›
›

Bài giảng Hằng số đặc trưng của các cân bằng hóa học đơn giản trong nước - Trần Thị Phương Thảo

pdf 107 trang huongle 2220
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hằng số đặc trưng của các cân bằng hóa học đơn giản trong nước - Trần Thị Phương Thảo", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_hang_so_dac_trung_cua_cac_can_bang_hoa_hoc_don_gia.pdf

Nội dung text: Bài giảng Hằng số đặc trưng của các cân bằng hóa học đơn giản trong nước - Trần Thị Phương Thảo

  1. CHƯƠNG 3 HẰNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC CÂN BẰNG HỐ HỌC ĐƠN GIẢN TRONG NƯỚC GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 1
  2. NỘI DUNG CHÍNH (2LT + 2BT) I. CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ II. CÂN BẰNG TRAO ĐỔI TIỂU PHÂN III. ỨNG DỤNG GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 2
  3. MỞ ĐẦU „ Yêu cầu của PứHH: xảy ra hồn tồn. „ Khái niệm “hồn tồn” cĩ tính chất tương đối vì đa số các pứhh đều thuận nghịch K(1) aA + bB dD + eE K(2) „ Mức độ “hồn tồn” được đánh giá qua K. „ 7 GV: TrKần T> Phươ 10ng Thảo: pứ xảy ra hồn tồn ĐHBK 3
  4. I. CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử 2. Cân bằng trao đổi điện tử 2.1. Hằng số cân bằng, dự đốn chiều phản ứng 2.2. Thế tương đương của dd chứa 2 đơi oxy hĩa khử GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 4
  5. 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử ĐN: Là quá trình cho - nhận điện tử xảy ra giữa 2 dạng oxy hố (ox) và khử (kh) của một đơi oxy hố khử liên hợp(ox/kh) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 5
  6. 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử M M – ne- → Mn+ (1) - + - + - + Mn+ Mn+ + ne- → M (2) - + - + - + (1) > (2) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 6
  7. 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử Me + - + - + - + - + - - + e- Mn+ + me- → M(n-m)+ GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 7
  8. Điện cực hydro tiêu chuẩn Quy ước: 0 Pt E 2H+/H2 = 0 V GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 8
  9. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 9
  10. M +n + ne- ⇒ M - + H - 2 2e⇒ 2H Tổng cộng n+ n + MH+ 2 ⇔ M + nH GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 2 10
  11. ⎛ + n ⎞ 0 (H ) G Δ - n.F. = Δ E = T Δ G +⎜ RT.ln ⎟ T (M⎜ n+ ).(Pn/2 ⎟ ) ⎝ H2 ⎠ E Δ E = n+ - E+ = n+ E M /M 2H2 /HM /M 0 n+ ⇒ Δ =T Δ = + G G - T RT.ln(MM ) n /M - n.F.E 0 ΔG T RT n+ ⇒En+ = - .+ ln(M ) M /M nF nF GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 11
  12. 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử „ Khi hiện diện trong nước, cặp ox/kh tạo cho dd một thế tính theo phương trình Nernst: GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 12
  13. 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử Với: E0: hằng số đặc trưng cho khả năng oxy hĩa - khử của đơi ox/kh liên hợp R = 8,3144 J/mol.oK T = 298oK F = 96493 Cb/mol (ox), (kh): hoạt độ của 2 dạng ox và kh (với arắn = 1 và pkhí = 1 atm) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 13
  14. 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử „ Thay các giá trị và nếu dd lỗng, thay hoạt độ bằng nồng độ: 0 , 059[ ox ] EE=o + lg (1) n [ kh ] 0 , 059[ ox ] EE=o + .[Hlg( ]+ )m (2) n [ kh ] 0o , 059[ ox ] + m EE= + lg( .[Hp ] ) (3) GV: Trần T Phương Thảo n [ kh ] ĐHBK 14
