CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 NH 2017-2018

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG

10 VẤN ĐẾ LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ pH 1. Tính pH của dung dịch axit bazơ mạnh. a/ Axít mạnh: Quá trình điện ly: HA → H+ + AH2O H+ + OH-

(1) (2)

 [H+]2 - Ca[H+] - K H 2O = 0 + Nếu Ca >> 1,0.10-7  [ H+] >> [OH-] thì bỏ qua sự phân li của nước, pH = - lg Ca + Nếu Ca  1,0.10-7 thì dựa theo cân bằng (2) ta có:

 

 H 

Ca  Ca  4.K H 2 O

2 Ví dụ: Phân tích những mệnh đề dưới đây (đúng hay sai): a> Dung dịch có môi trường trung tính luôn có pH=7 b> Dung dịch CH3COOH 10-2M có pH=2 c> Dung dịch HCl 10-3M có pH=3 d> Dung dịch HCl 10-8M có pH=8 Hướng dẫn giải. a> Mệnh đề không chính xác vì hằng số Kw phụ thuộc vào nhiệt độ ở 250C Kw = 10-14 , môi trường trung tính : [H+]=[OH-]= 10-7M  pH=7 ở t0≠ 250C Kw ≠ 10-14 , môi trường trung tính : [H+]=[OH-]≠ 10-7M  pH≠7 b> Mệnh đề này sai vì CH3COOH là axit yếu chỉ phân li một phần [H+]<[CH3COOH]= 10-2 M => pH > 2 c> Mệnh đề này đúng, vì HCl là axit mạnh phân li hoàn toàn, có nồng độ đủ lớn [H+]=[HCl] = 10-3M >> [H+]= 10-7M(do nước điện li) Có thể bỏ qua sự điện li của H2O  pH = 3 d> Mệnh đề này sai vì HCl là axit mạnh điện li hoàn toàn nhưng nồng độ quá nhỏ nên [H+] do H2O điện li là rất đáng kể Nếu lấy pH= 8 là đã bỏ qua sự điện li của H2O, sai số quá mức cho phép dẫn tới vô lí dung dịch axit mà có môi trường bazơ . Định lượng câu d ) HCl  H+ + ClH2O H+ + OH- Kw = 1,0. 10-14 ở 250C Do nồng độ HCl = 10-8M < 10-7. Nên không bỏ qua cân bằng H2O Giải phương trình bậc hai : [H+ ]2 - 10-8. [H+ ] - 10-14 = 0 => [H+ ] = 1,05.10-7 => pH = 6,98 b/ Bazơ mạnh: MOH → M+ + OHK H 2O H2O H+ + OH[H+] - [OH-] + [M+] = 0  [H+] -

K H 2O

+ Cb = 0 [H  ] [H+]2 + Cb. [H+] - K H 2O = 0 - Nếu Cb  10-7M thì giải phương trình: [H+]2 + Cb. [H+] - K H 2O = 0  [H+]  pH = - lg[H+ ] - Nếu Cb >> 10-7M  [ H+] << [OH-] bỏ qua cân bằng điện ly của nước.

[OH-] = Cb  pOH = - lg[OH-]  pH = 14- pOH Thầy giáo: Mai Tiến Dũng --2--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch KOH 0,005M ?

Hướng dẫn giải.

KOH  K+ + OHH2O H+ + OH- Kw = 1,0. 10-14 ở 250C CKOH = [OH-] = 5.10-3 >> 10-7  Bỏ qua nồng độ [OH-] do H2O điện li ra  [OH-] = 5.10-3 M => [H+ ] = 2.10-12 => pH = 11,7 Ví dụ 2: Tính pH của dung dịch NaOH nồng độ 1,2.10-7M ?

Hướng dẫn giải.

NaOH  Na+ + OHH2O H+ + OH- Kw = 1,0. 10-14 ở 250C CKOH = [OH-] = 1,2.10-7 ≈ 10-7  Không thể bỏ qua nồng độ [OH-] do H2O điện li ra Giải phương trình bậc hai : [H+ ]2 + [H+ ].Cb - Kw = 0 hay [H+ ]2 + 1,2.10-7. [H+ ] - 10-14 = 0  [H+ ] = 5,68.10-8 => pH = 7,25 2. Tính pH của dung dịch axit bazơ yếu đơn chức. a/ Axít yếu đơn chức: HA H+ + AKa K H 2O H2O H+ + OHÁp dụng định luật bảo toàn điện tích: [H+ ] – [OH-] – [A- ] = 0 K H 2O K a Ca  [H+ ] =0 (2)  Ka  [H  ] [H ] - Nếu KaCa >> K H 2O bỏ qua sự điện ly của nước  [H+ ] - Giả sử

K a Ca = 0  [H+ ]2 + Ka[H+ ] - KaCa = 0  Ka  [H ]

[H+ ] << Ca  [H+ ] =

K a Ca  pH = 1/2. (pK a – lgC0)

- Nếu KaCa ≈ K H 2O ta không bỏ qua giá trị nào cả và việc tính toán gần đúng được thực hiện theo định luật bảo toàn proton: [H+ ] – [OH-] – [A- ] = 0 K H 2O K [ HA]  [H+ ] = + a   [H ] [H ] + 2  [H ] = K H 2O + Ka.[HA] xem [HA] = Ca  [H+ ] =

K H 2 O  K a Ca

Ví dụ: Tính pH của dung dịch a> CH3COOH 0,1 M Biết pKa= 4,75 b> NH4Cl 0,1 M Biết pKb = 4,75 Hướng dẫn giải. a> Áp dụng công thức pH = 1/2. (pK a – lgC0) ta có pH = 1/2 .( 4,75- lg0,1) = 2,87 b> NH4Cl →NH4+ + ClNH4+ + H2O NH3 + H3O+  Ka = Kw/ Kb = 10-14/10-4,75= 10-9,25 Áp dụng công thức pH = 1/2. (pK a – lgC0) ta có pH = 1/2 .( 9,25- lg0,1) = 5,13 b/ Bazơ yếu đơn chức: B + H2 O BH+ + OHKb + K H 2O H2O H + OH Áp dụng đinh luật bảo toàn điện tích: [H+ ] – [OH-] + [BH+] = 0 Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--3--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 K H 2O KbCb  - [OH-] + =0  [OH ] Kb  [OH  ]

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG

- Nếu KbCb >> K H 2O , bỏ qua điện ly của nước.

KbCb =0 Kb  [OH  ]  [OH-]2 + Kb [OH-] - KbCb = 0 Gỉa sử [OH-] << Cb  [OH-] = K b Cb  pOH = 1/2. (pK b – lgC0)  - [OH-] +

 pH = 14 – p(OH) - Nếu KbCb ≈ K H 2O ta không bỏ qua giá trị nào cả và việc tính toán gần đúng được thực hiện theo định luật bảo toàn proton: [H+] = [OH-] - [HA]. BIến đổi ta được: K H 2O [H+ ] = (xem [A-] = Cb) 1  K a1Cb Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch NH3 10-2M biết Kb = 1,8.10-5 ?

Hướng dẫn giải.

NH3 + H2O NH4+ + OHKb = 1,8.10-5 H2O H+ + OH- Kw = 1,0. 10-14 ở 250C Ta có Kb.Cb =10-2.1,8. 10-5 =1,8.10-7 >>Kw = 10-14 Có thể coi H2O phân li không đáng kể Cb = 10-2 1,8.10-5 ≈ 400 Kb NH3 + H2O NH4+ + OHKb = 1,8.10-5 Ban đầu : 0,01M 0 0 Phân li x x x Cân bằng 0,01- x x x [NH 4 ].[OH  ] Kb = = 1,8.10-5 . Cb = 10-2 1,8.10-5 ≈ 400 => Không nên xem x << 0,01 Kb [NH3 ] => Giải phương trình bậc hai, ta có : x = 4,15.10-4 => pOH = 3,38 => pH = 10,62 Ví dụ 2: Tính pH trong dung dịch pyriđin 0,015M biết Kb = 10-8,8 ?

Hướng dẫn giải.

C5H5N + H2O C5H5NH+ + OHKb = 10-8,8 H2O H+ + OH- Kw = 1,0. 10-14 ở 250C Ta có Kb.Cb =10-2.1,8. 10-5 =1,8.10-7 >>Kw = 10-14 Có thể coi H2O phân li không đáng kể C5H5N + H2O C5H5NH+ + OHKb = 10-8,8 Ban đầu : 0,015M 0 0 Phân li x x x Cân bằng 0,015- x x x Kb = [C5H5NH+].[OH-]/[C5H5N] = 10-8,8 => x2/(0,015-x) = 10-8,8 xem x << 0,015 => x = [OH- ] = 4,88.10-6 => [H+ ] = 2,05.10-9 => pH = 8,69 Hay : [OH- ]2 = Kb.Cb  [OH- ] = Kb.Cb = 4,88.10-6 => pH = 8,69 3. Tính pH của hỗn hợp axit mạnh và axit yếu: Trong dung dịch axit mạnh HY nồng độ C1 mol/l và axit yếu HA nồng độ C2 mol/l có các quá trình sau: Phân li của axit mạnh HY: HY  H+ + Y– (1).

Ion hoá của nước: H2O H+ + OH– KW (2). + – Phân li của axit yếu HA: HA H +A Ka (3) . Ở đây CHA = C2; C H  = CHY = C1.

Thông thường: C1 >> 10-7 và C2.Ka >>10-14. Nên bỏ qua cân bằng phân li của H2O Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--4--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 HY  H+ + Y– C1 C1 C1 HA H+ + C C2 C1 Phân li x x [] C2 – x C1 + x

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG A–

Ka.

x x

x(C1  x)  Ka C2  x

(*)

Nếu hằng số phân li KHA tương đối bé và C1 và C2 không quá nhỏ thì có thể coi x << C2 ; x << C1 và ta có thể đánh giá gần đúng. x = [H+] =

Ka

C2 C1

(2*).

Ví dụ: Trộn 20,00ml HCl 0,0200ml với 30,00ml dung dịch CH3COOH 0,150M. Tính pH của hỗn hợp thu được.

Hướng dẫn giải.

H2O H+ + OH– 10-14 HCl  H+ + Cl– CH3COOH H+ + CH3COO– Ka = 10-4,76 CoHCl = 0,0200M; VoHCl = 20,00ml.

CoCH 3COOH  0,150M ; CoCH 3 COOH  C []

CH3COOH 0,0900 0,09 - x

x0,008  x   1,74.10  5 0,09  x

0,15.30  0,0900 20  30

H+ + CH3COO– 0,00800 0,008 + x x

Ka = 1,74 . 10-5

Với x << 0,008 ta rút ra phương trình gần đúng: x = 1,74.10-5 .

0,09  1,95.10  4 0,008

Giá trị này không nhỏ hơn nhiều so với 0,008.

Nếu coi x << 0,09 thì: x2 + 8.10-3 x - 1,566 . 10-6 = 0. tính được: x = 1,912 . 10-4.

Hai kết quả này đều phù hợp. Vậy x = [CH3COO–] = 1,91 . 10-4.

[H+] = 0,008 + x = 8,19 . 10-3M  pH = 2,09.

4. Tính pH hỗn hợp bazơ mạnh và bazơ yếu: Trong dung dịch có quá trình phân li hoàn toàn của bazơ mạnh (XOH) cân bằng phân li của nước, quá trình proton hoá của bazơ yếu (A–).

XOH  X+ + OH– (1).

H2O H+ - OH– (2).

– A + H2O HA - OH (3).

Có thể coi quá trình phân li của nước xẩy ra không đáng kể do sự có mặt của nồng độ OH – sinh ra từ hai quá trình (1) và (3): Ta có thể đánh giá nồng độ OH– dựa vào cân bằng (3) có thể tính đến sự có mặt của nồng độ OH– do XOH phân li ra, với COH  = CXOH = C1 và C A   C 2 .

Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--5--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 XOH  X+ + OH– C1 C1 C1

C Phân li []

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG

A– + H2O

HA + OH–

C2 x C2 – x

x x

x(C1  x)  Kb C2  x

Kb=

KW Ka

C1 x C1 + x (*)

Với x << C1; x << C2 ta có giá trị gần đúng: x = Kb .

C2 C1

(2*).

Ví dụ: Tính pH trong dung dịch gồm NaOH 1,0 . 10-4M và NaNO2 0,10M. Biết Ka(HNO2) = 10-3,29 Hướng dẫn giải.

NaNO2  Na+ + NO 2 NaOH  Na+ + OHH2O H+ - OH– 10-14.  2

NO +H2O

COH  =

HNO2 + OH

CNaOH = 1,0 . 10-4;

C NO  2

 2

NO + H2O 0,10 0,10 - x

C []

–

KW 10 14   3, 29  10 10,71 K a 10  C NaNO 2  0,10

HNO2 + OH– Kb -4 1,0 . 10 x 1,0 . 10-4 + x

= 10

-10,71

(1)

x(1,0.10 4  x)  10 10,71 0,10  x Với x << 1,0 . 10-4 ta được: x = 10-10,71 .

0,10  10 10,71  10  4 4 1,0.10

Vậy x = [HNO2] = 10-7,71 = 1,95 . 10-8.

[OH–] = x + 1,0 . 10-4 = 10-7,71 + 1,0 . 10-4  1,0 . 10-4.

[H

+

10 4  1,0.10 10 ]= 4 1,0.10

 pH = 10,0.

Ở đây sự proton hoá của NO 2 xẩy ra không đáng kể do hằng số bazơ Kb là quá bé và do sự có mặt của lượng OH– phân li ra từ NaOH làm chuyển dịch cân bằng (1) sang trái. Đối với dung dịch của một axit nhất định thì  là hàm của pH. Khi pH tăng thì HA giảm dần, ngược lại  A  tăng dần (pH càng tăng, HA phân li càng nhiều).

5. Tính pH hỗn hợp các đơn axit.

Trong dung dịch các đơn axit HA1, HA2, HA3 có các cân bằng: H2O H+ - OH– Kw HA1 Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

 H - A1 +

Ka1 --6--

(1) (2)

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 HA2 HA3 TH1:

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG  H+ - A2  H+ - A3

Ka2

(3)

Ka3

(4)

K a1CHA1  K a 2CHA2  K a3CHA3  KW thì có thể tính nồng độ ion hiđro theo cân bằng (1)

như đối với dung dịch chứa một đơn axit. (pH gây ra chủ yếu do cân bằng 2) TH2: Trong trường hợp khi Ka1C1  Ka2C2  Ka3C3 >> KW. pH gây ra do cả 3 cân bằng (2+3+4). 











Biểu thức đk proton (hay bảo toàn điện tích) [H+]=[OH–]+[ A1 ]+[ A2 ]+[ A3 ] =[ A1 ] + [ A2 ] + [ A3 ] (Do [H+] >> [OH–] hay bỏ qua cân bằng 1) Đặt: [H+] = h:

Cách 1: Giải gần đúng

Chấp nhận [HA1]  C HA

1

K a1 HA1   K a 2 HA2   K a3 HA3   C2 ; [HA3]  CHA  C3

h=

 C1 ; [HA2]  CHA2

3

Cách 2: giải chính xác: (giải phương trình) h= C1Ka1/(Ka1+h)+ C2Ka2/(Ka2+h) + C3Ka3/(Ka3+h) Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch CH3COOH C1 = 0,010M và NH4Cl C2 = 0,100M. Biết Ka(CH3COOH) = Kb(NH3) = 10-4,76 Hướng dẫn giải.

NH4Cl  NH 4 + ClC2 = 0,100 H2O H+ + OH– Kw = 10-14 (1) + – -4,76 CH3COOH H + CH3COO Ka1 = 10 (2) NH4+ H+ + NH3 Ka2 = 10-9,24 Bởi vì Ka1C1 (10-6,76) >> Ka2C2(10-10,24) > KW nên có thể tính [H+] theo (2): CH3COOH CH3COO– + H+ Ka = 10-4,76.

C 0,010 [] 0,010 - x x x 2 x  104,76  x  103,38  4,17.104 M 0, 010  x [H+] = 4,17 . 10-4  pH = 3,38.

Từ cân bằng (3): [NH3] = 10-9,24 .

0,1  6,86  10 << 10-3,38,  3,38 10

Vậy sự phân li của NH4+ là không đáng kể so với axit axetic.

Ví dụ 2: Tính pH trong dung dịch CH3COOH C1 = 0,0100M và CH3CH2COOH Biết Ka(CH3COOH) = 10-4,76 ; Ka(CH3CH2COOH) = 10-9,24 Hướng dẫn giải.

H2O H+ - OH– Kw = 10-14 (1) CH3COOH H+ + CH3COO– Ka1 = 10-4,76 +

(3)

-

C2 = 0,0500M.

(2)

-9,24

CH3CH2COOH H + CH3CH2COO Ka2 = 10 (3) -6,76 -6,89 -6,19 -14 Ka1C1(10 )  Ka2C2 (5.10 = 10 )>> 10 bỏ qua cân bằn H2O + điều kiện proton (hay bảo toàn điện tích): [H ] = [CH3COO–] + [CH3CH2COO–] (4) Suy ra: [H+] =

K a1[CH 3COOH ]  K a 2 [CH 3CH 2COOH ]

Và [H+]  K a1C1 pH = 3,04.

Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

(5).

 K a 2C2  1,73.10  7  6,44.10  7  9,04.10  4

--7--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG

10

* Kiểm tra: [CH3COOH] = 0,01 .

3, 04

 9,81.10  3

10  3,04  10  4,76 10 3,04  4,93.10  2 [CH3CH2COOH] = 0,0500 .  3, 04  4,89 10  10

Tính lặp lại: [ H  ]  1, 73.105.9,81.103  1, 29.105.4,93.102  8,98.104 pH = 3,05.

6. Tính pH hỗn hợp các đơn bazơ yếu Việc tính cân bằng đối với hỗn hợp các đơn bazơ cũng tương tự như hỗn hợp các đơn axit.

Trong dung dịch NaA1 C1M; NaA2 C2M NaA1  Na+ +

A1

NaA2  Na+ +

A2 H+ - OH–

H2 O

A1 + H2O A2 + H2O

HA1 + OH–

Kw

(1).

Kb1

(2).

HA2 + OH– Kb2 Nếu Kb1C1 >> Kb2C2 >> KW thì phép tính được thực hiện theo cân bằng (2) Nếu Kb1C1  Kb2C2 >> Kw thì phải tính theo phương trình điều kiện proton: [H+] = [OH–] - [HA1] - [HA2] và

với giá trị tính gần đúng:

[H+] =

Kw 1  K a11[ A1 ]  K a22 [ A2 ]

[H+] =

Kw K a11C1  K a22C2

(3).

(4).

(5)

(6)

Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch NH3 C1 = 0,100M và natri axetat CH3COONa C2 = 0,100M. Biết Ka(CH3COOH) = Kb(NH3) = 10-4,76 Hướng dẫn giải.

CH3COONa  Na+ + CH3COO– H2O H+ + OH– Kw = 10-14 (1) + – -4,76 NH3 + H2O H + OH Kb1 = 10 (2) CH3COO– + H2O Kb1C1 >> Kb2C2 >> KW. Từ (2) ta tính được:

CH3COOH + OH–

Kb2 = 10-9,24

(3)

[OH–] = 10-2,88 = 1,32 . 10-3M [H+] = 7,58 . 10-12 M, pH = 11,12.

Ví dụ 2: Tính pH của dung dịch KCN C1 = 0,100M (pKa1 = 9,35) và NH3 C2 = 0,100M (pKa2 = 9,24).

Hướng dẫn giải.

KCN  K+ + CN– CN– + H2O HCN + OH– Kb1 = 10-4,65 (1) + – -4,76 NH3 + H2O NH 4 + OH Kb2 = 10 (2) + – -14 H2O H + OH KW = 10 (3) Kb1C1 >> Kb2C2 >> KW. áp dụng (6)

Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--8--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 +

[H ] =

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG

10 14  5,01.10 12 M 9,35 1 9, 24 1 10 .10  10 .10

pH = 11,26.

10 9,35  0,100 M . * Việc kiểm tra cho thấy: [CN ] = 0,100 .

5,01.10 12  10  9,35 10 9, 24  0,100 M .

[NH3] = 0,100 .

5,01.10 12  10  9, 24 –

Vậy cách giải gần đúng theo ĐKP có thể chấp nhận được.

7. Tính pH của dung dịch axit, bazơ yếu đa chức.

H3A H+ + H2A-

Ka1

(1)

H2A-

H+ + HA2-

Ka2

(2)

HA2-

H+ + A3-

Ka3

(3)

H2O

H+ + OH-

K H 2O (4)

Nếu Ka1 >> Ka2 , Ka3 ,… Kan

KH 2 O

Ca K a1 0 [ H  ]  K a1

 Cân bằng (1) quyết định:

[H  ] 

Nếu K1Ca >> K H 2O  [ H  ] 

Ca K a1 0 [ H  ]  K a1

Nếu [H+] << Ca  [H+] =

K a1.Ca  pH = 1/2. (pK a – lgCa)



[H ]



Áp dụng tương tự đối với một bazơ yếu đa chức, ta cũng tiến hành chọn các cân bằng quyết định và xét điều kiện để bỏ qua sự điện ly của H2O. Ví dụ: Biết hằng số axit của H3PO4 điện li 3 nấc ở 250C : K1 = 7,6.10-3 ; K2 = 6,2.10-8 ; K3 = 4,4.10-13. pH của dung dịch H3PO4 0,1M là: Hướng dẫn giải.

Chỉ cần tính nấc 1 ( vì các nấc sau rất yếu so với nấc 1) H3PO4 H+ + H2PO4K1 = 7,6.10-3 Ban đầu 0,1 0 0 điện li 0,1 0,1 0,1 [] 0,1.(1-) 0,1 0,1 2 -3 K1 = (0,1) /0,1.(1-) = 7,6.10 7, 6.103  0, 2756 > 0,03 Xét : α  0,1 Cần tính đúng. Gọi X là nống độ H3PO4 điện li nấc (1) X2 K1   7, 6.103  X  0, 024 0,1  X pH = - lg(0,024) = 1,62 8. Tính pH của dung dịch đệm. * Định nghĩa : Dung dịch đệm là dung dịch có pH hoàn toàn xác định được tạo nên khi trộn dung dịch của axit yếu và bazơ yếu với muối của chúng với bazơ mạnh hay axit mạnh.

Ví dụ : CH3COOH và CH3COONa được gọi là đệm axetat

Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--9--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG CH3COOH/CH3COO- được gọi là cặp axit – bazơ liên hợp NH4Cl và NH3 được gọi là đệm amoni NH4+/NH3 được gọi là cặp axit – bazơ liên hợp * Đặc điểm : Dung dịch đệm có pH ít thay đổi khi ta thêm vào dung dịch một lượng nhỏ axit mạnh hoặc bazơ mạnh hoặc pha loãng dung dịch.(không quá loãng) * Thành phần hệ đệm : HA Ca (M)và NaA Cb (M) Cân bằng : NaA  Na+ + A[Na+] = Cb HA H+ + AKa H2O H+ + OHKw = 1,0. 10-14 ở 250C Ta có các phương trình : [H+][A-] [HA] Ka =  [H+] = Ka ; [HA] [A-] [H+][OH-] = Kw = 1,0. 10-14 Bảo toàn nồng độ : [HA] + [A-] = Ca + Cb Bảo toàn điện tích : [Na+] + [H+] = [OH-] + [A-] Từ các biểu thức trên, suy ra : [H+] = Ka

Ca-[H+]+[OH-] Cb+[H+]-[OH-]

So sánh [H+] ≈ Ka Ca với [H+] của nước nguyên chất = 1,0.10-7 M Cb +Trường hợp 1: Nếu [H+] ≈ Ka Ca > 1,0.10-7  Môi trường axit Cb Có thể bỏ qua nồng độ [OH ] trong biểu thức trên Vậy : -

Ca-[H+] [H ] = Ka Cb+[H+] +

+Trường hợp 2: Nếu [H+] ≈ Ka Ca < 1,0.10-7  Môi trường bazơ Cb Có thể bỏ qua nồng độ [H+] trong biểu thức trên Vậy :

[H+] = Ka

Ca+[OH-] Cb-[OH-]

Trường hợp 3: Ca , Cb >> [H+], [OH-] (hay gặp trong thực tế) Có thể bỏ qua cả nồng [H+], [OH-] trong biểu thức trên Vậy : [H+] = Ka Ca  pH = pKa - lg Ca Cb Cb Vậy phạm vi áp dụng của công thức tính pH trên là: KaCa , KbCb >> Kw và [H+], [OH-] << Ca , Cb Ví dụ: Tính pH của dung dịch chứa CH3COOH 0,1M và CH3COONa 0,1M. Biết pKa = 4,75 Hướng dẫn giải. Áp dụng công thức pH = pKa- lgCa/Cb ta có pH = 4,75-lg 0,1/0,1)=4,75 9. Tính pH của dung dịch muối axit Muối axit là những muối mà ở gốc axit còn nguyên tử H có khả năng phân li cho ion H +.

Tổng quát: dung dịch NaHA Các quá trình xảy ra: Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--10--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 NaHA → Na+ + HAHA- + H2O HA-

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG

H2A + OH-

Kb2

H+ + A2H+

H2O

Ka2

+ OH-

K H 2O

Nếu Ka2 > Kb2 thì ta có môi trường axit, ngược lại nếu Ka2 < Kb2 thì ta có môi trường bazơ.

Trong trường hợp tổng quát: Chọn mức không HA- và H2O [H+] + [H2A] = [A2-] + [OH-]

Ta có: Biến đổi ta có [H ] = +

Xem

K H 2O  K a 2 .[ HA ] 1  K a11.[ HA ]

[HA-]  C  [H+] =

Nếu Ka2C >> K H 2O

 [H+] =

Nếu Ka1-1C >> 1  [H+] =

K H 2O  K a 2 .C 1  K a11.C K a 2 .C 1  K a11.C

( K H 2O  K a 2 .C ).K a1 C

Nếu Ka2C >> K H 2O và Ka1 -1C >> 1  [H+] = K a1.K a 2

 pH = (pKa1 + pKa2)/2.

Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch NaHCO3 0,1M là. Biết hằng số axit H2CO3 là : K1  4,5.107 và K 2  4, 7.1011 .

Hướng dẫn giải.

HCO 3 HCO 3 +

Ktp = KB =

H+ + CO32 H2O

K2 = 4,7.10-11

H2CO3 + OH-

Ktp =

10 14  2,22.10 8 7 4,5.10

1014 10 14   2, 22.10 8 >> K2 = 4,7.10-11 7 K1 4,5.10

Áp dụng công thức : pH  14  lg K BCB  14  lg 2, 22.108  0,1  9,67 Ví dụ 2: Tính pH của dung dịch NaH2PO4 0,1M là. Biết hằng số axit H3PO4 là : K1  7, 6.103 ; K 2  6, 2.10 8 và K3  4, 4.1013 .

Hướng dẫn giải.

Phương trình điện ly của NaH2PO4: NaH2PO4 Na+ + H2PO4-

Điện ly: H2PO4Thủy phân: H2PO4- + H2O Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

H+ + HPO42H3PO4 + OH--11--

K2 = 6,2.10-8

(1) (2)

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG K tp 

Ktp << K2, (1) xảy ra chủ yếu bỏ qua (2).

-14

-14

10 10   1,31.10-13 -2 K1 7,61.10

Áp dụng công thức : pH   lg 6, 2.108  0,1  4,1 10. Tính pH của dd muối trung hoà AB nồng độ CM tạo bởi axit yếu HA Ka1 và bazơ yếu BOH Kb2 + Về mặt định tính : Môi trường phụ thuộc vào hằng số Ka1 ; Kb2 Nếu Ka 1 ≈ Kb2  Môi trường gần như trung tính Nếu Ka 1> Kb2  Môi trường axit Nếu Ka1 < Kb2  Môi trường bazơ Về mặt định lượng : AB  A- + B+ A- + H2O HA + OHB+ + H2O BOH + H+ H2O H+ + OHKw = 1,0. 10-14 [A-][H+] [B+][OH-] Ka1= ; Kb2= ; Kw = [H+ ].[ OH- ] = 1,0. 10-14 ở 250C [HA] [BOH] Bảo toàn nồng độ : [A-] + [HA] = C ; [B+] + [BOH] = C Bảo toàn điện tích : [B+] + [H+] = [A-] + [OH-] Suy ra : [A-] = [B+] + [H+] - [OH-] [HA] = (C- [A-] = C- [B+] - [H+] + [OH-]) [BOH] = C - [B+] (  B     H    OH   ).  H    Ka1 = C   B     H    OH   Mặt khác, trong dung dịch muối tạo bởi axit yếu và bazơ yếu có thể coi: [H+] - [OH-] ≈ 0 [B+].[H+] [B+].[H+] [H+] [H+]2  Ka1= = Hay Ka1= Kb2 + - = Kb2 C-[B ] [BOH] [OH ] 10-14 Vậy : 1 [H+] = Ka1.Ka2 hay pH = (pKa1 +pKa2) 2 Hay: 1 1 pH = 7 + pKa1- pKb2 2 2 Ví dụ : Muối CH3COONH4 được tạo thành từ axit yếu CH3COOH pKa = 4,75 và bazơ yếu NH3 pKb = 4,8 Hướng dẫn giải CH3COONH4  CH3COO- + NH4+ CH3COO- + H2O CH3COOH + OH- Kb = 10-9,25 NH4+ NH3 + H+ Ka = 10-9,2





Định tính : Ka ≈ Kb  Môi trường gần như trung tính 1 1 1 1 Định lượng : pH = 7 + pKa - pKb = 7 + .9,2 - .9,25 = 6,98 2 2 2 2 --------HẾT-------Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--12--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG

BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: Cho dung dịch CH3COOH 0,01M ( dung dịch A).

