phân loại và phương pháp giải các bài tập về tính tích số tan từ độ tan

Tính tích số tan từ độ tan của hợp chất ít tan trong dung dịch bão hòa chứa ion đồng dạng nhưng có thể bỏ qua quá trình phụ.... Tích số tan là một đại lượng hằng số cân bằng, nó có vai t

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tt nghiệp

4 Đổi tượng HghiÊH CỨU + St EEEErreErssrerkrkrerrrxeerrees 2

5 Phương phương pháp HghiÊH CứU cà cà Sex 2

CHƯƠNG 1: CAC KHÁI NIỆM CƠ BẢN - 555555 se: 3

1.1 Cân bằng trong dung dịch chứa hợp chất ít tan -: 5s: 3 1.1.1 Khái niệm dung dich cv 1v vn nghe 3 1.1.2 Dung dịch chưa bão hòa, dung dịch bão hòa và dung dịch quá

1.1.3 ĐỘ tan cc QC HH TH gu Ki EE ĐEEN 3

1.1.3.1 Khái niệm độ tan - - s11 ng ng sen 3

1.1.3.2 Các yếu tô ảnh hưởng tới độ tan . ¿5-5 cssscscse: 4

1.1.3.2.1 Các yếu t6 Vat Íí s- - xnxx gyrrrrsrrrerrsee 4 1.1.3.2.2 Các yếu tố hóa hỌC s13 xe rkp 5

1.1.3.3 Qui ước tính tan của các hiđroxit, các muối - 9

1.1.4 Tích SỐ tan - tt tt r1 re 10 1.1.5 Nguyên tắc đánh giá tích số tan từ độ tan eee 11 1.1.6 Tích số tan điều kiện - +ctsrtrrirrirtrirrirrirririerreked 13

1.2 Cân bằng oxi hóa — khỬ s33 331v v3 Tư ven 14

1.2.1 Định nghĩa phản ứng oxi hóa — khỬ cv: 14 1.2.2 Thế điện cực và sức điện động của pin - s + 5s ss2 14

1.2.3 Các yếu tô ảnh hưởng tới cân bằng oxi hóa — khử 16

CHƯƠNG 2: TÍNH TÍCH SỐ TAN CỦA HỢP CHẤT TAN 17 2.1 Tính tích số tan từ độ tan -.¿-:-¿- - tS* + St SE xEEEkEErkrkerkrkrrei 17 2.1.1 Bài tập minh họa lí thUyẾT - + - c2 ESExE*EErErEekeertreesrvred 17

2.1.2.1 Tính tích số tan của hợp chất ít tan bỏ qua quá trình phụ 23 2.1.2.2 Tính tích số tan từ độ tan của hợp chất ít tan trong dung dịch bão hòa chứa ion đồng dạng nhưng có thể bỏ qua quá trình phụ 29 2.1.2.3 Tính tích số tan từ độ tan khi có quá trình phụ của các ion

tạo ra từ hợp chất ít tan -: 5s tà HT HT Hà rryi 33

2.1.2.3.1 Dạng bài toán chỉ tính đến quá trình phụ của gốc axit

hoặc của 1on kim ỈOạI - - - - - c5 c c c cE2EY0 Y5 Y1 1 1v cv cá 33

2.1.2.3.2 Dạng bài toán xét cả quá trình phụ của gốc axit và ion

kim ÏOạ1 - cc cc CS SH ng ng ng ng ve ek 42 2.2 Tính tích số tan từ thế điện cực và sức điện động của pin 47

2.2.1 Bài tập minh họa lí thUyẾT - ¿5S *E*vSEvErErkerrerkrkrkred 47

2.2.2 Bài tập vận dụng và nâng CaO -QQ cv ng nen 48

408 00.0507 — 51 TÀI LIỆU THAM KKHẢO <5 5 5s 5s SsSsSs S96sSeseSessseesse 52

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tt nghiệp

DANH MUC CAC KI HIEU VA CHU VIET TAT

DLTDKL: Định luật tác đụng khối lượng

DLBTNDD: Định luật bảo toàn nồng độ đầu

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Như chúng ta đã biết, trong chương trình hóa học phố thông có đề cập tới hai loại phản ứng hóa học cơ bản Loại thứ nhất là phản ứng trong đó có

