Title Chuyên Đề 28 - SỰ ĐIỆN LI - PH CỦA DUNG DỊCH - TẠ THỊ THANH NGA - TRÀ VINH.docx ✅

Tên Giáo Viên Soạn: Tạ Thị Thanh Nga Nhóm Thầy: Nguyễn Quốc Dũng – Tel & Zalo: 0904.599.481 Page 1 Mẫu soạn thứ 2 giành cho các chuyên đề HSG hoặc ôn chuyên hóa Quy ước tên file: Chuyên Đề Số..... + Tên chuyên đề + Tên Tác Giả + Tên Địa Phương VD: Chuyên đề 33 – Nhận biết các chất vô cơ – Nguyễn Quốc Dũng – Gia Lai - Hạn nộp cuối là ngày 10/07/2024 (yêu cầu đúng hạn) ========================================= Tên Chuyên Đề 28: SỰ ĐIỆN LI, pH CỦA DUNG DỊCH Phần A: Lí Thuyết I. LÝ THUYẾT CƠ BẢN 1. Chất điện li - Chất điện li là chất khi tan trong nước phân li ra ion. Acid, base và muối là các chất điện li. - Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước các phân tử hòa tan đều phân li ra ion. Chất điện li mạnh gồm: Các acid mạnh (HCl, HNO 3 , HClO 4 , H 2 SO 4 nấc 1,...); base mạnh (NaOH, KOH, Ca(OH) 2 nấc 1, Ba(OH) 2 nấc 1,...) và hầu hết các muối. - Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước chỉ một phần số phân tử hòa tan phân li ra ion. 2. Độ điện li α (ph©n li) 0 Csè ph©n tö ph©n li ra ion = = sè ph©n tö hßa tanC Chất điện li mạnh: α = 1; chất điện li yếu: 0 < α < 1 3. Thuyết axit – bazơ a. Theo Arrhenius - Acid là những hợp chất chứa khi tan trong nước phân li ra cation H + . - Base là những hợp chất chứa khi tan trong nước phân li ra anion OH . b. Theo Bronsted - Lowry - Acid là cấu tử có khả năng nhường proton (H + ). - Base là cấu tử có khả năng nhận proton. A B + H  A – axit; B – bazơ; A/B là một cặp axit – bazơ liên hợp. 4. Tích số ion của nước Nước là chất điện li rất yếu: 2HO H + OH  ; Theo thuyết Arrhenius. 232HO HO + OH  ; Theo thuyết Bronsted – Lowry Ở 25 0 C: 14 3W[H].[OH] = [HO].[OH] = 1,0.10 = K K W được gọi là tích số ion của nước. Giá trị K W chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. 5. pH và pOH pH = lg[H]; pOH = lg[OH] Trong một dung dịch (dung môi là nước): pH + pOH = 14 6. Hằng số phân li acid – base a. Hằng số phân li acid K a
Tên Giáo Viên Soạn: Tạ Thị Thanh Nga Nhóm Thầy: Nguyễn Quốc Dũng – Tel & Zalo: 0904.599.481 Page 2 Sự điện li của acid yếu, base là quá trình thuận nghịch, nên nó tuân theo mọi định luật của cân bằng hóa học. Ví dụ: 3 33a 3 [CHCOO].[H] CHCOOH CHCOO + H; K = [CHCOOOH]     Ở 25 0 C, K a của CH 3 COOH là 1,75.10 -5 hay aapK = lgK = 4,75 b. Hằng số phân li base K b 4 324b 3 [NH].[OH] NH + HO NH + OH; K = [NH]     Ở 25 0 C, K b của NH 3 là 1,8.10 -5 hay bbpK = lgK = 4,745 c. Tích số K a .K b của một cặp acid – base liên hợp Ví dụ, xét cặp acid – base liên hợp 43NH/NH 33 4233a 4 [NH][HO] NH + HO NH + HO; K = [NH]     4 324b 3 [NH][OH] NH + HO NH + OH; K = [NH]     140 ab3ab K.K = [HO][OH] = 1,0.10 (ë 25C) pK + pK = 14 d. Mối liên hệ giữa hằng số phân li và độ điện li Xét dung dịch HA nồng độ C mol/L HA H + A;  K 2HO H + OH;  K W Trong điều kiện có thể bỏ qua nồng độ H + do nước phân li ra, ta có: (ph©n li) (ph©n li) Csè ph©n tö ph©n li ra ion = = C = C sè ph©n tö hßa tanC . Từ đó: 222 CC HA H + A K = = C - C1 - [] C - C C C      7. Tính pH của một số dung dịch chất điện li a. pH của acid mạnh một nấc Xét dung dịch HCl nồng độ C a mol/L 2HCl H + Cl; HO H + OH  Gọi x là nồng độ H + do nước phân li ra trong dung dịch này. Vậy [OH] = x . Bảo toàn proton ta có: [H + ] = C a + x 14 aW (C + x).x = K = 10 Khi C a > 3,0.10 -7 M, có thể coi [H + ] = C a a pH = lgC b. pH của base mạnh một nấc Xét dung dịch NaOH nồng độ C b mol/L 2NaOH Na + OH; HO H + OH  Điều kiện trung hòa điện: W bb K [OH] = [Na] + [H] = C + [H] = C + [H] [H]   2 bW [H] + C[H] - K = 0
