pH là gì? Công thức tính pH

pH là gì? Công thức tính pH được VnDoc biên soạn tổng hợp lại công thức tính nồng độ pH cũng như đưa ra các ví dụ tính nồng độ pH cụ thể, giúp bạn đọc nắm được công thức tính độ pH nhanh và áp dụng tốt nhất. Từ đó giải các dạng bài tập câu hỏi liên quan đến tính pH. Mời các bạn tham khảo.

I. pH là gì?

Để đánh giá độ axitv và độ kiềm của dung dịch bằng nồng độ H+. Nhưng dung dịch thường dùng có nồng độ H+ nhỏ. Để tránh ghi nồng độ H+  với số mũ âm, người ta dùng giá trị pH với quy ước như sau:

[H+] = 10-pH M.

Nếu [H+] = 10-a M => pH = a

Ví dụ:

[H+] = 1,0.10^-2M => pH = 2: môi trường axit

[H+] = 1,0.10^-7M => pH = 7: môi trường trung tính

[H+] = 1,0.10^-10M => pH = 10: môi trường kiềm

Thang pH thường có giá trị từ 1 đến 14

Độ pH thường được dùng để nhằm phân biệt các loại dung dịch hoặc đặc tính của từng loại dung dịch đó.

Theo những quy ước hiện hành thì độ pH của nước lọc trung tính sẽ ở chính giữa thang đo với chỉ số pH = 7. Đối với những dung dịch có độ pH > 7 thì đó là những dung dịch có tính kiềm (Bazơ), còn đối  với những dung dịch có độ pH < 7 thì đó là những dung dịch có tính Axit, giá trị độ pH = 0 cho thấy đó là dung dịch có tính Axit cao nhất.

Giá trị chỉ số Power of hydrogen biểu thị cho tỷ lệ H+ (iON Hidronium) đến OH^- (iON Hydroxit). Vì lẽ đó, nếu tỷ lệ H⁺ lớn hơn OH^- thì đó là dung dịch mang tính Axit, ngược lại nếu tỷ lệ OH^- lớn hơn H⁺ thì đó là dung dịch mang tính kiềm (Bazo)

II. Công thức tính độ pH

Công thức chung dùng để tính pH là:

pH = -log [H⁺]

Công thức cần ghi nhớ thêm:

[H⁺][OH⁻] = 10^-14

H+ biểu thị hoạt độ của các ion H+ (ion hidronium) được đo theo đơn vị là mol/l.

Trong các dung dịch loãng như nước sông, hồ, nước máy, nước bể bơi thì chỉ số sẽ có giá trị sấp xỉ bằng nồng độ của ion H+

OH- là biểu thị hoạt độ của ion OH- (ion hydroxit) được đo theo đơn vị là mol/l.

-Log là logarit cơ số 10

III. Các công thức tính nồng độ pH của axit và bazo 

1. Tính pH dung dịch axit

xác định nồng độ mol/l của ion H⁺ trong dung dịch ở trạng thái cân bằng

pH = -log [ H⁺ ]

2. Tính pH của dung dịch bazo

xác định nồng độ mol/l của ion OH- trong dung dịch ở trạng thái cân bằng

pH = 14 – pOH = 14 + lg([OH-])

IV. Cách tính pH trong những trường hợp cụ thể

1. Công thức tính pH đối với axit

Dung dịch axit mạnh: pH = -log(Ca) trong đó Ca là nồng độ của axit.

Dung dịch axit yếu: pH = -1/2.logKa -1/2.logCa với Ka là hằng số điện ly của axit (axit yếu chỉ bị điện ly 1 phần).

2. Công thức tính pH đối với bazo

Đối với bazơ mạnh: pH = 14 + log(Cb) ; Cb là nồng độ bazo.

Bazơ yếu: pH = 14 +1/2logKb + 1/2.log(Cb) ; Kb là hằng số điện ly bazo.

3. Cách tính pH đối với muối:

• Đối với dung dịch muối

pH = -1/2.logKa – 1/2.log(Cm).

• Đặc biệt, dung dịch muối tạo ra từ bazo mạnh hoặc axit yếu thì tính theo công thức:

pH= 14 + 1/2.logKb + 1/2.log(Cm).

3. Cách tính pH của dung dịch đệm

Nhiều bạn chưa biết khái niệm này, dung dịch đệm hay còn gọi hỗn hợp dung dịch chứa axit yếu và bazơ liên hợp với nó hoặc hỗn hợp của bazơ yếu và axit liên hợp, có khả năng chống các biến đổi pH di một lượng nhỏ của axit hoặc bazo được thêm vào hỗn hợp.

Công thức tính gần đúng nồng độ pH của dung dịch đệm: pH= pKa – lg Ca/Cb.

