Bài 3 sự điện li của nước ph chất chỉ thị axit bazơ

CHẤT CHỈ THỊ AXIT – BAZƠ Mục tiêu  Kiến thức + Trình bày được tích số ion của nước, ý nghĩa tích số ion của nước.. + Phát biểu được khái niệm về pH, định nghĩa môi trường axit, môi tr

BÀI 3 SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC

pH CHẤT CHỈ THỊ AXIT – BAZƠ Mục tiêu

 Kiến thức

+ Trình bày được tích số ion của nước, ý nghĩa tích số ion của nước

+ Phát biểu được khái niệm về pH, định nghĩa môi trường axit, môi trường trung tính và môi

trường kiềm

+ Trình bày được một số chất chỉ thị axit – bazơ: quỳ tím, phenolphatalein và giấy chỉ thị vạn

năng

 Kĩ năng

+ Đánh giá được độ axit và độ kiềm của dung dịch theo nồng độ ion H 

+ Giải được bài toán tính pH của dung dịch axit mạnh, bazơ mạnh

+ Xác định được môi trường của dung dịch bằng cách sử dụng giấy chỉ thị vạn năng, giấy quỳ tím hoặc dung dịch phenolphtalein

I LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1 Nước là chất điện li rất yếu

a Sự điện li của nước

Nước là chất điện rất yếu

Phương trình điện li: H O2 HOH 

b Tích số ion của nước

Ở 25 C , hằng số 

2

H O

K gọi là tích số ion của nước

2

H O

K là hằng số cân bằng ở nhiệt độ xác định gọi là tích số ion của nước

   

   

2

14

H O

H   OH 107

 Ở 25 C :   

2

14

H O

Nước là môi trường trung tính, nên môi trường trung tính là môi trường trong đó H   OH10 7

c Ý nghĩa tích số ion của nước

 Trong môi trường axit:

Môi trường axit: H  10 M7

Ví dụ: Tính H và OH của dung dịch HCl 10 M3

Phương trình điện li

 3   3

 

H 10 3





  14  11

3

10

 Trong môi trường bazơ:

Môi trường bazơ: H  10 M7

Ví dụ: Tính H và OH của dung dịch NaOH 10 M5

Phương trình điện li:

OH 10 M5



 

  14  9

5

10

OH   H  hay H  10 M.7

Vậy H là đại lượng đánh giá độ axit, độ bazơ của dung dịch

Môi trường trung tính: H  10 M 7

Môi trường bazơ: H  10 M7

Môi trường axit: H  10 M 7

2 Khái niệm về pH, chất chỉ thị axit – bazơ

a Khái niệm pH

  

H  10 MpH hay pH   lg H 

Nếu H  10 Ma pH a

Để tránh ghi giá trị H với số mũ âm, người ta dùng pH

Ví dụ:

H  10 M3 pH 3: môi trường axit

H  10 M11 pH 11: môi trường bazơ

H  10 M7 pH 7: môi trường trung tính

b Chất chỉ thị axit – bazơ

Là chất có màu biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch

Ví dụ: Quỳ tìm, phenolphtalein, chỉ thị vạn năng Những chất như quỳ tím, phenolphtalenin có màu biến

đổi phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch là chất chỉ thị axit-bazơ

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA

SỰ ĐIỆN LI CỦA

NƯỚC – pH

CHẤT CHỈ THỊ

AXIT - BAZƠ

NƯỚC LÀ

CHẤT ĐIỆN

LI RẤT YẾU

Phương trình điện li: H O2 HOH

Tích số ion của nước

Ở 25 C , hằng số

2

H O

K gọi là tích số ion của nước

2

14

H O

K H  OH10

Môi trường trung tính là môi trường trong đó:

7

H OH 10 

   

Tích số ion của nước phụ thuộc vào nhiệt độ của dung dịch

Ý nghĩa tích số ion của nước

Môi trường axit: H   OH hay

7

H 1, 0.10 M

  

Môi trường bazơ: H   OH hay

7

H 1, 0.10 M

  

pH

Công thức: H  10a pHa.

pH biểu thị độ axit hay độ kiềm của dung dịch loãng

Môi trường axit: pH7 Môi trường bazơ: pH7

Môi trường trung tính:

pH7

CHẤT CHỈ THỊ

AXIT - BAZƠ Là chất có màu biến đổi phụ thuộc vào

giá trị pH của dung dịch

Quỳ tím

Phenolphtalein

Giấy chỉ thị vạn năng

II CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Bài tâp lí thuyết định tính

Kiểu hỏi 1: Nhận biết dung dịch có tính axit, bazơ, trung tính

Phương pháp giải

 Môi trường axit:     

pH 7

 Môi trường bazơ:     

pH 7

 Môi trường trung tính pH 7.

Ví dụ: Cho các dung dịch: H2SO4, NH3, KNO3, KOH, Ba(NO3)2, Ca(OH)2, NaCl Số dung dịch có



pH 7 là

Hướng dẫn giải

H2SO4 là axit mạnh, có môi trường axit nên pH 7.

NH3, KOH, Ca(OH)2 là các bazơ, có môi trường bazơ nên pH 7.

KNO3, Ba(NO3)2, NaCl là các muối trung hòa, có môi trường trung tính nên pH 7.

 Chọn B

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Cho các dung dịch: Na2SO4, HCl, KNO3, NaOH, Cu(NO3)2, Ca(OH)2, KCl

Số dung dịch có pH 7 là

Hướng dẫn giải

HCl là axit mạnh, có môi trường axit nên pH 7.

NaOH, Ca(OH)2 là các bazơ mạnh, có môi trường bazơ nên pH 7.

Na2SO4, KNO3, KCl là các muối trung hòa, có môi trường trung tính nên pH 7.

Vậy có 2 dung dịch có pH 7.

 Chọn A

Kiểu hỏi 2: So sánh pH của các dung dịch

Phương pháp giải

 Axit: pH 7

Axit càng mạnh pH càng nhỏ

Axit càng yếu pH càng lớn

 Muối trung tính: pH 7

 Bazơ: pH 7

Bazơ càng mạnh pH càng lớn

Bazơ càng yếu pH càng nhỏ

Ví dụ: Cho các dung dịch có cùng nồng độ mol sau:

HNO3, NaCl, NH3, CH3COOH, KOH Dãy sắp xếp các dung dịch theo thứ tự pH tăng dần là:

A HNO3, CH3COOH, NH3, NaCl, KOH

B HNO3, NH3, NaCl, CH3COOH, KOH

C HNO3, NaCl, NH3, CH3COOH, KOH

D HNO3, CH3COOH, NaCl, NH3, KOH

Hướng dẫn giải

Nhận thấy:

HNO3: axit mạnh

CH3COOH: axit yếu

NaCl: muối có môi trường trung tính

NH3: bazơ yếu

KOH: bazơ mạnh

Vậy dãy sắp xếp theo thứ tự pH tăng dần là:

HNO3, CH3COOH, NaCl, NH3, KOH

 Chọn D

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Cho các dung dịch có cùng nồng độ mol sau: H2SO4, NH3, KNO3, KOH, Ba(NO3)2, NaCl,

CH3COOH Dãy sắp xếp các dung dịch theo thứ tự pH giảm dần là:

A H2SO4, NH3, KNO3, KOH, Ba(NO3)2

B NH3, KNO3, KOH, Ba(NO3)2, NaCl

C KOH, NH3, NaCl, CH3COOH, H2SO4

D KNO3, KOH, Ba(NO3)2, NaCl, CH3COOH

Hướng dẫn giải

Nhận thấy:

H2SO4: axit mạnh

CH3COOH: axit yếu

NaCl, Ba(NO3)2: muối có môi trường trung tính

NH3: bazơ yếu

KOH: bazơ mạnh

Vậy dãy sắp xếp theo thứ tự pH giảm dần là:

KOH, NH3, NaCl, CH3COOH, H2SO4

 Chọn C

Bài tập tự luyện dạng 1

Câu 1: Công thức nào sau đây sai?

C H OH     10 14 D H  10a pH a.

