Hóa đại cương Chuong 13 can bang ion cua acid base

SỰ ĐIỆN LY CỦA NƯỚC Vì độ điện ly của nước quá nhỏ nên nồng độ H 2 O thực tế xem như không đổi: Tích số nồng độ các ion H + và OH - trong nước nguyên chất hay trong dung dịch bất kỳ là

SỰ ĐIỆN LY CỦA NƯỚC

Nước là chất điện ly yếu: H 2 O (l)  H + + OH

-Hằng số điện ly của nước

Độ điện ly của nước ở 22 0 C :

là độ dẫn điện riêng của nước ở 22 o C (=5.5410-8Ohm

-1cm-1)

O H

OH H O

C C K

2 2







16 2

10 2

10 8 1 ) 10 18 ( 18

101818

10003.548

100010

54

SỰ ĐIỆN LY CỦA NƯỚC

Vì độ điện ly của nước quá nhỏ nên nồng độ H 2 O thực tế

xem như không đổi:

Tích số nồng độ các ion H + và OH - trong nước nguyên

chất hay trong dung dịch bất kỳ là hằng số ở nhiệt độ

K

2 2

Ở 220C, ta có:

Để thuận tiện trong tính toán, người ta thường sử

dụng giá trị củaKnở nhiệt độ phòng là 10-14

14 16

1018

100010

81

2 2

Khi dungdịch nước có:

 Môi trường axit

 Môi trường bazơ

 Môi trường trung tính

• Quy ước:

• Trong các dung dịch có nồng độ cao hoặc các dung

dịch axit bazơ mạnh thì:

 K pK

OH pOH

H pH

lg

lg ,

THUYẾT ACID – BASE BRONSTED-LOWRY

Theothuyết acid-base Bronsted-lowry:



- Acid cóthể là phân tử trung hòa, cation hoặc anion

- Based cóthể là phân tử trung hòa hoặc anion

THUYẾT ACID – BASE BRONSTED-LOWRY

THUYẾT ACID – BASE BRONSTED-LOWRY

Do H+không tồn tại được ở dạng tự do, nên các acid

chỉ cho proton khi có base nhận và ngược lại.

Phản ứng trao đổi proton xảy ra tổng quát giữa hai

cặp acid-base liên hợp như sau:

A1+ B2  A*

2+ B* 1Phản ứng này còn gọi là phản ứng trao đổi proton

giữa acid và base.

THUYẾT ACID – BASE BRONSTED-LOWRY

Hằng số điện ly của acid và base





Hằng số điện ly của acid và base

Đối với acid, base yếu đa bậc: mỗi nấc điện ly có

PO H H

K a

   

4 2

2

4 6 , 3 10

HPO H

K a

2 4

3

4 4,5 10

K a

Hằng số điện ly của acid và base

Đối với cặp acid – base liên hợp:

HA + H2O ⇄ A- + H3O+

A- + H2O ⇄ HA + OH

-][

]][

[ 3) (

HA

A O H

] ][

A b

n A

A O H K

]][

[.][

]][

[

3 3

)

(

)

(

Hằng số điện ly của acid và base

Tổng quát,

Đối với mọi cặp acid – base liên hợp:

pKa + pKb = pKn = 14

ĐỊNH NGHĨA:

Base là chất cho cặp electron và acid là chất nhận cặp

electronđể tạo thành liên kết hóa học

Acid Lewis:

Là những tiểu phân có dư mật độ điện tích dương,

trong phân tử (ion) có các orbital trống có thể tiếp nhận

cặp e chuyển đến từ base

THUYẾT ACID – BASE LEWIS

Đa số các cation là acid Lewis (Ag+, Co3+, Cr3+…), hay các

halogen, hydrua của B, Al…

Ag++ NH3 [Ag(NH3)2]+

THUYẾT ACID – BASE LEWIS

Base Lewis:

Lànhững tiểu phân có khả năng cho đi cặp e

Base Lewis thường là các anion (Cl-, Br-, F-, OH-…), các

phân tử trung hòa hoặc ion trong thành phần có các nguyên tử

có các cặp electron chưa liên kết như O, N, X

Ví dụ:

HCl + NH3 NH4ClHCl: acid Lewis

THUYẾT ACID – BASE LEWIS

pH CỦA DUNG DỊCH ACID MẠNH

Acid mạnh điện ly hoàn toàn

) ( 2 2

a HA

A H a

C C

C C

C C K

a

a a

a a

C

K C

C



pH DUNG DỊCH ACID YẾU ĐA BẬC

pH DUNG DỊCH ACID YẾU ĐA BẬC

lg(4.3 10 ) lg(0.01) 4.192



pH

pH DUNG DỊCH BASE MẠNH

MOH  M+ + OH

-COH-Cb

b b

C lg

C

C C

pH DUNG DỊCH ACID YẾU ĐA BẬC

CHẤT CHỈ THỊ MÀU

 pH là đại lượng đặc trưng cho môi trường phản ứng,

ảnh hưởng rất lớn đến khả năng xảy ra phản ứng,

đến tốc độ và hiệu suất phản ứng

 Có nhiều phương pháp xác định pH của dung dịch

như: phương pháp chỉ thị màu, phương pháp pH kế

Nội dung chương trình, chỉ xét chất chỉ thị màu pH

Chất chỉ thị màu pH là các hợp chất hoá học có khả

năng thay đổi màu theo pH (theo nồng độ H3O+, hay

H+-theo Arrhenius).Thường là các acid hay base hữu

cơ yếu

 Ký hiệu chất chỉ thị màu Acid yếu là HInd

 Ký hiệu chất chỉ thị màu là Base yếu là IndOH

IndOH  OH - + Ind +

Màu dạng base Màu dạng acid

Hằng số điện ly của chất chỉ thị màu

xit MàudạngA K

C

C K C C

HInd

Ind H

C lg pK

 Nếu pH giảm đến pH=9, kết tủa ngừng tách ra

 Tạo ra mơi trường cĩ pH=11

 Dung dịch thỏa mãn điều kiện trên gọi là dung

dịch đệm

DUNG DỊCH ĐỆM

 Dung dịch đệmlà dung dịch có giá trị pH xác định và

hầu như không thay đổi khi pha loãng, hoặc khi thêm

vàomột lượng nhỏ acid hoặc base mạnh

 Dung dịch đệm được tạo thành bằng cách trộn một

acidyếu với muối của nó (hệ đệm acid) hoặc trộn một

baseyếu với muối của nó (hệ đệm base)

 Khi thêm acid mạnh: HAH++ A-thì theo nguyên lý Le

Chatelier cân bằng (1) sẽ dịch chuyển theo chiều nghịch

(tức là H+ tác dụng với CH3COO- ở tạo CH3COOH) làm

giảm H+

 Khi thêm base mạnh: MOH M+ + OH-, thì OH-sẽ kết

hợp với H+ (ở cân bằng 1) làm giảm nồng độ OH-, đồng

DUNG DỊCH ĐỆM

 Với hệ đệm base lập luận tương tự.

 Tóm lại, khi cho H + hay OH - vào hệ đệm thì pH dung

dịch thay đổi rất ít.

DUNG DỊCH ĐỆM

TÍNH pH DUNG DỊCH ĐỆM

 Hệ đệm acid:

Vídụ hệ acetate, gọi Cmvà Calànồng độ muối và acid

Khihệ đã đạt trạng thái cân bằng, ta có:

COOH CH a H

C

C K C

3 3

(vì acid kém điện ly, <<1)

Thay vào công thức tính [H+], ta có:

a a

a COOH

m

a a H

C

C pK

pH

C

C K C

pH 14

TÍNH pH DUNG DỊCH ĐỆM

1.001.01.0

10100

1.001.01.0