V. Bài tập tính pH lớp 11

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết 

n_HCl = 10.7,3/100.36,5 = 0,02 mol

nH₂SO₄ = 20.4,9/100.98 = 0,01 mol

Phương trình điện li:

HCl → H+ + Cl-

H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄^2-

Tổng số mol H⁺:

n_H+ = 0,02 + 0,02 = 0,04 mol

C_M(H+) = 0,04/0,1 = 0,4 M

Áp dụng công thức tính: pH = -log [ H+ ] => pH = 0,4

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

n_H2 = 0,448/22,4 = 0,02 mol

Gọi x,y lần lượt là số mol của Na và Ba

Ta có: 23x + 137y = 1,83 (1)

Na + H₂O → NaOH + 1/2H₂

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂

=> x/2 + y = 0,02 (2)

Từ (1), (2) ta có: x = 0,02 và y = 0,01

Phương trình điện li:

NaOH → Na⁺ + OH-

Ba(OH)₂ → Ba²⁺ + 2OH^-

Tổng số mol OH- là:

n_OH- = 0,04 mol

C_M(OH-) = 0,04/0,4 = 0,1 M

pH = 14 – pOH = 14 + lg([OH-])

=> pOH = 1 => pH = 13

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

n_OH- = n_NaOH + 2n_Ba(OH)2 = 0,1.0,2 + 2.0,2.0,2 = 0,1 mol

n_H+ = 2n_H2SO4 = 2.0,5.V = V

Phản ứng trung hòa: H⁺ + OH- → H₂O

⟹ n_H+ = n_OH-

⟹ V = 0,1 lít = 100 ml

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

n_H2SO4 = 0,1.0,1 = 0,01 mol

pH = 12 => sau phản ứng OH- dư

Pha loãng dung dịch 10 lần => V_Y = 100.10 = 1000 ml = 1 lít

=> n_OH- = 0,01.1 = 0,01 mol => n_{Ba(OH)2 dư} = 0,01 mol

Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂

Ba(OH)₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2H₂O

0,01 ← 0,01

=>∑n_Ba(OH)2 = 0,01 + 0,01= 0,02 mol

=> m_Ba = 0,02.137 = 2,74 gam

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

n_HNO3= 2,24.10^-3 : 22,4 = 10^-4 mol

=> C_{M HNO3} = n_HNO# : V _dd = 10^-4 : 0,1 = 10^-3 (M)

Do HCl là chất điện li mạnh nên ta có: [H+] = C_{M HNO3} = 10^-3 (M)

=> pH = -log[H⁺] = -log(10^-3) = 3

Bài 6. Trộn 200 ml dung dịch H₂SO₄ 0,05M với 300 ml dung dịch NaOH 0,06M. pH của dung dịch thu được là:

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

n_H2SO4 = 0,01 (mol);

n_NaOH = 0,018 (mol)

n_H+= 2.0,01 = 0,02 (mol)

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O

Ban đầu 0,01 mol 0,018 mol

Phản ứng 0,009 mol 0,018 mol

Sau        0,001 mol

n_H2SO4d = 0,001 (mol)

=>n_H+ = 2n_H2SO4d = 0,002 (mol)

=>[H+] = 0,002/(200 +300).10⁻³= 4.10⁻³ (M)

Vậy pH = −log([H+ ]) = 2,4

VI. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1. Dung dịch nào sau đây có pH > 7?

A. NaOH.

B. H₂SO₄.

C. NaCl.

D. HNO₃.

Câu 2. Câu nào sau đây sai

A. pH = - lg[H⁺].

B. [H⁺]= 10^a thì pH = a.

C. pH + pOH = 14.

D. [H⁺]. [OH^-]= 10^-14.

Câu 3. Phát biểu không đúng là

A. Giá trị [H⁺] tăng thì độ axit tăng.

B. Giá trị pH tăng thì độ axit tăng.

C. Dung dịch pH < 7: làm quỳ hoá đỏ.

D. Dung dịch pH = 7: trung tính.

Câu 4. Nồng độ mol/l của dung dịch HNO₃ có pH = 3 là

A. 3 (M)

B. -3 (M).

C. 10^-3(M).

D. - lg3 (M).

Câu 5. Một dd có nồng độ H⁺ bằng 0,001M thì pH và [OH^-]của dd này là

A. pH = 2; [OH^-]=10^-10 M.

B. pH = 3; [OH^-]=10^-10M.

C. pH = 10^-3; [OH^-]=10^-11M.

D. pH = 3; [OH^-]=10^-11M.

Câu 6: Đối với dung dịch axit yếu HNO₂ 0,010M, nếu bỏ qua sự điện li của nước thì đánh giá nào sau đây là đúng?

A. [H⁺]= 0,010M.

B. [H⁺]> [NO₂^-].

C. [H⁺]< 0,010M.

D. [NO₂^-]> 0,010M.

Câu 7: Một mẫu nước có pH = 3,82 thì nồng độ mol /l của ion H⁺ trong đó là

A. [H⁺]= 1,0.10^-3M.

B. [H⁺]= 1,0.10^-4M.

C. [H⁺]> 1,0.10^-4M.

D. [H⁺]< 1,0.10^-4M.

Câu 8: Dung dịch của một bazơ ở 25⁰C có

A. [H⁺]= 1,0.10^-7M.

B. [H⁺]> 1,0.10^-7M.

C. [H⁺]< 1,0.10^-7M.

D. [H⁺].[OH^-]> 1,0.10^-14.

Câu 9. Trộn 10g dung dịch HCl 7,3% với 20g dung dịch H2SO4 4,9% rồi thêm nước để được 100ml dung dịch A. Tính pH của dung dịch A.

A. 0,4

B. 1

C. 2

D. 0,5

...........................................

Trên đây VnDoc.com vừa giới thiệu tới các bạn bài viết pH là gì? Công thức tính pH, mong rằng qua bài viết này các bạn có thể học tập tốt hơn môn Hóa học lớp 11. Mời các bạn cùng tham khảo thêm kiến thức các môn Toán 11, Ngữ văn 11, Tiếng Anh 11, đề thi học kì 1 lớp 11, đề thi học kì 2 lớp 11...