pH cac dung dich acid that manh Xét dung dịch acid thật mạnh HA cé6 néng d6 C,... A”vừa có tính base mạnh hơn và nồng độ lớn hơn HA” nên dd được coi như chỉ chứa base A” va ta tính pH d
Trang 1CACH TINH pH CUA DUNG DICH (CO CHUNG MINH) Chemist2408 - ĐH KHẨTN TP.HCM - Khoa Hóa - BM Hóa Hữu Cơ
SĐT : 0908.596.002 Email : chemist2408 @ gmail.com hay chemist2408 @ yahoo.com.vn
1 pH cac dung dich acid that manh
Xét dung dịch acid thật mạnh HA cé6 néng d6 C,
- Sự trung hòa điện tích : [H”] = [A'] + [OH']
- Acid HA phân ly hoàn toàn nên [A ] = C¡
10°" lo"
- Mặt khác : [OH ]=——->[H']=ŒC,+——
Suy ra PTTQ là : [H"]”- C,.[H*]- 10'“=0(1)
THỊ :C; > 10”M
fa
[OH |=——< 10°M
LH]
Vậy bỏ qua [OH’] so với C,[Ø⁄¬] <—C,]
(1): [H*] = C,— pH = -logC,
TH2 : Cạ < 10M (dd thật loãng)
Không thể bỏ qua [OH'] trước C,
Ta giải pt (1) :|[H'I — C [H*]—- 10'!= 0
2 pH dung dịch các đơn acid yếu
Xét dung dịch một đơn acid yếu HA có nồng độ đầu là C, và hằng số acid là K,
HA + HO > A+ H:O”
HED ax,
- Sự trung hòa điện tích : [H”]=[A ]+[OH'] hay [A] = [H*] — [OH]
- Định luật bảo toàn khối ludng : C, = [HA] + [A] hay [HA] = C, - [A]
[HA] = C, - [H"] + [OH]
Thay biểu thức [HA] và [A'] vào biểu thức [HT] ở trên, ta được PTTQ :
C -[H*]+[OH7]
[7 ]-[0H ]
Các bước tính toán :
~14
Tính giá trị gần đúng [H"],„ = j|K„C,.[ØH -],„ = HC
gd
THI : K, rất nhỏ, acid rất yếu
[H”]và [OH'] đều rất nhỏ so với C,và xấp xỉ gần nhau nên không thể bỏ qua [OH'] trước [H”] nhưng
‘ap 25 9
`
vẫn có thể bỏ qua [H”] trước C; Tức [OH ],, [OH], <—C,
Pt (2) trở thành :
[H*]=K “TT-iom" —>[H'} -[H'].|OH-]= K,„.C,
[H*]=JK,C, +10
Trang 2l H'] ,„<—‹C, [ Ly 100 a
[H*} =JK,C,
TH3 : [OH },, ST ải Little * Tho
] TH2: [OH ],, <——[H’ [ Ly T88! ] gd?
K, +K,C,
4
Phai giai pt (2) : [H"] =- “+
3 pH dung dịch đa acid yếu
Cứ mỗi HA phân ly, ta được một H” của chức 1 và I H” của chức 2 và 1A” nên
[H”].› = [A^]
Mỗi HạA phân ly ra IH”„„u„;, tức [H”]
[7-1414 ]
— — H4]
Suy ra [H”]¿ = [A”] = Kạ¿ (vì [H”] = [HA ])
Vậy [H”] = [H”].¡ + Ka
Vì K,; thường rất nhỏ so với K,¡ (< 100 lần) nên có thể lấy [H”] = [H”],¡, tức là xem diacid HạA như
đơn acid yết
Cách tính pH như TH đơn acid yếu
4 pH của hỗn hợp acid mạnh và acid yếu
a) Nồng độ acid mạnh lớn hơn nồng độ acid yếu
H do acid mạnh phân ly ra nhiều làm ức chế sự ion hóa acid yếu và nước Do đó, xem như pH của
hh acid chỉ là pH của acid mạnh
b) Nồng độ acid mạnh nhỏ hơn nồng độ acid yếu
Không thể bỏ qua HỶ của acid yếu
vd : tính pH dd hỗn hợp HCI 10M và CH:COOH 10°M (CH:COOH có pK, = 4,75)
x, -[CH.COO J[H*] _, Ly] ¢ [CH,COOH!
