SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ĐỀ TÀI:
"KĨ THUẬT TÍNH PH CỦA DUNG DỊCH AXIT YẾU NHẰM
NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI
MÔN HÓA LỚP 11 TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 4"
A. ĐẶT VẤN ĐỀ
I. LỜI MỞ ĐẦU:
Như chúng ta đã biết Hóa học là một môn khoa học thực nghiệm;
Có rất nhiều hiện tượng, quá trình biến đổi phức tạp đã và đang diễn ra
trong tự nhiên, trong đời sống sinh hoạt hàng ngày của con người...
Chính vì thế mọi lí thuyết hóa học ra đời nhằm mục đích lí giải cho
những thực nghiệm đó.
Lí thuyết hóa học là phần kiết thức vô cùng rộng lớn nó bao gồm
cả lí thuyết định tính và lí thuyết định lượng.
Trong quá trình dạy và học môn hóa học ở trường trung học phổ
thông, bài tập định lượng là phần kiến thức hết sức quan trọng, nó được
xếp trong hệ thống phương pháp giảng dạy, phương pháp này được coi
là một trong các phương pháp quan trọng nhất để nâng cao chất lượng
giảng dạy bộ môn. Bởi vì thông qua việc giải bài tập, giúp học sinh nắm
vững hơn lí thuyết định tính , hiểu rõ và sâu hơn bản chất vấn đề, từ đó
có cơ sở khoa học để giải thích các hiện tượng của các quá trình biến
đổi hóa học xảy ra trong tự nhiên. Ngoài ra việc giải bài tập còn giúp
các em rèn luyện tính tích cực, trí thông minh, sáng tạo, bồi dưỡng hứng
thú trong học tập, hơn thế nữa còn giúp các em có niềm tin vào chân lí
khoa học.
Giải bài tập hóa học là quan trọng. Nhưng theo tôi việc lựa chọn
phương pháp thích hợp để giải một bài tập lại càng có ý nghĩa quan
trọng hơn. Vì mỗi bài tập có thể có nhiều phương pháp giải khác nhau.
Nếu chúng ta biết lựa chọn phương pháp hợp lý, sẽ giúp học sinh dễ
dàng hơn trong việc nắm vững bản chất của các hiện tượng hoá học.
Ngược lại việc lựa chọn phương pháp không thích hợp để giải một bài
tập thì nó sẽ gây cản trở, chậm trễ cho học sinh trong việc lĩnh hội kiến
thức, làm giảm khả năng tư duy và sáng tạo của các em.
Qua nhiều năm giảng dạy tôi nhận thấy rằng, khả năng xử lí và giải
toán Hóa học của các em học sinh còn nhiều hạn chế. Ví dụ như trong
phần dung dịch chất điện li có phần bài tập về pH rất hay và khó, nhất là
pH của dung dịch axit yếu. Khi giải bài tập về phần này hoc sinh thường
hay lúng túng vì chưa nắm rõ bản chất của axit yếu và cách xử lí một hệ
cân bằng gồm nhiều quá trình thuận nghịch.
II. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ:
1. Thực trạng:
Hiện nay các bài tập về tính pH của dung dịch axit có rất nhiều tài
liệu đã đề cập đến nhưng chủ yếu xoay quanh bài toán tính pH của dung
dịch axit mạnh. Có một số tài liệu nâng cao củng đã đề cập đến bài toán
tính pH của dung dịch axit yếu nhưng ở mức độ đơn giản, chỉ dừng lại ở
bài tập tính pH của dung dịch chứa một đơn axit yếu. Hơn nữa phương
pháp giải bài toán này chưa có sự thống nhất và tối ưu đang còn mang
tính ngẫu hứng ''Hiểu như thế nào, làm như thế ấy''.
Trong thực tế giảng dạy hiện nay của nhiều giáo viên thì cũng cho
rằng đây là một vấn đề khó trong kiến thức. Do đó không nên đào sâu
tìm hiểu kĩ vấn đề. Khi dạy phần này cho học sinh, các giáo viên chỉ
giấy thiệu một số bài cơ bản, đơn lẻ không có tính hệ thống và trang bị
cho các em một vài thao tác giải đơn giản không mang tính tổng quát.
