5. Phương pháp nghiên cứu
1.3.3. Dung dịch các đa axit bazơ
1.3.3.1. Đa axỉt
Trong dung dịch đa axit H3A có sự phân li theo từng nấc: H3A ±5 H+ + H2A’ Kal
H2A' u H+ + HA2' Ka2
HA2' í ĩ H+ + A' Ka3
Neu Kal > Ka2 > Ka3 ta có thể coi đa axit như một đơn axit và tính cân bằng theo nấc phân li thứ nhất của axit đó.
Ví dụ 1.19: Tính pH, [OH ], [SOl~]trong dung dịch H2SC>3 (SC>2 + H20 ) 0,01 OM [6]
Các cân bằng xảy ra trong hệ:
H2S 03 ÍT H+ + HSO; Ka| = 10 '-7 6(1)
HSO; ÍỊ H+ + SOị~ Ka2= 10'7,21 (2) H2o ÍỊ H+ + OH Kw= 10‘ l 4(3)
Nhận thấy Kal » Ka 2 và Kai-C » Kw, do đó có thế coi cân bằng (1) chiếm ưu thế.
H2SO3 n H+ + h s o; Kai = 10' 1,76
c 0,010
[ ] 0 , 0 1 0- X X X
* 2 = 10 ' 76 - > x = 7,1 0.1 0 ' 3 ^ p H = 2 , 1 5
Vậy [H+] = [HSO-] = X = 7,10.10' 3 ; [OH] = - _3 = 1,41.10 12
Đe tính [ s o i ] ta sử dụng cân bằng (2):
[ SOf ] = K a 2'} ^ S° '] = K a 2 = 10'7’21 ; Như vậy [ SOl~ ] không phụ thuộc C H^SOì [M J
[ h s o ; \ = 7,1 0 .1 0 ’’ » [ soi; ] » [OH ]. Điều đó chứng tỏ việc tính gần đúng theo (1) là hợp lí.
1.3.3.2. Đa bazơ
Phân tử đa bazơ có khả năng nhận một so proton . Quá trình proton hóa của đa bazơ là ngược với quá trình phân li của đa axit tương ứng. Vì vậy, ứng với điaxit ta có đibazơ, ứng với triaxit là tribazo,v.v... và ta có sơ đồ tương ứng sau đây:
Phân li của triaxit Proton hóa của tribazo
H3A 5 H* + H2A' Kai A3' + H20 u HA2' + OH Kbl = Kw. K~l
H2A' í H* + HA2' Ka2 HA2' + H20 i ĩ H2A' +OH Kb2 = Kw. K~2
HA2' t ; H+ + A3' Ka3 H2A' + H20 i ĩ H3A + OH' Kb3 = Kw. Ả ';,1
Khi Kal » Ka2 » Ka3 thì K~l » k;'2 » K-; , vì vậy Kbl » Kb2 »
Kb3. Như vậy sự proton hóa của nấc 1 là chiếm ưu thế và ta có thể tính cân bằng của đa bazơ như một đơn bazơ.
Ví dụ 1.20: Tính pH và cân bằng trong dung dịch Na3A s04 5,00.10'^M.
AsOl~ + H20 ÍỊ HAsOl~ + OH Kb| (1) H AsO Ỵ + H20 i Ị W,AvO; + OH' Kb2 (2) H2AsOỊ +H2O ^ H3ASO4 + OH Kb3 (3) H20 U H + + O K Kw (4) Khi = ^ = j Ọ ^ = 10- « Khl K(l3 1 0 - " - 5 Kh7 = ^ = i ^ = 1 0 - Kb2 - K aĩ 10 K h l = ^ = i ^ = 1 0 — b 3 _ ^ ưl 1 0 “2’13
Thấy Kbi » Kb2 » Kb3 » Kw nên cân bằng (1) là chủ yếu.
AsOl~ + H20 i ĩ H AsO l' + OH' Kb|
c 5,00.10'3
[ ] 5 ,0 0 .1 0 '3 - X X X
* = 10' 2,5 -»• X = 2,698.10‘3 -► pOH = 2,573
5,00.10“3 —X
-> pH = 14 - 2,57 = 11,43.