Câu 2: Ba dung dịch axit sau có cùng nồng độ mol: HCl, H2SO4, CH3COOH Dãy sắp xếp giá trị pH của dung dịch theo thứ tự tăng dần là

A HCl, H2SO4, CH3COOH B CH3COOH, HCl, H2SO4

C H2SO4, HCl, CH3COOH D HCl, CH3COOH, H2SO4

Câu 3: Dung dịch CH3COOH 0,1M có pH a và dung dịch HCl 0,1M có pH b Phát biểu đúng là 

A a b 1.  B a b 1.  C a b 1.  D a b 1. 

Câu 4: Dung dịch có pH 7 là

A Ba(OH)2 B HClO4 C HF D KNO3

Dạng 2: Tính pH của dung dịch axit mạnh, bazơ mạnh

Phương pháp giải

Bước 1: Tính số mol các chất ban đầu

Bước 2: Viết phương trình điện li (hoặc phương trình phản ứng)

Bước 3: Từ số mol các chất ban đầu và dựa vào phương trình điện li, tính tổng số mol H   OH , sau đó tính nồng độ H OH  

Chú ý: Tính lại thể tích dung dịch sau khi trộn (hoặc sau phản ứng)

Nếu đề bài đã cho thì bỏ qua bước này

Bước 4: Tính pH của dung dịch theo công thức



 

   







pH 14 lg OH

Ví dụ: Hòa tan hoàn toàn 20 ml dung dịch HCl 0,05M vào 20 ml dung dịch H2SO4 0,075M Tính pH của dung dịch mới biết không có sự hao hụt thể tích khi pha trộn

Hướng dẫn giải

2 4

Phương trình điện li:



2 4

H

0,001 0,0015.2 0,004 mol  

Thể tích dung dịch sau khi trộn bằng:

V 20 20 40 ml 0,04 lít



 

H 0,004 0,1M



 

pH lg H 1

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Hòa tan 4,9 gam H2SO4 vào nước thu được 1 lít dung dịch Tính pH của dung dịch thu được

Hướng dẫn giải

 

0,05

Phương trình điện li:   2 

0,05 0,1 M



 

H 0,1M



 

pH lg H 1

Ví dụ 2: Trộn 100 ml dung dịch H2SO4 0,1M với 150 ml dung dịch NaOH 0,2M Tính pH của dung dịch tạo thành

Hướng dẫn giải

2 4

Phương trình hóa học:

Thể tích dung dịch sau phản ứng bằng: 100 150 250 ml 0,25 lít   

Ta có: OH  0,010,04M



pOH lg OH 1,4

pH 14 1,4 12,6   

Bài tập tự luyện dạng 2

Bài tập cơ bản

Câu 1: Dung dịch H2SO4 0,005M có

A pH 2  B pH 1  C pH 1  D H  2,0M

Câu 2: pH của hỗn hợp dung dịch HCl 0,0050M và H2SO4 0,0025M là

Câu 3: Số ml dung dịch NaOH có pH 12 cần để trung hòa 10 ml dung dịch HCl có  pH 1 là 

A 12 ml B 10 ml C 100 ml D 1 ml

Câu 4: Một dung dịch có pH 4 thì nồng độ mol của ion  H là 

A 0,2M B 4,0M C 0,4M D 1,0.10 M 

Câu 5: Một dung dịch có pH của dung dịch là

A 3,000 B 4,000 C 0,003 D 0,001

Bài tập nâng cao

Câu 6: Trong các dung dịch chứa H2SO4 0,1M, HNO3 0,2M và HCl 0,3M với các thể tích bằng nhau, thu được 300 ml dung dịch A Cho dung dịch A thu được tác dụng với V ml dung dịch NaOH 0,2M và KOH 0,29M thu được dung dịch có pH 2 Giá trị của V là 

Câu 7: Trộn 100 ml dung dịch có pH 1 gồm HCl và HNO 3 với 100 ml dung dịch NaOH nồng độ a mol/l thu được 200 ml dung dịch có pH 12 Giá trị của a là 

A 0,03 B 0,30 C 0,15 D 0,12

Câu 8: Hòa tan 3,66 gam hỗn hợp Na, Ba vào nước dư thu được 800 ml dung dịch A và 0,896 lít H2

(đktc) pH của dung dịch A là

Câu 9: Cho 10 ml dung dịch HCl có pH 3 Cần thêm vào dung dịch này bao nhiêu ml nước để thu 

được dung dịch có pH 4? 

