CHUYÊN đề 3 hợp CHẤT ít TAN cân BẰNG TRONG DUNG DỊCH CHỨA

CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH CHỨA HỢP CHẤT ÍT TAN Chuyên đề A LÝ THUYẾT CƠ BẢN VÀ NÂNG CAO I ĐỘ TAN VÀ TÍCH SỬ TAN Khái niệm độ tan tích số tan - Trong dung dịch bão hịa nước hợp chất tan MmAn có cân bằng: M m A n �� mM n  nA m  K S Nồng độ chất tan dung dịch bão hòa gọi độ tan S Độ tan thường biểu diễn theo sổ gam chất tan 100 gam dung môi nguyên chất; gam/lít biểu diễn theo số mol chất tan lít dung dịch Khi cân thiết lập, ta có biểu thức tích Số tan nhiệt động Ks: KS   M n  m A  m- n Nếu không kể ảnh hưởng lực ion chấp nhận gần đúng: m n K S �� Mn � A m- � � �� � � Nguyên tắc tính độ tan từ tích số tan - Mô tả cân xảy dung dịch, có cân hợp chất tan, cân phụ - Đánh giá mức độ xảy cân phụ (căn vào số cân bằng) - Thiết lập biểu thức tính tích số tan - Thiết lập biểu thức tính nồng độ phân tử khác sinh trình phụ trường hợp cần thiết phải đánh giá gần dùng pH nồng độ chất tạo phức - Tổ hợp biểu thức rút với biểu thức tính tích số tan để đánh giá độ tan Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan - Thuốc thử dự không phản ứng với kết tủa thường làm giảm độ tan kết tủa - Thuốc thử dư phản ứng với kết tủa làm độ tan tăng - pH ảnh hưởng đến trình tạo phức hiđroxo ion kim loại ảnh hưởng đến proton hóa anion bazơ yếu - Chất tạo phức thường làm tăng độ tan kết tủa, làm giảm trình kết tủa ion kim loại - Lực ion (1) thường làm tăng độ tan tăng lực ion I, hệ số hoạt độ giảm Ví dụ 1: a) Tính độ tan BaSO4 dung dịch bão hoà BaSO4 9,96 13,4 2 Cho K S Baso4   10 ;  BaOH  10 ; K IISO  10 7,86 7,8 b) Tính độ tan PbI2 pH = 6,0 Cho K S PbI2   10 ;  PbOH   10 Giải a) Q trình hồ tan: BaSO � Ba 2  SO 42 Quá trình phụ: Ba 2  H 2O � BaOH   H  2  SO  H O � HSO  OH    10 13,4 K b  10 12 KS (1) (2) (3) Các cân (2) (3) bé, bỏ qua trình phụ đánh giá độ tan theo (1): Trang BaSO � Ba 2  SO 24 S KS S � S  K s  109,96  1, 05.105 M 2  b) PbI � Pb  2I K S  107,86 Pb 2  H O � PbOH   H  (4)   107,8 (5) Gọi S dộ tan PbI2 Ta có: � H � S � � � I � Pb � PbOH � Pb � � � 2S; � � � � � � S � � � � �  H � � �   2  2 � H � S � � Pb � [I ]  � (2S) Mặt khác: K S  � � �  � H � � �  2  -  Ks � H � 107,86  106  107,8  � �  �S    1,52.10 3 M 6  4.10 4� H � � � Nhận xét: Trong trường hợp tổng qt việc tính tốn cân muối tan thường phức tạp ngồi q trình hồ tan ln có q trình phụ liên quan Về ngun tắc, trước tính tốn phải mơ tả đầy đủ cân xảy hệ, thiết lập số phương trình liên hệ có liên quan với ấn số cần tìm tổ hợp lại thành phương trình tổng quát Tuy vậy, việc tổ hợp thường dẫn đến phương trình bậc cao phức tạp Vì vậy, tuỳ trường hợp cụ thể mà chọn cách giải gần thích hợp Ta xét trường hợp tổng quát đơn giản cần tính độ tan muối MA Trong dung dịch có q trình sau đây: MA �� M   A  K s (1) H O � H   OH  KW (2) M   H O � MOH  H   (3) A   H  � HA K 1 (4) Các ẩn số chưa biết: � M  �� , A � ,[MA], � H  �� , OH  � ,[MOH] � �� � � �� � Cần phải thiết lập phương trình liên hệ: � M � A � � �� � � K S � ma  K S Kw K � H � �� OH  �  w � � �  � � � OH � H � � � � � � M � 1 � �� [MOH]   m � [MOH]  H � � �  � H � � � 1 [HA]  K 1 � A � H � H � � �� � �� [HA]  K a � � � M � ;a  � A � ;h  � H � Ở đây: m  � � � � � � � Gọi độ tan muối S ta có:  1 S� M � M � H � � � [MOH]  � � �1   � � �  Ta suy ra: Trang � M� � � S 1 1  � H� � �   1 S� A � A � H � � � [HA]  � � �1  K � � � �� A � � � S 1 1 K � H � � � Theo định luật bảo tồn điện tích ta có: � H � M � � � [OH ]  � � � [A ]  Thay đại lượng vào phương trình ta được: Kw S S � H �    (*) 1 � � �  1  H � 1 K � H � � H � � 1  � � � � � Mặt khác: S2 K S  ma  1 1 1  � H � H � � � 1 K � � � �S    K  1  � H � � �  1 K  1  1 S  � H � � � (**) Thay S vào phương trình (*) ta phương trình ẩn [H +] Nhưng việc tính [H+] phức tạp Có thể tính tốn đơn giản gần cách đầu tính s  K s , sau thay S vào (*) để phương trình ẩn [H+] Giải phương trình ta tìm giá trị gần [H +] Đặt giá trị vào (**) ta tìm giá trị S xác Trong trường hợp hai trình proton hoá A - tạo phức hiđroxo M+ xảy với mức độ ngang tiến hành tính tốn gần theo cách sau Gọi độ tan muối S Ta có: S � M � A � � � [MOH]  � � � [HA] Có thể tổ hợp q trình (3), (4) dạng: M   A   H O � MOH  HA  K 1 [] S–x S–x x x � x   K 1 ( S  x) M+ � A- � Bởi vì: � � �� � �=K S =(S-x) H � OH  � Dĩ nhiên phương pháp gần chấp nhận kiểm tra thấy hiệu � � � � � �là đại M � A � lượng vô nhỏ so với � � �và � � � Ví dụ 2: Tính độ tan nước kết tủa MgC2 O 5 11,7 4,25 Cho K S  1, 6.10 ;  MgOH  10 ; K a  10 Giải MgC O � Mg  C 2O 42 2 KS (1) Mg 2  H 2O � MgOH   H   MgOH  (2) C 2O 24  H  � HC2 O4 (3) K a 12 2 Vì q trình proton hố ion C 2O Trang C O42  H O � HC O4  OH  K w K a12  109,75  2 11,7 trình tạo phức hiđroxo Mg  MgOH  10  chênh lệch khơng nhiều nên giải phương pháp gần K   MgOH   K a12  107,45 Mg 2  C2 O42  H O � MgOH   HC2 O44 S–x S–x x   x   � S  K s   K a12  10 7,45  10 11,7 � 10 4,25  4.103 M � Mg 2 � S x � �   1,1.108 M MgOH  [MgOH] x � H � � �  MgOH  7 � OH  � � � 9,1.10 7 H � OH  � Mg 2 �� , C O 42 � Vì � � � � � � 9,10 = � � �� �nên phép tính gần chấp nhận - Đối với muối có độ tan q bé ion có tham gia mạnh vào q trình proton hố q trình tạo phức hiđroxo không ảnh hưởng rõ rệt đến môi trường dung dịch, nên ta chấp nhận dung dịch có mơi trường trung tính pH = Trong trường hợp việc tính tốn đơn giản ta biết nồng dộ ion H+ Việc tính độ tan theo cơng thức (**) khơng khó Ví dụ 3: Tính độ tan Ag2S nước nguyên chất 9,2 11,7 7 12,92 Cho K S(Ag 2S)  10 ;  AgOH  10 ; K a1(H S)  10 ; K a 2(H S)  10 Giải  Ag 2S � 2Ag  S  H O � OH  H 2 K S  10  49,2 (1) 14 (2) K W  10 Ag   H O � AgOH  H   AgOH  1011,7 (3) S2� H  � HS K a12  1012,92 (4)   1 al HS  H � H 2S K  10 (5) Vì độ tan gần So =  1049,2 /  1016,67  107 nên coi q trình (3), (4), (5) khơng ảnh 7 H � OH  � hưởng đến pH nước chấp nhận � � � � � � 10 M Gọi độ tan muối S ta có:  1 2S  � Ag  � Ag  � H � � � [AgOH]  � � �1   AgOH � � � �� Ag  � � �  2S 1   AgOH � H � � �   1 1 1 S� S2 � HS � S2  � H � H � � � � � �  H 2S  � � �1  K a � � � K a1 K a � � � �� S2  � � � S 1 1  K a12 � H � H � � � K a1 K a � � � S2 � Ag  � Mà: K S  � � �� � � �S   1    2,95.10 1 1 1 K S   ABOH � H � H � H � � �  Ka2 � � � K a1 K a � � � 15 Ví dụ 4: Tính tích số tan AgSCN cân dung dịch bão hòa AgSCN Cho SAgSCN  1,05.106 M;  AgOH  1011,7 Trang Giải  AgSCN � Ag  SCN  K S  1, 05.10 6  AgOH  1011,7 Ag   H O � AgOH  H  6 S� SCN  � Ag  � � � � � � [AgOH]  1, 05.10 Đánh giá mức độ tạo phức hiđroxo Ag+: Ag + + H 2O � AgOH+Hβ+ =1 AgOH C 1,05.10-6 [ ] 1,05.10-6 – x x2  ��6 1011,7 1, 05.10  x x 0-11,7 x x 1, 45.109 1, 05.106 6 � Ag  � � � 1, 05.10 M 6 12 � Ks  � Ag  � SCN  � � �� � �  1, 05.10   1,103.10 Cân dung dịch: 5 [AgOH]  � H � OH  � � � 1, 45.10 M; � � � 1014  10 5,16 M 9 1, 45.10 6 � SCN  � Ag  � � � � � � 1, 05.10 M II SỰ HÒA TAN KẾT TỦA KHÓ TAN TRONG NƯỚC Đối với muối MmXn  M m X n � mM n  nX m KS Điều kiện hoà tan kết tủa phải thiết lập điều kiện để tích số ion dung dịch bẻ tích số tan C mMn � Cnxm  K s Muốn phải làm giảm nồng độ ion dung dịch bão hoà biện pháp sau đây: - Chuyển anion muối bazơ yếu thành axit liên hợp phân li, tác dụng axit mạnh - Chuyển ion kim loại thành phức bên tác dụng số chất tạo phức thích hợp - Chuyển ion dung dịch thành dạng oxi hoá - khử thuốc thử oxi hố - khử thích hợp Hồ tan kết tủa khó tan axit Đối với trường hợp muối khó tan mà anion bazơ yếu dùng axit mạnh làm dung mơi hồ tan Đối với trường hợp tổng quát đơn giản hoà tan muối MX axit mạnh HA ta có q trình sau: MX(r) � M   X  K S (1) HA � H   A  X   H  � HX K a1 (2) H O � H   OH  (3) KW Gọi S độ tan MX ta có:   1 S� M � X � H � � � � � � [HX]  [X ]  K a � � � Ks M� X� X � Mà: � � �� � � K S � � � � S K � S  S  K a1 � H � (4) � � S Phương trình trung hồ điện:   Trang � H � OH  � X � M � A � � � � � � � � � � � � � � � Ở đây: [H+] >> [ OH- ]; [A-] =CHA =C ta phương trình: Ks Ks � H � H � � � S  s  C  � � � � C  s  S (5) Thay (5) vào (4) ta rút ra: K S KS K S2 S  S   Ka  C S   (6) Ka Ka Ka Giải phương trình ta tìm S 1 Nếu tích số tan muối bé K a (HX) lớn coi sản phẩm chủ yếu hoà tan HX đánh giá gần cách tổ hợp (1) (2) MX  H  � M   HX K  K a1K s C [] C C-S S S S2  K Từ biểu thức ta dễ dàng tính giá trị S Tuy nhiên, cách giải chấp K S nhận kiểm tra lại kết cho thấy [HN] >> [X-] Ví dụ 1: Tính độ tan bạc axetat (CH3COOAg) lít HNO3 0,1M Cho: K S(CH3COOAg)  4.103 ; K a (CH3COOH)  104,74 � Giải HNO3 � H   NO 3 0,1 0,1 CH3COOAg � CH 3COO   Ag  K S  4.103 CH3COO   H  � CH 3COOH K a1  104,74 CH 3COOAg  H  � CH 3COOH  Ag  S '2  �� 2, 102 0,1  S � K  2, 2.10 S � 0,1M �� Ag  � � �  CH 3COOH   0,1M �� CH3COO  � � � Ks 4.103   4.102 M  0,1 � � Ag � � �  CH3COOH  không lớn nhiều so với [CH3COO-] nên cách giải gần chưa xác Nghĩa khơng thể bỏ qua [CH3COO-] bên cạnh [CH3COOH] �S2 � S2 K a    � � � � � Ag CH COO  � H  K  1� Ta có: K S  � a � � �� � �  � � H � �K s � � � K