Tên Giáo Viên Soạn: Tạ Thị Thanh Nga Nhóm Thầy: Nguyễn Quốc Dũng – Tel & Zalo: 0904.599.481 Page 3 Khi C b > 3,0.10 -7 M, có thể coi b[OH] = C pH = 14 - pOH c. pH của acid yếu một nấc Xét dung dịch HNO 2 nồng độ C a mol/L: 2 22a 2 [H][NO] HNO H + NO; K = [HNO]     2WHO H + OH; K  Khi 13a aa a C K.C > 10 vµ 0,1 < < 100 K  , có thể bỏ qua H + do H 2 O phân li ra, chỉ cần xét cân bằng chủ yếu: 22 2 aa a a HNO H + NO x b® C 0 0 K = C - x [] C - x x x     Nếu 13a aa a C K.C > 10 vµ > 100 K  , thì coi C a – x ≈ C a và: aax = [H] = K.C pH c. pH của acid yếu một nấc Xét dung dịch NH 3 nồng độ C b mol/L: 4 324b 3 [NH][OH] NH + HO NH + OH; K = [NH]     2WHO H + OH; K  Khi 13b bb b C K.C > 10 vµ 0,1 < < 100 K  , có thể bỏ qua OH do H 2 O phân li ra, chỉ cần xét cân bằng chủ yếu: 324 2 bb b b NH + HO NH + OH x b® C 0 0 K = C - x [] C - x x x     Nếu 13b bb b C K.C > 10 vµ > 100 K  , thì coi C b – x ≈ C b và: bbx = [OH] = K.C pOH pH = 14 - pOH d. pH của dung dịch muối chứa cation acid yếu Xét dung dịch NH 4 Cl nồng độ C mol/L 44NHCl NH + Cl với 40[NH] = C mol/L Chỉ 4NH thể hiện tính axit, còn Cl trung tính trong nước. 3 4 14 4233b(NH)a(NH)NH + HO NH + HO; K = 10/K  23W2HO HO + OH; K  Cách tính nồng độ H 3 O + giống như acid yếu một nấc. e. pH của dung dịch muối chứa anion base yếu Xét dung dịch CH 3 COONa nồng độ C mol/L
Tên Giáo Viên Soạn: Tạ Thị Thanh Nga Nhóm Thầy: Nguyễn Quốc Dũng – Tel & Zalo: 0904.599.481 Page 4 33CHCOONa CHCOO + Na với 30[CHCOO] = C mol/L Chỉ 3CHCOO thể hiện tính base, còn Na + trung tính trong nước. 3 3 14 323a(CHCOOH)b(CHCOO)CHCOO + HO CHCOOH + OH; K = 10/K  23W2HO HO + OH; K  Cách tính nồng độ OH giống như base yếu một nấc. f. pH của dung dịch muối lưỡng tính Xét dung dịch chứa muối lưỡng tính NaHA (ví dụ NaHCO 3 ) NaHA Na + HA 2HO H + OH  ; K W (1) 2 HA H + A  ; 2aK (2) HA + H HA  ; 11 aK (3) Bảo toàn proton: chonhËn[H] = [H] - [H]  . Từ (1), (2) và (3) ta có: 2 2[H] = [OH] + [A] - [HA] (4) Áp dụng K W ; 1aK và 2aK cho (4) ta có: 22 11 aWa W 1 aa K[HA]K + K[HA]K[HA][H] [H] = + - [H] = [H][H]K1 + K[HA]     Trong đa số trường hợp HA phân li rất yếu, nên có thể coi nồng độ [HA] = C mol/L của muối ban đầu, nên ta có: 2 1 Wa 1 a K + KC [H] = 1 + KC   Nếu 211 1 aWaaK.C >> K vµ KC >> 1 hoÆc K << C thì ta lại có: 1212aaaa 1 [H] = K.K pH = (pK + pK) 2   g. pH của dung dịch acid nhiều nấc Xét dung dịch H 3 PO 4 0,100M. Trong dung dịch có các cân bằng sau: 3424HPO H + HPO  ; K 1 = 10 -2,23 (1) 2 244HPO H + HPO  ; K 2 = 10 -7,21 (2) 23 44HPO H + PO  ; K 3 = 10 -12,32 (3) 2HO H + OH  ; K W = 10 -14 (4) Vì K 1 >> K 2 >> K 3 >> K W , nên (1) là cân bằng chủ yếu: 2 2,2323424x HPO H + HPO = 10 x = [H] = 2,15.10M 0,10 - x[] 0,10 - x x x     Tính nồng độ 2 244HPO vµ HPO như sau: 22 7,21244 2 22 HPO H + HPOy(2,15.10 + y) = 10 2,15.10 - y[] 2,15.10 - y 2,15.10 + y y        Do giá trị K 2 rất nhỏ nên 27,21 24y << 2,15.10 y = 10M = [HPO]