1. Tính pH của dung dịch A. 2. Cho vào 1 lít dung dịch A: 0,001 mol NaOH thì pH của dung dịch thu được bằng bao nhiêu?

Biết Ka (CH3COOH) = 10 – 4,76 Câu 2: Muối sắt (III) thuỷ phân theo phản ứng   Fe(OH)2+ + H3O+ K a = 4,0 . 10-3 Fe3+ + 2H2O   a) Tính pH của dung dịch FeCl3 0,05M b) Tính pH mà dung dịch phải có để 95% muối sắt (III) không bị thuỷ phân.

Câu 3: a)Tính pH của dung dịch HCl nồng độ 0,5.10-7 mol/lít. b)Tính pH của dung dịch X được tạo thành khi trộn 200ml dung dịch HA 0,1M (Ka = 10-3.75) với 200ml dung dịch KOH 0.05M; pH của dung dịch X thay đổi như thế nào khi thêm 10 -3 mol HCl vào dung dịch X. Câu 4: 1. Tính pH và độ điện li của dung dịch NaCN 0,015 M (dung dịch A) 2. pH và độ điện li thay đổi ra sao khi: a. Có mặt NaOH 0,0005M b. Có mặt HCl 0,0002M c. Có mặt NaHSO4 0,010M d. Trộn 50 ml dung dịch A với 150 ml HCOONa 0,01M Cho Ka(HCN) = 10-9,35, Ka(HSO4- ) = 1,0.10-2, Ka(HCOOH) = 10-3,75.

Câu 5: A là dung dịch CH3COOH 0,1M có pH=2,9. Tính độ điện li ỏ% của dung dịch A Câu 6: Cho A là dung dịch CH3COOH 0,2M , B là dung dịch CH3COONa 0,2M. Trộn A với B theo tỉ lệ thể tích bằng nhau thu được dung dịch C . Tính pH của C và độ điện li  của CH3COOH trong C . Biết Ka= 1,75.10-5 Câu 7: Tính pH của dung dịch thu được khi hòa tan 0,1 mol PCl3 vào 450ml dung dịch NaOH 1M. Câu 8: Tính pH của dung dịch H 2SO4 0,010 M . Hằng số Ka nấc thứ hai là 1,0.10-2 Câu 9: Tính nồng độ mol/l các ion và pH của dung dịch Na2CO3 0,01M? Biết CO32- có Kb1 = 10-3,76 ; Kb2 = 10-7,65 .

Câu 10: Ở 20oC hòa tan vào dung dịch NaOH nồng độ 0,016 g/lít một lượng iot đủ để phản ứng xảy ra hoàn toàn: 2NaOH + I2  NaI + NaIO + H2O. Tính pH của dung dịch thu được. Biết hằng số axit của HIO = 2,0 x 10 -11.

Câu 11: Tính pH của dung dịch benzoatnatri C6H5COONa nồng độ 2,0 105 M. Biết hằng số axit của axit benzoic bằng 6,29 105.

Câu 12: A là dung dịch CH3COOH 0,2M, B là dung dịch NaOH 0,2M và C là dung dịch CH 3COONa 0,2 M a. Tính pH của dung dịch A, B, C b. Tính pH của dung dịch thu được khi trộn A với B theo tỉ lệ thể tích bằng nhau c. Tính pH của dung dịch thu được khi trộn A với C theo tỉ lệ thể tích bằng nhau Cho: Ka (CH3COOH ) =1,8.10-5 .

Câu 13: Giả sử có hidroxit M(OH)2 chỉ có phương trình điện ly duy nhất rất yếu : M(OH)2 M2+ + 2OH– (1) a/Hãy thiết lập biểu thức liên hệ giữa: C0 (nồng độ đầu của M(OH)2), pH của dung dịch, pKb ( Biết pKb = lgKb) b/ Tính pKb khi pOH = 6,75 và C0 = 1M Câu 14: Cho một mẫu thử axit fomic HCOOH có nồng độ 0,1M. Cho KHCOOH = 1,77.10-4 1/ Tính pH của dung dịch HCOOH nói trên Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--13--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG 2/ Cho vào mẫu thử trên 1 lượng axit H2SO4 x M có cùng thể tích, thấy độ pH giảm 0,385 đơn vị so với pH khi chưa cho H2SO4 vào. Biết rằng hằng số axit đối với nấc phân li thứ hai của axit sunfuric là K2 = 1,2.10-2. Không có sự hao hụt khi pha trộn. Tính giá trị của x ?

Câu 15: Tính pH của dung dịch Na2CO3 0,1M Biết H2CO3 có Ka1 = 4,2.10-7 , Ka2 = 4,8.10-11 Câu 16: Trộn 20,00ml HCl 0,0200ml với 30,00ml dung dịch CH3COOH 0,150M. Tính pH của hỗn hợp thu được. Biết Ka = 10-4,76 Câu 17: Tính pH trong dung dịch gồm NaOH 1,0 . 10-4M và NaNO2 0,10M. Biết Ka (HNO2) = 10-3,29 ---------HẾT---------

Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--14--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG

BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Câu nào sau đây sai A. pH = - lg[H+].

B. [H+] = 10a thì pH = a.

C. pH + pOH = 14.

D. [H+] . [OH-] = 10-14.

Câu 2: Phát biểu không đúng là A. Giá trị [H+] tăng thì độ axit tăng.

B. Giá trị pH tăng thì độ axit tăng.

C. Dung dịch pH < 7: làm quỳ hoá đỏ.

D. Dung dịch pH = 7: trung tính.

Câu 3: Thang pH thường dùng từ 0 đến 14 vì: A. Tích số ion của nước [H+]. [OH-] = 10-14 ở 250C. B. pH dùng để đo dung dịch có [H+] nhỏ.

C. Để tránh ghi [H+] với số mũ âm.

D. A, B, C đều đúng.

Câu 4: Cho các dd có cùng nồng độ mol: HNO3; CH3COOH; NH3 ; NaCl; NaOH. Dãy gồm các chất trên được sắp xếp theo thứ thự tăng dần độ pH là A. HNO3; CH3COOH; NH3; NaCl; NaOH. B. HNO3, CH3COOH; NaCl; NH3; NaOH. C. HNO3; NH3; CH3COOH; NaCl; NaOH. D. CH3COOH; HNO3; NaCl; NH3; NaOH. Câu 5: Có 3 dung dịch: NaOH (nồng độ mol là C 1); NH3 (nồng độ mol là C2); Ba(OH)2 (nồng độ mol là C3) có cùng giá trị pH. Dãy sắp xếp nồng độ theo thứ tự tăng dần là A. C1;C2;C3.

B. C3;C1C2.

C. C3;C2;C1.

D. C2;C1C3.

Câu 6: Hòa tan m gam mỗi muối NaHCO3 (1); NaOH (2); Ba(OH)2 (3) vào nước để thu được cùng một thể tích mỗi dd. Thứ tự pH của các dd tăng dần theo dãy A. 1,2,3.

B. 2,3,1.

C. 3,2,1.

D. 1,3,2.

Câu 7: Dung dịch HCl và dung dịch CH3COOH có cùng nồng độ mol/l, pH của hai dung dịch tương ứng là x và y. Quan hệ giữa x và y là (giả thiết, cứ 100 phân tử CH3COOH thì có 1 phân tử điện li) A. y = 100x.

B. y = 2x.

C. y = x - 2.

D. y = x + 2.

Câu 8: Nồng độ mol/l của dung dịch HNO3 có pH = 3 là A. 3 (M) B. -3 (M).

C. 10-3(M).

D. - lg3 (M). + Câu 9: Một dd có nồng độ H bằng 0,001M thì pH và [OH-] của dd này là A. pH = 2; [OH-] =10-10 M. B. pH = 3; [OH-] =10-10 M. C. pH = 10-3; [OH-] =10-11 M. D. pH = 3; [OH-] =10-11 M. Câu 10: Dẫn 4,48 lít khí HCl (đktc) vào 2 lít nước thu được 2 lit dd có pH là A. 2.

B. 1,5.

C. 1.

D. 3 .

Câu 11: Dung dịch NaOH 0,001M có pH là A. 11.

B. 12.

C. 13.

D. 14.

Câu 12: Hòa tan hoàn toàn 0,1 gam NaOH vào nước thu được 250ml dd có pH là A. 2.

B. 12.

C. 3.

D. 13.

Câu 13: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ vào nước dư thu được 0,224 lit khí (đktc) và 2 lit dd có pH bằng A. 12.

B. 13.

C. 2.

D. 3.

Câu 14: Pha loãng 200ml dd Ba(OH)2 với 1,3 lit nước thu được 1,5 lit dd có pH=12. Nồng độ mol của dd Ba(OH)2 ban đầu là A. 0,375M. B. 0,075M. C. 0,0375M. D. 0,05M. Câu 15: Cho m gam Na vào nước dư thu được 1,5 lit dd có pH=12. Giá trị của m là A. 0,23 gam.

B. 0,46 gam.

C. 0,115 gam.

D. 0,345 gam.

Câu 16: Hòa tan hoàn toàn m gam BaO vào nước thu được 200ml dd X có pH=13. Giá trị của m là A. 1,53 gam.

B. 2,295 gam.

C. 3,06 gam.

D. 2,04 gam Câu 17: Hòa tan 0,31 gam một oxit kim loại vào nước thu được 1 lit dd có pH=12. Oxit kim loại là A. BaO. B. CaO. C. Na2O. D. K2O. Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--15--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG Câu 18: Cho 100 ml dd KOH 0,1 M vào 100 ml dd H2SO4 có pH=1 thì dung dịch sau phản ứng là A. dư axit.

B. trung tính.

C. dư bazơ.

D. không xác định được.

Câu 19: Hòa tan 3,36 lit khí HCl (đktc) vào nước thành dd Y. Muốn trung hòa dd Y thì thể tích dd KOH 1M cần dùng là A. 100ml.

B. 150ml.

C. 250ml.

D. 300ml.

Câu 20: Thể tích dd HCl 0,2 M cần để trung hoà 100 ml dd Ba(OH) 2 0,1 M là A. 500 ml.

B. 50 ml.

C. 200 ml.

D. 100 ml.

Câu 21: Thể tích dd HCl 0,3 M cần để trung hòa 100 ml dd hỗn hợp NaOH 0,1M và Ba(OH) 2 0,1M là A. 200 ml.

B. 100 ml.

C. 250 ml.

D. 150 ml.

Câu 22: Để trung hoà 200 ml dd hỗn hợp chứa HCl 0,3 M và H2SO4 0,1M cần dùng V ml dd Ba(OH)2 0,2M. V có giá trị là A. 400 ml.

B. 500 ml.

C. 250 ml.

D. 300ml.

Câu 23: Để trung hoà dd hỗn hợp chứa 0,1 mol NaOH và 0,15 mol Ba(OH) 2 cần thể tích dd hỗn hợp chứa HCl 0,1 M và H2SO4 0,05M là A. 4 lit.

B. 3 lit.

C. 1 lit.

D. 2 lit.

Câu 24: Trộn 20 ml dd HCl 0,05M với 20 ml dd H2SO4 0,075M thu được dd có pH bằng A. 3.

B. 1.

C. 2.

D. 1,5.

Câu 25: Trộn 20 ml dd KOH 0,35M với 80 ml dung dịch HCl 0,1 M được 100ml dd có pH là A. 2.

B. 12.

C. 7.

D. 13.

Câu 26: Trộn 200ml dd H2SO4 0,05M với 300ml dd NaOH 0,06M thu được 500ml dd có pH là A. 4.

B. 2,4.

C. 3.

D. 5.

Câu 27: Dung dịch thu được khi trộn lẫn 200 ml dd NaOH 0,3M với 200 ml dd H 2SO4 0,05M có pH là A. 7.

B. 12.

C. 13.

D. 1.

Câu 28: Cho 1 lit dd H2SO4 0,04M tác dụng với 3 lit dd NaOH 0,04M thì thu được dd có pH là A. 2.

B. 12.

C. 7.

D. 13.

Câu 29: Cho 40ml dd HCl 0,75M vào 160ml dd chứa đồng thời Ba(OH) 2 0,08M và KOH 0,04M thu được 200ml dd có pH là A. 2.

B. 3.

C. 11.

D. 12.

Câu 30: Trộn 100ml dd hỗn hợp gồm Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M với 400ml dd hỗn hợp gồm H 2SO4 0,0375M và HCl 0,0125M thu được dd có pH là A. 1.

B. 2.

C. 6.

D. 7.

Câu 31: Cho m gam hỗn hợp Mg và Al vào 250ml dd X chứa hỗn hợp axit HCl 1M và H 2SO4 0,5M thu được 5,32 lit H2 (đktc) và dd Y có pH là A. 1.

B. 2.

C. 4.

D. 7.

Câu 32: Trộn 100 ml dd KOH có pH=12 với 100 ml dd HCl 0,012 M thì thu được dd có pH là A. 1.

B. 7.

C. 8.

D. 3.

Câu 33: Trộn lẫn 2 dd có thể tích bằng nhau của dd HCl 0,2M và dd Ba(OH) 2 0,2M. pH của dd thu được là A. 9.

B. 12,5.

C. 14,2.

D. 13.

Câu 34: Trộn V ml dd NaOH 0,01M với V ml dd HCl 0,03M thu được 2V ml dd Y có pH là A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Câu 35: Trộn hai thể tích dd HCl 0,1M với một thể tích dd gồm NaOH 0,2M và Ba(OH) 2 0,15M thu được dd Z có pH là A. 1.

B. 2.

C. 12.

D. 13.

Câu 36: Trộn 300 ml dd HCl 0,05 M với 200 ml dd Ba(OH)2 x mol/l thu được 500 ml dd có pH=2. Giá trị của x là A. 0,025.

B. 0,05.

C. 0,1.

D. 0,5.

Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--16--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG Câu 37: Trộn 300 ml dd HCl 0,05 M với 200 ml dd Ba(OH) 2 a mol/l thu được 500 ml dd có pH=12. Giá trị của a là A. 0,025.

B. 0,05.

C. 0,1.

D. 0,5.

Câu 38: Trộn 100ml dd H2SO4 0,01M với 400ml dd Ba(OH)2 nồng độ a mol/l thu được m gam kết tủa và dd còn lại có pH=12. Giá trị của m và a là A. 0,233 gam; 8,75.10-3M. B. 0,8155 gam; 8,75.10-3M. C. 0,233 gam; 5.10-3M. D. 0,8155 gam; 5.10-3M. Câu 39: Trộn 300ml dd HCl 0,05M với 200ml dd Ba(OH)2 nồng độ a mol/l thu được 500ml dd có pH=x.

Cô cạn dd sau phản ứng thu được 1,9875 gam chất rắn. Giá trị của a và x lần lượt là A. 0,05M; 13.

B. 2,5.10-3M; 13.

C. 0,05M; 12.

D. 2,5.10-3M; 12.

Câu 40: Trộn 150 ml dd HCl nồng độ a mol/l với 250 ml dd hỗn hợp gồm NaOH 0,5M và Ba(OH) 2 0,1M thu được dd có pH=12. Giá trị của a là A. 0,175M. B. 0,01M. C. 0,57M. D. 1,14M. Câu 41: Trộn 250 ml dd hỗn hợp gồm HCl 0,08M và H2SO4 0,01M với 250 ml dd NaOH nồng độ b mol/l được 500 ml dd có pH=12. Giá trị của b là A. 0,06M. B. 0,12M. C. 0,18M. D. 0,2M. Câu 42: Trộn 100ml dd có pH=1 gồm HCl và HNO3 với 100ml dd NaOH nồng độ a mol /l thu được 200ml dd có pH=12. Giá trị của a là A. 0,15.

B. 0,30.

C. 0,03.

D. 0,12.

Câu 43: Trộn 250 ml dd hỗn hợp gồm HCl 0,08M và H2SO4 0,01M với 250 ml dd Ba(OH)2 nồng độ x mol/l thu được m gam kết tủa và 500 ml dd có pH=12 . Giá trị của m và x tương ứng là A. 0,5825 gam; 0,06M. B. 3,495 gam; 0,06M. C. 0,5825 gam; 0,12M. D. 3,495 gam; 0,12M. Câu 44: Trộn 200 ml dd gồm HCl 0,1M và H2SO4 0,05 M với 300 ml dd Ba(OH)2 a mol/l thu được m gam kết tủa và 500 ml dd có pH=13. Giá trị của a và m tương ứng là A. 0,15 và 2,33.

B. 0,3 và 10,485.

C. 0,15 và 10,485.

D. 0,3 và 2,33.

Câu 45: Có 10 ml dung dịch HCl pH = 3. Thêm vào đó x ml nước cất và khuấy đều thì thu được dung dịch có pH = 4. Giá trị của x là A. 10 ml B. 90 ml C. 100 ml D. 40 ml Câu 46: Cho dd NaOH có pH = 12. Để thu được dd NaOH có pH = 11 cần pha loãng dd NaOH ban đầu (bằng nước) A. 10 lần.

B. 20 lần.

C. 15 lần.

D. 5 lần.

Câu 47: Dung dịch NaOH có pH=11. Để thu được dd NaOH có pH=9 cần pha loãng dd NaOH ban đầu (bằng nước) A. 500 lần.

B. 3 lần.

C. 20 lần.

D. 100 lần.

Câu 48: Cho dd HCl có pH =3. Để thu được dd có pH =4 thì cần pha loãng dd HCl ban đầu A (bằng nước) A. 12 lần.

B. 10 lần.

C. 100 lần.

D. 1lần.

Câu 49: Cần thêm thể tích nước vào V lít dd HCl có pH = 3 để thu được dd có pH = 4 là A. 10V lit.

B. V lit.

C. 9V lit.

D. 3V lit.

Câu 50: Có một dd có pH=6. Để thu được dd có pH=8 ta phải pha loãng bằng nước dd ban đầu A. 100 lần.

B. 99 lần.

C. 10 lần.

D. kết quả khác.

Câu 51: Khi cho 1 lit dd có pH=4 tác dụng với V ml dd NaOH thì thu được dd có pH=7. Giá trị của V là A. 10.

B. 30.

C. 40.

D. 100.

Câu 52: Một dd X có pH=3. Để thu được dd Y có pH=4 cần cho vào 1 lit dd X thể tích dd NaOH 0,1M là A. 100ml.

B. 90 ml.

C. 17,98ml.

D. 8,99ml.

Câu 53: Z là dd H2SO4 1M. Để thu được dd X có pH=1 cần phải thêm vào 1 lit dd Z thể tích dd NaOH 1,8M là A. 1 lit.

B. 1,5 lit.

C. 3 lit.

D. 0,5 lit.

Câu 54: Z là dd H2SO4 1M. Để thu được dd Y có pH=13 cần phải thêm vào 1 lit dd Z thể tích dd NaOH 1,8M là Thầy giáo: Mai Tiến Dũng --17--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG A. 1,0 lit.

B. 1,235 lit.

C. 2,47 lit.

D. 0,618 lit.

Câu 55: A là dd H2SO4 0,5M; B là dd NaOH 0,6M. Trộn V1 lit A với V2 lit B thu được (V1+V2) lit dd có pH=1. Tỉ lệ V1:V2 bằng A. 1:1.

B. 5:11.

C. 7:9.

D. 9:11.

Câu 56: A là dd H2SO4 0,5M; B là dd NaOH 0,6M. Trộn V3 lit A với V4 lit B thu được (V3+V4) lit dd có pH=13. Tỉ lệ V3:V4 bằng A. 1:1.

B. 5:11.

C. 8:9.

D. 9:11.

Câu 57: Trộn 3 dd H2SO4 0,1M; HNO3 0,2M; HCl 0,3M với những thể tích bằng nhau thu được dd X. Lấy 300 ml dd X cho phản ứng với V lit dd Y gồm NaOH 0,2M và KOH 0,29M thu được dd có pH = 2.

Giá trị V là A. 0,424 lit.

