Kiến thức cơ bản hóa học - 2

Chia sẻ: | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:19

Thêm vào BST

Báo xấu

121
lượt xem 24
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'kiến thức cơ bản hóa học - 2', tài liệu phổ thông, ôn thi đh-cđ phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Kiến thức cơ bản hóa học - 2

1 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái M TS KHÁI NI M VÀ KI N TH C CƠ B N HÓA H C (2) 20. Thù hình (Allotropy, Allotrope) Thù hình (allotropy) là hi n tư ng m t nguyên t hóa h c hi n di n các d ng ơn ch t khác nhau. Các ơn ch t khác nhau c a m t nguyên t ư c g i là các d ng thù hình (allotrope). Thí d : Oxi (O2), ozon (O3), tetraoxi (O4) là ba d ng thù hình c a nguyên t oxi (oxigen, oxygen, O). Photpho tr ng, photpho , photpho en là ba d ng thù hình c a nguyên t photpho (phosphor, phosphorus, P). Graphit (than chì), kim cương, m hóng (b hóng, l ngh , than vô nh hình), fuleren (fullerene, C60) là b n d ng thù c a nguyên t cacbon (carbon, C). Nguyên t lưu huỳnh (sulphur, S) có nhi u d ng thù hình nh t, kho ng 30 d ng thù hình, như S8; S7; S6; S12; S18; .... 21. a hình (Polymorphy, Polymorphous, Polymorphism) a hình là hi n tư ng m t ch t r n hi n di n các d ng tinh th khác nhau. Các tinh th khác nhau c a m t ch t ư c g i là các d ng a hình (polymorphs: dimorphs, trimorphs, tetramorphs,...Có th d ch là nh hình, tam hình, t hình,...). S bi n i gi a d ng a hình này thành d ng a hình khác ư c g i là s chuy n hóa a hình (polymorphic transformation) Thí d : Canxi cacbonat (carbonat calcium, CaCO3) có hai d ng a hình là calcit (calcite) và aragonit (aragonite). Titan ioxit (dioxid titan, TiO2) có ba d ng a hình là brookit (brookite), anatas (anatase) và rutil (rutile). Kim lo i s t (Fe) có các d ng a hình (thù hình) là Fe-α (ferit, ferrite); Fe-γ (austenit, austenite); Fe-δ. Photpho (phosphor, P) có các d ng a hình (thù hình) là photpho tr ng, photpho và photpho en. Như v y a hình là s hi n di n các tinh th khác nhau c a cùng m t ch t r n (c h p ch t l n ơn ch t, n u là ơn ch t r n thì a hình cũng là thù hình) 22. H n h ng (Amalgam) H n h ng là h p kim c a th y ngân (Hg) v i kim lo i khác. Th y ngân là kim lo i duy nh t hi n di n d ng l ng i u ki n thư ng. Th y ngân hòa tan ư c r t nhi u kim lo i t o h n h ng. Tùy thu c vào t l gi a th y ngân và b t kim lo i em ph i tr n mà h n h ng thu ư c có th d ng l ng, s t (nhão) hay r n. H n h ng có th dùng làm ch t kh (h n h ng natri), dùng làm i n c c, dùng trong s phân kim (tách vàng, b c)... c bi t h n h ng ư c dùng làm v t li u trám răng. Ngư i ta l y h n h p b t kim lo i g m: 69,4% Ag (b c), 3,6% Cu ( ng), 26,2% Sn (thi c), 0,8% Zn (k m) (ph n trăm kh i lư ng) em hòa tan trong th y ngân (Hg) t o h n h ng dùng làm trám răng. Th y ngân chi m kho ng 42-45% kh i lư ng h n h ng này. Lúc u h n h ng d ng s t nên ư c nhét vào l tr ng c a răng c n trám. Th i gian ng n sau, v t li u này ông c ng l i. Hi n có nhi u tranh lu n v vi c dùng h n h ng trám răng, vì th y ngân là ch t c i v i th n kinh. Tuy nhiên theo các nha sĩ, h n h ng có an toàn cao, có l th y ngân b gi ch t trong h p kim v i các kim lo i nên không gây c h i áng k . Và trong th c t ngư i ta ã dùng phương pháp trám răng này t lâu (t gi a th k 19 n hi n nay) Trong khai thác nh l , ngư i ta dùng th y ngân gi l y vàng có l n trong qu ng, sau ó em chưng c t thu ư c vàng có hàm lư ng cao hơn. 23. ương lư ng. ương lư ng gam (Equivalent weight. Gram equivalent weight)
2 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái ương lư ng c a m t ch t là s ph n kh i lư ng c a ch t ó có th thay th hay ph n ng va v i 1 ph n kh i lư ng hi ro (hidrogen, hydrogen, H) hay 8 ph n kh i lư ng oxi (oxigen, oxygen, O). H2 + 1/2O2  → H2O  2g 16g 1g 8g H = 1; O = 8 0 CuO + H2 t → Cu + H2O  80g 2g 40g 1g => CuO = 40 2Al + 3/2O2  → Al2O3  54g 48g 9g 8g => Al = 9 Fe + 2HCl  → FeCl2 + H2↑  56g 2g 28g 1g => Fe = 28 (28 ph n kl Fe ã thay th 1 ph n kl H, trong HCl, nên ương lư ng c a Fe trong ph n ng này là 28) Na + CH3COOH  → CH3COONa + 1/2H2↑  23g 1g => = 23 Na ư ng lư ng gam c a m t ch t là kh i lư ng tính b ng gam c a ch t ó mà có s ch b ng s ch ương lư ng c a nó. ây là kh i lư ng tính b ng gam c a ch t ó có th ph n ng hay thay th v a v i 1 gam H hay 8 gam O. Như v y khái ni m ương lư ng v i ương lư ng gam cũng gi ng như khái ni m nguyên t lư ng, phân t lư ng v i nguyên t gam, phân t gam. Và do ó 1 ương lương gam m t ch t có th thay th hay ph n ng v a v i 1 mol H (1 nguyên t gam H) hay 0,5 mol O (0,5 nguyên t gam O). Thí d : = 1 => ương lư ng gam c a H ( lgH) = 1 gam H O = 8 => lgO = 8 g (8 g O ph n ng v a v i 1 g H. Hay 1 lg O ph n ng v a v i 1 lg H. Hay 0,5 mol O ph n ng v a v i 1 mol H) = 9 => lgAl = 9 g (9 g Al ph n ng v a v i 1 g H hay 8 g O. Hay 1 lg Al Al ph n ng v a v i 1 lg H hay 1 lg O. Hay 1 lg Al ph n ng v a v i 1 mol H hay 0,5 mol O) CuO = 40 => lgCuO = 40 g (40 g CuO ph n ng v a v i 1 g H. Hay 1 lg CuO ph n ng v a v i 1 lg H) S liên h gi a ương lư ng v i kh i lư ng nguyên t , kh i lư ng phân t (S liên h gi a ương lư ng gam v i kh i lư ng mol nguyên t , kh i lư ng mol phân t ) MA = A nA
3 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái A: ương lư ng ( ương lư ng gam) c a ch t A MA: Kh i lư ng nguyên t , kh i lư ng phân t (kh i lư ng mol nguyên t , kh i lư ng mol phân t , nguyên t gam, phân t gam) c a A nA: - Hóa tr c a A (n u A là kim lo i) - B ng s ion H+ mà m t phân t axit (acid) ã tham gia ph n ng (trao i) - B ng s ion OH- mà m t phân t bazơ (baz, base) ã tham gia ph n ng (trao i) - B ng s i n t mà m t phân t ch t oxi hóa ã nh n - B ng s i n t mà m t phân t ch t kh ã cho - B ng s i n tích âm hay s i n tích dương mà m t phân t mu i, oxit (oxid, oxide) kim lo i, axit (acid), bazơ (baz, base) ã tham gia trao i (ph n ng) - Nói chung 1 phân t A có ch a nA ương lư ng A hay 1 mol (1 nguyên t gam, 1 phân t gam) A có ch a nA ương lư ng gam A Thí d : M Al 27 Al = = 9 ( ương lư ng c a nhôm b ng 9; ương lư ng gam c a nhôm b ng 9 = 3 n Al gam; 1 nguyên t Al có ch a 3 ương lư ng Al; 1 mol Al có ch a 3 ương lư ng gam Al) M Fe 56 = = 28 ( ương lư ng c a s t (II) b ng 28; ương lư ng gam c a Fe(II) b ng = Fe(II) 2 nFe 28 g) Fe 56 = = 18,67 ( ương lư ng c a s t (III) b ng 18,67; lgFe(III) = 18,67 g) = Fe(III) 3 nFe H2SO4 + 2KOH  → K2SO4 + 2H2O  1 mol 2 mol 2 lg 2 lg M H 2 SO4 98 H 2 SO4 = = 49 (1 mol H2SO4 trong ph n ng này có ch a 2 lg H2SO4) = 2 nH 2 SO4 M KOH 56 = = 56 (1 mol KOH có ch a 1 lg KOH) = KOH 1 nKOH Như v y theo ph n ng trên 1 mol H2SO4 ph n ng v a v i 2 mol KOH; 2 lg H2SO4 ph n ng v a v i 2 lg KOH H2SO4 + KOH  → KHSO4 + H2O  1 mol 1 mol 1 lg 1 lg M H 2 SO4 98 H 2 SO4 = = 98 (1 mol H2SO4 trong ph n ng này có ch a 1 lg H2SO4) = 1 nH 2 SO4 M KOH 56 = = 56 (1 mol KOH có ch a 1 lg KOH) = KOH 1 nKOH Như v y theo ph n ng trên 1 mol H2SO4 ph n ng v a v i 1 mol KOH; 1 lg H2SO4 ph n ng v a v i 1 lg KOH
4 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái +7 +2 +2 +3 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4  → 2MnSO4 + 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O  Ch t oxi hóa Ch t kh Môi trư ng 2 mol 10 mol 10 lg 10 lg +7 +2 -  → Mn2+ (1 phân t ch t oxi hóa KMnO4 nh n 5 i n t ) KMnO4 + 5e  +2 +3 2+ -  → Fe3+ (1 phân t ch t kh FeSO4 cho 1 i n t ) Fe - 1e  M KMnO4 158 KMnO4 = = 31,6 ( ương lư ng c a KMnO4 trong ph n ng này b ng 31,6. 1 = 5 nKMnO4 mol KMnO4 có ch a 5 lg ch t oxi hóa KMnO4; 1 phân t KMnO4 nh n 5 i n t ; 1 mol ch t oxi hóa KMnO4 nh n 5 mol i n t ) M FeSO4 152 FeSO4 = = 152 ( ương lư ng c a FeSO4 trong ph n ng này b ng 152. ương = 1 nFeSO4 lư ng gam c a FeSO4 b ng 152 gam. 1 phân t FeSO4 ch a 1 ương lư ng kh FeSO4. 1 mol FeSO4 ch a 1 ương lư ng gam kh FeSO4. 1 mol ch t kh FeSO4 cho 1 mol i n t ) +2 0 +2,5 -1 2Na2S2O3 + I2  → Na2S4O6 + 2NaI  Natri hiposunfit Iot (Iod) Natri tertrationat Natri io ua (Iodur natrium) 2 mol 1 mol 2 lg 2 lg +2 +2,5 - 2S - 1e  → 2S (1 phân t Na2S2O3, ch a 2 nguyên t S, ã cho 1 i n t )  0 -1 - I2 + 2e  → 2I (1 phân t I2 ã nh n 2 i n t )  M Na 2 S 2 O3 158 = 158 (1 mol Na2S2O3 ch a 1 ương lư ng gam Na2S2O3) Na2S2O3 = = 1 nNa 2 S 2 O3 254 M I2 = = 127 (1 mol I2 ch a 2 ương lư ng gam I2) I2 = 2 I2 +3 -1 +2 0 2FeCl3 + 2KI  → 2FeCl2 + I2 + 2KCl  2 mol 2 mol 2 lg 2 lg +3 +2 3+ -  → Fe2+ (1 phân t FeCl3 nh n 1 i n t ) Fe + 1e  -1 0 - - I- 1e  → I (1 phân t KI cho 1 i n t )  M FeCl3 162,5 FeCl3 = = 162,5 (1 mol FeCl3 ch a 1 ương lư ng gam oxi hóa FeCl3) = 1 nFeCl 3 M KI 166 = = 166 (1mol KI ch a 1 ương lư ng gam kh KI) KI = 1 nKI
5 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái BaCl2(dd) + K2SO4(dd)  → BaSO4↓ + 2KCl(dd)  1 mol 1 mol 2 lg 2 lg 208 M BaCl 2 = = 104 (phân t BaCl2 có ch a 2 i n tích dương, cũng như 2 i n tích BaCl2 = 2 nBaCl 2 âm, tham gia trao i. Ba2+ 2Cl-, 1 mol BaCl2 có ch a 2 ương lư ng gam BaCl2) M K 2 SO4 174 K2SO4 = = 87 (1 phân t K2SO4 ch a 2 i n tích dương, cũng như 2 i n tích = 2 nK 2 SO4 âm, tham gia trao i. 2K+ SO42-, 1 mol K2SO4 có ch a 2 ương lư ng gam K2SO4) Al2O3 + 3H2SO4  → Al2(SO4)3 + 3H2O  1 mol 3 mol 6 lg 6 lg 102 M Al 2 O3 = 17 (2Al3+ 3O2-, 1 mol Al2O3 ch a 6 ương lư ng gam Al2O3) = Al2O3 = 6 n Al 2 O3 98 M H 2 SO4 = 49 (2H+ SO42-, 1 mol H2SO4 ch a 2 ương lư ng gam H2SO4) H2SO4 = = 2 nH 2 SO4 Qua các thí d trên, ta nh n th y hai ch t A, B tham gia ph n ng v a v i nhau thì có ch a s ương lư ng (hay s ương lư ng gam) b ng nhau. ây chính là n i dung c a nh lu t ương lư ng. nh lu t ương lư ng: Các ch t ph n ng, thay th , k t h p v a v i nhau thì có ch a s ương lư ng b ng nhau. N u VA lít dung d ch ch t tan A có n ng ương lư ng CA (trong 1 lít dung d ch này có ch a CA ương lư ng gam A) ph n ng v a v i VB lít dung d ch ch t tan B có n ng ương lư ng CB (trong 1 lít dung d ch này có ch a CB ương lư ng gam B) thì theo nh lu t ương lư ng, s ương lư ng gam c a A và B trong hai th tích trên b ng nhau: CAVA = CBVB Trong công th c trên, CA, CB bi u di n b ng n ng ương lư ng (N, nguyên chu n, normality, bi u th s ương lư ng gam ch t tan có trong 1 lít dung d ch, lg/L). Còn VA, VB bi u di n b ng b t c ơn v th tích nào cũng ư c, mi n là ph i cùng m t ơn v th tích. Công th c này thư ng dùng trong s nh phân, xác nh n ng c a m t dung d ch khi bi t n ng c a dung d ch c a ch t ph n ng v i nó và bi t th tích các dung d ch ph n ng v a (trong 4 s h ng, bi t ư c 3 s h ng kia thì s tính ư c s h ng còn l i). Nôm na c a nh lu t ương lư ng là: n u là ph n ng oxi hóa kh , khi hai ch t kh và ch t oxi hóa ph n ng v a v i nhau thì s mol i n t mà ch t kh cho b ng v i s mol i n t mà ch t oxi hóa nh n. N u là ph n ng trung hòa gi a m t axit v i m t bazơ, khi trung hòa thì s mol ion H+ c a axit b ng s mol ion OH- c a bazơ (k t h p v a va t o ch t không i n ly H2O). N u là ph n ng trao i gi a các mu i, bazơ, axit khi thay th (ph n ng) v a thì s mol i n tích dương c a ion dương b ng s mol i n tích âm c a ion âm (k t h p v a t o ra phân t trung hòa i n tích, k t h p v a t o ra ch t k t t a, tr m hi n, ch t d bay hơi, ch t không i n ly hay ch t i n ly y u hơn).
6 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái Thí d 1: C n dùng 8 mL dung d ch NaOH 0,1N trung hòa v a 10 mL dung d ch HCl. Xác nh n ng c a dung d ch HCl. (Bi t s trung hòa v a nh s i màu c a ch t ch th màu phenolptalein. Phenolptalein trong môi trư ng axit không màu, 1 gi t dư dung d ch NaOH sau khi trung hòa h t HCl, làm cho môi trư ng có tính ki m, pH > 8, làm cho phenolptalein trong môi trư ng này có màu tím sen nh t. Gi t dư dd NaOH ư c coi là sai s c a phép th tích nh phân). Khi trung hòa v a : CHClVHCl = CNaOHVNaOH 0,1N .8mL C V => CHCl = NaOH NaOH = = 0,08 N 10mL VHCl (dd HCl 0,08 N hay dd HCl 0,08 M, vì 1 mol HCl ch a 1 lg HCl) Thí d 2: C n dùng 12 ml dung d ch Na2S2O3 0,1N ph n ng v a 10 mL dung d ch I2. Xác nh n ng c a dung d ch I2. (Bi t ph n ng v a căn c vào s m t màu vàng c a dung d ch I2 hay s m t màu xanh dương c a h tinh b t trong dung d ch I2. Còn dư I2 thì do hi n di n h tinh b t nên dung d ch còn màu xanh, v a h t I2 thì dung d ch m t màu xanh dương) Theo nh lu t ương lư ng, khi ph n ng v a : CI 2 VI 2 = C Na 2 S 2 O3 VNa2 S 2 O3 12mL.0,1N C Na2 S 2 O3VNa 2 S 2 O3 => CI 2 = = 0,12 N= 10mL VI 2 (dd I2 0,12 N hay dd I2 0,06M, vì 1 mol I2 có ch a 2 lg ch t oxi hóa I2, 1 phân t I2 ã nh n t o 2 ion I-) 2 i nt Thí d 3: Khi cho t t dung d ch KMnO4 0,1 N vào 10 mL dung d ch FeSO4 trong môi trư ng axit H2SO4. Th y khi nh n 9 mL dung d ch KMnO4 thì lư ng KMnO4 cho xu ng không b m t màu tím n a. Xác nh n ng c a dung d ch FeSO4. Và hãy cho bi t trong 9 mL dung d ch KMnO4 ã ph n ng có ch a bao nhiêu mol KMnO4? Khi ph n ng v a : CFeSO4 VFeSO4 = CKMnO4 VKMnO4 0,1N .9mL C KMnO4 VKMnO4 => CFeSO4 = = 0,09 N = 10mL VFeSO4 (dd FeSO4 0,09N hay dd FeSO4 0,09 M. Vì 1 phân t FeSO4 ã cho 1 i n t to Fe2(SO4)3, hay 1 mol FeSO4 có ch a 1 lg kh FeSO4) 1 phân t KMnO4 trong môi trư ng axit, ã nh n 5 i n t , b kh t o MnSO4, hay 1 mol KMnO4 có ch a 5 lg oxi hóa KMnO4. Trong 9 mL dd KMnO4 0,1N có ch a: 9.10-3L.(0,1 lg/L) = 9.10-4 lg KMnO4 hay 9.10-4 lg.(1mol/5 lg) = 1,8.10-4 mol KMnO4. Chú ý: - Công th c CtVt = CsVs hay CV = C’V’ còn ư c áp d ng tìm th tích dung d ch có n ng cao em pha loãng (v i nư c c t) nh m thu ư c dung d ch có n ng loãng hơn. Áp d ng ư c công th c trên s pha loãng dung d ch v i ý nghĩa s mol ch t tan hay s ương lư ng gam ch t tan có trong dung d ch sau khi pha loãng
7 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái b ng s mol hay s ương lư ng gam ch t tan ó có trong dung d ch trư c khi pha loãng. Vt, Vs là th tích c a dung d ch trư c và sau khi pha loãng (tính cùng m t ơn v th tích). Ct, Cs là n ng mol/L hay lg/L c a dung d ch trư c và sau khi pha loãng. N u là nh phân thì C b t bu c ph i là n ng lg/L. Còn pha loãng dung d ch thì C dùng n ng mol/L hay lg/L u ư c. Thí d : C n dùng bao nhiêu th tích dung d ch NaOH 0,15M pha thành 100 mL dung d ch NaOH 0,1M? CtVt = CsVs => Vt = CsVs/Ct => Vt = 0,1Mx100mL/0,15M = 66,67 mL dd NaOH 0,15M. L y 66,67 mL dd NaOH 0,15M cho vào bình nh m c 100 mL, sau cho t nư c c t vào bình nh m c cho 100 mL, s thu ư c 100 mL dd NaOH 0,1M C n l y bao nhiêu th tích dung d ch KMnO4 1N pha thành 250 mL dung d ch KMnO4 0,05N? CtVt = CsVs => Vt = CsVs/Ct => Vt = 0,05Nx250mL/1N = 12,5 mL dd KMnO4 1 N V i các a axit (phân t ch a nhi u hơn 1 ion H+, như H2SO4, H3PO4), cũng như các - a bazơ (phân t ch a nhi u hơn 1 ion OH-, như Ca(OH)2), cũng như các ch t oxi hóa, ch t kh có th nh n, cho i n t khác nhau, thì tùy theo ph n ng mà m t phân t có th có m t hay nhi u tr s ương lư ng. Tuy nhiên, trong pha ch , ngư i ta thư ng căn c trên s ion H+ trong 1 phân t axit hay s ion OH- có trong phân t axit, bazơ ó mà k t lu n s ương lư ng gam axit hay bazơ có trong 1 mol axit hay bazơ pha ch . Tương t v i các ch t oxi hóa, ch t kh , ngư i ta thư ng căn c vào ph n ng thư ng g p c a ph n ng oxi hóa kh c a các ch t oxi hóa kh này xác nh s ương lư ng gam ch t oxi hóa hay ch t kh có trong 1 mol ch t oxi hóa hay ch t kh pha ch các dung d ch các ch t oxi hóa kh này. Ho c căn c vào ph n ng x y ra trong s nh phân mà ngư i ta s xác nh 1 mol ch t tan có ch a bao nhiêu ương lư ng gam pha ch thích h p, có th nói n ng ương lư ng ph thu c vào ph n ng kh o sát. Thí d : HCl ch a 1 ion H+ trong phân t => 1 phân t HCl ch a 1 ương lư ng HCl hay 1 mol HCl ch a 1 lg HCl; H2SO4 có ch a 2 ion H+ trong phân t => phân t H2SO4 có ch a 2 ương lư ng H2SO4 hay 1 mol H2SO4 có ch a 2 lg H2SO4; H3PO4 ch a 3 ion H+ trong phân t => phân t H3PO4 ch a 3 ương lư ng H3PO4 hay 1 mol H3PO4 ch a 3 lg H3PO4. NaOH ch a 1 ion OH- trong phân t nên phân t NaOH ch a 1 ương lư ng NaOH hay 1 mol NaOH ch a 1 lg NaOH; Ca(OH)2 ch a 2 ion OH- trong phân t nên phân t Ca(OH)2 ch a 2 ương lư ng Ca(OH)2 hay 1 mol Ca(OH)2 ch a 2 lg Ca(OH)2. dd HCl 0,1N = dd HCl 0,1M; dd H2SO4 2N = dd H2SO4 1M; dd NaOH 0,1N = dd NaOH 0,1M; dd Ca(OH)2 0,02N = dd Ca(OH)2 0,01M (M: n ng mol/L, bi u di n s mol ch t tan có trong 1 lít dung d ch. N: n ng ương lư ng gam/L, bi u di n s lg ch t tan có trong 1 lít dung d ch). Ch t oxi hóa KMnO4 trong môi trư ng axit (thư ng là H2SO4) b kh t o mu i Mn2+, nên 1 phân t KMnO4 nh n 5 i n t , nên 1 phân t KMnO4 ch a 5 ương lư ng KMnO4, 1 mol KMnO4 ch a 5 lg oxi hóa KMnO4. Do ó dd KMnO4 1M = dd KMnO4 5N. 1 phân t I2 nh n 2 i n t t o 2 ion I-. Do ó 1 mol I2 có ch a 2 lg I2. t o Fe3+ do ó 1 mol Do ó dd I2 1M = dd I2 2N. 1 phân t FeSO4 cho 1 i n t
8 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái FeSO4 ch a 1 ương lư ng gam kh FeSO4=> dd FeSO4 0,1N = dd FeSO4 0,1M. 1 phân t Na2S2O3 cho 1 i n t t o Na2S4O6. Do ó 1 mol Na2S2O3 có ch a 1 lg kh Na2S2O3 => dd Na2S2O3 0,5N = dd Na2S2O3 0,5M. 24. Dung d ch Dung d ch là m t h ng nh t g m hai hay nhi u ch t trong ó các phân t ch t tan khu ch tán u vào toàn b th tích c a dung môi. Gi a ch t tan và dung môi trong dung d ch không có b m t phân chia (các ch t trong dung d ch t o m t h ng nh t, không phân bi t ư c b ng m t thư ng, gi a các ch t trong dung d ch) Khi nói dung d ch mà không nói gì khác thì hi u là dung d ch l ng và dung môi là nư c. Vì th t ra có dung d ch khí, dung d ch r n và nhi u dung môi khác. Thí d h n h p g m hai khí N2 và O2 là m t dung d ch khí. H p kim vàng v i b c là m t dung d ch r n. Thí d : Dung d ch NaCl: ch t tan là NaCl, dung môi là H2O. Dung d ch H2SO4: ch t tan là H2SO4, dung môi là nư c. Nư c ư ng: dung d ch saccarozơ (saccarose, saccharose, sucrose, C12H22O11): ch t tan là ư ng saccarozơ, dung môi là nư c. Dung d ch bão hòa ch t tan A (Saturated solution) là dung d ch ã hòa tan t i a ch t tan A m t nhi t xác nh. V i dung d ch ã bão hòa A n u khi thêm A vào n a, thì A s không hòa tan vào dung d ch mà s tách kh i dung d ch (A s k t t a tách kh i dung d ch, n u A là ch t tan r n) ho c phân l p tách kh i dung d ch (n u A là ch t tan l ng) Thí d : 25ºC, 100 gam H2O hòa tan ư c t i a 35,7 gam NaCl, như v y dung d ch g m 35,7 gam NaCl trong 100 gam H2O 25ºC là dung d ch bão hòa NaCl. 20ºC 100 gam H2O hòa tan ư c t i a 197 gam saccarozơ (còn 100ºC thì 100 gam H2O hòa tan ư c t i a 487 gam saccarozơ). Như v y dung d ch g m 100 gam nư c hòa tan 197 gam ư ng (saccarozơ) 20ºC là m t dung d ch bão hòa saccarozơ. Dung d ch chưa bão hòa ch t tan A (Unsaturated solution) là dung d ch còn hòa tan ư c thêm ch t tan A. Thí d dung d ch g m 100 gam nư c hòa tan 15 gam NaCl 25ºC là dung d ch chưa bão hòa NaCl, dung d ch này có th hòa tan thêm NaCl. Dung d ch quá bão hòa ch t tan A (Supersaturated solution) là dung d ch ch a ch t tan A vư t quá n ng bão hòa nhi t xác nh. Nguyên nhân có s t o dung d ch quá bão hòa là do thi u m m k t tinh. Khi cho m t ít tinh th cùng lo i hay dùng ũa khu y khu y dung d ch hay c vào thành bình bên trong ng dung d ch quá bão hòa thì lư ng ch t tan vư t quá n ng bão hòa s k t t a tách kh i dung d ch và ta s thu ư c dung d ch bão hòa ch t tan ó. Thí d : Khi un nóng n 100ºC thì 100 gam H2O hòa tan ư c t i a 38,4 gam NaCl. ngu i t nhiên t t thì khi dung d ch v 25ºC, thì ta v n th y dung d ch trong su t, như v y ta thu ư c dung d ch quá bão hòa NaCl. N u cho m t ít tinh th NaCl vào hay khu y dung d ch này thì lư ng NaCl vư t quá n ng bão hòa 25ºC s k t t a (38,4 g – 35,7 g = 2,7 g NaCl k t t a), và còn l i là dung d ch bão hòa NaCl 25ºC. 25. N ng dung d ch
9 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái N ng dung d ch là i lư ng cho bi t m c m c c a dung d ch, n ng c a dung d ch ư c bi u th m t lư ng xác nh ch t tan có trong lư ng xác nh dung d ch hay dung môi. N ng ph n trăm kh i lư ng (Percent composition by mass, Percent by mass, - Weight percent, %): bi u th s ph n kh i lư ng ch t tan có trong m t lư ng 100 ph n kh i lư ng dung d ch. N u ơn v kh i lư ng là gam thì n ng ph n trăm bi u th s gam ch t tan có trong 100 gam dung d ch. Thí d : dung d ch NaCl 15%: có 15 gam NaCl trong 100 gam dung d ch (n u không nói gì thêm, thì hi u là có m t ch t tan NaCl và dung môi là nư c), do ó có 100 g – 15 g = 85 g dung môi H2O trong 100 gam dung d ch này. N ng mol/lít (N ng - mol, N ng phân t gam/lít, Molarity, ký hi u M): bi u th s mol ch t tan có trong 1 lít dung d ch. Thí d : dung d ch H2SO4 3M: có 3 mol H2SO4 trong 1 lít dung d ch này. N ng ương lư ng gam/lít (N ng - ương lư ng, nguyên chu n, Normality, ký hi u N): bi u th s ương lư ng gam ch t tan có trong 1 lít dung d ch. Thí d : dung d ch H2SO4 2N: có 2 ương lư ng gam H2SO4 trong 1 lít dung d ch. N ng molan (Molality, ký hi u m): bi u th s mol ch t tan có trong 1000 gam - dung môi. Thí d : dung d ch C2H4(OH)2 1,5m: có 1,5 mol C2H4(OH)2 (etylenglicol) trong 1000 gam dung môi (H2O) Phân mol (Ph n mol, Phân s mol, Mole fraction, x): bi u th s mol ch t tan có - trong 1 mol dung d ch. Thí d : dung d ch NaCl có phân mol NaCl 0,1 nghĩa là có 0,1 mol NaCl trong 1 mol dung d ch. N u không có ch t tan nào khác thì 1 mol dung d ch này ch a 0,1 mol NaCl và 0,9 mol dung môi H2O. T ng quát, phân mol c a c u t i có trong m t dung d ch hay m t h n h p là t s gi a s mol c a c u t i v i t ng s mol các c u t có trong dung d ch hay h n h p. ni n =i xi = n1 + n2 + n3 + ... ∑ ni 0 ≤ xi ≤ 1 xi = 0 => dd không ch a ch t tan i xi = 1 => ch có ch t i nguyên ch t n1 n2 n3 x1 + x2 + x3 + ... = + ... + + n1 + n2 + n3 + ... n1 + n2 + n3 + ... n1 + n2 + n3 + ...
10 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái ∑n n1 + n2 + n3 + ... = ∑x = n = =1 i i 1 + n2 + n3 + ... ∑n i =1 (T ng các phân mol c a dung d ch hay h n h p b ng 1) ∑x i Tùy theo m c ích mu n xác nh, cũng như dung d ch m c hay r t loãng, mà ngư i ta t ra các lo i n ng khác nhau. Thí d t n ng ương lư ng xác nh n ng dung d ch khác khi nh phân. N ng mol/lít d hi u, d pha ch , nhưng n ng này thay i theo nhi t . N ng molan, n ng ph n trăm kh i lư ng, không thay i theo nhi t ,... Chúng ta c n hi u ý nghĩa c a các lo i n ng trên và chuy n i qua l i gi a các n ng này. Lúc này c n ph i bi t thêm tr s kh i lư ng riêng c a dung d ch (bi u th kh i lư ng c a dung d ch có trong m t ơn v th tích c a dung d ch). Không nên thu c lòng công th c chuy n i mà nên i t ý nghĩa c a n ng cho tìm n ng yêu c u. Thí d 1: Dung d ch H2SO4 62% có kh i lư ng riêng D = 1,52 g/mL ( 20ºC). Hãy cho bi t n ng mol/L, n ng lg/L, n ng molan, phân mol c a dung d ch này ( 20ºC). (H = 1; S = 32; O = 16) 62 g 62 100 g dd  → 62 g H2SO4 (M = 98) => = mol H2SO4  98 g / mol 98 100 g 100 0,1 mL dd = L dd. = 1,52 g / mL 1,52 1,52 62 mol 98 = 9,6163 mol/L ≈ 9,616 mol/L (dd H2SO4 9,616 M) N ng mol/L = 0,1 L 1,52 1 phân t H2SO4 có ch a 2 ion H+, nên 1 mol H2SO4 có ch a 2 lg H2SO4, do ó n ng lg/L c a dung d ch là: 9,616 mol/L (2 lg/mol) = 19,232 lg/L = 19,232 N (dd H2SO4 19,232 N) 100 g dd – 62 g ch t tan = 38 g dm (H2O) 62 38 g dm  → mol H2SO4  98 1000 g dm  → ?  62 x1000 98 = 16,64876 ≈ 16,649 m (dd H2SO4 16,649 m) N ng molan là: 38 62 38 100 g dd ch a 62 g H2SO4, 38 g H2O => mol H2SO4; mol H2O 98 18 Phân mol c a ch t tan H2SO4 trong dung d ch này là: 62 98 = 0,23 (phân mol c a H2SO4 là 0,23; phân mol c a dung môi H2O là 0,77) xH2SO4 = 62 38 + 98 18
11 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái (Có th ki m l i b ng cách l y m t trong các k t qu tính ư c i ra b n n ng kia) Thí d 2: Dung d ch NH3 13,8M có kh i lư ng riêng 0,904 g/mL ( 20ºC). Hãy xác nh n ng ph n trăm kh i lư ng, n ng lg/L, n ng molan, phân mol c a dung d ch này ( 20ºC). (N = 14; H = 1; O = 16) 1 L dd = 1000 mL dd  → 13,8 mol NH3 => 13,8 mol (17 g/mol) = 234,6 g NH3  Kh i lư ng c a 1 lít dd là: 1000 mL(0,904 g/mL) = 904 g dd 904 g dd  → 234,6 g NH3  100 g dd  → ?  N ng ph n trăm kh i lư ng c a dung d ch là: 234,6 x100 = 25,95 (dd NH3 25,95%) 904 1 phân t trung hòa ư c 1 ion H+ ( t o mu i NH4+, hay 1 phân t NH3 trong nư c, trên nguyên t c, có th phân ly t o 1 ion OH-) nên 1 mol NH3 có ch a 1 lg NH3. Do ó n ng lg/L c a dung d ch là: 13,8 mol/L (1 lg/mol) = 13,8 lg/L (dd NH3 13,8 N) 1 L dd = 1000 mL dd  → 13,8 mol NH3 => 13,8 mol (17 g/mol) = 234,6 g NH3  Kh i lư ng c a 1 lít dd là: 1000 mL (0,904 g/mL) = 904 g dd Kh i lư ng dung môi có trong 1 lít dung d ch là: 904 g dd – 234,6 g ch t tan = 669,4 g dm (H2O) 669,4 g dm  → 13,8 mol NH3  1000 g dm  → ?  13,8 x1000 = 20,615 (dd NH3 20,615 m) N ng molan c a dung d ch là: 669,4 669,4 1 lít dd ch a: 13,8 mol NH3; mol H2O 18 Phân mol c a NH3 là: 13,8 = 0,27 (phân mol c a NH3 là 0,27; phân mol c a H2O là 0,73) xNH3 = 669,4 13,8 + 18 26. pH, pOH (power of hydrogen, potential of hydrogen, power of hydronium ion ion H+, ion OH- c a concentration, power of hydroxide ion concentration, ch s o n ng dung d ch loãng) Nư c t nhiên (sông, su i, ao, h , bi n, gi ng,..) d n i n là do trong ó có hi n di n nhi u ion như Ca2+, Mg2+, Na+, Fe2+, HCO3-, Cl-, SO42-, Br-,...Tuy nhiên nư c th t tinh khi t (chưng c t nhi u l n) v n d n i n, m c dù r t y u. i u này ch ng t trong nư c nguyên ch t cũng có ion, ó là ion H+ (hay H3O+) và ion OH- do nư c t phân ly ra. Tích s n ng mol/L c a hai ion H+ và OH- trong nư c nguyên ch t (hay trong b t c dung d ch nào có nư c, như dung d ch axit, dung d ch bazơ, dung d ch mu i,...) b ng h ng s , b ng 10-14 25ºC. i lư ng này ư c g i là tích ion c a nư c (KW).
12 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái H+ + OH- H2O KW = [H+][OH-] = 10-14 ( 25ºC) [H+]: n ng ion H+, bi u di n s mol ion H+ có trong 1 lít dung d ch (hay 1 lít H2O) [OH-]: n ng ion OH-, bi u di n s mol ion OH- có trong 1 lít dung d ch (hay 1 lít H2O) Trong th c t s phân ly ion c a nư c không áng k , tính ra trung bình kho ng 555 tri u phân t H2O m i có 1 phân t H2O phân ly ion. Do ó nư c ư c coi là m t ch t không i n ly. V i nư c nguyên ch t hay m t dung d ch trung tính (trung hòa, không có tính axit, cũng không có tính bazơ), thì s ion H+ b ng s ion OH- hay n ng mol/L c a hai ion này trong + - nư c hay trong dung d ch trung tính b ng nhau, [H ] = [OH ] T : KW = [H+][OH-] = 10-14 => [H+]2 = [OH-]2 = 10-14 => [H+] = [OH-] = 10-7 mol ion/L ion H+, ion OH- quá nh như trên không thông d ng (khó tư ng tư ng, khó hi u, V i n ng ion H+, ion không i chúng) nên ngư i ta ưa ra nh nghĩa pH như sau bi u th n ng OH- c a các dung d ch axit, bazơ r t loãng: 1 pH = log = − log[ H + ] [H + ] log: logarit th p phân, có cơ s b ng 10, nghĩa là log10 = 1 [H+]: n ng ion H+ c a dung d ch, bi u th s mol ion H+ có trong 1 lít dung d ch Khái ni m pH ư c ưa ra u tiên b i nhà sinh hóa ngư i an M ch, Soren Peter Lauritz Sorensen, vào năm 1909. ion H+ l n thì có tr Ngư c v i các cách bi u di n n ng khác, ây dung d ch có n ng ion H+ th p thì có tr s pH cao. Nghĩa là tr s pH t l s pH th p và ngư c l i, n ng + ngh ch v i n ng ion H . Dung d ch càng có tính axit thì có tr s pH càng th p, dung d ch càng có tính bazơ thì tr s pH càng cao. Nh c l i: log1 = 0 (log còn ký hi u là lg) log 10 = 1 log(a.b.c) = loga + logb + logc a log( ) = loga – logb b logan = nloga loga = logb => a = b a > b => loga > logb loga > 0 n u a >1 loga < 0 n u a < 1 V i nư c nguyên ch t (H2O) hay dung d ch trung tính (trung hòa) - [H+] = [OH-] = 10-7 M => pH = -log[H+] = -log10-7 = -(-7)log10 = 7(1) = 7 Như v y v i nư c nguyên ch t hay dung d ch trung tính thì có pH = 7
13 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái V i dung d ch axit (acid) hay có tính axit (như dung d ch mu i b th y phân, như - NH4Cl) => [H+] > [OH-] => [H+] > 10-7 M 1 1 => < −7 [ H ] 10 + 1 1 => log( + ) < log( − 7 ) [H ] 10 -7 => pH < log1 - log10 = 0 –(-7)log10 = 7(1) = 7 => pH < 7 Như v y v i dung d ch axit hay có tính axit thì có tr s pH < 7 V i dung d ch bazơ hay có tính bazơ (như dung d ch mu i CH3COONa b th y - phân) => [OH-] > [H+] => [OH-] > 10-7M 10−14 10−14 => [H+] = < [OH − ] 10− 7 => [H+] < 10-7 M 1 1 => > −7 [ H ] 10 + 1 1 => log( + ) > log( − 7 ) [H ] 10 => pH > log1 - log10-7 = 0 – (-7).log10 = 7 => pH > 7 Như v y dung d ch bazơ hay có tính bazơ có pH > 7 Thư ng thang pH áp d ng cho các dung d ch axit (acid), bazơ (baz, base) loãng, thư ng có [H+] ≤ 1 mol ion/L, cũng như [OH-] ≤ 1 mol ion/L, nên pH các dung d ch này bi n thiên t 0 n 14. Trên lý thuy t, có pH < 0 (pH âm) cũng như pH > 14, nhưng ây là các dung d ch axit, bazơ có n ng không loãng, nên ngư i ta không dùng i lư ng pH n a bi u th n ng ion H+ cũng như OH- c a các dung d ch này. 0 7 14 | | | pH dd axit H2O dd bazơ xác nh pH c a m t dung d ch ngư i ta dùng pH k (hay pH met) hay dùng gi y o pH. c a ion H+, OH- Gi y o pH là lo i gi y có t m ch t ch th màu thích h p, tùy theo n ng (tr s pH) mà nó có màu khác nhau, dùng gi y này nhúng vào dung d ch c n o pH r i so sánh màu v i b ng màu chu n xem màu c a gi y o ti p v i màu nào và như v y cho ta bi t ư c kho ng ch ng tr s pH c a dung d ch. Do ó gi y o pH ch giúp ta d oán kho ng ch ng pH c a dung d ch ch không cho tr s chính xác. Mu n có tr s pH chính xác c a dung d ch, ta ph i c n dùng pH k .
14 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái Dư i ây là tr s pH c a m t s dung d ch: dung d ch HCl 10M có pH = -1 dung d ch HCl 1M có pH = 0 dd axit trong bình acqui (dd H2SO4) có pH kho ng 0,5 d ch v (nư c trong bao t , dd HCl) có pH kho ng 1,5 – 2,0 nư c chanh (ch a acid citric) có pH kho ng 2,4 nư c cocacola có pH kho ng 2,5 d m ăn (dd CH3COOH) có pH kho ng 2,9 nư c cam v t hay nư c táo (bom) ép có pH kho ng 3,5 nư c cà chua có pH kho ng 4,0 bia có pH kho ng 4,5 mưa axit có pH < 5 cà phê có pH kho ng 5,0 nư c trà (chè) có pH kho ng 5,5 nư c ti u (nư c ái) có pH kho ng 6,0 s a có pH kho ng 6,5 nư c nguyên ch t có pH = 7 nư c b t (nư c mi ng) ngư i có pH kho ng 6,5 – 7,4 máu có pH kho ng 7,34 – 7,45 nư c bi n có pH kho ng 7,7 – 8,3 xà phòng (xà bông) có pH kho ng 9,0 – 10,0 dung d ch amoniac lau v t d ng trong nhà có pH kho ng 11,5 nư c t y áo qu n có pH kho ng 12,5 nư c vôi quét tư ng có pH kho ng 12,7 dung d ch ki m dùng trong nhà ( t y d u m lò n u, b n c u tiêu,...) (household lye, dd g m NaOH- Na2CO3) có pH kho ng 13,5 dung d ch NaOH 1M có pH = 14 dung d ch NaOH 2M có pH = 14,3 (Ch y u tham kh o c a trang web: http://en.wikipedia.org/wiki/PH) pH = -log[H+] T: => log[H+] = -pH => log[H+] = -pH.log10 = log10-pH [H+] = 10-pH => Nghĩa là bi t pH c a dung d ch thì ta bi t ư c n ng ion H+ c a dung d ch ó Thí d : Dung d ch A có pH = 2 => n ng ion H+ c a dung d ch A là: [H+] = 10-pH = 10-2 M Ngư i ta còn nh nghĩa i lư ng pOH như sau: 1 = -log[OH-] pOH = log( [OH ] − [OH-]: n ng c a ion OH- trong dung d ch, bi u di n s mol ion OH- có trong 1 lít dung d ch. pOH và n ng OH- t l ngh ch nhau, [OH-] ↑ thì pOH↓ và ngư c l i, [OH-]↓ thì pOH↑
15 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái OH- c a dung d ch này Tương t , n u bi t pOH c a m t dung d ch ta s tính ư c n ng b ng công th c: [OH-] = 10-pOH Thí d : Dung d ch B có pOH = 12 => n ng ion OH- c a dung d ch B là: [OH-] = 10-pOH = 10-12 M [H+][[OH-] = 10-14 T: -log[H ] – log[OH-] = -log10-14 + => => pH + pOH = -(-14) log10 = 14.(1) = 14 => pH + pOH = 14 Nghĩa là t ng tr s pH và pOH c a cùng m t dung d ch thì b ng 14. Do ó n u bi t ư c pH ta s tính ư c pOH c a dung d ch ó ho c ngư c l i, bi t pOH ta tìm ư c pH c a dung d ch ó. Thí d 1: Tính pH c a các dung d ch: HCl 0,1M; H2SO4 0,005M; NaOH 0,1M; Ca(OH)2 0,005M. Cho bi t các axit bazơ trên là các axit, bazơ m nh, nó phân ly hoàn toàn t o ion trong dung d ch (coi phân t H2SO4 phân ly h t trong dung d ch t o 2 ion H+ và ion SO42-) HCl  → H+ + Cl-  1 lít dd: 0,1 mol => 0,1 mol => có 0,1 mol ion H+ trong 1 lít dung d ch => [H+] = 0,1 M = 10-1 M pH = -log[H+] = -log10-1 = -(-1).log10 = 1 pH = 1 H2SO4  → 2H+ + SO42-  1 lít dd: 0,005 mol => 0,01 mol => [H+] = 0,01 M = 10-2 M pH = -log[H+] = -log10-2 = -(-2).log10 = 2 pH = 2 NaOH  → Na+ + OH-  1 lít dd: 0,1 mol => 0,1 mol => [OH ] = 0,1 M => pOH = -log[OH-] = -log(0,1) = -(-1) = 1 - Mà: pH + pOH = 14 => pH = 14 – pOH = 14 – 1 => pH = 13 Ca(OH)2  → Ca2+ + 2OH-  1 lít dd: 0,005 mol => 0,01 mol - -2 => [OH ] = 0,01 mol/L = 10 M => pOH = -log[OH-] = - log10-2 = -2(-1) log 10 = 2 Mà: pH + pOH = 14 => pH = 14 – pOH = 14 – 2 = 12
16 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái Ho c n u không tính pOH b ng công th c pOH = -log[OH-], thì t n ng ion OH-, áp d ng bi u th c KW = [H+][OH-], ta tính ư c [H+] c a dung d ch r i tính pH b ng công th c pH = -log[H-]. 10−14 10−14 Thí d v i dung d ch Ca(OH)2 0,005M, có [OH-] = 0,01M => [H+] = = [OH − ] 0,01 => [H+] = 10-12 M => pH = -log[H+] = log10-12 = -(-12).log10 = 12 Thí d 2: T dung d ch HCl có pH = 1, mu n thu ư c dung d ch HCl có pH = 2 thì ph i pha loãng dung d ch bao nhiêu l n? Tương t t dung d ch NaOH có pH = 13, mu n thu ư c dung d ch có pH = 11 thì ph i pha loãng bao nhiêu l n? Chú ý là Vdd sau khi pha loãng = nVdd trư c khi pha loãng thì ã pha loãng n l n; Và s mol ion H+ cũng như ion OH- trong dung d ch sau khi pha loãng b ng s mol ion H+ cũng như ion OH- có trong dung d ch trư c khi pha loãng. Vt: th tích dung d ch trư c khi pha loãng (lít) Vs: th tích dung d ch sau khi pha loãng (lít) Dung d ch HCl trư c khi pha loãng có pH = 1 => [H+]t = 10-pH = 10-1M Dung d ch HCl sau khi pha loãng có pH = 2 => [H+]s = 10-pH = 10-2M S mol ion H+ trong dung d ch sau khi pha loãng b ng s mol ion H+ có trong dung d ch trư c 10−1Vt khi pha loãng => CsVs = CtVt => 10-2Vs = 10-1Vt => Vs = = 10Vt 10− 2 Vs = 10Vt . Như v y ã pha loãng dung d ch HCl 10 l n. (L y 1 ph n th tích dd HCl có pH = 1 cho vào m t ng ong hình tr (eprouvet, cyclinder, graduated cyclinder, éprouvette) sau ó thêm nư c c t vào cho n 10 ph n th tích, ta thu ư c dd HCl có pH = 2) Làm tương t v i dung d ch NaOH, nhưng v i dung d ch bazơ thì s mol ion OH- trong dung d ch sau khi pha loãng b ng s mol OH- có trong dung d ch trư c khi pha loãng. Dung d ch NaOH trư c khi pha loãng có pH = 13 => pOH = 14 – pH = 14 – 13 = 1 => [OH-]t = 10-pOH = 10-1 M Dung d ch NaOH sau khi pha loãng có pH = 11 => pOH = 14 – pH = 14 – 11 = 3 => [OH-]s = 10-3 M 10−1Vt CsVs = CtVt => 10-2Vs = 10-1Vt => Vs = = 100Vt 10− 3 Vs = 100Vt . Như v y ã pha loãng 100 l n. (L y 1 mL dd NaOH có pH = 13 cho vào bình c u nh m c có th tích 100 mL (fiol, volumetric flask, fiole), r i thêm nư c c t vào cho n v ch 100, l c u, ta ã thu ư c 100 mL dd NaOH có pH = 11) Thí d 3: Tính pH c a dung d ch CH3COOH 0,1M. Bi t r ng CH3COOH trong dung d ch này có i n ly (ph n trăm phân ly ion) α = 1,34% ( 25ºC). Tính pH c a dung d ch CH3COOH 0,1M. Bi t r ng CH3COOH có h ng s phân ly ion (Ka) b ng 1,8.10-5 ( 25ºC).
17 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái Chú ý là v i dung d ch axit hay bazơ y u, tính ư c pH, ngoài n ng mol/L c a dung i n ly (α) ho c h ng s phân ly ion Ka, Kb, thì m i bi t ư c n ng d ch, c n ph i bi t c a ion H+, OH- trong dung d ch và do ó m i tính ư c pH c a các dung d ch lo i này. N ng mol/L u bài cho là n ng ã cho cho axit hay bazơ vào dung d ch lúc u (trư c khi phân ly thành ion trong dung d ch). i n ly (α) (hay ph n trăm phân ly ion) có ý nghĩa c 1 mol ch t i n ly cho vào dung d ch lúc u thì có α mol ch t i n ly này phân ly thành ion th c s t m c cân b ng. Axit y u AH có s phân ly m t ph n thành ion trong dung d ch s cân b ng ion (cân b ng gi a d ng ion và d ng phân t trong dung d ch) A- H+ AH + H ng s phân ly ion Ka c a axit y u AH trên là: [ A− ][ H + ] Ka = ( )cb [ AH ] CH3COO- + H+ CH3COOH 1 lít dd lúc u (t = 0): C mol có 0 0 (lúc u chưa phân ly ion) lúc cân b ng (tcb): αC mol phân ly αC αC mol t o (1 mol phân ly α mol. 1 lít có ch a C mol nên s mol CH3COOH ã phân ly trong 1 lít dd t cân b ng là αC mol) Như v y n ng ion H+ lúc t cân b ng (coi như phân ly xong) là [H+]cb = αC (mol ion/L) pH = =log[H+] => pH = -log(αC) V i dd CH3COOH 0,1M. i n ly 1,34% => C = 0,1 M = 10-1 M; α = 1,34% = 0,0134 = 1,34.10-2 pH = -log(αC) = -log(1,34.10-2.10-1) = 2,87 CH3COO- + H+ CH3COOH 1 lít dd lúc u (t = 0): C mol có 0 0 (lúc u chưa phân ly ion) lúc cân b ng (tcb): x mol phân ly x x mol t o (x: s mol CH3COOH th c s phân ly thành ion trong 1 lít dd t cân b ng) x2 [CH 3COO − ][ H + ] x.x = 1,8.10-5 (bi t C, gi i phương trình b c hai, tìm Ka = ( ) cb = = [CH 3COOH ] C−x C−x ư c x, t c bi t n ng ion H+, nên tính ư c pH c a dung d ch) H ng s phân ly ion Ka = 1,8.10-5 khá nh , s phân ly ion không áng k , nên x C – x ≈ C (Khi h ng s phân ly ion < 10-4 thì có th b qua x so v i C, s mol phân ly so v i s mol ch t i n ly lúc u. Cũng như khi α < 5%, thì có th b qua α, so v i 1, s mol ch t i n ly phân ly ion so v i 1 mol ch t i n ly có lúc u) x2 x2 -5 ≈ 1,8.10-5 => x2 = 1,8.10-5.C = 1,8.10-5.0,1 = 1,8.10-6 T: = 1,8.10 => C−x C => x = 1,34.10-3
18 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái [H+]cb = x = 1,34.10-3M => pH = -log[H+] = -log(1,34.10-3) = 2,87 x 1,34.10−3 = 1,34.10− 2 = 1,34% Có th tìm l i ư c i n ly α c a CH3COOH trong dung d ch là α = = 0,1 C ( i n ly theo nh nghĩa là t s gi a s phân t ch t i n ly th c s phân ly thành ion v i s phân t ch t i n ly em hòa tan trong dung d ch lúc u) Thí d 4: Tính pH dung d ch NH3 0,1M. Cho bi t NH3 có i n ly 1,34% trong dung d ch này ( 25ºC). Tính pH dung d ch NH3 0,1M. Bi t NH3 có h ng s phân ly ion Kb = 1,8.10-5 ( 25ºC). NH4+ + OH- NH3 + H2O ` 1 lít dd t = 0: C mol có 0 0 t : αC mol phân ly αC αC t o => [OH-]cb = αC mol ion/L => pOH = -log[OH-] => pOH = -logαC Th : C = 0,1 M = 10-1; α = 1,34% = 1,34.10-2 => pOH = -log(1,34.10-2.10-1) = 2,87 Mà: pH + pOH = 14 => pH = 14 – pOH = 14 – 2,87 = 11,13 NH4+ + OH- NH3 + H2O ` 1 lít dd t = 0: C mol có 0 0 t : x mol phân ly x xt o [ NH 4 ][OH − ] x2 x.x + = 1,8.10-5 Kb = ( )cb = = [ NH 3 ] C−x C−x Kb có tr s khá nh , s phân ly ion không áng k => x C – x ≈ C x2 x2 x2 = 1,8.10-5 => ≈ 1,8.10-5 . Th C = 0,1 M => = 1,8.10− 5 T: 0,1 C−x C 2 -6 -3 => x = 1,8.10 => x = 1,34.10 M. [OH-] = x = 1,34.10-3 M => pOH = -log[OH-] = -log(1,34.10-3) = 2,87 pH = 14 – 2,87 = 11,13 x 1,34.10−3 = 1,34.10-2 = 1,34/100 = 1,34%) ( i n ly α = = 0,1 C Thí d 5: Tính pH c a dung d ch H2SO4 0,05M trong hai trư ng h p: - Coi H2SO4 phân ly hoàn toàn t o 2 H+, SO42- - Ch c axit th nh t m nh (phân ly hoàn toàn t o H+, HSO4-), ch c axit th nhì có m nh trung bình, có h ng s phân ly ion Ka2 = 10-2.
19 Ki n th c hóa h c cơ b n Biên so n: Võ H ng Thái 2H+ + SO42- H2SO4 →  1 lít dd: 0,05 mol => 0,1 mol => [H+] = 0,1 mol ion/L => pH = -log[H+] = -log0,1 = -log10-1 = -(-1)log10 = 1 H+ HSO4- H2SO4 + →  1 lít dd: 0,05 mol => 0,05 mol 0,05 mol HSO4- H+ SO42- + x mol phân ly => x mol x 2 [ H + ][ SO4 − ] ( x + 0,05)( x) = 10-2 => x2 + 0,05x = 0,05.10-2 - 10-2x Ka2 = = 0,05 − x [ HSO ] − 4 => x2 + 0,06x - 5.10-4 = 0 => x = 7,4.10-3 x = -0,0674 < 0: lo i [H+] = x + 0,05 = 7,4.10-3 + 0,05 = 0,0574 M => pH = -log[H+] = -log0,0574 = 1,24 Cách tính trư ng h p sau chính xác hơn so v i trư ng h p trư c. Cách sau cho th y pH dung d ch có tr s cao hơn (1,24 so v i 1) là do ít phân ly H+ hơn.