a Thay S' vào (1) ta được: (1) �  4,74 �0,1 5 � � H  10  � � 2, 7.10 M  � � �4.10 � Phương trình trung hịa điện: � H � OH  � Ag  � CH3COO  � NO3 � � � � � � � � � � � � � � � Trang �� H � � � Kw K S s C   S � H � � � Kw H � Khi [H+]=2,7.10-5 M � nên � � � H � � � Ks  � � H  S   C  � S2  � H � � � � � C S  K S  S   � S2   2, 7.105  0,1 S  4.10 3  � S  0, 05M 1,27  và K a  104,25 Ví dụ 2: Đánh giá độ tan CaC O4  trong HNO3 , 0,1M Cho H C2 O có K a1  10 Giải  HNO3 � H  NO  0,1 0,1 CaC O4 � Ca 2  C O 24 C O 24  H  � HC 2O4 HC O4  H  � H C2 O K S  108,75 (1) 1 K a2  104,25 (2) 1 K a1  101,27 (3) 1 1 1 Ở đây, K a  K a1 và K a1  lại tương đối khơng lớn nên giả thiết sản phẩm hoà tan chủ yếu  tồn HC O4 H C2 O Tổ hợp (1), (2) ta được: CaC O  H  � Ca 2  HC2O 4 C [] 0,1 0,1 – S’ S’ K  104,5 S’ � � S  104,5 � S�  102,75 M 0,1  S� 2,75 HC2 O 4 � Ca  � M; � H � Như vậy: � � � � � � 10 � ��0,1M � � H � HC2 O4 � � � � � 102,48 phép tính gần chưa thoả mãn � HC2 O 4 � �  H C2 O   � �lớn nồng độ K a1  H C 2O  không nhiều Ca 2 � C2O 42 � Ta lại có: K S  � � �� � �   1 1 1 S� Ca 2 � C O 42 � H � H � � � � � �1  K a � � � K a1 K a � � �   1 1 � S2  K s  K a12 � H+ � H � � � K a1 K a � � � Thay S' vào phương trình ta tìm [H+]= 10-1,29M Xuất phát từ phương trình trung hồ điện: � H � OH  � Ca 2 � HC 2O 4 � C 2O 42 � Cl � � � � � � � � � � � � � � � � � � 1,29 + H � OH  � C O42 � HC2 O 4 � Ở � � � 10 M : Bỏ qua � � �bên cạnh [H ] � � �bên cạnh � � �ta suy ra:   � C� H � H � SK a1 � � � � K a1 � � H  2S   C  � S  � � � H � 2� H � � � K a1 � � K a1   1,29 H � Thay � vào biểu thức ta tìm S  3, 27.102 M � � 10 Trang - Trường hợp sản phẩm hồ tan chất khí cần ý nồng độ cực đại khí nước độ tan Nếu nồng độ khí vượt q độ tan bay giữ lại phần tương ứng độ tan Trong trường hợp tính tốn phải thay nồng độ cân khí độ tan 2 Ví dụ 3: Tính độ tan BaCO3 CH3COOH 0,1M Cho: L CO2  3,8.10 (Độ tan CO2 20°C) K S BaCO3   108,3 ; K a (CH3COOH)  104,74 ; K a1 H 2CO3   106,35 ; K a 2 H 2CO3   1010,33 Giải 2 BaCO3 � Ba  CO 2 K S  10 CH 3COOH � H   CH 3COO  CO32  H  � HCO3   HCO  H � H CO3 8,3 (1) K a  10 4,74 (2 K a21  1010,33 1 a1 K  10 (3) 6,35 (4) Có thể đánh giá gần cách tổ hợp cân (1), (2), (3), (4): BaCO3  2CH3COOH � Ba 2  H 2CO3  2CH3 COO K  101,1 C [] � 0,1 0,1 – 2S’ 4S '4  0,1  2S �  S’ S’ 2S’  101,1 � S �  4,3.102 M 2 Do [H2CO3] = 4,3.10-2 > L CO2  3,8.10 nên cần thay [H2CO3] L CO2 BaCO3  2CH3COOH � Ba 2  H 2CO3  2CH3 COO K  101,1 C [] 0,1 0,1 – 2S S 3,8.10-2 2S 2 3,8 � 10 � 4S �  101,1 � S  0, 025M (0,1  2S ) Như vậy, độ tan BaCO3 dung dịch CH3COOH 0,1M S = 0,025M Hoà tan kết tủa khó tan dung mơi tạo phức Các chất có khả tạo phức với ion kết tủa thường dùng để hoà tan kết tủa Việc tính tốn độ tan tương đối phức tạp Bởi trường hợp tổng quát phải kể đến loại cân bằng: - Cân tướng rắn dung dịch bảo hoà - Cân tạo phức hiđroxo kim loại - Cân proton hoá anion kết tủa bazơ yếu - Cân proton hoá chất tạo phức phụ, thường bazơ yếu - Cân ion kim loại chất tạo phức Việc mô tả đầy đủ loại cân thiết lập phương trình liên hệ dựa việc tổ hợp định luật tác dụng khối lượng định luật bảo toàn nồng độ, bảo tồn điện tích Việc tính tốn gần thường dựa việc loại bỏ loại cân nói điều kiện cụ thể toán Khi độ tan muối bỏ phức tạo thành bền khơng cần kể đến cân tạo phức hiđroxo kim loại Khi nồng độ chất tạo phức dự thi cọi sản phẩm chủ yếu q trình hồ tan phức phức có số phối trí cao nhất; nồng độ chất tạo phức tương đối bẻ ngược lại coi sản phẩm chủ yếu q trình hồ tan phúc phức có số phối trí thấp nhất, Tất nhiên, mơi trường hợp phải kiểm tra lại giả thiết gần nêu Ví dụ: a) Tính độ tan AgI dung dịch NH3 0,01M Cho: K S(AgI)  1016 ;  Ag NH   103,32 ;  Ag NH   107,24 ;  AgOH  1011,7 ;K NH   109,24     Trang b) Tính độ tan AgBr dung dịch Na2S2O3 0,1M 12,3 13,46 Cho: K S(AgBr )  10 ;  Ag S O 3  10   Giải K S  1016 (1) 1  103,32 (2) Ag   2NH � Ag  NH    107,24 (3) Ag   H O � AgOH  H    1011,7 (4) NH  H  � NH 4 K a1  109,24 (5) AgI � Ag   I  a) Ag   NH � Ag  NH3      Ag  � ,[AgOH] bé so với � Ag NH  � � Ag NH3  � Dung dịch có Vì KS bé nên ta coi � � � �  � �  � NH 4 � môi trường kiềm nên coi q trình proton hố (5) xảy không đáng kể nghĩa � � �  NH    Ag NH  � � Ag NH3  � Như coi cân Mặt khác 1   KS bé nên coi � �  � �  � chủ yếu dung dịch cân (1) (3) Tổ hợp (1) (3) ta được: AgI  2NH � Ag  NH   I   10-2 – 2S [] �  10 S 2 S K  108,76 S   2S   108,76 � S  4,17.107  � Ag  NH  � I � � � � � � Để kiểm tra lại ta tính: KS  � � Ag   2, 4.10 10 M;  NH  �10 2 M; � � �  I � � �   � Ag NH  � 1 � Ag  � Ag  NH  �  NH3   5,01.109 M  � � � �  � � �  Ag NH  �được xác nhận Như giả thiết tồn chủ yếu � �  � K S  1012,3 AgBr � Ag   Br  b) Ag   2S2 O32 � Ag  S2 O3   Ag( S O )3  1013,46 3 AgBr  2S2 O � Ag  S2O3   Br 3 2 [] 0,1-2S S  K  101,16 S S  101,16 � S  0, 0442M (0,1  2S) Hồ tan kết tủa khó tan chất oxi hoá - khử Nếu ion kết tủa có tính oxi hố hay khử người ta thường dùng dung mơi có tính khử hay tính oxi hố để hồ tan kết tủa Trong trường hợp cân hoà tan dạng: M m X n � mM n+  nX m  KS X m- � X  me p A  pe � A  mE 1 K  10 x / x m 0,059 -pE K  10 + A P /A 0,059 Trang Trong trường hợp độ tan kết tủa tương đối bé nồng độ A p  tương đối lớn tính tốn độ tan kết tủa cách tổ hợp cân sau nhân chúng với hệ số tỉ lượng tương ứng Ví dụ 1: Tính độ tan AgBr dung dịch Fe 2(SO4)3 0,1M axit hoá H2SO4 Cho: K S(AgBr )  1012,3 ; E I2 /2I  0,54V; E 0Fe3 /Fe2  0, 77V Giải 12,3 AgBr � Ag   Br K S  10 2Br  � Br2  2e K11  10 0,059 Fe3  e � Fe  K  10 0,059 (1) 2.0,54 (2) 0,77 (3) Dung dịch có mơi trường axit nên ta bỏ qua cân tạo phức hiđroxo Ag + Fe3+ Vì tích Số tan AgBr bé nên tổ hợp cân sau nhân (1) (3) với 2AgBr  2Fe3 � 2Ag   Br2  2Fe 2 K  10 16,80 C [] 0,1 0,1 – 2S 2S S 2S (2 S ) S (2S )  1016,80 � S  103,76 M (0,1  2S ) Trong trường hợp phản ứng hồ tan có khí bay tính tốn cần lưu ý so sánh nồng độ tính tốn khí với độ tan nhiệt độ Ví dụ 2: Tính độ tan kết tủa HgS HNO3 0,01M Cho: K S(HgS) =10-51,8 ;K a1 H2S =10-7,02 ;K a2 H2S =10-12,90 ;E 0NO- ,H + /NO,H O  0,96V;L NO =10-2,72 � Giải Q trình hồ tan xảy ra: 3x∣ HgS � Hg 2  S 2- K S  1051,8 3x∣ S 2  H  � HS  K a21  1012,90 3x∣ HS -  H  � H S K 211  107,02 x∣ H S � H   S  2e K1  1020,14/0,0592 x∣ NO3-  H   3e � NO  2H 2O K  103.0,96/0,0592 3HgS+ 2NO3- + K  10 12,53 8H + � 3Hg 2+ +3S+2NO+4H 2O (1) C 0,01 0,01 [] 10-2 – 2x 10-2 – 8x 3x 2x Vì NO chất khí nên biểu thức tác dụng khối lượng phải biểu diễn dạng áp suất riêng phần � Hg 2 � PNO � � K (2)   � �� � NO H � �� � Muốn tính theo nồng độ ta vận dụng định luật Henri chất khí: 2NO �� 2NO(aq) , �  102,72    K3    102,72  [NO]2 � PNO  105,44 [NO]2 PNO Trang 10 14 27 1 18 7 12 Cho: K S Cd(OH)2   2, 2.10 ; KS(CdS)  8.10 ;  Cd(CN)4   7,8.10 ; k al H2S  10 ; K a 2(H2S)  10 Một hỗn hợp chửa CuSO4 0,1M; NaCl 0,2M; Cu dư CuCl dư Chứng minh xảy phản ứng sau 25°C: Cu  Cu 2  2Cl  � 2CuCl � 7 Biết K S(CuCl)  10 khử chuẩn 25oC Cu 2 / Cu  và Cu  / Cu 0,15V 0,52V Tính số cân phản ứng nồng độ ion Cu2+ Cl- cân Hãy trình bày bước tiến hành thí nghiệm: Sự tạo thành kết tủa AgCl (từ dung dịch AgNO, 2M dung dịch HCl 2M) Sự hòa tan kết tủa AgCl dung dịch NH3 đặc Phân tích kết thí nghiệm   Cho H2S lội qua dung dịch chứa Cd2+ 0,01M Zn2+ 0,01M đến bão hòa CH 2S  0,1M a) Hãy xác định giới hạn pH phải thiết lập dung dịch cho xuất kết tủa CdS mà khơng có kết tủa ZnS b) Thiết lập khu vực pH cịn 0,1% Cd2+ dung dịch Zn2+ không bị kết tủa Cho biết: K a1 H2S =10-7,02 ;K a2 H 2S =10-12,90 ;K S(CdS) =10-26 ;K S(ZnS) =10-21,6 ;βCdOH+ =10-10,2 ; βZnOH + =10-8,96 10 Thêm NH3 đến nồng độ 0,2M vào hỗn hợp gồm Fe(NO3)3 0,01M; AgNO3 0,02M; HNO3 0,1M; Mg(NO3)2 0,01M Cho biết tượng (bỏ qua thay đổi thể tích) Cho: K S Fe(OH)3   1037 ; K S Mg(OH)2   1010,9 ; K b  NH   104,76 ;  Ag NH   107,24   11 Tính số ml dung dịch H 2S 0,1M phải thêm vào 100ml hỗn hợp gồm CdCl 0,01M HCl 0,01M để giảm nồng độ Cd2+ xuống 1.10-6M Bỏ qua tạo phức cloro Cd2+ Cho: K a1(H 2S)  107,02 ; K a 2(H 2S)  1012,90 ; KS(CdS)  1026 12 Dung dịch bão hịa H2S có nồng độ 0,1M a) Tính nồng độ ion sunfua dung dịch H2S 0,1M điều chỉnh pH = b) Một dung dịch A chứa cation Mn 2+ Ag+ với nồng độ ban đầu ion 0,01M Hòa tan H2S vào A điều chỉnh pH = ion tạo kết tủa Cho: K a1(H2S)  107 ; K a 2(H2S)  1,3.1013 ; KS(MnS)  2,5 � 1010 ; K S Ag2S  6,3.1050 13 a) Khi pha loãng dung dịch FeCl3, Al2(SO4)3 thấy xuất kết tủa Giải thích? Muốn tránh tượng kết tủa phải làm nào? b) Trộn 10ml dung dịch AgNO 0,001M với 40ml dung dịch NaCl 0,02M Phản ứng có tạo thành kết tủa khơng? c) So sánh khả hịa tan CuS - Trong dung dịch HCl - Trong dung dịch HCl + H2O 0 Cho: ES/H2S  0,14V; E H 2O /H 2O  1, 77V K S(AgCl)  1,8.1010 ; KS(CuS)  1035 ; K a1 H2S  107 ; K a 2 H2S  10 12,9 14 a) Trộn 100ml dung dịch NaOH 0,102M với 100ml dung dịch NaHCO 0,1M Tính pH dung dịch sau trộn 6,35 10,33 Cho: K a1 H 2CO3   10 ; K a 2 H 2CO3   10 8,75 1,25 4,27 b) Tính độ tan S CaC 2O4, có tích số tan K S  10 H C2 O có K a1  10 ; K a  10 Trong nước nguyên chất HCl 0,1M c) Tính nồng độ H+ cần phải có dung dịch CaCl 0,01M K2C2O4 0,01M để CaC2O4 không kết tủa d) Dung dịch gồm CaCl2 0,01M, HCl 0,01M K2C2O4 0,01M CaC2O4 có kết tủa khơng? 15 Cho gam Ag2CO3 vào 100ml dung dịch có pH = cân Tính cân dung dịch thu Cho: Trang 17 K S Ag2CO3   1011,09 ;  AgOH  10 11,7 ; K a1(H 2CO3 )  106,35 ; k a 2 H2CO3   1010,33 16 Dung dịch A gồm KI 0,05M KBr 0,1M Thêm 10ml dung dịch AgNO 0,15M vào 10ml dung dịch A Sau phản ứng người ta nhung điện cực Ag vào dung dịch B vừa thu phép thành pin (có cầu muối tiếp xúc hai dung dịch) với điện cực Ag nhúng vào dung dịch X gồm AgNO 0,01M KCl 0,03M Bỏ qua tạo phức hiđroxo ion Ag a) Viết Sơ đồ pin b) Tính suất điện động Epin 25°C pin bắt đầu hoạt động c) Viết phương trình phản ứng xảy pin hoạt động tính số cân phản ứng 25°C Cho: K S(AgCl) =10-10,0 ;K S(AgBr) =10-12,3 ;K S(AgI) =10-16,0 ; E 0Ag+ /Ag =+0,799V; RT ln=0,0592lg F C HƯỚNG DẪN GIẢI a) HCl  NH � NH Cl 0,1 0,1 0,1 TPGH: NH Cl; H C O , H O Ở pH = 1,49  Bỏ qua phân li H2O K a NH   109,24 NH 4 � NH  H   (1)  H C O � HC 2O 4  H  K al  101,25  2 HC O � C 2O  H  K a  10 (2) 4,27 (3) Ta thấy K al ? K a  K a  NH 4  nên bỏ qua (1) (3) bên cạnh (2) H C2 O � HC O 4- H+ + C C H C2 O4 1,49 [ ] C H2C2O4  10  10  10-1,49 10-1,49 1,49 � C H2C2O4  101,49  101,25 � C H 2C2 O4  0, 05M b) Trộn 1ml dung dịch A với 1ml dung dịch CaCl2 0,05M HCl 0,01M Ta có: C H2C2O4 =0,05M;C NH + =0,05M;C H+ =0,005M;C'Ca 2+ =CCa 2+ =0,025M Tương tự trên, K a1 ? K a  và C H2 C2 O4 K a1  C NH4 K NH4 nên dung dịch chủ yếu có cân bằng: H C2 O � HC O 4- C 0,05 0,025 [ ] 0,05 – x x Ta có: x(0, 025  x)  101,25 � x  0, 0146M 0, 025  x �� C2O 24 � � � + H+ K a1  101,25 0,025 + x 4,75 Ka2 � HC2O 4 � � � 10 0, 0146  10 5,183 M  C ' C2 O24 0, 025  0, 0146 � H � � � Trang 18 ' ' 5,183  1, 64.10 7  K S CaC2O   10 8,75 nên có kết tủa CaC O4 sinh Vì CCa 2 CC2O24  0, 025.10 Ca 2  H 2C O � CaC O �2H  K  103,23 0,025 0,025 0,005 0,05   Hệ: CaC2 O ; H 0, 055M; NH 0, 05M S  CCa  � Ca 2 � � �   1 1 -1 S  C C O 2  � C2O 24 � HC2 O4 � C O 24 � H � H � � � � � �  H 2C O4   � � �1  K a � � � K a1 K a2 � � �   1 1 3 � S  K S CaC2O4   K a12 � H � H � � � K a1 K a � � �  1,9.10 M a) TPGH dung dịch B: CH3COOH0, 01M và NaHSO O, 05M CH3COOH � CH 3COO   H  K a  104,75 (1) HSO 4 � SO 42  H  K a  102 (2) H O � H   OH  K W  1014 (3) ' a Do C H2SO-4 K >>CCH3COOH K a ? K w nên (2) cân chủ yếu dung dịch HSO 4 � SO 24  H  K 'a  102 C 0,05 [ ] 0,05 – x x x x2 �  102 � x  0, 018M � pH  1, 74 0,05  x Xét cân (1): CH 3COOH � CH 3COO   H  K a  104,75 C 0,01 [ ] 0,01 – y � 10-1,74 y 101,74 y  104,75 � y  9,87.106 M �   9,87.10 2% 0, 01  y 0, 02.100 0, 02 200.103 2.103  M;C NaOH   M 300 300 CH 3COOH  NaOH � CH 3COONa  H 2O b) Sau trộn: CCH3COOH  2.103  � CCH3COOH 2.10 3 2.103  3 0, 02 0, 002   6.103 M  3  TPGH: CH 3COOH6.10 3 M;CH 3COONa CH 3COOH � CH 3COO   H  C 6.10-3 2.103 M K a  104,75 2.103 Trang 19 [ ] 6.103  x 2.103 x x �2.103 �  x �x � �  10 4,75 � x  1,31.10 4 M � pH  3,88 � Ka  � 3 6.10  x c) Ta có cân bằng: Ca(OH)  2CH3COOH �  CH 3COO  Ca  2H 2O  0,02 0,01 2 TPGH : Ca(OH) �;Ca 0, 01M;CH 3COO  0, 02M Các cân bằng: Ca(OH) � Ca 2  2OH  K S  105,43 Kw CH3COO   H O � CH 3COOH  OH  Kb  H O � H   OH  K W  1014  109,25 K a (CH3COOH) So sánh trình ta thấy cân hòa tan Ca(OH)2 chiếm ưu hơn: Ca(OH) � Ca 2  2OH  Ks 0,01 + x 2x 2 � (2 x ) (0, 01  x)  10 5,43 � x  9, 64.10 3 M � � OH  � � � 1,93.10 � pH  12, 29 12 12 Mg 2 � OH  � Do K SMg(OH )2  5.10 nên để có kết tủa Mg(OH)2 � � �� � � 5.10 � OH  � � � 5.1012  5.1010 0, 01 Vậy lúc bắt đầu có kết tủa Mg(OH)2 [OH- ] = 5.1010  2, 24.105 M 1014 109  9 � � H   � � 2, 24.10 5 2, 24  0, 45.10 M � pH   lg 0, 45.109  9,35 Kết tủa Mg(OH)2 tách cách hoàn toàn 6 � Mg 2 � � ��10 M 5.1012 2 6 � � Mg  � � �   10 � OH � � � � OH  � � � 5.1012 106 5.1012  � � OH �  5.106  2, 24.103 M 6 � � 10 14 10 1014  � � H  �  1011,35 pH 11,35 3 � � �  2, 24.10 � OH � � a) Các trình xảy dung dịch A: KCN � K   CN  0,12 0,12  KOH � K  OH  (1) (2) Trang 20 5.103 5.103 CN   H O � HCN  OH  K b1  NH  H O � NH 4  OH  K b2  H O � H   OH  Kw K a (HCN) Kw K a NH    104,65 (3)  104,76 (4) K W  1014 (5) Do K W  CCN K b1 , C NH3 K b2 nên bỏ qua phân li H2O OH  � NH 4 � Ta có: � � � C KOH  [HCN]  � � � K b1 � CN  � � � K b  NH  Đặt [OH ]=x thì: x  5.10  x x - 3 � x -5.10-3 x-10-4,65 � CN - � -10-4,76  