B. 0,134 lit.

C. 0,414 lit.

D. 0,214 lit.

Câu 58: Thể tích dd Ba(OH)2 0,025M cần cho vào 100 ml dd hỗn hợp gồm HNO3; HCl có pH=1 để thu được dd có pH=2 là A. 0,25 lit.

B. 0,1 lit.

C. 0,15 lit.

D. 0,3 lit.

Câu 59: Trộn V1 lit dd Ba(OH)2 có pH=12 với V2 lit dd HNO3 có pH=2 thu được (V1+V2) lit dd có pH=10. Tỉ lệ V1:V2 bằng A. 11:9.

B. 101:99.

C. 12:7.

D. 5:3.

Câu 60: Trộn V1 lit dd Ca(OH)2 có pH=13 với V2 lit dd HNO3 có pH=2 thu được (V1+V2) lit dd có pH=10. Tỉ lệ V1:V2 bằng A. 2:9.

B. 8:9.

C. 11:99.

D. 3:4.

Câu 61: Axit axetic có hằng số axit là Ka = 1,8.10-5. Dung dịch CH3COOH 0,01M có pH là A. 3,38.

B. 2.

C. 4,48.

D. 3,24.

Câu 62: Axit axetic có hằng số axit là Ka = 1,8.10-5. Dung dịch hỗn hợp gồm CH3COONa 1M và CH3COOH 0,1M có pH là A. 2,87.

B. 5,74.

C. 4,15.

D. 1.

-5 Câu 63: Axit axetic có hằng số axit là Ka = 1,8.10 . Dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,01M và CH3COOH 0,1M có pH là A. 2.

B. 3,75.

C. 4,75.

D. 4,25.

Câu 64: Ion CH3COO- là một bazơ có Kb=5,55.10-10. Dung dịch CH3COONa 0,1M có pH là A. 5,13.

B. 8,74.

C. 4,75.

D. 9,25.

Câu 65: Dung dịch CH3COOH 0,1M có pH=3. Độ điện li α của CH3COOH trong dd này là A. 0,01.

B. 0,43.

C. 0,1.

D. 1.

Câu 66: Độ điện li  của dd axit fomic 0,46% (d=1g/ml) có pH=3 là A.  =1,5%.

B.  = 0,5%.

C.  = 1%.

D.  = 2%.

Câu 67: Dung dịch axit fomic 0,092% (d=1g/ml) có độ điện li α là 5%. Dung dịch axit trên có pH A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 5.

Câu 68: Trộn 25,0ml dd NH3 0,20M với 15,0ml dd HCl 0,20M thì thu được dd có pH là (biết NH 3 có Kb=1,8.10-5).

A. 4,57.

B. 4,9.

C. 4,75.

D. 9,25.

Câu 69: Thêm nước vào 10,0ml axit axetic băng (axit 100%; D=1,05g/ml) đến thể tích 1,75 lit ở 25 oC, dùng máy đo thì thấy pH=2,9. Độ điện li α và hằng số cân bằng Ka của axit axetic ở nhiệt độ đó là A. 1,24% và 1,6.10-5. B. 1,24% và 2,5.10-5. C. 1,26% và 1,6.10-5. D. 1,26% và 3,2.10-4.

Câu 70: Ở một nhiệt độ xác định, độ điện li của dd axit axetic 0,1M là 1,32%. Ở nhiệt độ này, dd axit trên có hằng số axit bằng A. 1,85.10-5.

B. 1,74.10-5.

C. 1,32.10-5.

D. 2,85.10-5.

Câu 71: Cho dd CH3COOH 0,1M. Để độ điện li của axit axetic giảm một nửa so với ban đầu thì khối lượng CH3COOH cần phải cho vào 1 lit dd trên là (giả thiết thể tích dd vẫn là 1 lit) A. 9 gam.

B. 18 gam.

C. 12 gam.

D. 24 gam.

Câu 72: Trong 1 lit dd CH3COOH 0,01M có 6,26.1021 phân tử chưa phân li và ion. Độ điện li α của CH3COOH ở nồng độ đó là (biết số Avogađro=6,02.1023) A. 4,15%.

B. 3,89%.

C. 1%.

D. 1,34%.

Thầy giáo: Mai Tiến Dũng --18--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG

GIẢI BÀI TẬP TỰ LUYỆN Câu 1: Cho dung dịch CH3COOH 0,01M ( dung dịch A).

1. Tính pH của dung dịch A. 2. Cho vào 1 lít dung dịch A: 0,001 mol NaOH thì pH của dung dịch thu được bằng bao nhiêu?

Biết Ka (CH3COOH) = 10 – 4,76 Hướng dẫn giải 1. Phương trình   CH3COO – + H+ CH3COOH  Ka = 10 – 4,76 (1)    H+ + OH – H2O  KW = 10 – 14 (2)  Ka >> KW => (1) là chủ yếu, bỏ qua (2)   CH3COO – + H+ CH3COOH  Ka = 10 – 4,76  0,01 0 0 x x x 0,01 – x x x 2 x =>  104,76 0, 01  x => x = 4,083.10 – 4 (M) => pH = - lg(x) = 3,389 2. Khi cho NaOH vào dung dịch A. CH3COOH + OH –   CH3COO – + H2O 0,01 0,001 0,009 0,001 dung dịch trở thành dung dịch đệm.

0, 001 Cb => pH = pKa + lg = 4,76 + lg = 3,806 0, 009 Ca Câu 2: Muối sắt (III) thuỷ phân theo phản ứng   Fe(OH)2+ + H3O+ K a = 4,0 . 10-3 Fe3+ + 2H2O   a) Tính pH của dung dịch FeCl3 0,05M b) Tính pH mà dung dịch phải có để 95% muối sắt (III) không bị thuỷ phân.

Hướng dẫn giải FeCl3   Fe3+ + 3Cl3+   Fe(OH)2+ + H+ Fe + H2O    Fe(OH) 2+   H +  K= = 4,0 . 10-3  Fe3+  2

2

 H +   H +  K= = = 4,0 . 10-3 0,05-[H + ]  Fe3+ 

[H+] = 2,89.10 – 3 M  pH= 2,54 b) pH mà dung dịch phải có để 95% muối sắt (III) không bị thủy phân  Fe(OH) 2+  5   95  Fe3+  Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--19--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG 5 K= [H+] = 4,0 . 10—3 95 [H+] = 7,7 . 10-2 (M)  pH = 1,1 Câu 3: a)Tính pH của dung dịch HCl nồng độ 0,5.10-7 mol/lít. b)Tính pH của dung dịch X được tạo thành khi trộn 200ml dung dịch HA 0,1M (Ka = 10-3.75) với 200ml dung dịch KOH 0.05M; pH của dung dịch X thay đổi như thế nào khi thêm 10 -3 mol HCl vào dung dịch X. Hướng dẫn giải a)  H+ . 0,5.10-7 do nồng độ nhỏ  phải tính đến cân bằng của H2O   H2O  H+ + OH   HCl  H+ + Cl  Theo định luật bảo toàn điện tích:

10 -14  H  =  Cl  + OH    H  = 0,5.10 + H   H+ 2  0,5.10  7 H+  10 -14 = 0.

Giải được:  H+ = 1,28.10-7  pH  6,9 b) nHA = 0,1.0,2 = 0,02 mol ; nKOH = 0,05.0,2 = 0,01 mol KOH + HA  KA + H2O 0,01  0,01 0,01 Theo phương trình HA còn dư = 0,01 mol 0,01 Trong d2 X: CHA = CKA = = 0,025M. 0,4 Xét các cân bằng sau:   H2O H+ + OHKW = 10-14 (1)   +

      A- + H2O  

HA

-

-

H+ + A-

-7

 

KHA = 10-375

(2)

+

HA + OHKB = KHA-1. KW = 10-10,25 (3) So sánh (1) với (2)  KHA >> KW  bỏ qua (1) So sánh (2) với (3)  KHA >> KB  bỏ qua(3)  Dung dịch X là dung dịch đệm axit muoi = 3,75 + lg 0,1 = 3,75 có pH = pKa + lg axit  0,1  Khi thêm 10-3 mol HCl KA + HCl  KCl + HA 0,001  0,001  0,001 (mol) 0,01 0,001 HA = = 0,0275 M 0,4 0,01 - 0,001 và KA = = 0,0225M .

0,4 Dung dịch thu được vẫn là dung dịch đệm axit.

0,0225 Tương tự, pH = 3,75 + lg = 3,66 0,0275 Câu 4: 1. Tính pH và độ điện li của dung dịch NaCN 0,015 M (dung dịch A) 2. pH và độ điện li thay đổi ra sao khi: e. Có mặt NaOH 0,0005M f. Có mặt HCl 0,0002M Thầy giáo: Mai Tiến Dũng --20--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG g. Có mặt NaHSO4 0,010M h. Trộn 50 ml dung dịch A với 150 ml HCOONa 0,01M Cho Ka(HCN) = 10-9,35, Ka(HSO4- ) = 1,0.10-2, Ka(HCOOH) = 10-3,75.