sự thay đổi số oxi hóa được gọi là phản ứng oxi hóa — khử Loại thứ hai là

phản ứng trao đổi trong đó có sự tạo thành hợp chất ít tan Một điểm chung

nhất của hai loại phản ứng hóa học này là ta có thể xây dựng được cơ sở lí thuyết cơ bản để có thể vận dụng giải bài tập Đó là dạng bài tập liên quan tới

tích số tan

Tích số tan là một đại lượng hằng số cân bằng, nó có vai trò rất quan

trọng và được dùng dé đánh giá độ tan của một chất nào đó trong dung dịch

bão hòa Do đó, tích số tan và độ tan có mối liên hệ với nhau và ta có thể tính được tích số tan từ độ tan hoặc ngược lại

Mặt khác, trong những năm gần đây tất ít tác giả nghiên cứu về bài tập liên quan đến phản ứng tạo thành hợp chất ít tan Chương phản ứng tạo thành hợp chất ít tan có vai trò rất quan trọng, nó giúp phân loại được một số dạng bài tập liên quan tới tích số tan và độ tan

Chính vì vậy tôi chọn đề tài: “Phân loại và phương pháp giải các bài tập về tính tích số tan từ độ tan” Với mong muốn nâng cao hiểu biết cho bản thân và góp một phần nhỏ bé của mình vào việc nâng cao chất lượng học tập phân cân bằng ion trong dung dịch

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng cơ sở lí thuyết đơn giản về cân bằng ion trong dung dịch và cân bằng oxi hoá - khử Từ đó mà phân loại một số dạng bải tập thường gặp

về tính tích số tan và giải các bài tập đó đựa vào cơ sở lí thuyết ở trên

Làm quen với nghiên cứu khoa học

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tt nghiệp

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Tom tat lí thuyét vé phan tích số tan, độ tan, các yếu tố ảnh hưởng tới

độ tan, phần thế điện cực và sức điện động của pm

Nghiên cứu cách vận dụng kiến thức đơn giản về độ tan, về sức điện động để giải các dạng bài tập về tích số tan

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Cơ sở lí thuyết đơn giản về tích số tan và một số đạng bài tập thường

gặp về tích số tan trong chương trình phố thông cũng như trong chương trình cao đẳng và đại học

5 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tài liệu:

Từ sách giáo trình đại học đưa ra lí thuyết đơn giản về phản ứng tạo thành hợp chất ít tan và phản ứng oxi hóa — khử

Giải các bài tập về tích số tan dựa vào độ tan và dựa vào thế điện cực

và sức điện động của pin từ đó mà phân dạng và rút ra phương pháp giải

CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1 Cân bằng trong dung dịch chứa hợp chất Ít tan

1.1.1 Khái niệm dung dịch

Dung dịch là một hỗn hợp đồng nhất bao gồm chất tan và đung môi 1.1.2 Dung dich chưa bão hòa, dung dich bão hòa va dung dich qua bão hòa

Dung dịch chưa bão hòa là đung địch còn hòa tan thêm được chất tan

đó nữa ở điều kiện đã cho

Vi du: Héa tan 10 gam tinh thé NaCl vao dung địch NaCl (dung dich A)

& nhiét d6 t°C, thay NaCl tan hét Vay dung dich A là dung dịch chưa bão hoa

Dung địch bão hòa là đung địch không thể hòa tan thêm được chất tan

đó nữa ở điều kiện đã cho

Dung địch quá bão hòa là dung dịch chứa lượng chất tan nhiều hơn so

với lượng chất tan trong dung dịch bão hòa ở điều kiện đó

1.1.3 Độ tan

1.1.3.1 Khái niệm độ tan

Khi hòa tan chất điện li ít tan M„A„ trong nước thì các ion M””, A™ cac phần tử cấu trúc mạng lưới tinh thê chất điện li, sẽ bị hyđrat hóa và chuyển vào đung địch đưới dạng phức chất aqua: M(H,O);., A(H,O)"

Khi hoạt độ các lon M(H,O);`, A(H,O) trong dung dịch tăng lên đến

một mức độ nào đó thì xảy ra quả trình ngược lại, có nghĩa là một số ion

hyđrat hóa sẽ kết tủa lại trên bề mặt tinh thể Đến một lúc nào đó thì tốc độ

của quá trình thuận (quá trình hòa tan chất rắn) và nghịch (quá trình các ion kết tủa), chúng ta sẽ có cân băng thiết lập giữa pha rắn và đung dịch bão hòa:

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tt nghiệp

M,,A, + (mxt+ny) mM(H,O);¿' + nA(H,O)>* (1.1) (pha rắn) (dung dịch bão hòa)

Khi cân bằng (1.1) đạt trạng thái cân bằng, lúc đo thu được một dung

địch bão hòa là dung dịch có chứa một lượng chất tan nhất định, lượng chất tan đó được gọi là độ tan (5) Độ tan § có thé duoc biểu diễn bằng các đơn vị khác nhau: g/100g dung môi, g/l, mol/L

Nếu theo (1.1) ta có thể hiểu khái niệm độ tan như sau:

Độ tan là nồng độ của chất điện li trong dung dịch bão hòa ở điều kiện đã cho Khái niệm này chỉ đề cập đến chất rắn tan trong dung môi nước và độ tan chính là lượng chất tan điện li thành các ion Đây là van đề cần hiểu về độ tan của các hợp chất ít tan trong cân bằng ion

1.1.3.2 Các yếu tố ảnh hướng đến độ tan

1.1.3.2.1 Các yếu tố vật lí

Bản chất của chất tan: Mỗi chất tan có 1 độ tan nhất định Các dạng đa

hình và thù hình của cùng một chất có độ tan khác nhau

VD: Độ tan (theo g/100 g H;ạO) của một số chất tan trong nước ở 20°C:

Bản chất của dung môi: Với các dung môi khác nhau thì độ tan của một

chất là khác nhau ở cùng một điêu kiện

VD: Độ tan của KI (theo % khối lượng) trong các dung môi ở 20° C

Nhiệt độ: Nhiệt độ thay đổi thì độ tan cũng thay đổi Sự thay đổi này có

liên quan đến hiệu ứng nhiệt khi hòa tan Đối với những chất thu nhiệt khi hòa

tan, thì độ tan sẽ tăng theo nhiệt độ và ngược lại

+ Với chất tan là chất răn, thì quá trình hòa tan thường thu nhiệt nên độ tan thường tăng khi tăng nhiệt độ

+ Với chất tan là chất khí thì quá trình hòa tan thường tỏa nhiệt nên độ tan thường giảm khi tăng nhiệt độ

Ngoài ra độ tan còn phụ thuộc vào áp suất, trạng thái vật lí của pha ran,

thanh phan của dung dịch (lvc ion, chất tạo phức, pH )

1.1.3.2.2 Các yếu tô hoá học

a Ảnh hưởng của ion chung

Từ ảnh hưởng của ion chung tới độ tan nên ta có thể tính trực tiếp tích số

tan từ độ tan ở luc ion nao do, nhung chi đối với trường hợp khi chất kết tủa

là chất điện li mạnh trong dung dịch và các 1on của nó không tham gia vào các phản ứng phụ khác

Kết tủa M;A„ có dạng sơ đồ sau:

M.A, = mMt+nA

(để đơn giản ta không ghi điện tích ion) Nếu qui ước S là độ tan mol, thi

nông độ tương ứng của các ion M và A là mS và nS, K, là tích số tan Ta có thê tính trực tiếp tích số tan từ độ tan theo biểu thức sau đây:

K; =[MƑ [AT = (m§)” (nã)

Nếu trong đung dịch có ion chung với ion của kết tủa, thì có thể bỏ qua nồng

độ của ion đó do kết tủa hoà tan ra Ví dụ, nếu nồng độ lượng dư của ion M”” bằng Cụ thì có thể tính tích số tan từ phương trình:

K, = (Cy + mS)” (nS)" = (Cv)” (nS)"

Chú ý rằng, khi tính chính xác thì giá trị tích số tan K, phụ thuộc vào lực ion

chung trong đó có phân của các ion do két tua tan ra

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

b Ảnh hướng của nồng dé ion hydro

Nếu anion của kết tủa là gốc của axit yếu thì độ tan của kết tủa thay đổi theo

độ axit

- Trước hết, ta xét muối của đơn axít yếu HA:

MA, © M”+nA'

nA’ + nH" = nHA

Nếu Cạ là nồng độ toàn phần cia A hay C, = [A] + [HA] và nếu œ, là phần

của toàn bộ lượng A ở dạng 1on hoá thì:

K, =[M”][A'T =[M™] afc,

K, trong đó: a, = [Mr],

Nếu đã biết [HỶ] thì có thể tinh được a, và thay vào K, thì sẽ tính được tích số

tan điêu kiện K,

K,=[M™] C2 = = § [ ] A on

giá trị này phụ thuộc vào pH có thê đùng để tính độ tan một cách đễ đàng

- Xét muối của axít hai nắc:

Cũng suy luận tương tự như trên, chỉ khác là nồng độ của ion anion hoá trị hai

[A“] được biểu diễn bằng a,C,, trong d6 œ, là phần của toàn bộ lượng A ở

dạng A7 và được xác định băng phương trình:

K,K;

[H' [+K,[H']+K,K,

a, =

c Ảnh hưởng cúa sự thuỷ phân của anion

Nêu anion của muôi ít tan bị thuỷ phần trong nước, ví dụ:

có thê đơn giản được Nếu độ tan rất bé thì lượng ion hyđroxyl tạo thành

trong phán ứng là rất không đáng kế so với lượng đã có ở trong nước, vì vậy

có thể coi pH = 7 Dựa vào giá trị pH ta tính đễ dàng phần anion không bị thuỷ phân

Trong các trường hợp khác, lại có thể coi nồng độ hyđroxyl do nước thuỷ

phân là vô cùng bé so với lượng tạo thành do thuỷ phân

d Ảnh hướng của sự thuỷ phân của cation

Các cation của nhiều kim loại nặng thuỷ phân ở mức độ đáng ké va do

đó ảnh hưởng đến độ tan của các muối khó tan của chúng

Ta hãy xét trường hợp đơn giản nhất của phản ứng thuỷ phân theo các

M(OH)“ + HO M(OH)P*”'+ H' K,

Có thể coi các hằng số của các phản ứng trên như là các hằng số phân ly

kế tiếp của axit là cation hyđrat hoá ion M”” Do đó có thể tính được phần B

của kim loại ở trạng thái hyđrat hoá, theo phương trình có dạng:

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tt nghiệp

Phương trình này dùng để xác định phần axit chưa phân ly trong dung địch của axit nhiều nắc và muỗi của nó

Nếu cần tính chính xác độ tan của các muỗi kim loại nặng thì phải hết sức chú ý tới bản chất của các sản phẩm tạo thành đo thuỷ phân

e Ảnh hưởng cúa các chất tạo phức phụ

Tác dụng của chất tạo phức X với muối ít tan xảy ra theo phương trình

e Cac hidroxit hau như không tan trừ hiđroxit của kim loại kiềm, NHụ, Ba”,

Sr””, riêng Ca(OH); ít tan

e© Các muối nitrat, muối amoni (trừ NHaCIO¿ ít tan), muối của kim loại kiềm

(trừ NaNO; là ít tan), muối pemanganat đều tan hết

e Hầu như các muối nitrit, axetat đều tan trừ Hg;(CH;COO); còn CH:COOAg và Ag;5O là ít tan

e Hầu như các muối sunfat đều tan trừ SrSO¿, BaSO¿, PbSO,, con CaSO, va

Ag SQ, la it tan

e Hầu như các muối clorat, peclorat đều tan trừ KCIOx và NHuCI ít tan

e Hầu như các muối sunfat đều tan trừ SrSO¿, BaSO,, PbSO,, cdn CaSO, it tan

e Hầu như các muỗi sunft đều tan trừ Ag,SO;3, CaSO;3, BaSO3

e Hầu như các muối cacbonat, photphat, oxalate, xianua déu không tan trừ muối amoni và các kim loại kiềm

e Hầu như các muối sunfua đều không tan, trừ muối amoni và các kim loại

kiềm và Ba””, Ca””, NHỆ

e_ Một số muối không tôn tại trong nước (phản ứng hoàn toàn với nước) như muôi cacbonat của kim loại hóa tri II], muôi sunfua của kim loại hóa trị HH,

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tt nghiệp

MgsS, các muối tạo ra từ rượu, hầu hết muối cacbua, nitrua, photphua, hidrua

của kim loại kiềm, kiềm thổ, AI, Zn

Trong đó: ( ) chỉ hoạt độ các ion

Giả thiết chất rắn ở trạng thái tinh thể hoàn chỉnh, nguyên chất để có thế

chấp nhận làm trạng thái tiêu chuẩn Nghĩa là: (M„A,) = 1 Khi đó (1.3) có

dạng:

Trong biểu thức (1.4) hằng số cân bằng K được ký hiệu bằng tích số tan

K; Như vậy, ở một nhiệt độ không đôi và trong một dung môi xác định, tích

hoạt độ các 1on trong dung dịch bão hòa của muối ít tan là một giá trị không đổi và bằng tích số tan

Tích số tan phụ thuộc vào nhiệt độ, bản chất của chất tan và dung môi

Để đánh giá độ tan từ K, cần biểu điễn (1.4) dưới đạng nồng độ

K‡ được gọi là tích số tan nông độ

Hệ sô hoạt độ f có liên quan tới lực ion:

I=0,5 3 ZC, (1.6)

Lực ion p biéu thị tương tác tĩnh điện giữa các ion trong dung địch

Với: Z¡ là điện tích của 1on thứ 1

+ Khi I = 0, dung dịch rất loãng, tương tác tĩnh điện giữa các ion không

dang ké, f= 1 va ta có hoạt độ bằng nồng độ (A) =[A].1=[A] (1.9)

Trong dung dịch của muối ít tan, không chứa chất điện ly phụ, thì lực

ion của đung dịch thường rất bé I = 0, và ta coi f= 1 Khi đó, biểu thức tích số

tan có dạng gần đúng:

Dung dịch có sự thiết lập cân bằng giữa tướng rắn và các ion của chất ít

tan được gọi là dung dịch bão hòa

Trong dung dịch bão hòa: Tích số ion bằng tích số tan

Trong đung dịch chưa bão hoà: Tích số ion < tích số tan

(tướng răn có thể hòa tan thêm được nữa)

Trong dung dịch quá bão hòa: tích số ion > tích số tan

(để đạt trạng thái cân bằng thì một phần chất sẽ tách ra khỏi dung dịch dưới dạng tướng răn, điều kiện cần để có kết tủa xuất hiện)

1.1.5 Nguyên tắc đánh giá tích số tan từ độ tan

Muốn tính được tích số tan từ độ tan trong dung địch nước bất kỳ, dù không có quá trình phụ hoặc có quá trình phụ của các ion tạo ra từ hợp chất ít tan, đêu có một điêm chung của dạng bài toán này là đi tìm nông độ cân băng

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

của các ion tạo ra từ hợp chất ít tan Vì vậy chúng ta cần nắm được một số kiến thức cơ bản sau đây:

Trước hết phải viết được đầy đủ các cân bằng xảy ra và phân tích được

cân bằng nảo là cân bằng chính, cân bằng nào có thê bỏ qua được

Ví dụ, có hợp chất ít tan có công thức là M„A„:

+ Cân băng của hợp chất it tan:

e Các cân bằng tạo phức phụ, oxi hóa khử

Từ độ tan đã biết, theo cân bằng (1) biết được nồng độ đầu của các ion tạo ra từ hợp chất ít tan

+ Nếu ion nào không tham gia quá trình phụ khác thì nồng độ ion tính được từ độ tan chính là nồng độ cân bằng của hợp chất ít tan đó

+ Còn các ion nào tham gia quá trình phụ thì đựa vào cân bằng đó, áp dụng định luật tác dụng khối lượng (ĐLTDKL), định luật bảo toàn nồng độ

dau (DLBTNDD) , dé tính ra nồng độ cân bằng của ion tạo ra từ hợp chất ít

1.1.6 Tích số tan điều kiện

Để thuận tiện cho việc đánh giá gần đúng độ tan trong các trường hợp phức tạp có thể xảy ra các quá trình phụ, người ta sử dụng tích số tan điều kiện Cũng như hang số tạo thành diéu kién , tích số tan điều kiện chỉ áp dụng cho một số điều kiện thực nghiệm xác định (lực ion, pH, chất tạo phức phụ ) Tích số tan nồng độ chính là tích số tan điều kiện ở lực ion đã cho Trong biểu thức tích số tan điều kiện, hoạt độ của các ion được thay bằng tông nồng độ các dạng tổn tại trong dung dịch của mỗi ion

Đối với trường hợp tổng quát, đơn giản cân bằng trong đung dịch chứa

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

Độ tan của MA phụ thuộc vào pH và nồng độ chất tạo phức phụ X Ở điêu kiện cô định pH và nông độ của X có thê tính được tích sô tan điêu kiện

K,

Trong do: [M] =[M] + [MOH] + [MX] =[M]+ *B [M] bh’ + B[M][X] (3)

[A] =[A]+ [HA]=[A]+ K2[AJh (4)

Tổ hợp (2); (3) và (4) ta có:

K; =[M] (1+ *Bh” + [X]).[A](+ Kửh)

=K,ơ.02

O day a,,= (1+ *Bh! + BLX])” va og = K,(K,+hy?

Nếu cho pH và nồng độ chất tạo phức X ta có thể đánh giá Kj và từ đó

tính độ tan của chất kết tủa theo ĐLTDKL áp đụng cho (1) đùng K thay cho

K,

1.2 Cân bằng oxi hóa - khử

1.2.1 Định nghĩa phản ứng oxi hoá-khử

Phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng hóa học trong đó có sự chuyển electron giữa các chất phản ứng, hay phản ứng oxi hoá - khử là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hoá của một nguyên t

1.2.2 Thế điện cực và sức điện động của pin

* Khái niệm thế điện cực tiêu chuẩn: Thế điện cực tiêu chuẩn của một cặp oxi hoá - khử là sức điện động của pin tạo thành bởi hệ oxi hoá - khử đó (đo ở điều kiện tiêu chuẩn) với điện cực hyđro tiêu chuẩn

Kí hiệu: Boy,

* Điện cực: Trong phần này chỉ nghiên cứu một loại điện cực là hệ gồm kim loại tiếp xúc trực tiếp với hợp chất khó tan của kim loại đó (điện cực loại hai)

ọ > , 9,0592

Chú ý: Giá trị E° là thế điện cực tiêu chuẩn đo được khi nông độ của các

câu tử băng 1,0 mol/l, nếu có chất khí thì áp suất riêng phần khí đó là 1,0 atm

Nếu chất khử tham gia phản ứng tạo kết tủa thì phương trình được viết là:

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khĩa luận tốt nghiệp

+ Pin điện:

Ta thiết lập một pin điện gồm một điện cực ở trên ghép với một điện cực

tiêu chuẩn (điện cực hiđro, điện cực calomen hay điện cực Ag,AøgCl | KCloso hoa) » -) hay một điện cực Rồi đo sức điện động của pin, từ đĩ tìm ra thế điện cực, dựa vào các biểu thức ở trên tính ra tích số tan

1.2.3 Các yếu tố ảnh hướng đến cân bằng oxi hĩa — khử

Các yếu tố làm biến đơi hoạt độ của các dạng oxi hĩa — khử sẽ làm

thay đơi oxi hĩa — khử của các cặp và do đĩ ảnh hưởng đến cân bằng oxi hĩa—

khử Các yếu tố quan trọng bao gồm: sự biến đổi pH, sự cĩ mặt các chất tao

phức và sự tạo thành hợp chất ít tan

Trong điều kiện của khĩa luận, tơi chỉ đi nghiên cứu ảnh hưởng của

hợp chất ít tan

Sự chuyên một trong hai đạng oxi hĩa hoặc dạng khử thành hợp chất ít

tan với một thuốc thử phụ làm giảm nồng độ của cấu tử đĩ, vì vậy thế oxi hĩa

—- khử thay đổi, đo đĩ chiều phản ứng cũng bị thay đổi

CHƯƠNG 2: TÍNH TÍCH SỐ TAN CỦA HỢP

CHAT IT TAN

2.1 Tính tích số tan từ độ tan

2.1.2 Bài tập minh họa lý thuyết

Bài 1: Viết biểu thức tích số tan của các chất sau:

1 AgCl, Ag,CO3, Ca;(PO.4)., Mg(OH)», Fe(OH);

2 K,Zn3[Fe(CN)¢]2, MgNH,PO,, Ag[Ag(CN),]

sasa =| Ag” || CE |= Ky secifayt £5

+ Ag,CO;= 2Ag* + CO,”

K,„„co = (Ag’) (CO7)

K?,„eo, =[Ag' |[COƒ |=K,f2 f”