  15. 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử „ Ở điều kiện (25oC, 1atm); pH 0 và [ox] = [kh]: → E = E0 „ E0 là: thế oxy hố chuẩn thể hiện cho khả năng oxy hố hay khử của hai dạng liên hợp hằng số đặc trưng của bán cân bằng trao đổi điện tử GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 15
  16. 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử + 2+ PbO2↓ + 4H + 2e ↔ Pb +2H2O - Cl2 ↑ + 2e ↔ 2Cl GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 16
  17. 2. Cân bằng trao đổi điện tử ĐN: Là quá trình cho - nhận điện tử xảy ra giữa 2 đơi oxy hố - khử khác nhau. 2.1. Hằng số cân bằng, dự đốn chiều phản ứng 2.2. Thế tương đương của dd chứa 2 đơi oxy hĩa khử GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 17
  18. Hằng số cân bằng Xét 2 đơi oxy hố khử liên hợp : o Ox1 + n1e ↔ Kh1 E 1 o Kh2 -n2e ↔ Ox2 E 2 K ( 1 ) n2Ox1 + n1kh2 ←⎯→⎯ n1Ox2 + n2Kh1 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 18
  19. Hằng số cân bằng „ Tại cân bằng, Kthuận hoặc Knghịch cho biết mức độ của phản ứng. [1 Ox ]n1 [ Khn2 ] K= = 2 1 thuận n2 n1 K[nghịch Ox1 ] [2 Kh ] → Chỉ cần xét một trong 2 giá trị thì suy GV: Trraần T Phđượương Thảoc chiều phản ứng. ĐHBK 19
  20. Hằng số cân bằng „ Mỗi đơi oxy hố khử cĩ thế như sau: „ Ở trạng thái cân bằng ta cĩ: GV: Trần T Phương Thảo Ecb = E1 = E2 ĐHBK 20
  21. Hằng số cân bằng GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 21
  22. Hằng số cân bằng Vậy : 0 0 n . n1 .( 2 E1 − 2 E ) K ( 1= )0 10 , 059 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 22
  23. Dự đốn chiều phản ứng K(1) n2Ox1 + n1Kh2 n1Ox2 + n2Kh1 K(2) 0 0 (E1 –E2 ) > 0: „ K(1) > K(2) → phản ứng theo chiều 1. „ Ox1 cĩ tính oxy hĩa mạnh hơn Ox2. „ Kh1 cĩ tính khử yếu hơn Kh2. 0 0 (E1 –E2 ) < 0: ngược lại 0 →GV: TrầEn T Phươ:ng cho Thảo biết cường độ dạng oxy hĩa. ĐHBK 23
  24. Dự đốn chiều phản ứng E0 càng lớn: „ Tính oxy hĩa của dạng Ox càng mạnh „ Tính khử của dạng Kh càng yếu → dự đốn chiều phản ứng: đơi nào cĩ E0 lớn hơn thì dạng oxy hĩa của nĩ sẽ oxy hĩa dạng khử của đơi kia. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 24
  25. Dự đốn chiều phản ứng „ Đa số các pứ oxy hĩa khử xảy ra trong mơi trường acid, dự đốn cĩ thể sai vì K đã thay đổi. Giả sử H+ tham gia vào bán cân bằng của đơi Ox1/pKh1 K ( 1 ) n2Ox1 + n1kh2 ←⎯→⎯ n1Ox2 +n2pKh1+1/2n2mH2O GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 25
  26. Dự đốn chiều phản ứng [ Ox ]n1 [n Kh2 p ] K ( 1= ) 2 1 n2 n1 + mn2 [ Ox ]1 [ Kh2 ] [ H ] → giá trị K(1) phụ thuộc nhiều vào [H+] hay pH của mơi trường. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 26
  27. 2.2. Thế tương đương của dd chứa 2 đơi oxy hĩa khử Cách tạo ra điểm tương đương: „ Trộn 2 đơi theo số đương lượng bằng nhau. „ Thêm dần Ox1 vào Kh2 cho đến lúc đương lượng chúng bằng nhau → điểm tương đương → thế dd đạt được ở cân bằng tại điểm tương đương gọi là thế tương đương E . GV: Trầnt Tđ Phương Thảo ĐHBK 27
  28. Thế tương đương + K ( 1 ) n2Ox1 + n1Kh2 + n2mH ←⎯→⎯ n1Ox2 + n2pKh1 + 1/2n2mH2O Tại điểm tương đương ta cĩ: Ecb = E1 = E2 = Etđ GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 28
  29. Thế tương đương GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 29
  30. Thế tương đương GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 30
  31. Thế tương đương GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 31
  32. Thế tương đương Giả sử: „ Trộn V1(ml) dd Ox1 cĩ nồng độ CN1 vào V2(ml) dd Kh2 cĩ nồng độ CN2 (theo cùng số ĐL) để đạt được điểm tương đương. „ Số ĐL Ox1 và Kh2 đều pứ: A „ Số ĐL Ox2 và Kh1 sinh ra: A „ Tại CB: dd (V1+V2) ml với nồng độ cuả các cấu tử tương ứng [Ox1]; [Kh1]; [Ox2]; [Kh2] GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 32
  33. Thế tương đương - Ox 1 + n e1 → 1 pKh Số ĐL của Ox 1 còn lại tại CB : −3 −3 C (Ox ).VN . 10 1 1 A−1 n = .[ 1 Ox 1+ 2 ].( V V ). 10 Số ĐL của Kh1 sinh ra tại CB : n .[A Kh= 1 ].( V+ V−3 ). 10 p 1 1 2 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 33
  34. Thế tương đương - Ox 2+ n 2 e → 2 Kh Số ĐL của Ox2 sinh ra tại CB : −3 A n .[= 2 Ox 2 ].( 1+ V 2 V ). 10 Số ĐL của Kh2 còn lại tại CB : −3 −3 C ( Kh ). VN . 10 2 2 A−2 n = .[ 2 Kh 1+ 2 ].( V V ). 10 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 34
  35. Thế tương đương Vậy tại CB : Số ĐL còn lại của Ox1 = Số ĐL 2 còn lại của Kh - 3 - 3 n .[Ox ].(V1 V 1+ 1 ).10 2 2 = n 2 .[Kh 1+ 2 ].(V V ).10 Số ĐL của Ox sinh2 ra = Số ĐL1 của Kh sinh ra n n .[Ox ].(V+.[Kh V- 3 = 1 ).10 ].(V+ V- 3 ).10 2 2 1 2 p 1 1 2 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 35
  36. Thế tương đương Suy ra : [Ox ]n [Ox ] n 1 = 2 và 2 = 1 [Kh2 ]n 1 [Kh1 n ] 2 .p Thế vào : 0 0 n .1 E1 + n2 .2 E E tđ = n1+ n 2 + m 0 , 059[ Ox1 ][[ H Ox ] 2 ] + . lg( p . ) GV: Trầnn T Phươ1ng Th+ảo n 2 [ Kh1 [ ] Kh2 ] ĐHBK 36
  37. Thế tương đương o o n E1 1 + 2 n2 E Etđ = n1+ n 2 0 , 059[H]+ m + lg p− 1 n1+p n 2 .[ Kh1 ] GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 37
  38. Thế tương đương VD: Tính K và Etđ của phản ứng khi trộn 2- + 100ml dd Cr2O7 0,1N vào 200ml dd Cu 0,1N ở pH 0. 2- 3+ 0 Biết: Cr2O7 /2Cr (E 1 = 1,33V) 2+ + 0 Cu /Cu (E2 = 0,153V) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 38
  39. Thế tương đương GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 39
  40. Thế tương đương GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 40
  41. II. CÂN BẰNG TRAO ĐỔI TIỂU PHÂN 1. Bán cân bằng trao đổi tiểu phân Bán cân bằng tạo phức Bán cân bằng acid – baz Bán cân bằng tạo tủa 2. Cân bằng trao đổi tiểu phân GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 41
  42. 1. Bán CB trao đổi tiểu phân ĐN: Là quá trình cho - nhận tiểu phân giữa hai dạng cho D (donor) và nhận A (acceptor) trong dd. K(1) A + p D K(2) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 42
  43. 1. Bán CB trao đổi tiểu phân Quy ước: [D] K (= 1 β ) = [D A ][ p ] : hằngβD số bền của D 1 [ A ][ p ] K(2)=D = k = βD [D] k hằngGV: Trần T Phương Thảo = số phân ly của D ĐHBK D 43
  44. 1. Bán CB trao đổi tiểu phân Trong thực tế: ß 1 A + p D 1 k n ß 2 D 1 + p D 2 k n-1 ß n D n-1 + p D n GV: Trần T Phương Thảo k ĐHBK 1 44
  45. 1. Bán CB trao đổi tiểu phân Tổng cộng quá trình trao đổi n tiểu phân: ß1,n A + np Dn k1,n ⇒(n,1 β= ,f β1β 2 , ,βn ) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 45
  46. 1. Bán CB trao đổi tiểu phân ß1,2 A + 2p D2 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 46