Hướng dẫn giải 1. NaCN → Na+ + CN– 0,015M 0,015M 1014 CN- + H2O HCN + OH- K 109,35 =10-4,65 = 2,24.10-5 [ ] 0,015-x x x 2 [HCN][OH] x K= =2,24.10-5 Giải pt bậc 2  [CN] (0, 015  x) –4 -14  x = 5,68563262.10 M 10

 10-4,65  2, 24.105 10-9,35 pOH = -lg 5,68563262.10–4 = 3,245221206 pH =10,75467518 5, 68563262.104 độ điện li α = 100%  3, 7893604% 1,5.102 2. a. Khi có mặt NaOH 0,0005M NaOH → Na+ + OH–

5.10-4 M CN– + H2O

5.10-4 M HCN + OH–

[ ] mol.l-1 0,015- y1 y1 y1+5.10-4 4 y1 (y1  5.10 )  K= =2,24.10-5 pt được 4 0, 015  5.10  y1 –5  y1 = 6,706496859.10 M –4 [OH ] = 6,706496859.10-5 + 5.10-4 =5,6706496859. 10 M  pOH = 3,246367181  pH = 10,75363282 6,706496859.10 5 100%  0, 44709979% độ điện li α1 = 1,5.10 2 b. Khi có mặt HCl 0,0002M NaCN + HCl → NaCl + HCN 2.10–4 2.10–4 2.10–4 Dung dịch sau phản ứng: HCN: 2.10–4 M CN– : 0,0148 M CN– + H2O [ ] mol.L-1 0,0148- y2

HCN

0,0002+ y2

4

K=

(2.10  y 2 ).y 2  2,24.105 2 (1,48.10  y 2 )

 y2 = 4,752174622.10-4

pOH = -lg 4,752174622.10–4 = 3,323107609 Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

+

--21--

OH– y2

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 pH = 10,67689239

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG

(2.104  4,752174622.10 4 ) Độ điện li α2 = 100%  4,501449748% 1,5.102 c. Khi có mặt NaHSO4 0,020M + NaHSO4 → Na + HSO4 0,01M HSO4 + CN HCN + SO42– Cân bằng trên xem như tổ hợp các cân bằng HSO4H+ + SO42H+ + CN– HCN

K′ K1 = 10–2 KH-C1N = 109,35

+ SO42– K′ = 107,35 K′ quá lớn, phản ứng xem như hoàn toàn 2– HSO4 + CN → HCN + SO4 0,01 0,01 0,01 0,005 CN– + H2O HCN + OH– [ ] mol.L-1 0,005- y3 0,01+ y3 y3 HSO4- + CN-

còn

 

K=

HCN

(0,01  y3 ).y3  2.24.105 3 (5.10  y3 )

y3 = 1,11625357.10–5 M



pOH = -lg 1,11625357.10–5 = 4,952237139



pH = 9,047762861

102 +1,11625357.10 5 100%  66,7410835% độ điện li α3 = 1,5.102 d. Trộn 50 ml dung dịch A với 150 ml HCOONa 0,01M – – K=10-4,65 (1) CN + H2O HCN + OH 4.10-14 – –  4.1010,25 (2) HCOO + H2O HCOOH + OH K˝ = -3,75 10 K >> K˝ (2) không đáng kể  CN– + H2O HCN + OH– [ ] mol.l-1 0,025-y4 y4 y4 Nồng độ vừa mới trộn của CN– = 0,00375M 

y 24  2,24.105 K= 0,00375  y 4



pOH = -lg 2,788438588.10–4 = 3,554638916  pH = 10,44536108



y4 = 2,788438588.10–4 M

2,788438588.10 4 .100%  1,858959059% độ điện li α4 = 1,5.10 2 Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--22--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG Câu 5: A là dung dịch CH3COOH 0,1M có pH=2,9. Tính độ điện li ỏ% của dung dịch A Hướng dẫn giải CH 3COOH CH 3COO   H  102,9 .100  1, 258925% 0,1 Câu 6: Cho A là dung dịch CH3COOH 0,2M , B là dung dịch CH3COONa 0,2M. Trộn A với B theo tỉ lệ thể tích bằng nhau thu được dung dịch C . Tính pH của C và độ điện li  của CH3COOH trong C . Biết Ka= 1,75.10-5 Hướng dẫn giải Dung dịch C ( CH3COOH 0,1M và CH3COONa 0,1M ) CH3COOH CH3COO- + H+ Ka = 1,75.10-5 Cân bằng : 0,1-x 0,1+x x -5  Ka = (0,1+x).x/(0,1-x) = 1,75.10  x= 1,749.10-5  pH= -lg1,749.10-5 = 4,757 điện li  = 1,749.10-5 / 0,1= 0,01747% Câu 7: Tính pH của dung dịch thu được khi hòa tan 0,1 mol PCl3 vào 450ml dung dịch NaOH 1M. Hướng dẫn giải PCl3 + H2O → H3PO3 + 3 H+ + 3Cl(1) H+ + OH- → H2O (2) H3PO3 + OH H2PO3 + H2O (3) H2PO3 - + OHHPO3 2- + H2O (4) nOH bđ = 0,45 mol sau phản ứng (2,3) nOH- dư = 0,05 mol nOH- (4) = n HPO3 2- = 0,05 mol [H  ][HPO32 ] -7 ka2 = = 7.10 [H 2 PO3 ]  pH= -lg 7.10-7 = 6,15490196 Câu 8: Tính pH của dung dịch H 2SO4 0,010 M . Hằng số Ka nấc thứ hai là 1,0.10-2 Hướng dẫn giải H2SO4 → H+ + HSO40,010M 0,010M   HSO4  H+ + SO42 [ H  ]  102,9   % 

Nđcb : 0,010 – x

0,010+x

x

(0,010  x) x  102  x2  2.102 x 104  0 0,010  x

 x = 4,1421.10-3  [H]+ = 0,010 + 4,1421.10-3 = 14,1421.10-3M  pH = 1,8495.

Câu 9: Tính nồng độ mol/l các ion và pH của dung dịch Na2CO3 0,01M? Biết CO32- có Kb1 = 10-3,76 ; Kb2 = 10-7,65 .

Hướng dẫn giải Na2CO3  2Na+ + CO32  HCO3- + OH- K b  10 3,67 (1) CO32- + H2O   1

  H2CO3 + OH- K b 2  10 7,65 (2) HCO3- + H2O     H+ + OH- KW = 10-14 (3) H2O  

Vì K b1 >> K b 2 >> KW nên Cân bằng (1) là chủ yếu Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--23--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG  3 , 67 2  HCO3 + OH K b  10 CO3 + H2O   1 [Bđ] 0.01 [P.ứng] x [CB] 0.01 – x x x 2 x  10 3,76 K b1 = 0,01  x  x = 1,234.10-3  pOH = 2,908  pH = 11,092 + [Na ] = 0,02M [CO32-] = 0,01 – 1,234.10-3 = 8,766.10-3M [HCO3-] = 1,234.10-3 M Câu 10: Ở 20oC hòa tan vào dung dịch NaOH nồng độ 0,016 g/lít một lượng iot đủ để phản ứng xảy ra hoàn toàn: 2NaOH + I2  NaI + NaIO + H2O. Tính pH của dung dịch thu được. Biết hằng số axit của HIO = 2,0 x 10 -11.

Hướng dẫn giải 0,016 Nồng độ đầu của OH    4,0  10  4 (mol/lít) 40 Phản ứng: 2OH- + I2  I- + IO- + H2O 4,0  104 2,0  10 4

[]

IO   H 2 O 2,0  10 4 - x H   OH 

HIO

Ta có: K a 

[ IO  ].[ H  ]  2,0  10 11 [OH  ]

(2,0 10 4  [OH  ]).[ H  ]  [OH  ]

(2,0 10  4  

K a  2,0  10 11

[ IO  ].[ H  ]  2,0  10 11 [ HIO]

Do [HIO] = [OH-] 



HIO  OH  x x

10 14 ).[ H  ]  [H ] 14

 2,0 10 11

10 [H  ]  2,0  10 4 [ H  ] 2  1,0  10 14 [ H  ]  2,0  10 25  0 Giải phương trình bậc  [H+] = 6,53 x 10-11.  pH = -lg[H+] = - lg(6,53 x 10-11) = 10,185.

Câu 11: Tính pH của dung dịch benzoatnatri C6H5COONa nồng độ 2,0 105 M. Biết hằng số axit của axit benzoic bằng 6,29 105.

Hướng dẫn giải C6H5COONa  Na+ + C6H5COO   C6H5COOH C6H5COO + H+  Ka1    H+ + OH H2O   Tổ hợp 2 phương trình cho:

Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

Kw

--24--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2   C6H5COOH + OH C6H5COO + H2O  

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG Ktp

14

10 Kw = = 1,59 1010 5 6,29  10 Ka  Do nồng độ đầu của C6H5COO nhỏ; mặt khác hằng số của quá trình không lớn hơn nhiều so với 10 14 nên phải tính đến sự điện li của nước.   C6H5COOH + OH C6H5COO + H2O  Ktp (1)  Ktp =

2,0 105  [OH]   H+ + OH H2O  Kw  +  Theo định luật bảo toàn điện tích: [OH ] = [C6H5COOH] + [H ]

(2)

hay [C6H5COOH] = [OH]  [H+] = [OH] 

10 14  OH  

thay vào biểu thức hằng số cân bằng của (1):  1014   OH      OH     OH    C 6 H 5COOH  OH    K= = = 1,59 1010   C 6 H 5COO   C 6 H 5COO  2

OH    1014  = 1,59 1010  [OH]2 + 1,59 1010[OH]  13,18 1015 = 0 5  2  10  OH   [OH] = 1,148 107  pOH =  lg(1,148 107) = 6,94  pH = 7,06 Câu 12: A là dung dịch CH3COOH 0,2M, B là dung dịch NaOH 0,2M và C là dung dịch CH3COONa 0,2 M a. Tính pH của dung dịch A, B, C b. Tính pH của dung dịch thu được khi trộn A với B theo tỉ lệ thể tích bằng nhau c. Tính pH của dung dịch thu được khi trộn A với C theo tỉ lệ thể tích bằng nhau Cho: Ka (CH3COOH ) =1,8.10-5 .

Hướng dẫn giải a> Tính pH của dung dịch A, B, C - dung dịch A: CH3COOH CH3COO- + H+ ; Ka (CH3COOH) =1,8.10-5 Ban đầu: 0,2 0 0 Cân bằng: 0,2 -x x x   2 CH 3COO . H x Ta có: Ka = = = 1,8. 10-5 hay x2 + 1,8.10-5 x - 0,36.10-5 = 0 (*) CH 3COOH  0,2  x Giải phương trinh bậc 2 (*) (chọn nghiệm dương và nhỏ hơn 0,2) được x≈ 1,8884. 10 -3 M Vậy [H+] = x = 1,8884.10-3 M và pH = -lg[H+]= - lg(1,8884.10-3) ≈ 2,72.

- dung dịch B: NaOH   Na+ + OH0,2 M 0,2 M Từ đó suy ra: pOH = -lg[OH ] = -lg0,2 ≈ 0,70. Vậy pH= 14-pOH= 13,30.

CH3COONa  CH3COO- + Na+ 0,2 0,2 0,2 CH3COO + H2O CH3COOH + OHKb = 5,56.10-10 Ban đầu: 0,2 0 0 Cân bằng: 0,2 -x x x 2 x = 5,56. 10-10  x = 1,05.10-5  pH =9,02 0,2  x



 

Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--25--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG b> Trộn A, B với tỉ lệ thể tích bằng nhau thì nồng độ đầu các chất giảm đi 1 nửa C0 (CH3COOH) = C0 (NaOH) = 0,1 M. Khi trộn xảy ra phản ứng: CH3COOH + NaOH   CH3COONa + H2O 0,1 0,1 0,1 M dung dịch thu được gồm: CH3COONa: 0,1 M . Xét cân bằng: CH3COONa   CH3COO- + Na+ 0,1 0,1 10 14 10 14 CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-; Kb =  Ka 1,8.10 5 Ban đầu: 0,1 0 0 Cân bằng: 0,1-x x x  2 14 CH 3COOH . OH = x  10 Ta có: Kb = 0,1  x 1,8.10 5 CH 3COO 









Giả sử x << 0,1 suy ra x ≈

10 14.0,1  7,45.10-6 M thỏa mãn và pOH= -lg[OH-]≈ 5,13 5 1,8.10

pH = 14- pOH≈ 8,87. c> Khi trộn A với C theo tỉ lệ thể tích 1:1 thì nồng độ ban đầu C 0 (CH3COOH) = C0(CH3COONa) = 0,1M. CH3COOH CH3COO- + H+ ; Ka (CH3COOH) =1,8.10-5 Ban đầu: 0,1 0,1 Cân bằng: 0,1 -x 0,1 + x x   (0,1  x).x CH 3COO . H Ta có: Ka = = = 1,8. 10-5 . Giả sử x << 0,1 ta có x ≈ 1,8.10-5 thỏa mãn. Vậy 0,1  x CH 3COOH  + pH = -lg[H ] = -lgx ≈ 4,74.

Câu 13: Giả sử có hidroxit M(OH)2 chỉ có phương trình điện ly duy nhất rất yếu : M(OH)2 M2+ + 2OH– (1) a/Hãy thiết lập biểu thức liên hệ giữa: C0 (nồng độ đầu của M(OH)2), pH của dung dịch, pKb ( Biết pKb = lgKb) b/ Tính pKb khi pOH = 6,75 và C0 = 1M Hướng dẫn giải *Xét phương trình : M(OH)2 M2+ + 2OH–– (1) Ban đầu C0(M) 0 (M) 0 (M) Giả Sử x (M) x(M) 2x(M) Khi cân bằng: (C0 – x) x 2x *Theo phương trình (1)



Ta có :

 

[ M 2 ][OH  ]2 Kb = [ M (OH ) 2 ]



x(2 x) 2 Kb  C0  x

2

a/ lg(Kb ) = lg ( x(2 x) )  - lg(Kb) = lg(C0 – x ) – lg x - 2lg(2x) C0  x

=> pKb = lg(C0 – x ) - 3lgx - 3lg2 + lg2 => pKb = lg(C0 – x ) - 3lg2x + lg2 Chất điện ly yếu nên : C0 - x > 0 => C0 – x ~ C0 pKb = lg2C0 - 3 lg2x => - lg2x = 1/3 (pKb - lg2C0) (*) * Đặt pOH = - lg [OH–] => pOH = - lg2x luôn có : [H+] [OH––] = 10–14 => pH = 14 – pOH Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--26--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG (*)  pH = 14 – 1/3( pKb – lg2C0) b/ pOH = 6,75 => pH = 7,25 => pKb = 42 - 3pH + lg2C0 => pKb = 42 - 3.7,25 + lg2 = 20,5510.

Câu 14: Cho một mẫu thử axit fomic HCOOH có nồng độ 0,1M. Cho KHCOOH = 1,77.10-4 1/ Tính pH của dung dịch HCOOH nói trên 2/ Cho vào mẫu thử trên 1 lượng axit H2SO4 x M có cùng thể tích, thấy độ pH giảm 0,385 đơn vị so với pH khi chưa cho H2SO4 vào. Biết rằng hằng số axit đối với nấc phân li thứ hai của axit sunfuric là K2 = 1,2.10-2. Không có sự hao hụt khi pha trộn. Tính giá trị của x ?

Hướng dẫn giải   HCOOH H+ + HCOO  Cân bằng 0,1-a M aM aM 2 -4 Ta có: a / (1-a) = 1,77.10 => a = 0,00412 (M) => pH = 2,385 Giả sử lấy 1 lít dung dịch H2SO4 x mol/lít trộn với 1 lít dung dịch HCOOH được dung dịch mới có pH = 2,385 – 0,385 = 2,00 .

Nồng độ các chất trong dung dịch mới sau khi trộn: [HCOOH] = 0,05(M); [H2SO4] = 0,5x (M) Vì pH = 2 => [H+] = 0,01 (M) Áp dụng định luật bảo toàn proton cho các quá trình phân li (bỏ qua sự điện li của nước) ta có: [H+] = [HCOO-] + [HSO4-] + 2[SO42-] (1) + -4 + KHCOOH = [H ]. [HCOO ] / HCOOH = 1,77.10 => [H ]. [HCOO ] / 0,05 - [HCOO-] = 1,77.10-4  [HCOO-] = 8,696 .10-4 (2) + 2-2 Ta có: Ka2 = [H ][SO4 ] / [HSO4 ] = 1,2.10 (3) Từ (1), (2), (3) => [SO42-] = 4,965.10-3 ; [HSO4-] = 4,138.10-3 Vì 0,5x = [HSO4-] + [SO42-] => x = 0,0182 (M) Câu 15: Tính pH của dung dịch Na2CO3 0,1M Biết H2CO3 có Ka1 = 4,2.10-7 , Ka2 = 4,8.10-11 Hướng dẫn giải Na2CO3  Na+ + CO32Đây là muối trung hoà của axit yếu đa chức và bazơ mạnh đơn chức . Tuy nhiên ion Na+ không bị thuỷ phân nên pH của dung dịch được quyết định bởi một đa bazơ yếu CO 32- 0,1M Kb1 = 10-3,68 ; Kb2 = 10-7,62 CO32- + H2O  HCO3- + OHKb1 = 10-3,68 HCO3- + H2O  H2CO3 + OHKb2 = 10-7,62 + -14 0 H2O  H + OH Kw = 1,0. 10 ở 25 C Ta có : Kb1 >> Kb2 và Cb . Kb1 = 0,1.10-3,68 = 10-4,68 >> Kw Nên có thể coi [OH-] được quyết định bởi nấc thứ nhất (bỏ qua nấc thứ 2 và bỏ qua sự điện li của H2O) CO32- + H2O  HCO3- + OHKb1 = 10-3,68 Ban đầu : 0,1M 0 0 Phản ứng : x x x Cân bằng : 0,1- x x x 2 -3,68 Kb1 = x /(0,1-x) = 10 . => Gỉải phương trình bậc hai ta có : x = [OH- ] = 4,47.10-3 => pOH = 2,35 => pH = 11,65 Câu 16: Trộn 20,00ml HCl 0,0200ml với 30,00ml dung dịch CH3COOH 0,150M. Tính pH của hỗn hợp thu được. Biết Ka = 10-4,76 Hướng dẫn giải H2O H+ + OH– 10-14 HCl  H+ + Cl– CH3COOH H+ + CH3COO– Ka = 10-4,76 CoHCl = 0,0200M; VoHCl = 20,00ml.

CoCH 3COOH  0,150M ; CoCH 3 COOH  Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

0,15.30  0,0900 20  30

--27--

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2 CH3COOH H+ + CH3COO– C 0,0900 0,00800 [] 0,09 - x 0,008 + x x

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG Ka = 1,74 . 10-5

x0,008  x   1,74.10  5 0,09  x

Với x << 0,008 ta rút ra phương trình gần đúng: x = 1,74.10-5 .

0,09  1,95.10  4 0,008

Giá trị này không nhỏ hơn nhiều so với 0,008.

Nếu coi x << 0,09 thì: x2 + 8.10-3 x - 1,566 . 10-6 = 0. tính được: x = 1,912 . 10-4.

Hai kết quả này đều phù hợp. Vậy x = [CH3COO–] = 1,91 . 10-4.

[H+] = 0,008 + x = 8,19 . 10-3M  pH = 2,09.

Câu 17: Tính pH trong dung dịch gồm NaOH 1,0 . 10-4M và NaNO2 0,10M. Biết Ka (HNO2) = 10-3,29 Hướng dẫn giải NaNO2  Na+ + NaOH  Na+ +

NO2

OH 

H+ - OH–

H2O

NO2 +H2O COH  =

–

HNO2 + OH

CNaOH = 1,0 . 10-4;

C NO  2

NO2 +H2O C []

10-14.

0,10 0,10 - x

KW 10 14   3, 29  10 10,71 K a 10  C NaNO 2  0,10

HNO2 + OH– Kb -4 1,0 . 10 x 1,0 . 10-4 + x

= 10

-10,71

x(1,0.10 4  x)  10 10,71 0,10  x Với x << 1,0 . 10-4 ta được: x = 10-10,71 .

0,10 10, 71 4  10  10 1,0.10  4

Vậy x = [HNO2] = 10-7,71 = 1,95 . 10-8.

[OH–] = x + 1,0 . 10-4 = 10-7,71 + 1,0 . 10-4  1,0 . 10-4.

[H

+

10 4  1,0.10 10 ]= 4 1,0.10

 pH = 10,0.

---------HẾT---------

Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--28--

(1)

TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 2

CHUYÊN ĐỀ pH ÔN THI HSG

ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM Câu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Đáp án B B D B D B C C D C A B A B D

Câu 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Đáp án A C A B D B C D B A B C B D B

Câu 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

Đáp án A D D B D A B A C D B D A A B

Câu 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

----------HẾT----------

Thầy giáo: Mai Tiến Dũng

--29--

Đáp án A D B C A D D A B C B B C B C

Câu 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75

Đáp án A A A B A C B A C B B B