A 1 ml B 90 ml C 10 ml D 100 ml

Dạng 3: Nhận biết dung dịch bằng chỉ thị axit – bazơ

Ví dụ mẫu

Ví dụ 1: Chỉ dùng một thuốc thử nhận biết các dung dịch mất nhãn sau: H2SO4, KCl, Na2SO4, HNO3, Ba(OH)2

Hướng dẫn giải

Dùng quỳ tím:

Na2SO4, KCl: Muối trung tính nên quỳ tím không đổi màu

H2SO4, HNO3: Axit nên quỳ tím đổi màu đỏ

Ba(OH)2: Bazơ nên quỳ tím đổi màu xanh

Dùng Ba(OH)2 nhận biết các dung dịch còn lại

H2SO4 HNO3 Na2SO4 KCl

Ba(OH)2  trắng Không

hiện tượng

 trắng Không hiện

tượng Phương trình hóa học:

 2 2 4  4   2

Bài tập tự luyện dạng 3

Câu 1: Bằng phương pháp hĩa học, hãy nhận biết các dung dịch sau: NaOH, HNO3, KCl

Câu 2: Chỉ dùng thêm một thuốc thử, hãy nhận biết các dung dịch khơng màu đựng trong các lọ mất nhãn

sau: H2SO4, HCl, Ba(OH)2, KOH, NaCl

Đáp án và lời giải Dạng 1: Bài tập lí thuyết định tính

1 – A 2 – C 3 – B 4 – D

Dạng 2: Tính pH của dung dịch axit mạnh, bazơ mạnh

Câu 1: Chọn A

Câu 2: Chọn B



 

Câu 3: Chọn C

H

n n 0,001 mol n 0,001 mol

Lại cĩ: OH  0,01VNaOH 100 ml

Câu 4: Chọn D

Câu 5: Chọn A

Câu 6: Chọn C

Coi 300 ml dung dịch A gồm 100 ml H2SO4 0,1M 100 ml HNO3 0,2M và 100 ml HCl 0,3M trộn lại với nhau



nH 0,07 mol

nOH 0,2.0,001V 0,29.0,001V 0,49.0,001V mol



H dư 0,01M nH dư 0,01 0,3 0,001V

Lại cĩ: nH dư nH nOH  V 134 ml

Câu 7: Chọn D

Dung dịch axit ban đầu cĩ pH 1 nH  0,01 mol

Dung dịch sau phản ứng cĩ pH 12 nên bazơ dư và  nOH dư 0,002 mol

Ta cĩ: nNaOH nOH phản ứng nOH dư 0,012 mol a 0,12 M

Câu 8: Chọn D



n 0,04 mol

Gọi số mol của Na và Ba lần lượt là x, y mol

Dựa vào khối lượng hỗn hợp và số mol H2, ta cĩ:     



23x 137y 3,66 x 0,04 0,5x y 0,4 y 0,02



nOH 0,08 molpOH 1 pH 13 

Câu 9: Chọn B



Dung dịch cĩ pH 4 cĩ số mol  H khơng đổi  Vsau phản ứng 1054 0,1 lít 100 ml

Vthêm100 10 90 ml 

Dạng 3: Nhận biết dung dịch bằng chỉ thị axit – bazơ

Câu 1: Dùng quỳ tím

Câu 2:

Dùng quỳ tím để phân biệt ba nhĩm: Nhĩm I: quỳ chuyển đỏ (H2SO4, HCl); nhĩm II: quỳ chuyển xanh (Ba(OH)2, KOH) và quỳ khơng chuyển màu (NaCl) Sau đĩ cho từng chất nhĩm I và II phản ứng với nhau để nhận biết H2SO4 và Ba(OH)2, cịn lại là HCl và KOH