Chính vì thế các em học sinh sẽ gặp khó khăn, lúng túng và không phát
huy được tính tư duy, sáng tạo khi găp những bài toán mới, khó hơn.
Trong các kì thi hiện nay, đặc biệt là thi học sinh giỏi các cấp thể
loại bài toán pH của dung dịch axit yếu đang được khai thác nhiều hơn,
phong phú hơn như: pH của hỗn hợp axit yếu và axit mạnh, pH của hỗn
hợp dung dịch đệm, pH của dung dịch hỗn hợp các đơn axit yếu, pH của
dung dịch đa axit yếu... Dẫn đến làm cho học sinh càng trở nên lúng
túng, hoang mang, chưa có định hướng rõ ràng để giải các bài tập dạng
này.
2. Kết quả, hiệu quả của thực trang trên:
Từ thực trạng trên, để giúp các em học sinh nắm được bản chất và
có kĩ năng xử lí thật tốt các bài tập pH của dung dịch axit yếu trong
dung dịch các chất điện li tôi quyết định thực hiện đề tài: “ Kĩ thuật
tính pH của dung dịch axit yếu nhằm nâng cao chất lượng bồi dưỡng
học sinh giỏi môn hóa lớp 11 trường THPT Hậu Lộc 4” . Chắc chắn
khi có được kĩ thuật tính pH các em sẽ tự tin, nắm vững bản chất vấn đề
hơn và có phương pháp thích hợp để giải quyết một bài toán. Thực sự
đề tài này sẽ mang đến cho học sinh một màu sắc hoàn toàn mới mẻ,
một tư duy mang tính sáng tạo. Tạo cho các em hứng thú, say mê hơn
trong việc tìm tòi và nghiên cứu khoa học.
B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I. CÁC GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN:
Đối với bài tập pH của dung dịch axit yếu thì trước tiên học sinh
phải nắm rõ đươc khái niệm về pH, định luật bảo toàn nồng độ và định
luật bảo toàn điện tích. Tiếp theo là các em phải nắm vững bản chất của
axit yếu là một chất điện li yếu, trong dung dịch chúng tồn tại dưới dạng
một quá trình thuận nghịch, khi cân bằng xác lập sẽ có một giá trị pH
xác định. Vấn đề càng trở nên phức tạp hơn đối với các em là khi trong
dung dịch có nhiều axit yếu hoặc đa axit yếu và liên quan đến cả sự
phân li của nước. Lúc đó pH xác định cho một hệ cân bằng gồm nhiều
quá trình thuận nghịch.
Cuối cùng khi các em đã nắm vững được lí thuyết, bản chất của
vấn đề thì việc lựa chọn phương pháp thích hợp để giải quyết bài toán là
một điều rất quan trọng. Nó giúp các em hình thành được kĩ năng phân
tích, định hướng và xử lí bài tập. Do đó, để hình thành được kĩ năng tính
pH của dung dịch axit yếu thì ngoài việc giúp học sinh nắm được bản
chất của vấn đề thì giáo viên phải hình thành cho học sinh một hệ thống
phương pháp giải thích hơp.
Tùy thuộc vào quan điểm của mỗi người, có thể viết sự phân li của
axit theo thuyết A-rê-ni-ut hoặc Bron-Stêt. Theo tôi để đơn giản hóa
trong cách trình bày mà không ảnh hưởng đến kết quả nên viết sự phân
li của axit theo thuyết A-rê-ni-ut.
Vì các bài tập thường sử dụng tính gần đúng nên dấu '' >> '' được
coi là gấp từ 100 lần trở lên, nếu K < 10-3 thì coi [Chất]cân bằng �Cchất ban đầu.