- Sự trung hòa điện tích : [H”] = [CH:COO'] + [CI] + [OH]
- MT acid, bổ qua [OH'] [CI'] = Cuc¡ = I0'M
Vay : [CH;COO’] = [H*] — 10°
- ĐI bảo toàn khối lượng : [CH;COOH] + [CH;COO'] = 102
- Bỏ qua [CH:COO'] trước [CHzCOOH] vì acid yếu ion hóa kém nên [CH:COOH] = 107
Thay vào biểu thức [H' ] trên : [77']=1,78§.10 ramrm
Suy ra được pH
c) Hỗn hợp acid yếu
Giả sử dd chứa 2 acid yếu HA¡ và HA¡
Sự trung hòa điện tích : [H”] = [A ] + [Ay] (*) (b6 qua [OH] vì MT acid)
_ L4, ]LUH |
[HA, |
HA,
Thay vao (*): [H°]=K,, —<+K,, —— y [ ] ! [H ] i
[H ]
Hay LH Fp = Ku LHA, ] + Xưa LH, ]
Trang 3Néu cdc acid HA; va HAy kha yếu, có thể lấy gần đúng :
| HA, ] = Ch, ,[HA,,] = Cũ HAI
a ['T sẽ Tu Câu, 7 Khu, Chờ, (3)
Nhận xét : K,,, C,,, chinh 1a [H”] gần đúng 2 mà HA; cho ra nếu chỉ có HA; trong dung dịch Tương
tu v6i Ky, Cy, -
Do đó, có thể viết lại biểu thức (3) dưới dạng : [⁄* =[H/} +[H7Ÿ
Kết luận :
- Nồng độ 2 acid yếu tương đương mà hằng số K, khác nhau nhiều có thể lấy gần đúng [H”] bằng
[H”] của acid mạnh nhất trong 2 acid yếu
- Nồng độ 2 acid yếu khác nhau nhiều mà hằng số K, tương đương nhau, có thể lấy gần đúng [H”] bằng [H”] của acid có nồng độ lớn nhất trong 2 acid yếu
- Nếu K, và nồng độ 2 acid yếu đều tương đương, giải pt (3)
5, pH dung dịch muối
a) Muối xuất phát từ acid mạnh và base mạnh
pH =7,0
b) Muối xuất phát từ acid mạnh và base yếu
Tính pH như TH đơn acid yếu : pH < 7,0
c) Muối xuất phát từ acid yếu và base mạnh
Tính pH như TH đơn base yếu : pH > 7,0
d) pH dung dịch muối trung hòa
Xét dung dịch muối trung hòa Na›A phân ly hoàn toàn trong nước :
NazA — 2Na* + A”
A* la 1 da base :
A” +H,O > HA’ + OH Ky,
HA’ +H,0 > H5A+OH K,
Thudng : Ky) >> Kyo, C, >C,,, nén dd cé thể xem như chỉ chứa 2 base là A”, HA' A”vừa có tính base mạnh hơn và nồng độ lớn hơn HA” nên dd được coi như chỉ chứa base A” va ta tính pH dung
dich nhu chi cé6 A”
e) pH dung dịch muối có anion lưỡng tính
Xét muối NaHA chứa anion HA” là | anion lưỡng tính :
HA' + HạO -> A“ +HạO” Khua
HA +H;O >HạA+OH' Kua
Acid HạA có các hằng số acid lần lượt là :
_LH ]LH4 ]
al [H,4]
_LH']L4 ]
[HA]
oe ee
=3 LH, 4]
Sự trung hòa điện tích : [H”] + [Na*] = [OH] + [HA] + 2[A7] (*)
Pt bảo toàn khối lượng : [HạA] + [HA'] + [A”]=€ = [Na']
Thau [Natl van (*\ + THI + THAT 4 PHA 14 FA77 = (OH 14 PHA 14 OFAN
Trang 4HA’ vừa đóng vai trò là 1 acid rất yếu (cho ít H”lại vừa là một base rất yếu (tiêu thụ hết H”]) Do đó,
có thể bỏ qua [H”] trước [H;A] và [OH'] trước[A”]
Hệ thức (a) : [HạA]= [A”]
Thay vào biểu thức K,¡K„; : [Hˆ ] = K„,.K,„, — pH =s(0K, + pK,,)
6 Hỗn hợp acid yếu và base liên hợp
Xét dung dịch chứa acid yếu HA nồng độ đầu C; và base liên hợp A' (dưới dạng muối NaA) có nồng
độ đầu là Cụ
Sự trung hòa điện tích : [H*] + [Na] = [OH'] + [A ]
[Na*] = C, > [A ]= C› + [H”]—- [OH]
Pt bao toan khéi lugng : [A] + [HA] =C, + C,
[HA] =C, + C, - [A ]=C, + C, - C, - [H*] + [OH ]= C, - [H*] + [OH]
Thay giá trị [A ]và [HA] vào biểu thức [H”] trên :
yok SoU HOH
Œ, +[H`]-[OH' ]
THỊ : Nếu dung dịch có tính acid : [H”] >> [OH'] ]:
€.-[H']
€, +[H ` ]
TH2 : Nếu dung dịch có tính base : [H”]<< [OHT]:
C,+[Ø/ ]
C, -[OH' |
TH3 : C, va C, thường khá lớn so với [H”] và [OH'] (hay gặp trong thực tế) :
[H"]=K,
[H*]=K,
H*)=K.—-3 pH = pK +log—
Bài tâp áp dung :
1/ Tính pH của dd :
a) NaOH 10M và 10°M
b) Metilamin 10M và 10M
c) KCN 0,1M (cho pKyen = 9,32)
d) NH,C1 0,1M (cho pKyy3 = 4,75)
*e) H2SO,4 0,01M (pKysoa = 1,98)
*f) NH4HCO; 0,1M
*ø) (NH,);CO; 0,1M
h) NaHCO; 0,1M
1) NaH>PO, 0,1M
Câu f, g cho biết : Acid carbonic có pKa, = 6,35 va pKa; = 10,35
2/ Tính pH của muối tạo thành từ :
a) NH; 0,1M với CH;COOH 0,1M (cho pKwna = pKcnacoon = 4,75)
b) NH; 0,2M với H;SO¿ 0,1M (pKusoa¿ = 1,98).
Trang 53/ Tinh pH của hỗn hợp dd gồm :
a) Acid lactc C;H;OCOOH 0,2M (pKa = 3.36) và kali lactic C;H;OCOOK 0,2M
b) NH„CI 0,05M với NH; 0,1M (cho pKyy3 = 4,75)
4/ Dung dịch đệm được chuẩn bị từ 500 mg/L của CH:COOH với 250 mg/L của CH:COONa Tính :
a) pH dd đầu
b) pH dd khi thêm HCI có nồng độ 20 mg/L
c) pH dd khi thêm NaOH có nồng độ 20 mg/L
đ) pH dd khi thêm 50,25 mL nước.