Tài liệu Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành sư phạm hoá học

Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành SP Hoá học LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô giáo trường Đại học Quảng Bình, khoa Khoa học tự nhiên, tổ bộ môn hóa họcđã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo Trần Đức Sỹ đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ em trong quá trình học tập, nghiên cứu, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Tuy đã rất cố gắng, nhưng chắc chắn bài làm của em còn có rất nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để khóa luận được hoàn chỉnh và đạt kết quả mong muốn. Em xin chân thành cảm ơn! Quảng Bình, tháng 05 năm 2015 Tác giả Nguyễn Thị Hiền 1 Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành SP Hoá học MỤC LỤC A. MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 5 1. Lí do chọn đề tài ...................................................................................................... 5 2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................... 5 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 5 4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................................... 5 5. Khả năng áp dụng của đề tài .................................................................................... 5 6. Cấu trúc đề tài.......................................................................................................... 6 B. NỘI DUNG ............................................................................................................. 7 CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT VỀ AXIT – BAZƠ VÀ PHÂN LOẠI BÀI TẬP AXIT – BAZƠ TRONG DUNG DỊCH ..................................................................................... 7 I. Các axit – bazơ ......................................................................................................... 7 1. Định nghĩa .............................................................................................................. 7 1.1. Một số thuyết axit – bazơ trước Arêniuyt .............................................................. 7 1.2. Thuyết axit – bazơ của Arêniuyts (thuyết axit – bazơ cổ điển)............................... 7 1.3. Thuyết proton về axit – bazơ của Bronstet – Laury ............................................... 7 1.4. Thuyết electron về axit – bazơ của Lơuyts ............................................................ 8 1.5. Các thuyết axit – bazơ khác .................................................................................. 8 2. Phản ứng axit - bazơ trong nước .............................................................................. 9 2.1. Sự điện li của nước ............................................................................................... 9 2.2. Phản ứng axit – bazơ trong nước ........................................................................... 9 II. Định luật bảo toàn proton ..................................................................................... 10 III. Dung dịch của các đơn axit và đơn bazơ.................................................................11 1.Axit mạnh...................................................................................................................11 2.Bazơ mạnh..................................................................................................................12 3. Đơn axit yếu..............................................................................................................12 4. Đơn bazơ yếu......................................................................................................... 14 5. Hỗn hợp các đơn axit và đơn bazơ ......................................................................... 15 5.1. Hỗn hợp axit mạnh và axit yếu............................................................................ 15 5.2. Hỗn hợp bazơ mạnh và bazơ yếu ........................................................................ 16 5.3. Phân số nồng độ .................................................................................................. 17 5.4. Hỗn hợp các đơn axit .......................................................................................... 18 5.5. Hỗn hợp các đơn bazơ............................................................................................18 5.6. Hỗn hợp các axit yếu và bazơ liên hợp ................................................................ 19 IV. Đa axit và đa bazơ ............................................................................................... 20 2 Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành SP Hoá học 1.Đa axit ................................................................................................................... 20 2. Đa bazơ ................................................................................................................. 20 V. Các chất điện li lưỡng tính .................................................................................... 21 VI. Dung dịch đệm .................................................................................................... 23 1.Thành phần và tính chất của dung dịch đệm ........................................................... 23 2.Đệmnăng ................................................................................................................ 23 3.Hệsốphaloãng ......................................................................................................... 24 4. Ứngdụngcủacácdungdịchđệm ................................................................................ 24 VII. Cân bằng tạo phức hiđroxo trong dung dịch nước của các ion kim loại ........... 25 1.Kháiniệm .................................................................. Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG 2: VẬN DỤNG LÝ THUYẾT ĐỂ XÂY DỰNG VÀ GIẢI BÀI TẬP VỀ CÂN BẰNG AXIT – BAZƠ TRONG DUNG DỊCH ................................................. 26 I.Axit mạnh và bazơ mạnh ......................................................................................... 26 II.Đơn axit yếu và đơn bazơ yếu ................................................................................ 32 III.Hỗn hợp các đơn axit và đơn bazơ ........................................................................ 38 IV.Đa axit và đa bazơ ................................................................................................ 46 V.Các chất điện li lưỡng tính ..................................................................................... 50 VI.Dung dịch đệm ..................................................................................................... 52 VII. Cân bằng tạo phức hiđroxo của các ion kim loại ................................................. 55 C. KẾT LUẬN .......................................................................................................... 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 60 3 Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành SP Hoá học DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ĐKP : Điều kiện proton ĐLTDKL : Định luật tác dụng khối lượng BĐ : Ban đầu Pư : Phản ứng Dd : Dung dịch 4 Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành SP Hoá học A.MỞ ĐẦU 1.Lí do chọn đề tài Phản ứng axit - bazơ có vai trò lớn, chiếm một vị trí quan trọng trong chương trình hoá học phổ thông và đặc biệt là đối với chương trình hoá học phân tích trong các trường đại học, cao đẳng. Lý thuyết và bài tập về phản ứng axit - bazơ là những kiến thức khó đối với sinh viên đại học, cao đẳng. Đặc biệt, một số bài tập đưa ra vẫn thiếu bài giải chi tiết, hoặc không rõ ràng khi tính đến các quá trình phụ, nên sinh viên khi học gặp nhiều khó khăn. Phản ứng axit – bazơ là một trong những nội dung quan trọng của học phân “Hóa học phân tích định tính”, luôn tạo sức hấp dẫn đối với học sinh, sinh viên nói chung và sinh viên chuyên ngành nói riêng. Đã có một số tác giả quan tâm nghiên cứu sử dụng bài tập Hóa học phân tích để phục vụ công tác giảng dạy ở nhà trường trung học phổ thông cũng như các trường Đại học, Cao đẳng chính quy. Song hệ thống lý thuyết và bài tập phần này cần được tổng kết dưới dạng chuyên đề để đáp ứng nhu cầu tham khảo của học sinh, sinh viên. Chính vì lí do trên, chúng tôi chọn đề tài “Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành Sư phạm Hoá học”. 2.Mục đích nghiên cứu Tập hợp và hệ thống những kiến thức cơ bản liên quan đến cân bằng axit – bazơ trong hóa học phân tích. Xây dựng một số bài tập về cân bằng axit – bazơ trong dung dịch. 3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Lý thuyết và bài tập về cân bằng axit - bazơ trong dung dịch chất điện li. 4.Phương pháp nghiên cứu Tổng hợp những kiến thức liên quan về cơ sở lý thuyết về cân bằng axit - bazơ trong dung dịch. Hệ thống hoá các bài tập có liên quan đến cân bằng axit - bazơ trong dung dịch. 5.Khả năng áp dụng của đề tài Nghiên cứu đề tài hoàn thành sẽ góp thêm tài liệu tham khảo, tài liệu học tập cho sinh viên chuyên ngành hoá học và các sinh viên liên quan đến ngành hoá học ởtrường đại học, cao đẳng. 5 Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành SP Hoá học 6.Cấu trúc đề tài Ngoài trang bìa, mục lục, danh mục các từ viết tắt, tài liệu tham khảo, đề tài có 3 phần chính sau: Phần mở đầu + Lí do chọn đề tài +Mục đích nghiên cứu + Đối tượng và phạm vi nghiên cứu + Phương pháp nghiên cứu + Khả năng áp dụng của đề tài Phần nội dung Chương 1: Lý thuyết về axit - bazơ và phân loại bài tập axit - bazơ trong dung dịch. Chương 2: Vận dụng lý thuyết về axit - bazơ để xây dựng và giải các bài tập về cân bằng axit -bazơ trong dung dịch. Phần kết luận 6 Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành SP Hoá học B.NỘI DUNG CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT VỀ AXIT – BAZƠ VÀ PHÂN LOẠI BÀI TẬP AXIT – BAZƠ TRONG DUNG DỊCH I.CÁC AXIT, BAZƠ 1.Định nghĩa [1,7] Ban đầu, các định nghĩa về axit – bazơ dựa trên những tính chất xác định bằng thực nghiệm chứ không dựa vào thành phần của chúng. Đến giữa thế kỷ XVIII, người ta đã cố gắng hệ thống hóa khái niệm axit – bazơ dựa vào thành phần phân tử để định nghĩa axit – bazơ. 1.1. Một số thuyết axit – bazơ trước Arêniuyt - Thuyết oxi về axit của Lavoadiê Trước một số lớn các chất tạo thành do sự cháy trong oxi và chúng có tính chất axit trong dung dịch, Lavoadiê cho rằng oxi là nguyên tố mang tính chất axit. Theo ông thì: Axit = oxi + gốc axit - Thuyết hiđrô về axit Dựa trên những dữ kiện của hóa học hữu cơ, nhà bác học Đức Livic cho rằng: Không phải bất kì nguyên tử hiđrô nào trong phân tử đều mang tính axit mà chỉ những nguyên tử hiđrô có thể thay bằng kim loại mới mang tính axit. 1.2. Thuyết axit – bazơ của Arêniuyts (thuyết axit – bazơ cổ điển) Dựa vào thuyết điện li của mình, Arêniuyts đã nêu lên định nghĩa mới về axit bazơ gần gũi với quan điểm hiện đại như sau: -Axit là những chất chứa hiđrô và trong dung dịch nước phân li cho ion hiđrô (H+) HA ⇋ H + A -Bazơ là những chất chứa nhóm hiđroxit (OH )và trong nước phân li cho ion hiđroxit Ví dụ 1Axit Bazơ HCl →H BOH →B + OH + Cl NaOH →Na + OH 1.3. Thuyết proton về axit – bazơ của Bronstet – Laury Theo lí thuyết proton của Bronxtet và Laury (Bronste và Lowry) thì axit là những chất có khả năng nhường proton, còn bazơ là những chất có khả năng thu proton. Ví dụ 2:AxitHSO ⇋ H + SO 7 Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành SP Hoá học BazơNH + H O ⇋ NH + OH Cũng như electron, proton không thể tồn tại ở một mức độ rõ rệt dưới trạng thái tự do. Bởi vậy, một axit chỉ có thể nhường proton khi đã có mặt của một bazơ có khả năng tiếp nhận proton đó, và khi đã nhường proton thì axit sẽ chuyển thành dạng bazơ liên hợp với nó. Cũng vậy, một bazơ thu proton sẽ chuyển thành dạng axit liên hợp tương ứng. Có thể mô tả sơ đồ của phản ứng axit- bazơ như sau: ⇋B1 A1 Axit 1 B2 p+ + K1 bazơ liên hợp 1 + p+ ⇋ A2 K Bazơ 2 A1+B2 ⇋A1+B2 proton axit liên hợp K= (1) Như vậy (1) là tổ hợp của hai nửa phản ứng và liên quan đến hai cặp axit bazơ A1/B1 và A2/B2 . Thông thường một trong hai cấu tử A1 hoặc B2 có nồng độ chiếm ưu thế và đóng vai trò dung môi. Cường độ của một axit không những phụ thuộc vào bản chất của axit mà còn phụ thuộc bản chất của dung môi. Axit càng mạnh thì bazơ liên hợp càng yếu và ngược lại. 1.4.Thuyết electron về axit – bazơ của Lơuyts Theo Lơuyts thì: Axit là những chất có khả năng nhận thêm một hay nhiều cặp electron của chất khác để tạo thành liên kết cộng hóa trị mới. Bazơ là những chất có khả năng nhường một hay nhiều cặp electron chưa liên kết cho chất khác để tạo thành liên kết cộng hóa trị mới. B: Bazơ + A → (B:→A) axit (B→A) liên kết phối trí mũi tên chỉ cặp electron chưa liên kết của bazơ nhường cho axit để tạo liên kết phối trí. 1.5. Các thuyết axit – bazơ khác Ngoài các thuyết trên, còn có các thuyết khác: -Thuyết về các hệ dung môi của E.S Frăngcơlanh. -Thuyết hóa học về axit – bazơ của Powphâphe và Vecni người Thụy Sỹ và Đức. 8 Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành SP Hoá học -Thuyết không proton của Uxanovich. -Thuyết axit – bazơ của Maliken. -Thuyết axit – bazơIdomailôp. Những thuyết này không có tính chất định lượng và không có nhiều ý nghĩa thực tiễn. Trong các thuyết về axit – bazơ thì thuyết Bronstet – Laury đã đạt được những thành tựu lớn lao và dễ hiểu đối với học sinh các trường trung học, sinh viên các trường đaị học cao đẳng nên được sử dụng nhiều trong chương trình. Và tất cả những nghiên cứu sau này của tôi lấy thuyết Bronstet – Laury làm cơ sở. 2. Phản ứng axit - bazơ trong nước [1,7] 2.1. Sự điện li của nước Nước là chất điên li yếu và phân li theo phươnng trình: H O⇋H + OH Vì H+ không tồn tại tự do trong dung dịch nên kết hợp với nước H O+H ⇋H O Vì vậy có thể viết: 2H O ⇋ H O Từ phương trình phân li trên, ta có: . Kc = Vì nồng độ của nước "ô$ %&' (ướ+ ! , + OH -= ///0/, 20/%&' = 33,3 %&' , 5 được coi là một hằng số nên ta có thể tinh giảm biểu thức trên bằng cách nhập số hạng [H O vào hằng số cân bằng K + để có một hằng số cân bằng mới gọi là hằng số tích số ion của nước (gọi tắt là tích số ion của nước) và kí hiệu là K 6 K + .[H O = K 6 = [H O ].[OH ] = 1,0 × 10 (ở 25/ C) Cần chú ý rằng: một ion H O và một ion OH xuất hiện khi mỗi phân tử H O phân li. [H O ] = [OH ] = :1,0 × 10 = 1,0 × 10 < mol/l (ở 25/ C) Nước nguyên chất có nồng độ là 55,5 mol/L, khi cân bằng chỉ có một phần 555 triệu ( 333 × /= ) phân tử H O phân li thành ion. 2.2. Phản ứng axit – bazơ trong nước Nước là chất điện li yếu, lưỡng tính, vừa thể hiện tính axit, vừa thể hiện tính bazơ: 9 Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành SP Hoá học H O ⇋ p + OH Axit H O +p ⇋ H O Bazơ 2H O ⇋ H O Tổng hợp + OH Có thể biểu diễn đơn giản dưới dạng: H O⇋H + OH Khichomộtaxitvàonướcthìnósẽ nhườngprotonchonướcvà tạora ionH3O+. Vídụ 3:HCl+H O→ H O + Cl SựtíchlũyH+lớnhơnso vớiOH-làmchodungdịchcó phảnứngaxit. Khichomộtbazơvàonướcthìnósẽthuprotonchonướcvàtạora1lượngtươngđương OH . Vídụ 4NH + H O ⇋ NH + OH Sựtíchlũy OH lớnhơnso vớiH+làmchodungdịchcó phảnứngbazơ. Như vậy trong bất kì dung dịch nước nào cũng đều có mặt cả OH và H+. Để đặc trưng thống nhất tính axit - bazơ của dung dịch người ta dùng chỉ số hoạt độ ion hiđro pH, tức là âm logarit của hoạt độ ion hiđro: pH = -lg(H+ ) hoặc pH = -lg[H+] (đối với dung dịch loãng) Trong dung dịch axit [H+] >1,0.10-7, pH<7,0; pOH > 7,0 Trong dung dịch bazơ [H+] < 1,0.10-7, pH >7,0; pOH < 7,0 Trong môi trường trung tính [H+] = [OH-] =1,0.10-7, pH = 7,0 II. ĐỊNHLUẬTBẢOTOÀN PROTON [4,7] Nội dung:Nếuta chọnmộttrạngtháinàođócủadungdịchlàmchuẩn(thườnggọilà trạngtháiquychiếuhaylà mứckhông)thìtổngnồngđộprotonmàcáccấutử ởmứckhônggiảiphóngra bằngtổngnồngđộprotonmàcáccấutửthuvàođể đạttớitrạngtháicânbằng. Hay ởmứckhông: [H+] = (Σ[H+]i)cho - (Σ[H+]i)nhận Trongđómứckhôngcó tháitùychọn. thểlà trạngtháibanđầu, Ví dụ 5 Viết biểu thức ĐKP đối với nước nguyên chất. - Mức không: H O 10 trạngtháigiớihạnhaytrạng Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành SP Hoá học -Cân bằng duy nhất trong nước - ĐKP: H H O⇋H = OH + OH Ví dụ 6 Viết biểu thức ĐKP đối với dung dịch HCl. - Mức không: HCl, H2O. - Các quá trình xảy ra - ĐKP: H = OH HCl → H + Cl + Cl H O⇋H + OH III.DUNG DỊCH CỦA CÁC ĐƠN AXIT VÀ ĐƠN BAZƠ 1.Axit mạnh [7] Axit mạnh (kí hiệu HY)nhường hoàn toàn proton cho nước: HY + H O →H O Trong dung dịch [HY] ≈0 và Y + Y (2) = CHY Các axit mạnh thường gặp là: HCl, HBr, HI, HSCN, HClO3, HBrO3, HNO3, H2SO4, (nấc 1), HClO4, HMnO4, vv... Cân bằng (2)thường được viết ở dạng cơ bản: HY → H + Trong dung dịch còn có sự phân li của nước: H O ⇋H + Y (3) OH (4) Như vậy có hai quá trình cho proton, và phương trình ĐKP có dạng: H = OH + Y Sự có mặt của ion [H+] do HY phân li ra làm chuyển dịch cân bằng (4) sang trái và [OH-] < 10-7. Vì vậy trong trường hợp CHY >> 10-7 thì có thể coi: [H+] = CHY nghĩa là, trong dung dịch sự phân li của HY là chiếm ưu thế, còn sự phân li của H2O xảy ra không đáng kể. 11 Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành SP Hoá học 2.Bazơ mạnh [4,7] Các bazơ mạnh thường gặp: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2 (nấc 1). Trong dung dịch bazơ mạnh XOH có các quá trình: - Cân bằng ion hoá của nước H O ⇋H + OH (5) - Cân bằng thu proton của XOH: XOH + H O → X (H O) + OH (6) Một cách đơn giản có thể viết các quá trình xảy ra trong dung dịch bazơ mạnh: XOH →X + OH (7) ĐKP: H Hoặc OH H O ⇋ H + OH (8) = OH - CD =[OH = H + CD - CXOH (9) (10) Ở đây do sự có mặt của OH giải phóng ra từ (7) mà cân bằng phân li của nước (8) chuyển dịch sang trái và [H+] << 10 -7. Vì vậy nếu CXOH>> 10-7 thì: Nghĩa là nồng độ OH OH = CD trong dung dịch bằng nồng độ của bazơ mạnh. 3. Đơn axit yếu [7] Các axit yếu phân li một phần và dung dịch có phản ứng axit. Độ mạnh của các axit được đặc trưng bằng hằng số phân li axit Ka hoặc chỉ số hằng số phân li pKa = -lgKa. Dĩ nhiên Ka càng lớn hay pKa càng bé thì axit càng mạnh. Các axit yếu có thể tồn tại ở dạng phân tử, cation hoặc anion. Ví dụ: Axit phân tử: HCN ⇋ H + CN Ka=10-9,35; pKa = 9,35 Axit cation: Axit anion: NH ⇋ H + NH Ka=10-9,24; pKa = 9,24 HSO ⇋ H + SO Ka=10-1,99; pKa = 1,99 Trường hợp tổng quát trong dung dịch đơn axit yếu HA có các quá trình sau: H O ⇋ H + OH Kw (11) HA ⇋ H + A Ka 12 (12) Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành SP Hoá học Theo ĐLTDKL áp dụng cho (12) ta có: .E [H+]. A hay E = Ka (coi fi = 1)(13) = Ka.[HA] (14) Tích số ion của hai quá trình (11) và (12): H . A H . OH = Kw = K F . HA ≈K F . C E Nếu Kw<> Ka.C E >> Ka3.C E thì có thể tính nồng độ ion hiđrô theo cân bằng (42) như đối với dung dịch chứa một đơn axit. Trong trường hợp khi Ka1.C cho hệ sẽ là: H E ≈ Ka2.C = OH E ≈ Ka3.C + A + A Sau khi tổ hợp cần thiết với chú ý [H+] >> OH H = :K F . HA + K F . HA thì biểu thức ĐKP áp dụng + A (45) ta có: + K F . HA (46) Để tính gần đúng có thể chấp nhận [HA1] ≈ C H E E ; [HA2] ≈C E ; [HA3] ≈ C = :K F . C + K F . C + K F . C (47) E Để kiểm tra ta tính lại [HA1] = C1α1; [HA2] = C2α2; [HA3] =C3α3 với: H+ ^_ = + H 5 + Ki 5.5. Hỗn hợp các đơn bazơ Việc tính cân bằng các đơn bazơ cũng tương tự như hỗn hợp các đơn axit. Trong dung dịch NaA1 C1M; NaA2 C2M NaA → Na + A C1 C2 NaA → Na + A H O ⇋H 18 + OH (48) và Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành SP Hoá học A A + H O ⇋ HA + OH Kb1(49) + H O ⇋ HA + OH Kb2(50) Nếu Kb1.C1>>Kb2.C2>>Kwthì phép tính được thực hiện theo cân bằng (49). Nếu Kb1.C1 ≈ Kb2.C2 >> Kw thì phải tính theo ĐKP: H = OH - [HA1] - [HA2](51) Thay [HA1] = Ka1-1. A ].[H+] và [HA2] = Ka2-1.[A . H+] vào (51)và sau khi tổ hợp cần thiết ta rút ra: [H+] = và [H+] = a P .E I với giá trị gần đúng P .E I -Ka1-1. A .[H+] - Ka2-1. A .[H+] (52) [H+] = a P .H I .H P (53) 5.6. Hỗn hợp các axit yếu và bazơ liên hợp Xét dung dịch đơn axit HA(Ca) và bazơ liên hợp (Cb) Trong dung dịch có các cân bằng: H O ⇋ H + OH HA ⇋ H + A Ka(54) Hoặc Kw A + H O ⇋ HA + OH Kb = Kw.Ka-1(55) Cân bằng (54) mô tả đúng hiện tượng khi dung dịch có phản ứng axit. Nếu pH << 7 thì có thể tính [H+] theo (54): HA ⇋ H + A C Ka CaCb [] (Ca - h) h (Cb + h) Trong những trường hợp h << Ca, Cb thì h = Ka. tính pH: Hc pH = pKa + lg 19 HP Ca và ta có công thức gần đúng Cb (56) Xây dựng, tổng hợp các bài tập về axit - bazơ trong chương trình giáo dục đại học ngành SP Hoá học Nếu pH >>7 thì cân bằng (55) mô tả đúng hiện tượng và có thể dựa vào đó để tính pH: A + H O ⇋ HA + OH Kb C CbCa [ ] (Cb - x)(Ca + x) Khi x = OH << Ca, Cb thì OH Và pOH = pKb- lg Hc HP = x =Kb. Hc x HP (57) Thay pOH = 14 - pH và pKb = 14 - pKavào (57) ta lại có phương trình tính pH như (56). Phương trình (56) được gọi là phương trình Henderson - Hasselbalch hay được dùng trong các tài liệu sinh học và sinh hoá để tính pH của các dung dịch đệm. Chú ý rằng phương trình chỉ đúng khi pH khác nhiều với 7,0 và khi [H+], OH << Ca, Cb. IV.ĐA AXIT VÀ ĐA BAZƠ 1.Đa axit [4,7] Phân tử của các đa axit có khả năng phân li cho n proton( n>1). Nếu n = 2 ta có điaxit, n = 3 triaxit… Sự phân li của các đa axit diễn ra theo từng nấc. Ví dụ sự phân li của triaxit H3A:H A ⇋ H A + H Ka1 H A ⇋ HA HA + H Ka2 ⇋ A + H Ka3 Đối với đa số các axit nhất là đối với các axit vô cơ thì Ka1 >> Ka2 >> Ka3..., nghĩa là sự phân li của đa axit xảy ra mạnh nhất ở nấc đầu và sau đó giảm dần ở các nấc tiếp theo. Điều này dễ hiểu vì một phân tử không mang điện mất proton dễ hơn anion, và anion một điện tích mất proton dĩ nhiên là tương đối dễ hơn anion hai điện tích... Nếu Ka1 >> Ka2 >> Ka3 ta cóthể coi đa axit như một đơn axit và tính cân bằng theo nấc phân li thứ nhất của axit đó. 2.Đa bazơ Phân tử đa bazơ có khẳ năng nhận một số proton. Quá trình proton hoá của đa bazơ ngược với quá trình phân li đa axit tương ứng. Vì vậy, ứng với điaxit ta có đibazơ, ứng với triaxit ta có tribazơ...và ta có sơ đồ tương ứng sau đây: 20