- Hỡnh ả nh: nhà bỏc học A rờ niut, nhà bỏc học Bron stờt Bảng biểu: Bảng cỏc giỏ trị K a của một số axit yếu ở 250C.
3) Một chất cú là chất điệnli hay khụng thỡ phải xột khả năng phõn lic ủa chỳng khi tan trong nước Vậy vai trũ của dung mụi rất quan trọng Tại sao nước lại quan trọng vậy? Liệu rằng mộ t dung
2.4.6. Dạng 6: pH của dung dịch cỏc chất điệnl
Mức độđạt được:
- Biết tớnh pH của dung dịch từ nồng độ [H+], [OH-] và ngược lại. - Vận dụng linh hoạt vào một số bài toỏn cú liờn quan.
Yờu cầu 1: pH của dung dịch axit, bazơ mạnh
a) Tớnh pH của dung dịch
Nhận xột về bài tập SGK và SBT: SGK: 5 bài tập
Bài 2 trang 20: Một dung dịch cú [OH-] = 2,5.10-10 M. Mụi trường của dung dịch là A. axit. B. kiềm. C. trung tớnh. D. khụng xỏc định được.
Bài 4 trang 20: Một dung dịch cú [OH-] = 4,2.10-3 M, đỏnh giỏ nào dưới đõy là đỳng? A. pH = 3,00; B. pH = 4,00; C. pH < 3,00; D. pH > 4.
Bài 5 trang 20: Một dung dịch cú pH = 5,00, đỏnh giỏ nào dưới đõy là đỳng? A. [H+]= 2,0.10-5 M; B. [H+] = 5,0.10-4 M;
Bài 9 trang 20: Cần bao nhiờu gam NaOH để pha chế 300,0 ml dung dịch cú pH =10,0?
Bài 10 trang 20: a) Tớnh pH của dung dịch chứa 1,46 g HCl trong 400,0ml.
SBT: 3 bài tập
Bài 1.27 trang 7: Một dung dịch axit sunfuric cú pH = 2.
1. Tớnh nồng độ mol của axit sunfuric trong dung dịch đú. Biết rằng ở nồng độ này, sự phõn li của H2SO4 thành ion được coi là hồn tồn.
2. Tớnh nồng độ mol của ion OH- trong dung dịch đú.
Bài 1.30 trang 7: Cho m gam natri vào nước, ta thu được 1,5 lớt dung dịch cú pH=13. Tớnh m.
Bài 1.44 trang 10: Thờm từ từ 400g dung dịch H2SO4 49% vào nước và điều chỉnh lượng nước để thu
được đỳng 2 lớt dung dịch A. Coi H2SO4 điện li hồn tồn cả hai nấc. Tớnh nồng độ mol của ion H+ trong dung dịch A.
b) Pha loĩng dung dịch
SGK: khụng cú SBT: 1 bài tập
Bài 1.26 trang 7: Cho 10ml dung dịch HCl cú pH=3. Thờm vào đú x ml nước cất và khuấy đều, thu
được dung dịch cú pH=4. Hỏi x bằng bao nhiờu (trong cỏc số sau đõy)?
A. 10ml; B. 90ml; C. 100ml; D. 40ml.
c) Trộn cỏc dung dịch khụng xảy ra phản ứng
SGK và SBT: khụng cú
d) Trộn cỏc dung dịch cú phản ứng xảy ra
SGK: 2 bài
Bài 10 trang 20: b) Tớnh pH của dung dịch tạo thành sau khi trộn 100,0 ml dung dịch HCl 1,00M với 400,0ml dung dịch NaOH 0,375 M.
Bài 5 trang 23: b) Tớnh pH của dung dịch thu được sau khi trộn 40,0 ml dung dịch HCl 0,50 M với 60 ml dung dịch NaOH 0,05 M.
SBT: 4 bài tập
Bài 1.42 trang 10: Trộn 250ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,08 mol/l và H2SO4 0,01mol/l với 250ml dung dịch Ba(OH)2 cú nồng độ x mol/l thu được m gam kết tủa và 500ml dung dịch cú pH=12. Hĩy tớnh m và x. Coi Ba(OH)2 điện li hồn tồn cả hai nấc.
Bài 1.43 trang 10: Trộn 300ml dung dịch cú chứa NaOH 0,1mol/l và Ba(OH)2 0,025 mol/l với 200ml dung dịch H2SO4 nồng độ x mol/l, thu được m gam kết tủa và 500ml dung dịch cú pH=2. Hĩy tớnh m và x. Coi H2SO4điện li hồn tồn cả hai nấc.