+ Ca;(PO¿); 3Ca”” + PO,”

Ky ca@0,), = (Ca” ỳ (PO; Ì

K seo, ~ | Ca” } | PO; } — Ky capo, tages foe

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khĩa luận tt nghiệp

K gom), (Me™ )(OH )

K Meow), — [Me™ || OH Ï = Kwwom, fra foe

+ Fe(OH);= Fe** + 30H

K pe(on), — (Fe** ) (OH y

Ko eon, ~ [Fe'' [OH] = =K mon), fro for

K 2 ylAs(ex)lP | Ag |[Ag(CN), |] 7 K 2 [es(cw) JỦay' F y(cN),

Bài 2: Tính tích số tan của Agl ở 25C Biết độ tan của Agl là 10'°M

* Bason=1 g1179

Giải Trong dung dịch bão hịa của muối Aøl cĩ các cân bằng sau:

Đây là bài toán thuộc dạng cơ bản nhất về tính tích số tan từ độ tan được xét trong đung môi nước Bài này thuộc dạng bài toán hợp chất ít tan tạo ra gốc axit không tham gia quá trình proton hóa đù ở bất kỳ giá trị pH nào, còn ion kim loại có tham gia quá trình tạo phức hiđroxo nhưng có hằng số tạo

Dung dịch BaSO¿ bão hòa trong HCI có các cân bằng:

BaSO,4|= Ba’ + So? K, (1)

với S=3.107

Vì trong môi trường axit mạnh nên không có quá trình tạo phức hiđroxo

cia ion Ba’

Qua trinh phu:

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

Vi vay coi [H"] = C,,, là hoàn toàn hợp lý

Tir (1) ta 06: K, = [Ba ][ SOF ]= 3.10°.1,43.10° = 4,29.10"

Vậy K, aso, = 429.10 = 109°”,

Bài 4: Cho biết độ tan của CdS trong dung dịch HCIO¿ 0,03M là 2,43.10°M

Tính tích số tan cha CdS Cho H,S (K, =10”, K, = 10°)

Bài 5: Tính tích số tan của Ba(IO;), & 25°C.biét rang trong dung dich HCl

0,167M độ tan của Ba(IO;); là 10”*M Cho K,groa=10””,

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tt nghiệp

Các cân bằng xảy ra:

CaCO, # Ca” +CO? K, (1)

Ca’* + H,O = Ca(OH) +H *B=10'7 = (3)

CO? +H’ = HCO? Ka" @

K K, 101955 oor ~ h? +K,h+K,K, ~ 1971248 4 101 4 1015:5 ~ 0,075

So với độ tan trong nude S = VK, =10*" = 7,08.10° M thi d6 tan trong

NH; va NH, Cl (1M) tang lén nhiéu, do CO,” bi proton hoá

2.1.2 Bài tập nâng cao

2.1.2.1 Tính tích số tan từ độ tan của hợp chất ít tan bỏ qua các quá trình phụ

Đây là đạng bài toán của các muối ít tan (được xét trong một đung dịch không biết pH) tạo ra các cation tương ứng với bazơ mạnh hoặc hằng số tạo phức hiđroxo của ion kim loại rất bé và các gốc axit ứng với axit mạnh hoặc gốc axit có thâu proton nhưng rất yếu Chính vì các lí đo trên cho thấy các quá trình phụ là không xảy ra hoặc có xảy ra nhưng không đáng kể Dạng bài toán này thuộc dạng cơ bản nhất vì chỉ xét đến cân bằng của hợp chất ít tan

Bài 1: Tính tích số tan nồng độ của AgCI ở lực ion I= 0,0010

AgCl, = Ag’ + CI K,= 10"

Giai Biểu thức tích sé tan: (Ag*)(CI) = K,

Biéu thức tích sô tan nông độ:

Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp

[Ag ]ICI]= K fret = K§ sty

[Fe”"]IOHT = K,f1,.f$_=K°s S Fe? OH”

O luc ion I = 0,1 ta co:

> fx = 9,1

Thay f,,, f,5 Vao (2) ta c6:

K°= 10°7(0,776)°.(0,1)' =2,14.10°*

Bai 3: Tinh tich sé tan cia AgCl trong dung dịch bão hòa AgCI biết độ tan

cua AgCl & 20°C 1a 1,001.10°M