O H+ H2 € H +H2
1.3.7.1. Tớnh pH của dung dịch đệm [12].
a) Dung dịch đệm pha từ axit yếu và muối của nú.
Thớ dụ: Tớnh pH của dung dịch gồm CH3COOH cú nồng độ ban đầu là Ca (mol/l) và NaCH3COO cú nồng độ ban đầu là Cm (mol/l).
Trong dung dịch, muối NaCH3COO phõn li hoàn toàn nờn nồng độ ban đầu của ion CH COO3 −trong dung dịch bằng Cm (mol/l). Xột cõn bằng của CH3COOH và CH COO3 − trong dung dịch.
CH3COOH € H+ + CH COO3 −
Biến thiờn nồng độ (mol/l) -x +x +x
Nồng độ cõn bằng Ca –x X Cm + x
Vỡ Ka của axit CH3COOH nhỏ nờn quỏ trỡnh phõn li của axit là yếu nờn cú thể coi Ca – x ≈ Ca và Cm + x ≈ Cm. Khi đú ta cú thể viết : [H ].Cm+ Ca = Ka Suy ra : + [H ] = Ka . CmCa Và pH = p Ka - lgCa + lgCm hay pH = pK + lg Cma Ca (7.18)
Đõy là biểu thức tổng quỏt để tớnh pH của dung dịch đệm pha từ một axit yếu và muối của nú.
b) Dung dịch đệm pha từ bazơ yếu và muối của nú.
Thớ dụ: Tớnh pH của dung dịch hỗn hợp gồm NH3 cú nồng độ ban đầu là Cb (mol/l) và NH4Cl cú nồng độ ban đầu là Cm (mol/l).
Trong dung dịch muối NH4Cl phõn li hoàn toàn nờn nồng độ + 4
NH bằng Cm ( mol/l).
Tương tự như cõn bằng sau trong một dd axit, ta tớnh được:
Kb = [OH ].Cm C − b Suy ra : [OH ]− = Kb . Cb Cm pOH = pKb - lg Cb Cm pH = 14 – pKb - lg Cb Cm (1.10)
Đõy là biểu thức tổng quỏt để tớnh pH của dung dịch đệm pha từ bazơ yếu và muối của nú. Từ cỏc biểu thức 1.9, 1.10 ta thấy pH của dung dịch đệm khụng những phụ thuộc vào hằng số axit yếu hoặc hằng số bazơ của bazơ yếu mà cũn phụ thuộc vào tỉ lệ nồng độ của muối và axit hoặc nồng độ của mối và bazơ. Do đú, axit yếu và muối của nú hoặc bazơ yếu và muối của nú ta cú thể pha được cỏc dung dịch đệm của pH khỏc nhau bằng cỏch thay đổi tỷ lệ muối và axit hoặc muối và bazơ.