Bài 1.44 trang 10: Thờm từ từ 400g dung dịch H2SO449% vào nước và điều chỉnh lượng nước để thu
được đỳng 2 lớt dung dịch A. Coi H2SO4điện li hồn tồn cả hai nấc. 1. Tớnh nồng độ mol của ion H+ trong dung dịch A.
2. Tớnh thể tớch dung dịch NaOH 1,8M cần thờm vào 0,5 lớt dung dịch A để thu được a) Dung dịch cú pH = 1. b) Dung dịch cú pH = 13.
Bài 1.51 trang 11: X là dung dịch H2SO4 0,02M, Y là dung dịch NaOH 0,035M. Khi trộn lẫn dung dịch X với dung dịch Y ta thu được dung dịch Z cú thể tớch bằng tổng thể tớch hai dung dịch mang trộn và cú pH = 2. Coi H2SO4 điện li hồn tồn cả hai nấc. Hĩy tớnh tỉ lệ về thể tớch giữa dung dịch X và dung dịch Y.
Nhận xột:
Bài tập liờn quan đến pH trong dung dịch axit, bazơ mạnh khỏ dàn trải đa dạng, mỗi dạng cú một hoặc hai bài điển hỡnh. Trường hợp trộn cỏc dung dịch cú xảy ra phản ứng cú rất nhiều bài. Đõy là dạng bài cú tớnh vận dụng thực tế làm tăng hứng thỳ học tập cho HS. Dạng bài tập này đĩ giỳp HS:
Hiểu được muốn đỏnh giỏ độ axit, bazơ của dung dịch, cú thể tớnh [H+], tớnh pH.
Vận dụng linh hoạt cụng thức tớnh pH = - lg [H+] hoặc [H+] = 10-pH để tớnh pH hoặc [H+] tựy theo tớnh huống thực tế của đề bài.
HS khắc sõu kiến thức, phỏt triển tư duy nhờ khi giải cỏc dạng toỏn tổng hợp nõng cao:
Gặp những tỡnh huống cú vấn đề: những sai lầm mắc phải khi giải cỏc dạng toỏn. Vớ dụ, quờn xột phản ứng xảy ra khi pha trộn làm giảm nồng độ H+ so với ban đầu; Hoặc tớnh pH= - lg [OH- ]…
Bài toỏn đũi hỏi vận dụng nhiều kiến thức tổng hợp để cú thể giải quyết được.
Sau mỗi dạng toỏn, HS sẽ phỏt triển tư duy, hiểu sõu hơn bản chất húa học của cỏc dung dịch, phản ứng xảy ra trong dung dịch.
Hạn chế:
Bài 1.27 cú ghi cõu giả thiết: “biết rằng ở nồng độ này, sự phõn li của H2SO4 thành ion được coi là hồn tồn” như thế vừa thừa vừa thiếu. Vỡ HS đĩ biết H2SO4 là chất điện li mạnh khi tan trong nước,
nghĩa là phõn li hồn tồn: - +
2 4 4
H SO HSO + H . Nhưng khi giải toỏn để tớnh nồng độ [H+] gần đỳng thỡ phải xem H2SO4 điện li hồn tồn ở nấc 2 vỡ -
4
HSO điện li yếu: - 2- +
4 4
HSO SO + H
Vỡ vậy cần phải sửa lại là: “biết rằng ở nồng độ này, sự phõn li của H2SO4 thành ion được coi là hồn tồn ở cả hai nấc”: 2- +
2 4 4
H SO SO + 2H
Mỗi dạng bài chỉ cú một hoặc hai bài thỡ chưa rốn luyện được kĩ năng giải bài tập về pH của dung dịch cho HS nờn tăng cường biờn soạn thờm.
Dạng bài tập pha loĩng và trộn 2 dung dịch axit, bazơ khụng xảy ra phản ứng là dạng bài tập gắn liền với thực tế khi pha húa chất trong phũng thớ nghiệm. Việc giải quyết bài toỏn này làm tăng hứng thỳ học tập cho HS. Nhưng số lượng chỉ cú 1 bài thỡ cũn khiờm tốn. Cần biờn soạn thờm làm đa dạng dạng bài tập này nhằm kớch thớch niềm say mờ học tập của HS.
Yờu cầu 2: pH của dung dịch đơn axit yếu, đơn bazơ yếu
Nhận xột về bài tập SGK và SBT: SGK: 3 bài tập
Bài 10 trang 16, Bài 10 trang 23 : nội dung đĩ trỡnh bày.
Bài 2 trang 23: Đối với dung dịch axit yếu HNO2 0,10M, nếu bỏ qua sựđiện li của nước thỡ đỏnh giỏ nào sau đõy là đỳng?
