Chương 4 : DUNG DỊCH
O
HO
C
C
C O O
HO
+
C O + H O-
HO
Không màu Màu đỏ - Khi thêm axit (H+) vào dung dịch thì theo nguyên lý Le Châtelier cân bằng sẽ chuyển dịch về phía trái, là chiều tạo nên phân tử phenolphtalein, nên dung dịch không màu. - Còn khi cho vào dung dịch một lượng baze (OH-) thì OH- sẽ phản ứng với H+ tạo H2O làm nồng độ H+ giảm thì theo Le Châtelier, cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều tạo ra H+, tức là chiều tạo ra ion, nên làm dung dịch có màu đỏ. Tổng quát : Gọi chất chỉ thị màu là HInd. Trong dung dịch có cân bằng : HInd + H2O H3O+ + Ind K=
[ H 3O ][ Ind ] [ HInd ] [ H 3O ] K a . [ HInd ] [ Ind ]
Vậy : pH = -lg[H3O+] = pKa + lg
[ Ind ] [ HInd ]
Mắt người, thường để phân biệt giữa màu này và màu khác khi tỉ số nồng độ 2 dạng 10. Nên khi : + [Ind -] [HInd] pH = pKa : dung dịch mang màu hỗn hợp của 2 ion. + +
[ Ind ] > 10 màu dung dịch là màu của ion Ind - pH = pK + 1 [ HInd ] [ Ind ] < 10 màu dung dịch là màu của HInd. [ HInd ]
pH = pK -1
Khoảng pH trong đó màu của chất chỉ thị biến đổi được gọi là khỏang đổi màu. Thí dụ : pH pH Phenolphtalein : không màu < 8 hồng < 10 đỏ heliantine (metyl da cam) : hồng < 3,1 da cam < 4,4 vàng . Quỳ : đỏ <6 tím <8 xanh . 4.6.3.Thuyết axit - bazơ : Năm 1923 để bổ sung những thiếu sót của thuyết Arrhenius, đã xuất hiện 2 thuyết mới hơn về axit, bazơ là thuyết Bronsted - Lowrry và thuyết Lewis. 4.6.3.1.Thuyết Bronsted - Lowrry : a) Nội dung : Axit là những chất có khả năng cho proton và bazơ là những chất có khả năng nhận proton. - Thuyết này bao hàm cả thuyết Arrhenius, vì vậy những axit của Arrhenius cũng đều là của Bronsted - Lowrry, ngoài ra có thêm một số chất đối với Bronsted là axit thì không thể xếp loại nó vào loại axit theo Arrhenius như Al3+, Fe3+, Zn2+ ... Vì theo Bronsted khi hòa tan các ion này vào trong nước : Mn+ + 2H2O M(OH)(n - 1) + + H3O+ - Thuyết này quan niệm axit, bazơ có tính tương đối - phụ thuộc vào từng phản ứng như HCl + H2O → H3O+ + Cl(1) Vậy theo định nghĩa Bronsted thì HCl là axit do nó đã cho H+và chất nhận H+ là bazơ H2O Còn trong phản ứng : NH3 + H2O NH4+ + OH(2) Ta lại thấy NH3 là một bazơ vì nó nhận proton của H2O. Vậy H2O lại đóng vai trò là axit Hệ quả : Ta thấy với phản ứng (2) NH3 là bazơ sau khi nhận H+ của H2O biến thành NH4+, lại đến lượt NH4 + do có ion H+ nên nếu gặp chất có tính bazơ mạnh thì NH4+ sẽ chuyển H+ cho chất đó. Vậy NH4 + là axit . Vì vậy người ta nói NH4 + là axit liên hợp của bazơ NH3, tương tự OH- là bazơ liên hợp của axit H2O. Ta nói NH4 +/NH3 là cặp axit - bazơ liên hợp. Ta cũng dễ dàng thấy
59
HÓA ĐẠI CƯƠNG 2