Sau đây là chi tiết nội dung kĩ thuật tính pH của dung dịch axit yếu
gồm phương pháp giải các bài toán điển hình tính pH của dung dịch axit
yếu, có ví dụ minh họa và bài tập vận dụng.
Dạng 1: pH của dung dịch 1đơn axit yếu.
Bài toán: Tính pH của dung dịch axit HA C(M) với hằng số cân bằng
Ka .
a) Phương pháp:
Ka=
�
H�
��
A �
�
�
�
�
HA
HA
H+ + A -
H 2O
H+ + OH- KW
Ka
và KW = [H+][OH-] = 10-14
- Bảo toàn nồng ban đầu ta có :
-
C = [HA] + [A ] = [HA] +
K a � HA
�
H�
�
�
→ [HA] =
C ��
H�
�
�
Ka �
H�
�
�
(1)
- Theo định luật bảo toàn điện tích ta có :
+
-
-
[H ] = [A ] + [OH ] =
K a � HA
�
H�
�
�
+
Kw
→
�
H�
�
�
[H+] =
K a � HA K W
(2)
→ kết hợp (1) và (2) tính [H+] → pH
Chú ý :
- Nếu KaC >> KW thì bỏ qua cân bằng của H2O
(2) → [H+] =
K a � HA
- Một cách gần đúng có thể coi [HA]
(2) →[H+] =
�C
K a �C K W
b) Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch CH3COOH 0,1M. Biết Ka = 10-4,75.
Bài giải:
- Nhận thấyKaC = 0,110-4,75 >> 10-14 → bỏ qua cân bằng của H2O
-áp dụng phương pháp ta có :
C ��
H�
�
�
[CH3COOH] = K
[H+] =
K a � HA
a
=
=
0,1��
H�
�
�
(1)
4,75
�
H�
�
H�
�
�
�
� 10
104,75 � CH 3COOH
(2)
Thay (1) vào (2) → [H+]2 + 10-4,75 [H+] - 0,110-4,75=0
Giải phương trình → [H+] = 1,3210-4,75M → pH = -lg(1,3210-4,75)=
4,63
- Một cách gần đúng coi [CH3COOH]
→ [H+] =
0,1 �10 4,75 � 1,3310-4,75M
� 0,1M
→ pH = -lg(1,3310-4,75)= 4,63
Ví dụ 2: Tính pH và [NH4+] của dung dịch NH4Cl 10-4M. Biết
9,24
.
Bài giải:
K NH C
- Nhận thấy
4
= 10-410-9,24 = 10-13,24 �10-14
→ Tính cả cân bằng của H2O
NH4+ NH3
H 2O
H+
+ H+
K NH =
4
10-9,24
+ OH- KW = 10-14
- Áp dụng phương pháp ta có:
[H+] =
K NH ��
NH 4 �
�
� K W
4
Một cách gần đúng coi [NH4+]
→ [H+] =
�C
= 10-4M
-7
109,24 �104 1014 � 2,5910 M
K NH =
4
10-
→pH = -lg(2,5910-7) =6,58.
+
[NH4 ]=
C ��
H�
�
�
=
K NH �
H�
�
�
4
104 �2,59 �107
109,24 2,59 �107
= 9,9710-5M
c) Bài tập vận dụng:
Bài 1: Tính pH của dung dịch HCOOH 0,1M. Biết KHCOOH= 1,78×10-4.
ĐS: pH=2,37
Bài 2: Tính pH của dung dịch HCN 10-4M. Biết KHCN= 10-9,35.
ĐS: pH= 6,63
Bài 3: Tính pH của dung dịch HNO2 10-1,7M. Biết
K HNO2
= 10-3,29.
ĐS: pH= 2,53
Bài 4: Tính pH của dung dịch thu được khi hòa tan 0,535 gam NH 4Cl
vào 200ml H2O. Biết K = 10-9,24.
NH 4
ĐS: pH= 5,27
Dạng 2: pH của dung dịch gồm một đơn axit yếu và một axit mạnh.