NH  =0 � � (6) Vì có phản ứng (2) nên cân (3) (4) chuyển dịch theo chiều nghịch Do vậy, coi: � CN  � � � C CN   0,12M;  NH   C NH3  0,15M Phương trình (6) trở thành: x  5.103 x  5, 29.10 6  3 � x  5,9.103 M � � OH  � � � 5,9.10 M � pH  11, 77 Kiểm tra lại: [HCN] 104,65  �3 � CN  � � � 5,9.10 3,8.103 [HCN] � CN  � CN  � � � � � � CCN 2,9.103 � NH 4 � � �  NH3  4,76 � NH 4 � � �10 �  NH3  5,9.103  NH3  C NH3 Vậy cách giải gần chấp nhận b) Gọi V số ml HCl cần phải thêm vào dung dịch A để thu dung dịch có pH = 9,24 Ta có: 0, 21V 5.103 � 100 0,15.100 0,12.100 CHCl  ;COH  ; CNH3  ;CCN  V  100 V  100 V  100 V  100 Thêm dung dịch HCl vào dung dịch A, có phản ứng: H   OH  � H O K w1  1014 H   CN  � HCN K HCN  109,33 H   NH � NH 4 9,24 K NH   10  Dung dịch sau phản ứng có pH = 9,24 nên H + tác dụng hết với dung dịch có chứa HCN NH nên dung dịch đệm  - Với cặp NH / NH ta có: pH  pK NH  lg  NH3   NH3   9, 24 � lg  NH3    9, 24  lg � � � NH � NH 4 � NH 4 � � � � � � � �  NH   � NH 4 � � �  C NH3 Nghĩa có 50% trung hịa nên KOH tác dụng hết Trang 21  - Với cặp HCN/CN- ta có: � � � CN  � CN  � CN  � � � � � � � 0,11 pH  pK HCN  lg  9,35  lg  9, 24 � lg [HCN] [HCN] [HCN] � CN  � � � 100,11  0, 776 � [HCN]  CCN  0,563C � CN  [HCN]  0, 776 � CHCl  � NH 4 � � � COH   [HCN]  C NH3  C OH   0,563CCN � 0, 21V  0,15.50  5.103.100  0,563.0,12.100 � V  70, 26ml Các cân xảy dung dịch: Cr2O 72  H O � 2CrO 24  2H  K b  1014,6 (1) H O � H   OH  K W  1014 (2) Sr 2  CrO 42 � SrCrO � K S1SrCrO4   104,4 (3) Ba 2  CrO42 � BaCrO � K S1BaCrO4   109,7 (4) K S1BaCrO4   K S1SrCrO4  nên Ba2+ kết tủa trước Sr2+ 2 14,6 Kb � Cr2O 72 � � CrO24 �� H � � 107,3 � � 10 � �� �  � � (1) � K b  � H  �  � � � � � Cr2O72 � CrO24 � CrO 24 � CrO 42 � � � � � � � � � � 2+ 2+ -6 - Khi kết tủa hoàn tồn Ba [Ba ] < 10 M K S BaCrO4  109,7 2 �� CrO � � 6  10 3,7 M � � � 2 Ba � � � 10 (5) 107,3  � � H � � 103,7 103,6 (5) (6) pH 3,6 4,4 Sr 2 � CrO24  � - Để khơng có kết tủa SrCrO4 tách ra: � � �� � ��10 104,4 104,4 � �� CrO � � � � Sr 2 � � � 0, 01 2  pH 4,9 Từ (6) (7) �3, pH 10 2,4 M 107,3 107,3 � H � 2,4 � � � CrO42 � � � 10  104,9 M (7) 4,9 H 2S � HS  H  K a1  10 7 (1) HS � S2  H  K a  1012 (2) K a1  K a nên bỏ qua (2) bên cạnh (1): H 2S C 10-3 [ ] 10-3 – x � HS x + H+ K a1  10 7 x Ka2 � HS  � x2 7 5 2 � � 1012 M � �  10 � x  10 M � S  Ta có: 3 � �  10  x � H � � � 2+ Khi cho dung dịch NaOH 0,1M vào dung dịch Cd có kết tủa Trang 22 14 CCd2 COH � Cd     2, 2.10 2, 2.1014  2, 2.10 12 2 10 8.1027  8.1015 12 10 Vậy cần lượng vô nhỏ Cd2+ có kết tủa xuất Cân phân li phức: 18 2 K   Cd(CN) 2  7,8.10  Cd(CN)4  � Cd 2  4CN  Để có kết tủa CdS thì: CCd 2 CS 2  8.1027 � Cd     2 � � Cd 2 � CN  � K  Cd(CN)  7,8.1018.0, 05 � � � � 2 �K  �� Cd �   3,9.10 15 M 2 � �  (0,1) �  Cd(CN)4  CN � � � Muốn có kết tủa trắng Cd(OH)2 xuất 14 � Cd 2 � OH  � OH  � � �� � �  2, 2.10 � � � � 2, 2.1014  2,375M 3,9.1015 Do nồng độ OH- thực tế 0,1M nhỏ 2,375M nên chưa có kết tủa trắng xuất cho dung dịch NaOH 0,1M vào dung dịch A 8.1027 2 2 27 2 � � � � � � Cd �� S � 8.10 � � S �  2, 05.1012 M  1012 M 15 � 3,9.10 Nên có kết tủa CdS xuất Cu 2  e � Cu  E Cu 2 /Cu   E Cu 2 � 0, 059 � � �  lg  � Cu � � � Cu 2 /Cu  Ks 107  � � Cu    5.107 M � � �  Cl � � � 0, 0, 059 0,1 � E Cu 2 /Cu   0,15  lg  0, 463V 5� 107 Cu   e � Cu � E Cu  /Cu  E 0Cu  /Cu  0, 059 lg � Cu  �  0,52  0,059lg � 10 7  0,148V � � Vì E Cu 2 /Cu  E Cu  /Cu nên phản ứng: Cu  Cu 2  2Cl  � 2CuCl � Xảy theo chiều thuận - Tính K: K Cu  Cu 2  2Cl  �� � 2CuCl K1 K2  2Cu  2Cl � K  K1 � K2 lgK1 =  nE 1(0,15-0,52) 0,37 = =0,059 0,059 0,059 Trang 23 � K1  5,35.107 �1 � K  � � 14  1014 �K S � 10 K  5,35.107 � 1014  5,35.107 - Tính nồng độ Cu 2  và Cl  Cu + Cu 2+ + 2Cl- � 2CuCl � C [] K  5,35.107 0,1 0,1-x 0,2 0,2-2x 1 � 5,35.107    2 (0,1  x)(0,  x) (0,1  x)[2(0,1  x)] 4(0,1  x) 3 �� Cu 2 � � � (0,1  x)  1, 67.10 M 3 �� Cl  � � � 2(0,1  x)  3,34.10 M • Các bước tiến hành thí nghiệm: a) Lấy khoảng 10ml dung dịch AgNO3 2M vào ống nghiệm, nhỏ từ từ dung dịch HCl 2M vào ống nghiệm Quan sát tượng xảy b) Pha loãng hỗn hợp nước li tâm lọc lấy kết tủa c) Thêm tiếp từ từ dung dịch NH3 vào kết tủa Quan sát tượng xảy • Phân tích kết thí nghiệm: a) Khi nhỏ từ từ dung dịch HCl đến dư vào dung dịch AgNO3 lúc đầu có kết tủa, sau tan ra:  Ion Cl- tác dụng với ion Ag+ tạo thành kết tủa trắng AgCl tan HCl tạo thành phức AgCl Ag   Cl  � AgCl � AgCl  Cl  � AgCl2 lg K  5 b) Khi pha loãng hỗn hợp lại thấy xuất kết tủa: Khi pha lỗng dung dịch nước nồng độ ion Cl- giảm nên lại xuất kết tủa AgCl (dục) c) Sau lọc lấy kết tủa thêm dung dịch NH dư vào kết tủa, kết tủa tan ra: Kết tủa AgCl tan Ag  NH  � dung dịch NH3 tạo thành phức amin � � �Cl lg K1  10 AgCl � Ag   Cl Ag   2NH � Ag  NH   lg K  7, 24 AgCl �2NH � Ag  NH   Cl   lg K  2, 76 Khi axit hóa dung dịch HNO3 có kết tủa AgCl xuất trở lại Các cân xảy ra: H 2S � HS  H  K a1  107,02 HS � S2  H  K a  1012,90 Cd 2  S2 � CdS � K Sl1  1026 Zn 2  S2 � ZnS � 1 K S2  1021,6 Cd 2  H O � CdOH   H   CdOH  1010,2 Zn 2  H O � ZnOH   H   CdOH  1010,2 Zn 2  H O � ZnOH   H   ZnOH    108,96 Trang 24 a) Do C Zn 2  CCd2  và K S1  K S2 nên CdS kết tủa trước • Điều kiện để có kết tủa Cds: K Cs (1)  ' S1 , C' 2 tính từ cân bằng: Cd CCd 2  CdOH  1010,2 Cd 2  H O � CdOH   H  C 0,01 [ ] 0,01-x x x x  �� 1010,2 x 106,1 M 0, 01  x ' CCd 0, 01M 2 , 10 26  1024 M (1) 0, 01 • Điều kiện để khơng có kết tủa ZnS: K CS 2 (2)  ' S CZn2 � Cs (1)  Việc tính tương tự cho thấy tạo phức hiđroxo Zn2+ không đáng kể '  CCd 0, 01M 2 � C S  (2)  1021,6  1019,6 0, 01 (2) 24 19,6 � 10 24  Từ (1), (2) � 10  CS2  10 K a1K a  H 2S  � H � � �  1019,6 1,54 � 100,66  � H � � � 10 � 0, 66  pH>  1,54 5 Cd 2 � b) Khi � � � 1, 0.10 M Điều kiện để kết tủa 99,9% Cd2+ 1026  1021 M 5 10 Khu vực pH mà cịn 0,1% Cd2+ dung dịch mà Zn2+ chưa bị kết tủa 1021  CS 2  1019,6 C S 2  0,04 � 100,66  � H � � ��10 � 0, 04  pH  0,66 10 Khi thêm NH3 vào hỗn hợp NH3 + HNO3 → NH4NO3 0,2 0,1 0,1 0,1 3 Fe  3NH3  3H 2O � Fe(OH)3 �3NH 4 0,01 - 0,10 0,07 0,10 0,13 Ag   2NH � Ag  NH   0,02 - 0,07 0,03 K  1022,72  Ag NH    107,24 0,02 Trang 25 Mg 2  2NH  2H 2O � Mg(OH) �2NH 4 K�  101,38 0,01 0,03 0,13 Vì K' nhỏ nên cần phải đánh giá khả kết tủa Mg(OH)2 Từ TPGH: Mg 2 0, 01M; NH 0, 03M; NH 4 0,13M; Ag  NH  0, 02M ta tính gần pH dung   dịch theo hệ đệm NH  NH : pH  pK a  lg Cb 0, 03  9, 24  lg  8, Ca 0,13 8,6 5,4 H � OH  � Kiểm tra: � � � 10  � � � 10  C B  Ca Cách giải hợp lí CMg 2 � COH  102 � 1010.8  10 12.8  K S Mg(OH)2   1010,9  Khơng có kết tủa Mg(OH)2, có kết tủa Fe(OH)3 màu nâu đỏ 11 Gọi V ml thể tích dung dịch H2S Ta có: 0,1V 0, 01.100 0,01.100 CH S  ; CCd 2  ; CH   100  V 100  V 100  V � CdS � + + H 2S K  K a1K a K S1  106,08 Cd 2 2H + 0,1V 100  V 100+V 0,1V  C’ 100  V 100+V 0,1V  TPGH : H 2S M; H  M;CdS � 100  V 100  V Vì mơi trường axit nên bỏ qua tạo phức hiđroxo Cd 2+ phân li H2S không đáng kể � + H 2S K� CdS � + 2H + Cd 2  106,08 C 100+V 0,1V  100  V 0,1V  -2.10-6  106 [] 106 100+V 100  V �0,1V  � 106 �  106 � �100  V � 106,08 � V  10, 68ml 6  2.10 100  V 12 a) Tính nồng độ ion S2- dung dịch H2S 0,100 M; pH = 3,0 H 2S(k) � H 2S(aq) C 100+V H 2S(aq) � H   HS K a1  10 7 HS � H   S2 K a  1,3.1013 H 2S � 2H   S2 K  K a1K a  1,3.1020 Ta có:  H 2S  C H 2S � H � � � � H � H � � � K a1 � � � K al K a Trang 26 � HS � � �= C H S K1 � H+ � � � - � S2 � � �= � H+ � H+ � � �+K a1 � � �+K a1K a2 CH2S K a1K a2 � H+ � H+ � � �+K a1 � � �+K a1K a2 Theo định luật bảo toàn nồng độ: C H2S   H 2S  � HS � S2  � � � � � � (*) � S2 � HS � H � H � Ở pH = � � và � � �bên cạnh [H2S] Vậy (*) trở � �? K a1 � � �? K a1K a nên bỏ qua � thành: C H 2S � H  �� S2  � � �� �   H 2S  K al K a C H2S K a1K a2 0,1.1,3.10-20 �� S � = =1,3.10-15M -6 � �= + 10 � H � � � b) Ở pH = 3,0 bỏ qua tạo phức hiđroxo cation: 2- 2 15 17 10 � Mn 2 � S2  � � �� � � 10 1,3.10  1,3.10  K S(MnS)  2,5.10  Khơng có kết tủa MnS 2 � Ag  �� S2 � 1,3 � 1015  1,3 � 1019  K S(Ag2S)  6,3 � 1050 � �� �  10  �  Tạo kết tủa Ag2S 13 a) Các muối bị thủy phân mạnh pha loãng: Fe3  HOH � Fe(OH) 2  H  2 Fe(OH) 2  HOH � Fe(OH) 2  H  Fe(OH) 2  H 2O � Fe(OH)3 � H  Tương tự với Al3+ Al3  HOH � Al(OH) 2  H  Al(OH) 2  HOH � Al(OH) 2  H  Al(OH) 2  H O � Al(OH)3 � H  Muốn khơng có tượng tạo kết tủa pha lỗng muối phải thêm dung dịch axit vào, lúc cân chuyển dịch theo chiều nghịch 10.0,001 40.0,02 =2.10-4 M ; CCl = =1,6.10-2 M b) C Ag  = 10+40 10+40 6 CAg  CCl  3, 2.10  K S AgCl  1,8.1010 � Có kết tủa AgCl sinh Ag   Cl  � AgCl � c) • CuS � Cu 2  S2 S2  2H  � H 2S CuS  2H  � Cu   H 2S KS K al1K a12 K  K S K al1K a12  1015,1 Do K bé nên thực tế CuS không tan dung dịch HCl Trang 27  2 • CuS  2H � Cu  H 2S K  1015,1  20.14 0,059 H 2S � S  2H   2e K1  10 H O  2H   2e � 2H 2O K  10 0,059  1060 CuS  2H   H O � Cu 2  S  2H 2O K�  KK1K  1040,15  104,75 21.77 K’ lớn nên CuS tan dễ dàng dung dịch HCl  H O 14 