  47. 1. Bán CB trao đổi tiểu phân „ CM được: hằng số bền tổng cộng ứng với quá trình nhận một lúc nhiều tiểu phân bằng tích các hằng số bền từng nấc. []Di 1 β1=i , i β. = β1 β 2 i = [A ][ p ] kn k n−1 . k i ' + (i = i' + n 1) i GV: Trần T Phương Thảo → [D ] = β [A][p] (*) ĐHBK i 1,i 47
  48. 1. Bán CB trao đổi tiểu phân „ Nồng độ các cấu tử ở thời điểm CB: [A]? [p]? [Di]? A + p D1 + p D2 + p Dn GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 48
  49. 1. Bán CB trao đổi tiểu phân „ Ký hiệu: [A]o: nồng độ A tại thời điểm ban đầu. [A]: nồng độ A tại cân bằng. [Di]: nồng độ phức Di tại cân bằng. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 49
  50. 1. Bán CB trao đổi tiểu phân Ta cĩ: [A]o = [A] + [D1] +[D2] + + [Dn] GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 50
  51. 1. Bán CB trao đổi tiểu phân Đặt : i 1α [A(p) p = ] : +∑ 1 hệ , i β số điều kiện 1 của A khi có p [A]o [A]o ⇒[A] = i = { 1+∑ 1 β [ , i p ]α }A(p) 1 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 51
  52. 1. Bán CB trao đổi tiểu phân Ta có : i [ D ]i= .[ 1 β , i A ].[ p ] i [ A ]o .β 1 , i .[ p ] ⇒[D]i = i { 1+∑ 1 β .[ , i p ] } GV: Trần T Phương Thảo 1 ĐHBK 52
  53. 1. Bán CB trao đổi tiểu phân Tóm lại , tại CB : Nồng• độ A : [A]o [A]o [A]= i = { 1+∑ 1 β .[ , i p ]αA(p) } 1 Nồng • độ các phức Di : [ A ] .β .[i p ] ⇒[D] = o 1 , i {i 1+ β .[ pi ] } GV: Trần T Phương Thảo ∑ 1 , i ĐHBK 1 53
  54. Hằng số đặc trưng của các bán CB cụ thể „ Bán cân bằng tạo phức „ Bán cân bằng acid – baz „ Bán cân bằng tạo tủa GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 54
  55. Bán cân bằng tạo phức ßD A + p D kD „ βD: hằng số bền của phức D „ kD = 1/ βD: hằng số phân ly của phức. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 55
  56. Bán cân bằng tạo phức 25,10 ßFeY- = 10 - Fe3+ + Y4- FeY „ Hằng số bền của phức EDTA với KL: trang 263 „ Hằng số bền β1,i của phức KL với các ligand khác nhau: trang 245 - 262 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 56
  57. Bán cân bằng acid – baz „ Bán CB acid: p = H+ ßHA A- + H+ HA kHA „ HA/A-: đơi acid baz liên hợp GV: Tr(Bronstedần T Phương Thảo – Lowry) ĐHBK 57
  58. Bán cân bằng acid – azb Các hằng số cân bằng acid : Chiều β 1HA : [ H+ ][ − A ] Chiều 2 := k = k = k HA acid A/B [ HA ] GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 58
  59. Bán cân bằng acid – azb „ Bán cân bằng baz: k - A- - A + H2O HA + OH ßA- [ HA ][− OH ] −= = kA kbaz − GV: Trần T Phương Thảo [ A ][ H2 O ] ĐHBK 59
  60. Bán cân bằng acid – baz GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 60
  61. Bán cân bằng acid – baz Nhận xét: „ Acid HA càng mạnh thì baz liên hợp A- càng yếu. „ Khi kHA càng lớn thì βHA càng nhỏ. „ kHA tra trong sổ tay (trang 226 – 232) „ βHA, kA- : tính từ các biểu thức tương quan. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 61
  62. Bán cân bằng acid – baz VD: + - NH3 + H2O ↔ NH4 + OH -4,755 „ k(NH3) = 10 + -14 -4,755 -9,245 → k(NH4 ) = 10 /10 = 10 -4,76 „ k(CH3COOH) = 10 -14 -4,76 -9,24 →k(CH3COO-) = 10 /10 = 10 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 62
  63. Bán cân bằng tạo tủa „ p ≠ H+ và D↓ ít tan Trong nhiều trường hợp thực tế, giai đọan tạo tủa gồm 2 bán cân bằng liên tiếp: tạo phức tạo tủa ß ßD A + np D D D GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 63
