Phản ứng axit – bazơ là phản ứng rất quan trọng cả về mặt nghiên cứu lý thuyết và mặt ứng dụng hóa học vào thực tiễn. Tính axit hay bazơ của dung dịch có ảnh hưởng rất lớn đến các quá trình xảy ra trong dung dịch như khả năng tạo phức của ion kim loại, phản ứng OXH K, khả năng bị thuỷ phân của các ion kim loại … Do đó, việc tính toán cân bằng trong dung dịch axit – bazơ giữ vai trò quan trọng không chỉ đối với hóa phân tích mà cả với hóa học nói chung. Tuy nhiên việc tính toán cân bằng trong dung dịch axit – bazơ là khá phức tạp vì trong dung dịch có nhiều cân bằng xảy ra để chọn cân bằng nào chủ yếu là rất khó khăn. Trong đó có dung dịch hỗn hợp các đơn axit yếu – các đơn bazơ yếu.
Trang 1ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ
KHOA HÓA HỌC
TIỂU LUẬN HÓA HỌC PHÂN TÍCH NÂNG CAO
MỘT SỐ VẤN ĐỀ KHI TÍNH TOÁN TRONG DUNG DỊCH HỖN HỢP NHIỀU ĐƠN AXIT YẾU – NHIỀU ĐƠN BAZƠ YẾU
Niên khóa: 2014 - 2016
Giảng viên hướng dẫn
PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN
Học viên thực hiện NGUYỄN THỊ QUỲNH CHI (PT)
LÊ THỊ HỒNG DIỄN (PP) ĐẶNG THỊ THU HƯƠNG (PP)
Trang 2CẤU TRÚC TIỂU LUẬN
NỘI DUNG
2 3
1
2
Lí do chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu
Dung dịch hỗn hợp nhiều đơn axit yếu
Dung dịch hỗn hợp nhiều đơn bazơ yếu
KẾT LUẬN
Trang 3Phản ứng axit – bazơ là phản ứng rất quan trọng cả về mặt nghiên cứu lý thuyết và mặt ứng dụng hóa học vào thực tiễn.
Tính axit hay bazơ của dung dịch có ảnh hưởng rất lớn đến các quá trình xảy ra trong dung dịch như khả năng tạo phức của ion kim loại, phản ứng OXH - K, khả năng bị thuỷ phân của các ion kim loại …
Do đó, việc tính toán cân bằng trong dung dịch axit – bazơ giữ vai trò quan trọng không chỉ đối với hóa phân tích
mà cả với hóa học nói chung Tuy nhiên việc tính toán cân bằng trong dung dịch axit – bazơ là khá phức tạp vì trong dung dịch có nhiều cân bằng xảy ra để chọn cân bằng nào chủ yếu là rất khó khăn Trong đó có dung dịch hỗn hợp các đơn axit yếu – các đơn bazơ yếu
Trên những cơ sở đó nhóm 3 quyết định chọn đề tài “Một số vấn đề khi tính toán trong dung dịch hỗn hợp nhiều đơn axit yếu – nhiều đơn bazơ yếu”
MỞ ĐẦU
Trang 4I DUNG DỊCH HỖN HỢP NHIỀU ĐƠN AXIT YẾU
⇝ Các quá trình xảy ra trong hệ
HA H + A K (n)
H O H + OH W (n+1)
ƒ ƒ
ƒ ƒ
K W
Trang 5a a
Trang 6a a
a
K
h - C
h + K
Trang 7Giải PT bậc cao (theo phương pháp tiếp tuyến Newton)
Giải theo phương pháp gần đúng liên tục
K
h - C = 0
h + K
Trang 8Ví dụ
Bt.1[1]: Tính pH của dung dịch CH3COOH 0,01M
có =10-4,76 và CH3CH2COOH 0,05M có =10-4,82 ở trạng thái cân bằng
Trang 10Cách 2: Giải theo phương pháp gần đúng liên tục
Trang 11Ta có
Vậy
Thay vào (b) ta được
Thay vào (c) và (d) ta được
10 + 9,5499.10
−
−
Trang 12Bt2.[2]: Trộn 20ml (CH3)3NHCl 0,250M ( = 9,87) với 30ml dung dịch NH4Cl 0,1667M ( = 9,24) Tính pH của dung dịch thu được?
Bt2.[2]: Trộn 20ml (CH3)3NHCl 0,250M ( = 9,87) với 30ml dung dịch NH4Cl 0,1667M ( = 9,24) Tính pH của dung dịch thu được?
2a
pK
Trang 14Thay vào (c) và (d) ta được
10 + 8,428.10
− +
2
h = 10− .0,1 10 + − .0,1 = 8,428.10 M−
Trang 15Ta có:
Bt.3[3]: Tính nồng độ các thành phần cân bằng trong dung dịch chứa axit axetic 0,1M có
pKa1=4,76, axit butylic 0,1M (pKa2 = 4,82) ở trạng thái cân bằng
Bt.3[3]: Tính nồng độ các thành phần cân bằng trong dung dịch chứa axit axetic 0,1M có
pKa1=4,76, axit butylic 0,1M (pKa2 = 4,82) ở trạng thái cân bằng
Trang 16K + h
Trang 17Thay các giá trị này vào (b) ta được
Thay vào (c) và (d) ta được
Thay vào (c) và (d) ta được
10 + 1,82.10 [CH COO ] 0,1 0,0991 9.10 M
10 + 1,82.10 [CH CH CH COO ] 0,1 0,0992 8.10 M
10 + 1,80.10 [CH COO ] 0,1 0,0990 10 M
Trang 18Thành phần cân bằng trong dung dịch:
10 + 1,8.10 [CH CH CH COO ] 0,1 0,0992 8.10 M
Trang 19CH COOH H CH COO K 10 (1)
CH CH COOH H CH CH COO K =10 (2) HBrO H BrO K 10 (3)
Trang 20Cách 2: Giải theo phương pháp gần đúng liên tục
Trang 2110 [CH CH COOH] = 4.10 0,039
10 + 10
−
−
Trang 22Giải PT bậc cao (theo phương pháp tiếp tuyến Newton)
Giải theo phương pháp gần đúng liên tục
Trang 23Bt.5[2]: Tính pH trong dung dịch chứa hỗn hợp HCN 1,00.10-4M và CH3NH3+ 2,00.10-3M.
10,60
142
C K C K C K W ≈ ≈ ≈ ≈
i i
i
n
a a
Trang 24Cách 1: Giải phương trình bậc 4
Biến đổi (a) ta có:
Thay các giá trị vào ta được
Trang 26Cách 2: Giải theo phương pháp gần đúng liên tục
K + h
+
4HCN
Trang 27Vậy h = 3,2359.10-7 → pH = 6,49
Thay vào (b) ta được
Thay vào (c) và (d) ta được
10 + 3,2359.10
−
Trang 28Bt.6[2]: Trộn 3 ml dung dịch HCOOH 0,03 M với V ml dung dịch CH3COOH 0,15 M thu được dung
Trang 29Giả sử
TRƯỜNG HỢP A
→ thành phần cân bằng của hệ có thể tính được theo (1)
(trái với giả sử ban đầu)
1
a a
Trang 30a a
Trang 31[HCOOH].(K h) 0,09 C
Trang 32Thay (1) và (2) vào (*) ta có:
(phù hợp với giả sử ban đầu)
Vậy V = 6,37 (ml)
2 3
Trang 33[HCOOH].(K h) 0,09 C
Trang 34Thay (1) và (2) vào (*) ta có:
(trái với giả sử ban đầu)
→ loại trường hợp này
2 3
Trang 35Bt.7[tự ra]: Dung dịch chứa CH3COOH 10-2M ( =4,76) và HCOOH xM ( =3,75) có pH = 3,26 Tính x?