0,102.100 0,100.100  0, 051M;C NaHCO3   0, 05M a) CNaOH  100  100 100  100 NaHCO3  NaOH � Na CO3  H O 0,05 0,051 0,001 0,005 2 TPGH : CO3 0, 05M;OH  0, 001M; Na  CO32  H O � HCO3  OH  K b1  Kw  103,67 Ka (1) HCO3  H O � H CO3  OH  K b2  KW  107,65 K al (2) H O � H   OH  K W  1014 (3) Do K W  K b2  K b1  nên  (1) cân chủ yếu dung dịch CO32  H 2O � HCO3  OH  C [] � K bl -3 0,05 0,05-x 10 10-3 + x x x  103  x   103,67 � x  10 2,56 M � � OH  �  10 2,42 M � � 0, 05  x � pH  14  lg102.42  11,58 b) • Trong nước nguyên chất: CaC 2O4 � Ca 2  C 2O 42 � S  K s  10 K S  10 8,75 S S 8,75  4, 2.105 M • Trong HCl 0,1M: CaC O � Ca 2  C O 24 K S  108,75 C 2O 42  H  � HC2 O 4 K a12  104,27 HC2 O 4  H  � H C2 O K a11  101,25 CaC O4  2H  � Ca 2  H C2 O K  K S K a11K a 12  103,23 C [] 0,1 0,1-2S S S S  103,23 � S  2,31.103 M � � H � � � 0,1  2S  0, 0954M 0,1  2S Vì mơi trường axit, bỏ qua tạo phức hiđroxo Ca2+, ta có: Trang 28   1 1 1 S� Ca 2 � HC2O 4 � C2 O 42 � C 2O 24 � H � H � � �  H 2C 2O   � � � � � � � � �1  K a � � � K al K a � � � �� C2O42 � � � S 1 a2  1 1 1 K � H � H� � � K a1 K a � � � Ca 2 � C 2O 24 � Từ biểu thức: K S  � � �� � �   S2  K a12  H� H �   K al1K a12 � � � 1 1 3 � K s  K a12 � H � H � � � K al K a � � �  2,92.10 M c) Để khơng có kết tủa CaC2O4 S2 K al K a 2 2 � � � � Ca C O  K �  Ks � �� � s   � � � � H  K H  K K � � al � � al a Trong môi trường axit, bỏ qua tạo phức hiđroxo Ca2+ nên: 0, 012 � 101,25 � 104,27 2 � S� Ca  0, 01M �  108,75 � �  1,25  1,25 4,27 � � H � H � � 10 � � 10 � � 10  � H � � � 0,385M d) Dựa vào kết ý c) có kết tủa CaC O4 xuất CH   0, 01M  0,385M 15 1000 C Ag2CO3  �  7, 25.102  S0  275, 74 100 Vậy dung dịch Ag2CO3 dung dịch bão hịa Các q trình: Ag CO3 � 2Ag   CO32 K S  1011,09 2S K S 1011,09   1, 27.104 M 4 (1) S Ag  H O � AgOH  H   AgOH  1011,7 (2) CO32  H  � HCO3 K a12  1010,33 (3)  2  1 a1 1 a2 CO  2H � H CO3 K K  10 H 2O � H   OH  K w  1014 16,38 (4) (5) Ở pH = 5,00: Bỏ qua phân li H2O [AgOH]  AgOH +   � [AgOH]  � Ag  �   � �� Bỏ qua tạo phức hiđroxo Ag � � � � Ag H � � � � Ta có: [Ag+]=2S   1 1 1 S� CO32 � HCO3 � CO32 � H � H � � � � � �  H CO3   � � �1  K a � � � K al K a � � �   1 1 � 4S  K s  K a21 � H� H� � � K a1 K a � � � �S     2,17.10 1 1 K s  K a12 � H � H � � � K al K a � � � 2 M Trang 29 2 Ag  � CO32 � � � 4,34.10 M; � � � Vậy : � S 1 a2  1 al 1 a2  1 K � H � H � � � K K � � �  4,34.109 M � � � CO32 � H �  AgOH � Ag  � � � � � � � 4,34.108,7 M 4 � HCO �  9, 28.10 M;[AgOH]  � �  Ka2 � H � � �  � � HCO3 � H � K � � � � 2,08.10 2 M; � OH  �  w  10 9 M  H 2CO3   � � K a1 � H � � � 16 a)  A+AgNO3:CAg + =0,075M;CI- =0,025M;CBr- =0,050M Ag + + I- � AgI � 0,025  0,025 Ag + + Br¯ � AgBr¯ 0,050  0,050 Trong dung dịch xuất đồng thời hai kết tủa AgI AgBr K S(AgI)  1016,0  AgI  � Ag   I  (1) AgBr � Ag   Br  K S(AgBr )  1012,3 (2) Do K S(AgI)  K S(AgBr ) nên cân (2) cân chủ yếu dung dịch AgBr � Ag   Br  x K S(ABr) =10-12,3 x � x  K s(A gBr)  1012,3  106,15 M  � Ag  � � � AgBr  1e � Ag  Br  � E1  E AgBr /Ag  E 0AgBr /Ag  0, 0592 lg � Br  � � �  E 0Ag+ /Ag  0, 0592 lg K S(AgBr )  0, 0592 lg � Br  � � � 6,15  E 0Ag  /Ag  0,0592lg � Ag  �  0, 43492V � � 0, 799  0,0592lg10  Dung dịch X: Ag + 0,010 - + Cl- � AgCl � 0,030 0,020 AgCl � Ag   Cl K S(AgCl)  1010,0 � x(x  0,020)  1010,0 � x  10 8,30 M  � Ag  � � � � 0, 799  0, 0592 lg10 8,3  0,30764V E2  E Ag  0, 0592 lg � Ag  �  � / Ag Do E2 < E1 nên điện cực Ag B cực (+), cực Ag X cực (-) Sơ đồ pin:   Ag AgCl �, Cl 0, 020M Ag Br �, AgI �Ag  b) E pin =E1 -E =0,43492-0,30764=0,12728V c) Phương trình phản ứng: Trang 30 Anot (-): Xảy oxi hoá Ag  Cl � AgCl �1e Catot (+) : Xảy khử AgBr  1e � Ag  Br  AgBr �Cl  � AgCl � Br  E 0AgBr/Ag -E 0AgCl/Ag K=10 0,0592 = K S(AgBr) K S(AgCl) =10-2 0 Hoặc : ΔG 298   RT ln K  nFE pin � lg K  E 0pin 0, 0592  lg K S(AgBr ) K S(AgCl) � K  10 2 Trang 31 ...  Cho dung dịch A dung dịch CH3COOH 0,02M a) Trộn 100ml dung dịch A với 100ml dung dịch NaHSO 0,1M thu dung dịch B Tính pH dung dịch B độ điện li CH3COOH dung dịch B b) Trộn 100ml dung dịch A... 30 0 30 0 CH 3COOH  NaOH � CH 3COONa  H 2O b) Sau trộn: CCH3COOH  2.10? ?3  � CCH3COOH 2.10 ? ?3 2.10? ?3  3 0, 02 0, 002   6.10? ?3 M  3  TPGH: CH 3COOH6.10 ? ?3 M;CH 3COONa CH 3COOH � CH 3COO  ... (3x )3 (2x) 1012, 53 K=  � x  108 M 5,44 -2 -2 10  10 -8x   10 -2x  Vậy độ tan HgS dung dịch HNO 0,01M 10-8M nhỏ Do coi H2S khơng tan dung dịch HNO3 0,01M Sự kết tủa chất tan từ dung dịch