Tính pH của dung dịch nhanh nhất

Tính pH của dung dịch nhanh nhất được VnDoc sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 11. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

1. PH là gì?

PH là chỉ số tính mức độ hoạt động của các ion (H⁺) trong dung dịch, thể hiện độ axit hay bazo của nó. Trong các hệ dung dịch tồn tại trong dạng lỏng chúng đều có độ PH riêng biệt, nếu giá trị pH<7 được coi là có tính axit, giá trị pH>7 thì dung dịch được coi là có tính kiềm. Để xác định cụ thể, chúng ta cùng tham khảo các công thức tính pH dưới đây.

2. Chỉ số pH được xác định theo công thức 

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⁺ ]

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^-])

Công thức cần ghi nhớ thêm:

[H⁺][OH⁻] = 10^-14

Trong đó:

+ 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

3. Các phương pháp tính pH

PH với axit, bazo mạnh

Phương pháp:

- Tính số mol H⁺/OH^- hoặc tổng số mol H⁺/OH^-

- Tính nồng độ H⁺/OH^-

- Áp dụng công thức tính pH: pH=-lg[H⁺]

- Nếu là dung dịch bazo ta tính nồng độ OH^- ⇒ pOH ⇒ pH= 14 – pOH

Ví dụ : 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.

Hướng dẫn:

Số mol HCl là: n_HCl = (10.7,3)/(100.36,5) = 0,02 mol

Số mol H₂SO₄ là n_H2SO4 = (20.4,9)/(100.98) = 0,01 mol

Phương trình điện ly: HCl → H⁺ + Cl^-

0,02 → 0,02 mol

H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄^2-

0,01 → 0,02 mol

Tổng số mol H⁺ là n_H⁺ = 0,02 + 0,02 = 0,04 mol

C_M(H+) = 0,04/0,1 = 0,4 M ⇒ pH = 0,4

PH với axit, bazo yếu

Phương pháp:

Tương tự như axit mạnh.

Sử dụng kết hợp công thức tính độ điện ly α, hằng số điện ly axit, bazo: Ka, Kb

- Độ điện li α của chất điện li là tỉ số giữa số phân tử phân li ra ion (n) và tổng số phân tử hòa tan (no)

- Hằng số phân li axit: HA ⇔ H⁺ + A^-

(chỉ phụ thuộc vào bản chất axit và nhiệt độ)

- Hằng số phân li bazo: BOH ⇔ B⁺ + OH^-

(chỉ phụ thuộc vào bản chất bazơ và nhiệt độ)

Ví dụ: Hoà tan 1,07g NH₄Cl vào nước được 2 lít dung dịch X.

Tính pH của dung dịch X biết hằng số phân li bazơ của NH₃là 1,8.10^-5.

Nếu thêm vào dung dịch X 100 ml dd HCl 0,01M được dd Y. Tính pH của dd Y?

Hướng dẫn:

n_NH4Cl= 1,07/53,5 = 0,02 ⇒ C_M(NH4Cl) = 0,02/2 = 0,01 M

Phương trình điện ly:

NH₄Cl → NH₄⁺ + Cl^-

0,01 …… 0,01

NH₄⁺ + H₂O ⇔ NH₃ + H₃O⁺

Ban đầu: 0,01

Điện ly: x …………………..x………x

Sau điện ly : 0,01-x……………x………. x

Kb = x²/(0,01-x) = 1,8.10^-5 ⇒ x = 4,24.10-4 ⇒ pH = 3,37

Phương trình điện ly:

HCl → H⁺ + Cl^-

0,001 0,001

NH₄⁺ + H₂O ⇔ NH₃ + H₃O⁺

Ban đầu: 0,01……………………….0,001

Điện ly: x………………….x………x

Sau điện ly: 0,01-x…………… x………x+0,001

Kb = x(x+0,001)/(0,01-x) = 1,8.10^-5 ⇒ x = 3,69.10-4 ⇒ pH = 3,43

Bài toán về pha loãng, pha trộn dung dịch các chất điện ly để đạt được pH định trước.

Phương pháp:

- Tính số mol axit, bazo

- Viết phương trình điện li

- Tính tổng số mol H⁺, OH^-

- Viết phương trình phản ứng trung hòa

- Xác định môi trường của dung dịch dựa vào pH ⇒ Xem xét mol axit hay bazơ dư ⇒ tìm các giá trị mà bài toán yêu cầu.

Chú ý: V_{dd sau khi trộn} = V_axit + V_bazo

Ví dụ: Trộn 3 dung dịch H₂SO₄ 0,1M ; HNO₃ 0,2M ; HCl 0,3M với thể tích bằng nhau thu được dung dịch A. Lấy 300 ml dung dịch A tác dụng với dung dịch B gồm NaOH 0,2M và Ba(OH)₂ 0,1M. Tính thể tích dung dịch B cần dùng để sau khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch có pH = 1. Coi Ba(OH)₂ và H₂SO₄ phân li hoàn toàn ở 2 nấc.

Hướng dẫn:

Sau khi trộn 3 dung dịch axit có thể tích bằng nhau ta thu được nồng độ mới của 3 axit là: C_M(HCl) = 0,1 M; C_M(HNO3) = 0,2/3; C_M(H2SO4) = 0,1/3. Trong 300 ml dung dịch A: n_HCl = 0,03 mol; n_H2SO4 = 0,01 mol; n_HNO3 = 0,02 mol

Phương trình điện ly:

H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄^2-

0,01……. 0,02

HNO₃ → H⁺ + NO₃^-

0,02 ….. 0,02

HCl → H⁺ + Cl^-

0,03… 0,03

Tổng mol H⁺ là n_H⁺ = 0,07 mol

Gọi x là thể tích của dung dịch B cần dung.

n_NaOH = 0,2x; n_Ba(OH)2 = 0,1x

Phương trình điện ly:

NaOH → Na⁺ + OH^-

0,2x……………..0,2x

Ba(OH)₂ → Ba²⁺ + 2OH^-

0,1x……………….0,2x

Tổng số mol OH^- là: n_OH^- = 0,4x

Ta có: H⁺ + OH_- → H₂O (Sau phản ứng pH =1 ⇒ dư axit)

Ban đầu 0,07……0,4x

Pư 0,4x……0,4x

Sau pư 0,07-0,4x….0

(0,07-0,4x)/(x+0,3) = 0,1 ⇒ x= 0,08 lít

-------------------------------------------

Như vậy VnDoc đã giới thiệu các bạn tài liệu Tính pH của dung dịch nhanh nhất. Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu: Giải bài tập Hóa học lớp 11, Giải SBT Hóa Học 11, Trắc nghiệm Hóa học 11, Tài liệu học tập lớp 11