A. pH < 1,00; B. pH > 1,00; C. [H+] > [NO2-]; D. [H+] < [NO2-].
SBT: 7 bài tập
Bài 1.25 trang 7: pH của dung dịch CH3COOH 0,1 mol/l phải
A. nhỏ hơn 1. B. lớn hơn 1 nhưng nhỏ hơn 7. C. bằng 7. D. lớn hơn 7.
Bài 1.28 trang 7: Dung dịch axit fomic HCOOH 0,092% cú khối lượng riờng xấp xỉ 1 g/ml. Axit fomic
điện li như sau: HCOOH H + HCOO + - .
Độđiện li của axit fomic trong dung dịch đú là 5%. Tớnh pH của dung dịch.
Bài 1.29 trang 7: Trong húa học, người ta thường dựng giỏ trị tớch số ion của nước ( 2 H O
K ) ở 250C (1.10- 14). Nhưng trong nghiờn cứu y học, giỏ trị của
2H O H O
K ở 370C (nhiệt độ cơ thể) được sử dụng thuận tiện hơn. Giỏ trịđú là 2,5.10-14. Tớnh pH của nước tinh khiết ở 370C.
Bài 1.35 trang 8: Đimetylamin ((CH3)2NH) là một bazơ mạnh hơn amoniac. Đimetylamin trong nước
cú phản ứng: + -
3 2 2 3 2 2
(CH ) NH + H O (CH ) NH + OH .
1. Viết biểu thức tớnh hằng số phõn li bazơ Kb của đimetylamin. 2. Tớnh pH của dung dịch đimetylamin 1,5 M biết rằng Kb = 5,9.10-4.
Bài 1.36 trang 8: Dung dịch axit fomic 0,007M cú pH = 3,0. 1. Tớnh độđiện li của axit fomic trong dung dịch đú.
2. Nếu hũa tan thờm 0,001 mol HCl vào 1 lớt dung dịch đú thỡ độđiện li của axit fomic tăng hay giảm? Giải thớch.
Nhận xột:
Để tớnh pH của dung dịch đơn axit yếu, đơn bazơ yếu thỡ phải tớnh nồng độ H+ trong dung dịch chất điện li yếu là đơn axit yếu, đơn bazơ yếu tại thời điểm cõn bằng.Như vậy bài tập quay về dạng tớnh
nồng độ cõn bằng [H+], [OH-] nhưđĩ xột ở dạng 4-yờu cầu 2. Khi phõn tớch bài tập trong SGK và SBT,
đối với đơn axit yếu, đơn bazơ yếu thỡ số lượng bài tập cũng chủ yếu yờu cầu tớnh nồng độ [H+], [OH-].
Hạn chế:
Đối với dung dịch axit mạnh, bazơ mạnh, thụng thường bài tập được biờn soạn cú nồng độ mol C >> 10-7 nờn bỏ qua sựđiện li của nước. Nhưng trong dung dịch đơn axit yếu, đơn bazơ yếu thường bờn cạnh việc xột cõn bằng axit, bazơ cũn xột cõn bằng điện li của nước nếu ảnh hưởng lớn đến pH của dung dịch. GV cần phải thụng bỏo điều này cho HS biết. Điều này giỳp HS hiểu được bản chất cỏc quỏ trỡnh xảy ra trong dung dịch. Khi phõn tớch cỏc bài tập trong SGK, SBT, chỳng tụi thấy, đề bài chưa cú những cõu lưu ý về sựđiện li của nước.
Yờu cầu 3: pH của dung dịch muối Nhận xột về bài tập SGK và SBT:
SGK: 7 bài tập gồm 5 bài định tớnh và 2 bài định lượng
Bài 9 trang 29: Dung dịch chất nào dưới đõy cú mụi trường kiềm? A. AgNO3; B. NaClO3; C. K2CO3; D. SnCl2.
Bài 10 trang 29: Dung dịch chất nào dưới đõy cú mụi trường axit? A. NaNO3; B. KClO4; C. Na3PO4; D. NH4Cl.
Bài 6 trang 31: dung dịch chất nào dưới đõy cú pH = 7?
A. SnCl2; B. NaF; C. Cu(NO3)2; D. KBr.
Bài 7 trang 31: Dung dịch chất nào sau đõy cú pH < 7,0?
A.KI; B. KNO3; C. FeBr2; D. NaNO2.
Bài 8 trang 31: dung dịch chất nào ở cõu 7 cú pH > 7,0?
Bài 11 trang 29: Tớnh nồng độ H+ (mol/l) trong cỏc dung dịch sau: a) CH3COONa 0,10 M (Kb của CH3COO- là 5,71.10-10).
b) NH4Cl 0,1 M (Ka của NH4+ là 5,56.10-10).
