Chuong15 phản ứng thủy ngân và cân bằng thủy ngân

PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH ĐIỆN LY• Có phản ứng trao đổi ion giữa 2 chất AX và BY trong dung dịch như sau: AX + BY  AY + BXKhi phản ứng đạt trạng thái cân bằng, ta có: G = -

CHƯƠNG 15

PHẢN ỨNG THỦY PHÂN VÀ CÂN BẰNG THỦY PHÂN

PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH ĐIỆN LY

• Có phản ứng trao đổi ion giữa 2 chất AX và

BY trong dung dịch như sau:

AX + BY  AY + BXKhi phản ứng đạt trạng thái cân bằng, ta có:

G = -RTlnK

K là hằng số cân bằng

• Điều kiện xảy ra phản ứng trao đổi ion là:

− Một trong các sản phẩm là chất kết tủa, chất điện ly yếu hay chất bay hơi.

• Ví dụ:

NO3 2 Na2SO4 PbSO4 2NaNO3

NaClS

HHCl

SNa

KNOHCN

HNOKCN

2

2

3 3

• Trong trường hợp cả hai vế đều có chất khótan, điện ly yếu, dễ bay hơi Ta phải dựa vàohằng số điện ly, tích số tan để so sánh.

• Ví dụ:

• Cân bằng sẽ dịch chuyển về bên có K hay T nhỏ hơn.

KCl AgI

KI

PHẢN ỨNG THỦY PHÂN VÀ CÂN BẰNG THỦY PHÂN

• Định nghĩa: “Sự thủy phân muối là phản ứng trao đổi giữa các ion của muối với các ion của nước”

• Muối tạo thành bởi acid mạnh và base yếu

− Ví dụ: NH 4 Cl + H 2 O  NH 4 OH + HCl

Phương trình ion phân tử rút gọn:

NH 4 + + H 2 O  NH 4 OH + H +

− Độ thủy phân: h = n/n 0

− n: số phân tử muối bị thủy phân.

− n 0 : số phân tử muối hòa tan trong dung dịch.

•Gọi K cb là hằng số cân bằng của cân bằng sau:

M + + H 2 O  MOH + H +

Vì [H 2 O] là const, do đó

K T gọi là hằng số thuỷ phân

H M

OH H

MOH

O H M

H MOH cb

C C

C

C C

C C

C

C

C K

2 2

T OH

M

OH H

MOH O

H

C C

C C

C C

Dựa vào hằng số base K b và hằng số nước K n , từ hệ thức trên ta có:

b

n OH

M

n

MOH T

K

KC

• Gọi Cm là nồng độ muối và h là độ thủy phân Ta có:

− Khi độ thủy phân nhỏ, 1- h 1 Lúc này:

h C C

C

h C C

C

m m

M

m H

h C C

h C h

C

m m

m m

n m

t m

T

C K

K C

K h

h C

K  2   

•pH của dung dịch thuỷ phân của muối tạo bởi acid mạnh và base yếu.

•Ta có:

[H + ] = C m h với

Từ đó:

m b

n

C K

K

C

H 

 [ ]

• Muối tạo bởi acid yếu và base mạnh

− Lập luận tương tự như trên Xét ví dụ sau:

CH3COONa + H2O  CH3COOH + NaOH

T

K

K C

n

CK

K

h 

•pH của dung dịch thuỷ phân của muối tạo bởi acid yếu và base mạnh.

Lập luận hoàn toàn tương tự trường hợp muối tạo bởi acid mạnh và base yếu, ta có:

 pKn pKa lg Cm 

2 1

Muối tạo bởi acid yếu và base yếu

• Xét trường hợp:

NH 4 CN + H 2 O  NH 4 OH + HCN Phương trình ion-phân tử:

NH 4 + + CN - + H 2 O  NH 4 OH + HCN

• Nếu K a >K b môi trường axit, ngược lại.

• Nếu K a K b , môi trường trung tính.

MOH HA

T

C C

C

C K

M

MOH

A H

HA

OH H

n

A M

MOH

MA

C C

C C

C

C C

C

K C

C

C

C K

Với C MOH = C HA = hC m

C M+ = C A- = C m -hC m  C m , ta có

Do đó:

b a

n T

K K

C C

C

C K

m

m m

A M

MOH MA

n

K K

K

h 

•pH của dung dịch thuỷ phân của muối tạo bởi acid yếu và base yếu.

Dựa trên HA (hay MOH cũng vậy), ta có:

HA  H + + A

-Do HA là acid yếu, nên C HA hC m

C A- từ cân bằng điện ly của HA quá nhỏ so với C A- từ phương trình thuỷ phân, nên C A-  C m .

HA

H

A a

C

C C

b a

n a

a m

m a

A

HA a

H

K K

K K

hK C

hC K

VỚI SỰ THỦY PHÂN NHIỀU BẬC

• Ví dụ:

CO 3 -2 + H 2 O  HCO 3 - + OH - , K T1 HCO 3 - + H 2 O  H 2 CO 3 + OH - , K T2

Do

1

2 2

a

n T

a

n T

K

K K

K

K

2 1

2

• Kết luận

• Acid, base tạo thành càng kém điện ly độ thủy phân càng lớn.

• Nồng độ tăng độ thủy phân giảm.

• Nhiệt độ tăng thì độ thủy phân tăng.

• K T phụ thuộc vào nhiệt độ.

CHUẨN ĐỘ AXIT, BAZƠ

• Để chuẩn độ một acid bằng một base (hay ngược

lại), ta sử dụng tương quan sau:

C HA V HA = C MOH V MOH

(Định luật đương lượng)

Điểm acid và base vừa phản ứng đủ với nhau gọi là điểm tương đương

Ta xây dựng đường cong chuẩn độ để xác định điểm tương đương.

• Xem trường hợp thêm NaOH vào HCl.

• Trước khi thêm base, pH < 7.

• Khi thêm base, trước điểm tương đương pH vẫn < 7.

• Tại điểm tương đương, lượng acid bằng lượng base.

Vì vậy pH là của dung dịch muối, tức là pH = 7.

• Để xác định điểm tương đương, có thể sử dụngchất chỉ thị màu có khoảng chuyển màu xungquanh pH = 7 hoặc dùng máy đo pH

Chuẩn độ Acid mạnh bằng Base mạnh

Đường cong chuẩn độ

base mạnh bằng acid mạnh

Bước nhảy pH

• Bước nhảy pH: Lúc mà ít VNaOH làm pH tăngnhiều (hoặc ít VHCl làm pH giảm nhiều).

• Chọn chất chỉ thị màu thích hợp sao chokhoảng đổi màu nằm trong bước nhảy này

• Ví dụ ở đây, ta có da cam metyl, đỏ metyl,lam bromtimol, đỏ crezol và phenolphatalein

• Xét trường hợp chuẩn độ CH 3 COOH bằng NaOH.

• Trước khi thêm base, pH được tính bởi cân bằng

phân ly acid yếu, pH<7.

• Khi thêm base, có phản ứng sau:

CH 3COOH(dd)+ OH-(dd)  CH3 COO -(dd) + H2O(l)

pH tương đương được tính cho dung dịch thuỷ phân của muối tạo bởi acid yếu và base mạnh (pH>7).

Chuẩn độ Acid yếu bằng Base mạnh

Đường cong chuẩn độ acid yếu bằng base mạnh

• Xét trường hợp chuẩn độ NH 4 OH bằng HCl.

• Trước khi thêm base, pH được tính bởi cân bằng

phân ly base yếu, pH>7.

• Khi thêm base, có phản ứng sau: