XÁC ĐỊNH ỊNH pH CỦA HỖN HỢP CÁC DD KHÁC NHAU Dạng 1: tính pH dung dịch có axít yếu v bazơ yếu ếu * Cơ sở lý thuyết : Xét với dung dịch hòa òa tan axít A1 ( có bazơ liên hợp B1 ) bazơ B2 ( có axít liên hợp A2) Các trình điện ện li xảy dung dịch : (IV.1) A1+ B2  B1 + A2 (IV.2) A1+ H2O  B1 + H+ (IV.3) B2 + H2O  A2 + OH(IV.4) H2O  H+ + OHTa có : KA1 = [B1 ][H  ] [A ][OH  ] [B ][H  ] ;KB2 = ;KA2 = [A1 ] [A ] [A ] - Nếu ta có : KA1 KA2 > 2.10-13 KB1 KB2 > 2.10-13 Thì (IV.1) coi làà tương tác axít - bazơ chủ ủ yếu dung dịch v : [B1]  [A2] ;[A1]  CA1 - [B1];[B2]  CB2 - [A2] Ta có : KA1 KA2 = [B1 ][H  ] [B ][H  ] [A1 ] [A ] => KA1 KA2 = [H  ] - Khi : C A1 K A1 > 380 [B ] ( [B1] [A1 ] C B2 K B2  [A2]) > 380 ta coi : [A1]  CA1 [B2]  CB2 Nên ta có : KA1 KA2 = [H  ]2 [H+] = K A1 K A2 C A1 CB2 C B2 C A1 (IV.13) Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! => [H+] = K A1 K A2 - Nếu CA1 = CB2 (IV.14) Ví dụ : Tính pH dung dịch CH3COONH4 0,5M biết -5 K a ( CH 3COOH ) =1,8.10 , K b ( NH ) =1,6.10 -5 Hướng dẫn : - Nhân dạng toán : Dung dịch chứa ion NH4+ axit yếu (A1) bazơ yếu ( B2) - áp dụng : KA1 = K a ( NH ) =  10 -14 10 -14 = =6,25.10-10 -5 K b(NH3 ) 1,6.10 KB2 = K b (CH COO ) =  10 -14 K a(CH3COOH ) = 10 -14 =5,56.10-10 -5 1,8.10 - Thử phép gần : KA1 CA1= K a ( NH ) C ( NH ) =6,25.10-10.0,5 > 2.10-13   KB2 CB2 = K b (CH COO ) C (CH COO ) = 5,56.10-10 0,5 > 2.10-13   C A1 0,5 = C ( NH 4 ) / K a ( NH 4 ) = > 380 K A1 6,25.10 -10 C B2 0,5 = C(CH 3COO ) / K b (CH 3COO  ) = > 380 K B2 5,56.10 -10 Do C ( NH ) = C(CH COO ) = 0,5 nên áp dụng công thức (IV.14)   [H+] = K A1 K A2 = 6,25.10 10.1,8.10 5 = 1,0607.10-7  pH= -lg[H+] = -lg(1,0607.10-7) = 6,9744 Dạng : Tính pH dung dịch hỗn hợp axit mạnh axít yếu Gọi axít mạnh HX có nồng độ C1(M), Gọi axít yếu HA có nồng độ C2(M), trình điện li dung dịch : HX  H+ + X(VI.1) + HA  H + A (VI.2) + H2O  H + OH (VI.3) - Nếu có : Ca.Ka (HA ) > 2.10-13 xem điện li H2O không đáng kể Bài toán trở thành tương tự với tính pH axít yếu, nhiên cân (VI.2) lượng H+ kể đến có mặt H+ phân li (VI.1) ta có : HA  H+ + AKa C0 C2 C1 x [] C2 -x C1 +x x Ka = x(C1  x) (C  x) (VI.16) Giải phương trình (VI.16) giá trị x => [H+] = C1 + x Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! * Khi x 2.10-13 => xem điện li H2O không đáng kể - áp dụng công thức (VI.16) ta có : Ka = x(5.10-3  x) (5.10-2  x) = 10-4,76 => x= 2,3609.10-3 [H+] = C1 + x = 5.10-3 + 2,3609.10-3 = 7,3609.10-3  pH = 2,1331 Dạng 3: Tính pH dung dịch hỗn hợp bazơ mạnh bazơ yếu Tương tự dạng : Cb.Kb > 2.10-13 xem điện li H2O không đáng kể Kb = x(C1  x) (C  x) (VII.19) Giải phương trình (VII.19) giá trị x [OH-] = C1 + x pH = 14 + lg(C1 + x) * Khi x 2.10-13 nên xem điện li H2O không đáng kể , áp dụng công thức (VII.21) : x = Kb C2 0,1 = 10-10,71 -4 =10-7,71 =>[OH-] = C1 + x = 10-7,71 +10-4 C1 10 => pOH = pH = 10 Dạng 4: Tính pH dung dịch axit yếu bazơ liên hợp Gọi axit yếu HA nồng độ Ca Bazơ liên hợp A- nồng độ Cb - Các trình điện li dung dịch: Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! HA  H+ + A(VIII.1) Ka A +H2O  HA + OH (VIII.2) Kb= Ka-1 H2O  H+ + OH(VIII.3) Kw - Xét gần : *Nếu Ca.Ka > 2.10-13 Cb.Ka-1 > 2.10-13 xem điện li H2O không đáng kể *Nếu Ca.Ka > > Cb.Ka-1 xem trình (VIII.1) chủ yếu Ta có: HA  H+ + AKa C0 Ca Cb [] Ca -x x Cb + x Ka = x(C b  x) (C a  x) (VIII.22) Giải phương trình (VIII.22) ta x [H+] = x => pH = -lg(x) Nếu có : x > Ca2.Ka2, Ca3.Ka3 xem điện li chủ yếu A1 toán trở thành tương tự với dung dịch chứa axít yếu [H+] = C a1 K a1 * Nếu có Ca1.Ka1  Ca2.Ka2  Ca3.Ka3 C >380 K  [H+] = C a1 K a1  C a K a  C a K a (IX.28) Ví dụ 12 : Tính pH dung dịch hỗn hợp CH3COOH 0,01M NH4Cl 0,2M, cho biết K a ( CH 3COOH ) = 10-4,76 , K a ( NH4 ) = 10-9,24 Hướng dẫn : A1 CH3COOH ; A2 NH4+ Ca1.Ka1 = 0,01.10-4,76 = 10-6,76; Ca2.Ka2= 0,2.10-9,24 = 10-9,94 Ta có : Ca1.Ka1, Ca2.Ka2 >> 2.10-13 nên xem điện li H2O không đáng kể Ca1.Ka1 >> Ca2.Ka2 xem điện li CH3COOH chủ yếu [H+] = C a1 K a1 = 10-3,38 =>pH = -lg[H+] = 3,38 Dạng : Bài toán hỗn hợp bazơ yếu Tương tự toán hỗn hợp axít yếu ta có phép lấy gần : * Nếu Cb1.Kb1, Cb2.Kb2, Cb3.Kb3 …>2.10-13 xem điện li H2O không đáng kể * Nếu có Cb1.Kb1 >> Cb2.Kb2, Cb3.Kb3 xem điện li chủ yếu A1 toán trở thành tương tự với dung dịch chứa axít yếu C b1 >380 thi tính [OH-] = K b1 C b1 K b1 * Nếu Cb1.Kb1  Cb2.Kb2  Cab3.Kb3 C bi >380 K bi - Gọi bazơ yếu B1, B2 , axít liên hợp tương ứng A1, A2 trình điện li dung dịch : B1 + H2O  A1 + OHKb1 B2 + H2O  A2 + OH Kb2 + H2O  H + OH áp dụng điều kiện proton ta có : [H+] = [OH- ] – [A1] – [A2] (9.1) K [B ] [OH - ][A1 ] K [B ] => [A1] = b1 1 , tương tự [A2] = b2 2 [ B1 ] [OH ] [OH ] K [B ] K [B ] => [OH-] = [H+] + b1 1 + b2 2 [OH ] [OH ] Kb1 = => [OH-]2 = 10-14 + Kb1.[B1] +Kb2.[B2] =>[OH-]= 10-14  K b1.[B1 ]  K b2 [B2 ] Khi C b1 C > 380 b2 > 380 =>[OH-]= 10-14  K b1.Cb1  K b2 Cb2 K b1 K b2 (X.29) Ví dụ 13 : Tính pH dung dịch KCN 0,1M ( Ka(HCN) = 10-9,35 NH3 0,1M ( K a ( NH ) =  -9,24 10 ) Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! Hướng dẫn : CN- + H2O  HCN + OHNH3 + H2O  NH4+ + OHCó : Cb1.Kb1  Cb2.Kb2và 10 -14 = 10-4,65  , 35 10 10 -14 = 9, 24 = 10-4,76 10 Kb1 = Kb2 C b1 C >380 ; b2 >380 K b1 K b2 áp dụng (X.29) : [OH-]= 10-14  10-4,65.0,1  10-4,76.0,1 => pH = 11,299  Có thể phát triển tương tự cho toán tính pH dung dịch đa axit,đa bazơ yếu toán tính pH dung dịch hỗn hợp axit mạnh với đa axit yếu,hỗn hợp bazơ mạnh với đa bazơ yếu Dạng 7: tính pH dung dịch chất lưỡng tính Trong dung dịch ta bắt gặp ion : HCO3- , HSO3- , HS-, H2PO4- , HPO42-…là ion lưỡng tính Các ion vừa axit yếu, vừa bazơ yếu Ta xem tương tự toán tính pH dung dịch chứa dồng thời axit yếu bazơ yếu Ví dụ : Tính pH dung dịch NaHCO3 0,5M biết axit cabonic có số điện li axit : K1 = 4,3.10-7 , K2 = 4,8.10-11 Hướng dẫn : - A1 HCO3- có KA1 = K2 HCO3-  H+ + CO32- B2 HCO3- : HCO3- + H2O  H2CO3 + OHKB2 = 10 -14 10 -14 = =2,325.10-8 -7 K a1 4,3.10 KA2 = K1 = 4,3.10-7 - Thử phép gần : KA1 CA1 = 4,8.10-11 0,5 = 2,4.10-11 >2.10-13 KB2 CB2 = 2,325.10-8 0,5 = 1,1625.10-8 > 2.10-13 C A1 0,5 = > 380 K A1 4,8.10 -11 C B2 0,5 = > 380 K B2 2,325.10 -8 Do axit yếu bazơ yếu HCO3- nên CA1 = CB2 áp dụng công thức (IV.14) + [H ] = K A1 K A2 = K1 K (IV.15) = 4,3.10 7.4,8.10 11 = 10-8,34  pH= -lg[H+] = -lg(10-8,34) = 8,34 Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!