Bài toán: Tính pH cuả dung dịch gồm axit yếu HA C(M) và axit mạnh
HX b(M). Biết HA có hằng số cân bằng Ka .
a) Phương pháp:
HX
→ H + + X-
bM
→ bM
HA
H 2O
H+ + A -
Ka
H+ + OH- KW
- Thiết lập tương tự Dạng 1 ta có : [HA] =
C ��
H�
�
�
Ka �
H�
�
�
(1)
- Theo định luật bảo toàn điện tích ta có :
+
-
-
[H ] = [A ] + [OH ] + b =
K a � HA
�
H�
�
�
+
Kw
+
�
H�
�
�
b
→ [H+]2 - b [H+] - (Ka[HA] +KW)= 0 (2)
→ Kết hợp (1) và (2) tính [H+] → pH
Chú ý :
- Nếu KaC>>KW thì bỏ qua cân bằng của H2O
(2) →[H+]2 - b [H+] - Ka[HA] = 0
- Một cách gần đúng có thể coi [HA]
�C
(2) → [H+]2 - b [H+] - (KaC + KW)= 0 (giải phương trình bậc 2)
b) Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1:Tính pH của dung dịch gồm HCOOH 0,1M và HCl 0,01M. Biết
KHCOOH= 10-3,75.
Bài giải:
- Nhận thấy KHCOOHC = 10-3,750,1= 10-4,75>> 10-14
→ bỏ qua cân bằng của H2O
HCl →
H+ + Cl-
0,01M → 0,01M
HCOOH HCOO- + H+ KHCOOH= 10-3,75
-áp dụng phương pháp ta có :
[HCOOH] = K
C ��
H�
�
�
HCOOH
=
0,1��
H�
�
�
(1)
3,75
�
H�
�
H�
�
� 10
�
�
[H+]2 - b [H+] - Ka[HA] = 0 → [H+]2 - 0,01 [H+] - 10-3,75[HCOOH]
=0 (2)
+ 2
+
Thay (1) vào (2) → [H ] - 0,01 [H ] - 10
0,1��
H�
�
�
10
-3,75
3,75
=0
�
H�
�
�
→ [H+]2 +[H+](10-3,75-0,01)- 0,1110-3,75=0
Giải phương trình → [H+] = 0,0115M→ pH= -lg0,0115 = 1,939
- Một cách gần đúng coi [HCOOH] �C =0,1M
(2) → [H+]2 - 0,01 [H+] - 10-3,750,1=0
Giải phương trình → [H+] = 0,0115M→ pH = 1,939
Ví dụ 2:Tính pH và [NH4+] của dung dịch gồm NH4Cl 10-4M và HCl
10-3M. Biết K = 10-9,24.
NH 4
Bài giải:
-Nhận thấy
K NH C
4
= 10-410-9,24 = 10-13,24 �10-14
→ Tính cả cân bằng của H2O
HCl →
H+ + Cl-
10-3M → 10-3M
NH4+ NH3
H 2O
H+
+ H+
K NH =
4
+ OH- KW = 10-14
-Áp dụng phương pháp ta có :
[H+]2 - 10-3 [H+] - ( K
NH 4
10-9,24
[NH4+] +KW)= 0
Một cách gần đúng coi [NH4+]
�C
= 10-4M
→ [H+]2 - 10-3 [H+] - (10-9,2410-4+10-14)= 0
Giải phương trình → [H+]
+
[NH4 ]=
C ��
H�
�
�
=
K NH �
H�
�
�
4
� 0,001M
104 �0, 001
=
109,24 0, 001
→ pH =-lg0,001 = 3
9,9910-5M
c) Bài tập vận dụng:
Bài 1:Tính pH của dung dịch gồm HBr 10 -1,3M và HCOOH 5×10-2M.
Biết KHCOOH= 10-3,75.
ĐS: pH= 1,29
Bài 2:Trộn 20ml dung dịch HCl 0,02M với 30ml dung dịch CH 3COOH
0,15M. Tính pH của dung dịch thu được và độ điện li của CH3COOH.
