Home / Môn khoa học tự nhiên / Hoá Học / Tính pH của dung dịch axít yếu và bazơ yếu

Tính pH của dung dịch axít yếu và bazơ yếu

Tính pH của dung dịch axít yếu :

Kí hiệu : axít yếu là A, bazơ liên hợp là B

                Ca : Nồng độ axít ban đầu

                Ka : Hằng số phân li axít của A

* Cơ sở lý thuyết :

Các quá trình điện li xảy ra :

              (III.1.1)        A+ H2O  B + H+            Ka 

                        (III.1.2)            2O H+ + OH              Kw

Ta có các phương trình :

 1. Ka=              

 2. Ca = [A] + [B]

 3 . [H+] = CH+(A) + CH+(B)

              = [B] + [OH]

4.    [H+].[OH] = 10-14 

Từ 1. => [H+] = = =                        

<=> [H+].() = Ka.( Ca – [H+] + [OH] )

<=> [H+].([H+] -10-14 /[H+]  ) = Ka.( Ca – [H+] + 10-14 /[H+]  )

Biến đổi đưa về phương trình bậc 3 với [H+]

[H+]3  + Ka .[H+]2 – (10-14 + Ka. Ca ) .[H+] – 10-14. Ka = 0   (III.6)

Giải phương trình (III.6)  ta được giá trị [H+].

*  Phép tính gần đúng

 Có thể xem sự phân li của H2O là không đáng kể và áp dụng phép tính gần đúng :

               << )     Hay    < 0,05.)     

               20. <             

            =>  20.[OH] < [B]   

            => 20.[OH] .[H+] < [H+].[B]   

            => 20 .10-14 < [H+].[B]   

Ka.[A] = [H+].[B]   => Ka.[A] > 20 .10-14 = 2.10-13

Ca > [A]  => Ka.Ca > 2.10-13 

* Vậy khi Ka.Ca  đủ lớn ( Ka.Ca > 2.10-13  ) có thể xem sự điện li của H2O là không đáng kể .(III.7)

Khi đó ta có :

[H+]  CH+(A)  = [B]

Ka = =

 = Ka.Ca – Ka.[H+]

=>  + Ka.[H+] – Ka.Ca = 0           (III.8)

 Giải phương trình bậc 2 với [H+]  (III.8) ta tìm được [H+]

  Nếu có [B] << Ca  

=> [A]   = Ca – [B]  Ca 

Một cách gần đúng khi  [B]  < 0,05 Ca  ( có thể xem [B]  << Ca ) 

Khi đó ta có :

Ka =    =>  =  Ka.Ca

=>  =                 (III.9)

Ta có :

 <  0,0025 Ca2

=> [A]    = Ca – [B]  > 0,95 Ca

=> Ka =

=> = = 380        (III.10)

Như vậy:

– Khi Ka.Ca < 2.10-13 áp dụng phương trình (III.6).

– Khi Ka.Ca  > 2.10-13 :

            *  Nếu  > 380  có thể xem [A]   Ca

                 Và áp dụng công thức (III.9)

           * Nếu  không đủ lớn (  <  380 ) thì  [H+]  được tính từ phương trình (III.8)

Ví dụ 3 . Tính pH của dung dịch HNO2 0,2M biết Ka  = 4.10–4

Hướng dẫn :   

Ta có : Các quá trình điện li : 

                 HNO2 NO2 + H+            Ka  = 4.10–4

                              2O H+ + OH                Ka  = 10-14

– Sử dụng các phép thử để có thể tính gần đúng

                             Ka.Ca  = 0,2.4.10-4 = 8.10-5 ( 8.10-5 > 2.10-13 ) (theo III.7)

có thể xem sự điện li của H2O là không đáng kể 

                       = 500 > 380 ( lớn ) có thể xem [A]   Ca  và áp dụng công thức (III.8) ta có :

=>  =   = = 0,8944. 10-2

=> pH=- lg= – lg = 2,05.

* Phát triển bài toán :

Có thể áp dụng phép lấy gần đúng và các công thức tương tự cho các dạng bài tập: Bài toán tính pH của dung dịch muối tạo bởi cation của bazơ yếu và gốc axít mạnh .

Ví dụ 4 . Coi trong dung dịch Fe3+ chỉ tồn tại sự điện li được biễu diễn bằng phương trình sau

                Fe3+  +2H2O           Fe(OH)2+  +  H3O+                  Ka=10-2,2

         Tính pH của dung dịch FeCl3 0,05M  ?

Hướng dẫn :  Tương tự ví dụ 3, xét các điều kiện gần đúng.

 =   = =  10-1,75

=> pH=- lg= 1,75

III.2.Tính pH của dung dịch bazơ yếu :

Gọi : Cb là nồng độ ban đầu của bazơ yếu

   Kb là hằng số điện li của bazơ yếu

– Khi Kb.Cb  >  2.10-13 có thể xem sự điện li của H2O là không đáng kể

                    *   lớn ( > 380) ta có thể sử dụng phép gần đúng

                        Coi [B]    Cb   =>  =     (III.10)

                    *   nhỏ ( < 380)

       Tương tự ta áp dụng phương trình bậc 2 với  :

                   + Kb.– Kb.Cb = 0                     (III.11)          

                   =>

– Khi Kb.Cb  <  2.10-13 cần tính đến sự điện li của H2O.Tương tự biến đổi phần III.1  ta có phương trình bậc 3 với

3  + Kb .[OH]2 – (10-14 + Kb. Cb ) .[OH] – 10-14. Kb = 0   (III.12)

 Ví dụ 5: Tính pH của dung dịch CH3-NH2 0,2M, biết = 4,4.10-4

Hướng dẫn : Ta có Kb.Cb = 0,2.4,4.10-4 =0,88.10-4

          Kb.Cb không quá nhỏ ( Kb.Cb >  2.10-13 ) nên có thể xem sự điện li của H2O là không đáng kể  ta có :

         = > 380

Có thể xem : [CH3-NH2 ]   Cb .áp dụng công thức (III.10) ta có:

       => =   =  = 9,3808.10-3

=> pOH = 2,02776 => pH = 11,97224

*Phát triển bài toán  :  Có thể áp dụng phép lấy gần đúng và các công thức tương tự cho  dạng bài tập: Bài toán tính pH của dung dịch muối tạo bởi cation của bazơ mạnh và gốc axít yếu .

Ví dụ 6 : Tính pH của dung dịch natri benzonat ( C6H5COONa ) có nồng độ 2.10-5. Biết hằng số axit của axít benzonic bằng 6,29.10-5

Hướng dẫn  :     C6H5COONa  ® Na+ + C6H5COO  

        C6H5COO   +  H+    C6H5COOH      Ka1

                             H2O       H+  +  OH        Kw

Tổ hợp 2 phương trình trên ta có :

     C6H5COO   +  H2O    C6H5COOH  +  OH       Kb

                               Kb=  = = 1,59 ´1010

– Khi Kb.Cb  = 1,59 ´1010 .  2.10-5 < 2.10-13 nên cần tính đến sự điện li của H2O .

áp dụng  phương trình  (III.12)  :  

3  + Kb .[OH]2 – (10-14 + Kb. Cb ) .[OH] – 10-14. Kb = 0  

  Với Kb= 1,59 ´1010  Cb  = 2.10-5  Giải phương trình ta được :

          = 1,146643.10-7      => pOH = 6,94   => pH = 7,06

Loading...

Check Also

13410743_1738631299753558_1385552763_o

Bài tập trắc nghiệm sóng điện từ

BẠn đọc tham khảo hệ thống bài tập trắc nghiệm về sóng điện từ học …

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *