Ví dụ 1: Cho các muối sau đây : NaNO3 ; K2CO3 ; CuSO4 ; FeCl3 ; AlCl3 ; KCl. Các dung dịch có pH = 7 là :
- NaNO3 ; KCl.
- K2CO3 ; CuSO4 ; KCl.
- CuSO4 ; FeCl3 ; AlCl3.
- NaNO3 ; K2CO3 ; CuSO4.
Hướng dẫn giải chi tiết:
- Dung dịch có môi trường trung tính sẽ có p H = 7
Mặt khác muối có môi trường trung tính là muối của KL mạnh và gốc axit mạnh
Đáp án A
Ví dụ 2: Trong số các dung dịch : Na2CO3, KCl, CH3COONa, NH4Cl, NaHSO4, C6H5ONa, những dung dịch có pH > 7 là :
- Na2CO3, NH4Cl, KCl.
- Na2CO3, C6H5ONa, CH3COONa.
- NH4Cl, CH3COONa, NaHSO4.
- KCl, C6H5ONa, CH3COONa.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Dung dịch có p H lớn hơn 7 là dung dịch khi thủy phân trong nước cho môi trường bazo
Mặt khác muối có môi trường bazo là muối của KL mạnh và gốc axit yếu.
A loại do KCl có môi trường trung tính
C loại do NaHSO4 có môi trường axit
D loại do KCl có môi trường trung tính.
Đáp án B.
Ví dụ 3: Cho phản ứng :
2NO2 + 2NaOH → NaNO2 + NaNO3 + H2O
Hấp thụ hết x mol NO2 vào dung dịch chứa x mol NaOH thì dung dịch thu được có giá trị
- pH = 7. B. pH > 7.
- pH = 0. D. pH < 7.
Hướng dẫn giải chi tiết:
n NO2 = n NaOH
\=> 2 chất trên phản ứng vừa đủ
Mặt khác, sau phản ứng sinh ra NaNO3 có môi trường trung tính và NaNO2 có môi trường bazo [do là muối của KL mạnh và axit yếu]
\=> Sau phản ứng dung dịch thu được có môi trường bazo => pH > 7
Đáp án B.
Dạng 2
Xác định pH của axit, bazo mạnh
* Một số lưu ý cần nhớ:
- Tính số mol H+, OH- có trong dung dịch
- Nồng độ H+, OH- có trong dung dịch => pH
* Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: 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 giải chi tiết:
m HCl = 10 . 7,3% = 0,73 gam
\=> n HCl = 0,73 : 36,5 = 0,02 mol
m H2SO4 = 20 . 4,9% = 0,98 gam
\=> n H2SO4 = 0,98 : 98 = 0,01 mol
Ta có phương trình điện li như sau:
HCl →H+ + Cl-
0,02 0,02
H2SO4 → 2H+ + SO42-
0,01 0,02
\=> n H+ = 0,02 + 0,02 = 0,04 [mol]
V dung dịch sau khi pha trộn là 100ml = 0,1 lít
\=> [H+] = 0,04 : 0,1 = 0,4M
\=> p H = -log[H+] = 0,4
Ví dụ 2: Hoà tan m gam Zn vào 200 ml dung dịch H2SO4 0,4M thu được 1,568 lít khí hiđro và dung dịch X. Tính pH của dung dịch X?
Hướng dẫn giải chi tiết:
n H2SO4 = 0,4 . 0,2 = 0,08 [mol]
n H2 = 1,568 : 22,4 = 0,07 [mol]
Ta có phương trình hóa học:
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 [1]
[1] => n H2SO4 phản ứng = n H2 = 0,07 mol
\=> n H2SO4 dư = 0,08 – 0,07 = 0,01 mol
Ta có phương trình điện li:
H2SO4 → 2H+ + SO42-
0,01 0,02
\=> [H+] = 0,02 : 0,2 = 0,1
\=> pH = 1
Dạng 3
Xác định pH của axit , bazo yếu
* Một số lưu ý cần nhớ:
- Viết phương trình điện li
- Dựa vào dữ kiện đề bài áp dụng công thức tính độ điện li và hằng số điện li axit, bazo Ka, Kb
Công thức tính độ điện li:
\[\alpha =\frac{C}{{{C}_{o}}}\] C: nồng độ chất điện li; Co nồng độ chất tan
Ta có phương trình điện li của axit;
HA \[\rightleftharpoons \] A- + H+
\[{{K}_{a}}=\frac{\left[ {{H}{+}} \right]\left[ {{A}{-}} \right]}{\left[ HA \right]}\]
\=> Ka chỉ phụ thuộc vào bản chất của axit và nhiệt độ
Ta có phương trình điện li của bazo:
BOH \[\rightleftharpoons \] B+ + OH-
\[{{K}_{b}}=\frac{\left[ {{B}{+}} \right]\left[ O{{H}{-}} \right]}{\left[ BOH \right]}\]
\=> Kb chỉ phụ thuộc vào bản chất của bazo và nhiệt độ.
Ngoài ra, ta có thể áp dụng được công thức tính nhanh như sau: \[\alpha =\sqrt{\frac{{{K}_{a/b}}}{{{C}_{o}}}}\]
Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Giá trị pH của dung dịch axit fomic 1M [Ka = 1,77.10-4] là :
- 1,4. B. 1,1.
- 1,68. D. 1,88.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Phương trình điện li :
HCOOH \[\rightleftharpoons \]HCOO-+ H+ [1]; \[{{K}_{a}}=\frac{\left[ {{H}{+}} \right]\left[ HCO{{O}{-}} \right]}{\left[ HC\text{OO}H \right]}\]
bđ: 1
p.li a.1 a.1 a.1
cb: 1– a a a
Tại thời điểm cân bằng ta có :
\[{{K}_{a}}=\frac{\left[ {{H}{+}} \right]\left[ {{A}{-}} \right]}{\left[ HA \right]}=\frac{{{\alpha }{2}}}{1-\alpha }=1,{{77.10}{-4}}\] [2]
\=> \[{{\alpha }{2}}+1,{{77.10}{-4}}\alpha -1,{{77.10}^{-4}}=0\Rightarrow \alpha =0,0132\]
Theo [1] [H+] = a = 0,0132MpH = -lg[H+] = 1,88.
Đáp án D.
Ví dụ 2: Dung dịch CH3COONa 0,1M [Kb = 5,71.10-10] có [H+] là :
- 7,56.10-6 M.
- 1,32.10-9 M.
- 6,57.10-6 M.
- 2,31.10-9 M.
Hướng dẫn giải chi tiết:
Phương trình điện li :
CH3COONa → CH3COO- + Na+
CM : 0,1 → 0,1
Phương trình phản ứng thủy phân :
CH3COO-+H2O \[\rightleftharpoons \]CH3COOH+ OH-
CM : a.0,1 → a . 0,1
Ta có: \[{{K}_{b}}=\frac{\left[ C{{H}_{3}}COOH \right]\left[ O{{H}{-}} \right]}{\left[ C{{H}_{3}}C\text{O}{{\text{O}}{-}} \right]}\]
Sử dụng công thức \[{{K}_{b}}={{\alpha }^{2}}{{C}_{o}}\] ta có :
\[\alpha =\sqrt{\frac{5,{{71.10}{-10}}}{0,1}}=7,{{556.10}{-5}}\Rightarrow \left[ O{{H}{-}} \right]=\alpha {{C}_{o}}=7,{{556.10}{-6}}\]
\[\left[ {{H}{+}} \right]=\frac{{{10}{-14}}}{7,{{556.10}{-6}}}=1,{{32.10}{-9}}M\]
Dạng 4
Bài toán pha loãng dung dịch axit, bazo.
* Một số lưu ý cần nhớ
- Viết phương trình điện li
- Từ dữ kiện đề bài, tính lại thể tích dung dịch lúc sau
\=> Thể tích nước cần thêm vào để thỏa mãn đề bài
* Một số ví dụ điển hình:
Ví dụ 1: Phải thêm bao nhiêu ml dung dịch HCl 1M vào 90 ml nước để được dung dịch có pH = 1?
Hướng dẫn giải chi tiết:
pH = 1 => [H+] = 0,1M
Đặt thể tích dung dịch HCl 1M cần thêm vào là V [lít]
\=> nHCl = V mol
Sau khi trộn với 90 ml H2O:
[H+] = CM HCl sau trộn = \[\dfrac{V}{{V + 0,09}}\] = 0,1M
\=> V = 0,01 lít = 10 ml
Ví dụ 2: Dung dịch HCl có pH=3. Hỏi phải pha loãng dung dịch HCl đó bằng nước bao nhiêu lần để được dung dịch HCl có pH = 4. Giải thích?