Biết K
= 10-4,75.
CH 3COOH
ĐS: pH= 2,09;
=0,212%
Bài 3:Tính pH của dung dịch gồm HCl 10 -4M và HF 10-2M. Biết KHF =
6,8×10-4.
ĐS: pH= 2,65
Bài 4:Tính [NH3] và pH của dung dịch thu được khi thêm 50ml dung
dịch HCl 2,1×10-3M vào 100ml dung dịch NH3 6×10-4M. Biết K = 109,24
.
NH 4
ĐS: pH= 3,52; [NH3]=
7,67×10-9M
Dạng 3: pH của dung dịch gồm hai đơn axit yếu.
Bài toán: Tính pH của dung dịch gồm hai axit yếu HA C 1(M) và HB
C2(M). Biết hằng số cân bằng mỗi axit lần lượt là K và K .
a1
a2
a) Phương pháp:
HA
H+ + A -
HB H+ + B-
(1)
K a1
K a2
(2)
H2O H+ + OH- KW (3)
- Thiết lập tương tự Dạng 1( từ biểu thức
ban đầu C1 , C2).
ta có : [HA] =
C1 ��
H�
�
�
K a1 �
H�
�
�
(I) và [HB] =
K a1
,
K a2 và
bảo toàn nồng độ
C2 ��
H�
�
�
(II)
K a2 �
H�
�
�
- Theo định luật bảo toàn điện tích ta có :
+
-
-
-
[H ] = [A ] + [B ] + [OH ] =
→ [H+] =
K a1 � HA
�
H�
�
�
K a1 � HA K a2 � HB KW
K a1 � HB
�
H�
�
�
KW
�
H�
�
�
(III)
→ Kết hợp (I) , (II) và (III) tính [H+] → pH
Chú ý :
- Nếu
(3).
K a1 �C1 � K a2 �C2
>> KW Chỉ xét cân bằng (1) , (2) bỏ qua cân bằng
(III) → [H+] =
K a1 � HA K a2 � HB
- Nếu
(3).
K a2 �C2 >>
K a1 �C1
>>
(III) → [H+] =
KW Chỉ xét cân bằng (1) bỏ qua cân bằng (2),
K a1 � HA
- Một cách gần đúng coi: [HA] �C1 và [HB] �C2
(III) →[H+] =
K a1 �C1 K a2 �C2 KW
b) Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1:Tính pH, [CH3COOH], [CH3CH2COOH]của dung dịch gồm
CH3COOH C1= 0,01M và CH3CH2COOH C2= 0,05M . Biết K = K
= 10-4,75 và K = K
= 10-4,89 .
a1
a2
CH 3CH 2COOH
CH 3COOH
Bài giải:
-Nhận thấy :
K a1 C1(=
10-6,75)
K a2 C2(=
10-6,19) >>
KW =
10-14
→ bỏ qua cân bằng của H2O
CH3COOH CH3COO- + H+
K a1
CH3CH2COOH CH3CH2COO-
K a2
-Áp dụng phương pháp ta có :
[H+] =
K a1 � CH 3COOH K a2 � CH 3CH 2COOH
Một cách gần đúng coi: [CH3COOH] C1 và [CH3CH2COOH] C2
→ [H+] =
104,75 �0,01 10 4,89 �0, 05
9,06610-4M
→pH = -lg(9,06610-4) = 3,04.
Ta có : [CH3COOH] =
C1 ��
H�
�
�
0, 01�9, 066 �10 4
= 4,75 9, 066 �104
K a1 �
H�
�
� 10
[CH3CH2COOH] =
C2 ��
H�
�
�
=
K a2 �
H�
�
�
= 9,80710-3M
0, 05 �9, 066 �104
104,89 9, 066 �104
= 0,0493M
Ví dụ 2: Tính pH của dung dịch gồm HCOOH C1= 0,1M và NH4Cl C2=
1M .Biết K = K
= 10-3,75 và K = K = 10-9,24
a1
HCOOH
a1
NH 4
Bài giải:
- Nhận thấy : K C1(= 10-4,75) >>
a1
K a2 C2(=
→ bỏ qua cân bằng của H2O và NH4+
Bài toán trở về giống Dạng 1
HCOOH HCOO- + H+
K a1
10-9,24) >>
KW =
10-14
Áp dụng phương pháp ta có :
[H+] =
K a1 � HCOOH
- Một cách gần đúng coi: [HCOOH] C1= 0,1M
→ [H+] =
103,75 �0,1
= 4,210-3M → pH=-lg(4,210-3)= 2,38
c) Bài tập vận dụng:
Bài 1: Tính pH của dung dịch gồm CH3COOH 0,01M và NH4Cl 0,1M.
Biết K
= 10-4,75, K = 10-9,24.
NH 4
CH 3COOH
ĐS: pH= 3,38
Bài 2: Tính pH của dung dịch thu được khi trộn 3ml dung dịch HCOOH
0,03M với 6ml dung dịch CH3COOH 0,15M. Biết KHCOOH= 10-3,75,
K
= 10-4,75.
CH 3COOH
ĐS: pH= 5,45
Bài 3: Tính pH của dung dịch gồm HF 0,1M và KHSO4 0,01M. Biết
KHF= 6,8×10-4, K = 10-1,99.
HSO 4
ĐS: pH= 1,88
Bài 4:Tính pH của của dung dịch thu được khi trộn 50ml dung dịch
CH3COOH 2×10-2M với 50ml dung dịch NaHSO4 2×10-3M. Biết K
= 10-4,75, K = 10-1,99
CH 3COOH
HSO4
ĐS: pH= 2,49
Bài 5: Trộn V1 ml dung dịch axit monocloaxetic 0,1M với V2 ml dung
dịch axit axetic 1M thu được 10ml dung dịch có pH= 2. Tính V 1 và V2.
Biết K
= 10-2,85, K
= 10-4,75.
Cl CH 2 COOH
CH 3COOH
ĐS: V1= 2,22 ml; V2= 7,78 ml
Dạng 4: pH của dung dịch đa axit yếu.
Bài toán: Tính pH cua dung dich axit yếu yếu H nA C(M). Biết các hằng
số cân bằng từ K1 đến Kn .
a) Phương pháp:
H+ + Hn-1A- K1
(1)
Hn-1A- H+ + Hn-2A2- K2
(2)
HnA
......................................
......................................
......................................
K1=
K2 =
HA(n-1)- H+ + An-
Kn
H2O H+ + OH-
KW
(n)
K1 � H n A
�
H�
H n 1 A �
�
���
�
�
�
�
H
A
n
1
�
→�
�
H�
H n A
�
�
K1 �K 2 � H n A
�
H�
H n 2 A2 �
K 2 ��
H n 1 A �
�
���
�
�
2
�
�
�
�
H
A
→ � n2 � �H � =
2
�
H
�
�
H
A
n
1
� �
�
�
�
� �
Tương tự cho đến
�
An �
�
�=
K1 �K 2 �.... �K n � H n A
n
�
H�
�
�
- Bảo toàn nồng ban đầu ta có :
H
C = H A �
�
n
=
n 1
A �
H n 2 A2 �
An �
� �
�
� ..... �
�
�
�
�
K1 �K 2 �.... �K n �
K1
K1 �K 2
�
H n A ��1 2 ....
n
�
�
H � �
�
H �
H�
�
�
�
� � � �
�
(I)
- Theo định luật bảo toàn điện tích ta có :
[H+]=
�
H n 1 A �
H n 2 A2 �
An �
OH �
�
� 2 ��
�
� ..... n ��
�
� �
�
�
=
�
�
K1 �K 2 �.... �K n � K W
K1
K1 �K 2
�
H
A
�
2
�
....
n
�
n �
2
n
H�
�+ �
�
H �
�
�
�
�
�
�
H
H
�
�
� �
� �
�
�
(II)
→ Kết hợp (I) , (II) tính [H+] → pH
Chú ý :
- Nếu K1C >> K → bỏ qua cân bằng của H2O
W
- Nếu K1>>K2 ,...,Kn Chỉ xét cân bằng (1), bỏ qua các cân bằng còn lại.
- Nếu K1 K2 ... Kn-1 >>Kn bỏ qua cân bằng (n) , xét các cân bằng
còn lại
- Một cách gần đúng coi: [HnA] C
b) Ví dụ minh họa:
Ví dụ 1:Tính pH và [S2-] của dung dịch H2S 0,01M. Biết
10-12,92.
Bài giải:
H2S H+ + HS-
K a1 =
10-7
(1)
HS- H+ + S2-
K a2 =
10-12,92
(2)
H2O H+ + OH- KW= 10-14
(3)
- Nhận thấy
K a1 C
= 10-9 >> KW và
K a1 >> K a2
Nên cân bằng (1) là chủ yếu.
- Áp dụng phương pháp ta có :
K1
a
[H ]= H 2 S ��H �→ [H+] = H 2 S �K a
+
� �
1
Một cách gần đúng coi: [H2S] C = 0,01M
K a1 =
10-7,
K a2 =
→ [H+] =
= 10-4,5M → pH=-lg10-4,5 =4,5
0, 01�107
2-
Ta có [S ] =
K a1 �K a2 � H 2 S
2
�
H�
�
�
=
107 �1012,92 �0, 01
=
109
10-12,92M
Ví dụ 2: Tính pH của dung dịch H4P2O7 0,01M. Biết
10-2,36, K =10-6,60, K = 10-9,25.
K a1 =
10-1,52,
K a2 =
a4
a3
Bài giải:
H4P2O7 H+ + H3P2O7-
K a1
= 10-1,52
H3P2O7- H+ + H2P2O72-
K a2 =
H2P2O72- H+ + HP2O73-
K a3 =10-6,60
HP2O73- H+ + P2O74- Nhận thấy
K a1 C
10-2,36
= 10-9,25
K a4
= 10-3,52 >>
KW
và
K a1
K a2 >> K a3 >> K a
4
→ Chỉ xét 2 cân bằng :
H4P2O7 H+ + H3P2O7-
K a1
H3P2O7- H+ + H2P2O72Do
K a1
= 10-1,52
K a2 =
10-2,36
= 10-1,52 < 10-3 nên không được coi [H4P2O7]0,01M
- Áp dụng phương pháp ta có:
K a1
C= [H4P2O7]× 1 [ H
[H+] = [H4P2O7]×
Lấy
(1)
( 2)
]
K a1 K a 2
[ H ]2
(1)
K a1 2 K a1 K a 2
[ H ]2
[H ]
→ [H+]3 +
K a1 ×[H+]2
(2)
+ ( K × K -C× K )×[H+]- 2× K × K ×C =0
a1
a2
a1
a1
a2
Thay số vào→ [H+]3 + 10-1,52×[H+]2 + (10-3,88- 10-3,52) ×[H+]- 2×10-5,88= 0
Giải phương trình → [H+]= 3,288×10-3M→ pH= -lg(3,288×10-3)= 2,483
c) Bài tập vận dụng:
Bài 1: Tính pH của dung dịch H2CO3 0,0001M. Biết
10,33
.
K a1 =10-6,35, K a2 =
10-
ĐS: pH= 5,175
Bài 2: Tính pH của dung dịch H2SO3 0,01M. Biết
K a1 =10-1,76, K a2 =
10-7,21.
ĐS: pH= 2,15
Bài 3: Tính [HC2O4-], [C2O42-] và pH của dung dich axit oxalic H2C2O4
0,1M. Biết K =10-7,02, K = 10-12,9.
a1
a2
ĐS: [HC2O4-]=5,2×10-2M, [C2O42-]=
5,35×10-5M,
pH= 1,28
- Xem thêm -