C K C K ? ? W
1 1
1
a a
Trang 36Giả sử
TRƯỜNG HỢP B
→ thành phần cân bằng của hệ có thể tính được theo (2)
→ loại, xét trường hợp c
(trái với giả sử ban đầu)
→ chọn x tùy ý sao cho
2
a a
Trang 38Giả sử
Áp dụng công thức gần đúng:
TRƯỜNG HỢP D
(trái với giả thiết ban đầu)
→ loại trường hợp này
Trang 39II DUNG DỊCH HỖN HỢP NHIỀU ĐƠN BAZƠ YẾU
⇝ Các quá trình xảy ra trong hệ
ƒ ƒ
K W
x - - C = 0
x x + K
Trang 40b b
Trang 41b b
b
K
x + K
Trang 42Giải PT bậc cao (theo phương pháp tiếp tuyến Newton)
Giải theo phương pháp gần đúng liên tục
K
x - C = 0 ( )
x + K
Trang 43Bt.8[1]: Tính pH của dung dịch gồm NH3 0,25M và KCN 0,20M Biết
→ Áp dụng công thức (2.2) ta có
Ví dụ
Ta có:
+ 4
HCN NH
Trang 45Cách 2: Giải theo phương pháp gần đúng liên tục
Trang 4610 + 10
−
Trang 49Thay vào (c) và (d) ta được
Thay các giá trị này vào (b) ta được
10 + 2,69.10 [CH COOH] = 0,01 - 9,9979.10 2,1.10 M
10 + 2,69.10 [C H COOH] = 0,01 - 9,9994.10 6.10 M
Trang 50Thay vào (c) và (d) ta được
Thành phần cân bằng trong dung dịch:
10 + 2,71.10 [CH COOH] 0,01 9,9994.10 6.10 M
10 + 2,71.10 [C H COOH] = 0,01 - 9,9994.10 6.10 M
Trang 51TRƯỜNG HỢP 3
Giải PT bậc cao (theo phương pháp tiếp tuyến Newton)
Giải theo phương pháp gần đúng liên tục
Trang 52Bt.10[2]: Tính pH của hỗn hợp gồm benzoat natri 2.10-4 M, và axetat natri 10-4 M
C6H5COO- + H2O C6H5COOH + OH- =10-9,8
Trang 53Giải PT bậc cao (theo phương pháp tiếp tuyến Newton) Cách 1
Trang 55Giải theo phương pháp gần đúng liên tục Cách 2
Trang 56Vậy x = 3,1484.10-7 → pH = 7,50
Thay vào (b) ta được
Thay vào (c) và (d) ta được
10 + 3,1503.10
−
Trang 57Bt.11[tự ra]: Dung dịch chứa HCOONa 0,1M ( = 3,75); CH3COONa aM ( = 4,76) và C6H5COONa aM ( = 4,20) có pH = 8,56 Tính x?
3
9,8
14 2
Trang 58b b
Trang 59Giả sử
TRƯỜNG HỢP B
→ thành phần cân bằng của hệ có thể tính được theo (2) hoặc (3) Giả sử tính theo (2):
→ loại vì <0, tiếp tục xét trường hợp c
C K C K ≈ ? C K , W
2 2
2
b b
Trang 61Giả sử
Áp dụng công thức gần đúng:
TRƯỜNG HỢP D
→ loại trường hợp này
(trái với giả thiết ban đầu)
Trang 66+ Đưa ra và giải một số bài tập liên quan đến mỗi phần.
+ Sưu tầm một số bài tập tự giải tương tự.
Trang 67[1] Nguyễn Tinh Dung, Đào Thị Phương Diệp (2011), Hóa học phân tích 1 - Cân bằng ion trong
dung dịch, NXB ĐHSP.
[2] Nguyễn Tinh Dung, Đào Thị Phương Diệp (2011), Hóa học phân tích, Câu hỏi và bài tập
(Cân bằng ion trong dung dịch), NXB ĐHSP.
[3] Ngô Văn Tứ (2011), Hóa học phân tích, NXB ĐH Huế.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 68XIN TRÂN TRỌNG CẢM ƠN QUÍ
THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG
NGHE