Bài 10 trang 31: Tớnh nồng độ mol của cỏc ion H+ và OH– trong dung dịch NaNO2 1,0M, biết rằng hằng số phõn li bazơ của NO2- là Kb = 2,5.10-11.
SBT: 2 bài tập định tớnh, khụng cú bài tập định lượng.
Bài 1.34 trang 8: Theo định nghĩa của Bron-stờt, cỏc ion: Na+, NH4+, CO32-, CH3COO-, HSO4-, K+, Cl-, HCO3- là axit, bazơ, lưỡng tớnh hay trung tớnh? Tại sao? Trờn cơ sởđú, hĩy dựđoỏn cỏc dung dịch của từng chất cho dưới đõy sẽ cú pH lớn hơn, nhỏ hơn hay bằng 7: Na2CO3, KCl, CH3COONa, NH4Cl, NaHSO4.
Bài 1.40 trang 9: Giấy quỳđỏ chuyển thành xanh khi cho vào dung dịch cú mụi trường kiềm. Giấy quỳ
đổi màu khi mụi trường là trung tớnh. Một HS đĩ làm thớ nghiệm: Thử một loạt dung dịch muối lần lượt với giấy quỳđỏ và giấy quỳ xanh rồi ghi kết quả vào bảng dưới đõy.
Dung dịch KCl FeCl3 NaNO3 K2S Zn(NO3)2 Na2CO3
Quỳđỏ
Quỳ xanh
Nhận xột:
Xột về bài tập đỏnh giỏ mụi trường, pH của dung dịch muối, bài tập SGK và SBT cũng đĩ bao quỏt được cả trường hợp định tớnh và định lượng. Trong đú tập trung xõy dựng bài tập định tớnh ở 3 trường hợp dung dịch muối trung hũa tạo bởi: cation của bazơ mạnh và anion gốc axit mạnh, cation của bazơ yếu và anion gốc axit mạnh; cation của bazơ mạnh và anion gốc axit yếu.
Phần bài tập tớnh toỏn định lượng, nhằm khẳng định tớnh đỳng đắn của những dự đoỏn mà cỏc em đĩ thực hiện trong phần định tớnh.
Hạn chế:
Số lượng BT nhiều, nhưng chủ yếu là dạng trắc nghiệm.
Theo chỳng tụi, nờn cú thờm phần tự luận, cú yờu cầu giải thớch. Như thế, HS sẽ nắm vững hơn kiến thức về phản ứng trao đổi ion xảy ra giữa muối và nước, củng cố kiến thức về axit, bazơ theo thuyết Bron- stờt.
SGK cú đề cập đến sự thủy phõn của muối trung hũa tạo bởi cation của bazơ yếu và anion gốc axit yếu, nhưng khụng giải thớch cụ thể, chỉ núi: cả hai ion đều bị thủy phõn và tựy thuộc vào độ thủy phõn của chỳng mà ta sẽ biết mụi trường của dung dịch; hoặc tương tựđối với muối axit tạo bởi cation của bazơ mạnh và anion lưỡng tớnh.
Khi phõn tớch bài tập SGK, SBT, chỳng tụi chưa thấy cỏc bài tập cú liờn quan đến cỏc muối này. Chỳng tụi thấy chỉ cần cho cỏc em thờm dữ kiện về hằng số phõn li axit, bazơ của cỏc ion trong dung mụi nước thỡ cỏc em cú thể dự đoỏn được nhanh chúng. Như thế kiến thức của cỏc em được mở rộng, vận dụng linh hoạt vào nhiều trường hợp khỏc nhau, kớch thớch được hứng thỳ học tập của cỏc em.
Đối với trường hợp muối axit tạo bởi cation của bazơ yếu và anion lưỡng tớnh thỡ đỏnh giỏ mụi trường dung dịch của chỳng rất phức tạp nờn GV cú thể khụng biờn soạn BT liờn quan đến loại muối này, hoặc cú biờn soạn thỡ cũng nờn đưa ra những trường hợp đơn giản nhất.
Số lượng bài tập định lượng cũn ớt, chỉ dừng lại ở yờu cầu tớnh nồng độ [H+], [OH-], chưa thấy yờu cầu tớnh pH. Mặc dự dựa vào cụng thức phõn tử ta vẫn cú thể dựđoỏn định tớnh mụi trường dung dịch. Nhưng thường giỏ trị pH vẫn trực quan hơn, HS dễ nhớ hơn.
Với những hạn chếđú, trong đề tài, chỳng tụi mạnh dạn biờn soạn thờm cỏc bài tập liờn quan đến muối mà SGK chưa cú cũng như bổ sung thờm số lượng những dạng bài tập mà số lượng cũn ớt.