH 0,01M với V ml dung dịch HCl 0,03 M đợc

Ví dụ 3: Trộn 200 ml dd hỗn hợp gồm HNO3 0,3M và HClO4 0,5M với 200 ml ddBa(OH)2 a mol/lit thu được dd có pH = 3 Vậy a có giá trị là:

Câu 3: Trộn lẫn 2 dung dịch có thể tích bằng nhau của dung dịch HCl 0,2M và dung

dịch Ba(OH)2 0,2M pH của dung dịch thu được là

Câu 6: Cho 40ml dung dịch HCl 0,75M vào 160ml dung dịch chứa đồng thời

Ba(OH)2 0,08M và KOH 0,04M thu được 200ml dung dịch có pH là

A 2 B 3 C 11 D 12.

Câu 7: Trộn 100 ml dung dịch KOH có pH=12 với 100 ml dung dịch HCl 0,012 M

thì thu được dung dịch có pH là

Câu 8: Trộn hai thể tích dung dịch HCl 0,1M với một thể tích dung dịch gồm NaOH

0,2M và Ba(OH)2 0,15M thu được dung dịch Z có pH là

A 1 B 2 C 12 D 13

Câu 9: Trộn 300 ml dung dịch HCl 0,05 M với 200 ml dung dịch Ba(OH)2 x mol/l

thu được 500 ml dung dịch có pH=2 Giá trị của x là

A 0,025 B 0,05 C 0,1 D 0,5.

Câu 10: Trộn 300 ml dung dịch HCl 0,05 M với 200 ml dung dịch Ba(OH)2 a mol/l

thu được 500 ml dung dịch có pH=12 Giá trị của a là

A 0,025 B 0,005 C 0,01 D 0,05.

Câu 11: Trộn 100ml dung dịch H2SO4 0,01M với 400ml dung dịch Ba(OH)2 nồng độ

a mol/l thu được m gam kết tủa và dung dịch còn lại có pH=12 Giá trị của m và a là

A 0,05M; 13 B 2,5.10-3M; 13 C 0,05M; 12 D 2,5.10-3M; 12

Câu 13: Trộn 150 ml dung dịch HCl nồng độ a mol/l với 250 ml dung dịch hỗn hợp

gồm NaOH 0,5M và Ba(OH)2 0,1M thu được dung dịch có pH=12 Giá trị của a là

Câu 14: Trộn 250 ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,08M và H2SO4 0,01M với 250

ml dung dịch NaOH nồng độ b mol/l được 500 ml dung dịch có pH=12 Giá trị của blà

Câu 17: Thể tích dung dịch Ba(OH)2 0,025M cần cho vào 100 ml dung dịch hỗn

hợp gồm HNO3; HCl có pH=1 để thu được dung dịch có pH=2 là

A 0,25 lit B 0,1 lit C 0,15 lit D 0,3 lit.

Câu 18: Trộn V1 lit dung dịch Ba(OH)2 có pH=12 với V2 lit dung dịch HNO3 cópH=2 thu được (V1+V2) lit dung dịch có pH=10 Tỉ lệ V1:V2 bằng

A 11:9 B 101:99 C 12:7 D 5:3.

Câu 19: Trộn 3 dung dịch Ba(OH)2 0,1M, NaOH 0,2M, KOH 0,3 M với những thểtích bằng nhau thu được dung dịch A Lấy 300ml dung dịch A cho phản ứng với V lít

dung dịch B gồm HCl 0,2M và HNO3 0,29M, thu được dung dịch C có pH =12 Giátrị của V là:

A

0,134 lít B 0,414 lít C 0,424 lít D 0,214 lít

Câu 20: Trộn 3 dung dịch axit HCl 0,2M; HNO3 0,1M và H2SO4 0,15M với thể tích

bằng nhau được dung dịch A Cho V ml dung dịch B chứa NaOH 0,2M và

Ba(OH)20,05M vào 400 ml dung dịch A thu được (V + 400) ml dung dịch D có pH

= 13 Giá trị của V là:

A 600 B 400 C 800 D 300 Câu 21: A là dung dịch H2SO4 0,5M; B là dung dịch NaOH 0,6M Trộn V1 lit A với

V2 lit B thu được (V1+V2) lit dung dịch có pH=1 Tỉ lệ V1:V2 bằng

Câu 22: A là dung dịch H2SO4 0,5M; B là dung dịch NaOH 0,6M Trộn V3 lit A với

V4 lit B thu được (V3+V4) lit dung dịch có pH=13 Tỉ lệ V3:V4 bằng

Câu 23: Một dung dịch X có pH=3 Để thu được dung dịch Y có pH=4 cần cho vào 1

lit dung dịch X thể tích dung dịch NaOH 0,1M là

A 100ml B 90 ml C 17,98ml D 8,99ml

Câu 24: Z là dung dịch H2SO4 1M Để thu được dung dịch X có pH=1 cần phải thêmvào 1 lit dung dịch Z thể tích dung dịch NaOH 1,8M là

A 1 lit B 1,5 lit C 3 lit D 0,5 lit.

Câu 25: Z là dung dịch H2SO4 1M Để thu được dung dịch Y có pH=13 cần phảithêm vào 1 lit dung dịch Z thể tích dung dịch NaOH 1,8M là

A 1,0 lit B 1,235 lit C 2,47 lit D 0,618 lit.

II.8 Dạng 8: Xác định pH của dung dịch đệm.

* Định nghĩa : Dung dịch đệm là dung dịch có pH hoàn toàn xác định được tạo nên

khi trộn dung dịch của axit yếu với muối của chúng hoặc hỗn hợp của bazơ yếu với muối của chúng

Ví dụ : CH3COOH và CH3COONa được gọi là đệm axetat

NH4Cl và NH3 được gọi là đệm amoni

* Đặc điểm : Dung dịch đệm có pH ít thay đổi khi ta thêm vào dung dịch một lượng

nhỏ axit mạnh hoặc bazơ mạnh hoặc pha loãng dung dịch.(không quá loãng)

Phương pháp giải:

- Viết phương trình điện li của muối, nồng độ gốc axit của muối hoặc cation của

muối sẽ ảnh hưởng đến cân bằng của axit yếu, bazơ yếu

- Viết phương trình điện li của axit yếu, bazơ yếu và biểu diễn nồng độ các chất ở

trạng thái cân bằng

- Viết biểu thức hằng số cân bằng Ka, Kb giải phương trình bậc 2 tìm nồng độ H+ ,

OH- từ đó tính pH

Ví dụ 1: Cho 1 dung dịch X gồm: NH4Cl 0,1M và NH3 0,1M (biết hằng số axit

4

10 NH