  64. Bán cân bằng tạo tủa GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 64
  65. Bán cân bằng tạo tủa Trong DD, tại thời điểm cân bằng: n „ [A].[p] = Tst (D↓) = const „ Điều kiện để xuất hiện tuả D↓: n [A].[p] > Tst (D↓) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 65
  66. Bán cân bằng tạo tủa ß ßD A + np D D D „ Độ tan S của (D↓): tổng nồng độ của D chuyển vào dd (tất cả các dạng). → S = [D] + [A] ≈ [A] (Thực tế: [D] rất nhỏ ) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 66
  67. Bán cân bằng tạo tủa „ Độ tan S của hợp chất AmBn: n+ m- AmBn ↔ mA + nB S(M) mS nS GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 67
  68. Bán cân bằng tạo tủa GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 68
  69. Bán cân bằng tạo tủa So sánh độ bền của các tủa: GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 69
  70. Bán cân bằng tạo tủa „ Nếu các chất cĩ biểu thức tích số tan giống nhau (cùng số mũ) so sánh độ bền của các chất thơng qua T và S: T và S càng lớn → tủa càng kém bền. „ Nếu các chất cĩ biểu thức tích số tan khác nhau (khác số mũ) so sánh độ bền của các chất thơng qua S. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 70
  71. Bán cân bằng tạo tủa 9− . 75 TAgCl = 10 12− . 28 TAgBr = 10 16− . 08 TAgI = 10 15− . 84 TAgCN = 10 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 71
  72. Bán cân bằng tạo tủa GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 72
  73. 2. Cân bằng trao đổi tiểu phân (Đọc) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 73
  74. 2. CB trao đổi tiểu phân Là quá trình cho nhận tiểu phân p giữa hai đơi cho nhận tiểu phân D1/A1 và D2/A2. A1 + n1p D1 D2 A2 + n2p K(1) n A + n D n2D1 + n1A2 GV: Tr2ần T Ph1ương Thảo 1 2 ĐHBK 74
  75. 2. CB trao đổi tiểu phân [ D ]n2 .[n A1 ] K ( 1= ) 1 2 n1 n2 [ D ]2 .[1 A ] [D ] [D ] Màβ = 1 và β = 2 D1 n1 D2 n2 [A1 ].[p] [A2 ].[p] n 2 ()βD 1 ⇒ = n K1 ( 1 ) ()βD 2 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 75
  76. 2. CB trao đổi tiểu phân „ Chiều 1: n 2 ()βD 1 K ( 1= ) n 1 ()βD 2 n2 n1 „ Nếu (βD1) > (βD2) : cân bằng xảy ra ưu tiên theo chiều 1 và ngược GV: Trần T Phương Thảo ĐHBKlại. 76
  77. Nồng độ của các tiểu phân ở điểm tương đương n D +nA n2A1 + n1D2 2 1 1 2 „ Tại cân bằng [A]2 [D]1 n1[A1] = n2[D2] → = n [D ] = n [A ] 1 1 2 2 [D]2 [A]1 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 77
  78. Nồng độ của các tiểu phân ở điểm tương đương [D][A]n2 n1 K ( 1= ) 1 2 n2 n1 [A][D]1 2 n [D]n1+ n 2 ()β 2 = 1 = D1 n1+ n 2 n1 [A]1 ()β GV: Trần T Phương Thảo D2 ĐHBK 78
  79. Nồng độ của các tiểu phân ở điểm tương đương Cách biểu diễn và tính tốn đối với cân bằng trao đổi tiểu phân trong thực tế: Quy ước: „ Cân bằng xảy ra giữa các cấu tử chính là cân bằng chính. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 79
  80. Nồng độ của các tiểu phân ở điểm tương đương Quy ước: „ Cấu tử cịn lại sẽ xem là cấu tử gây nhiễu lên cân bằng chính „ Các cân bằng trao đổi tiểu phân trong thực tế được đưa về bán cân bằng để tiện biểu diễn và tính tốn đỡ phức tạp. Xét kỹ hơn trong chương 4. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 80
  81. III. ỨNG DỤNG 1. Xét tính định lượng của một cân bằng hố học - mức độ hữu hiệu của biện pháp tách 2. Tính pH của dung dịch GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 81
  82. 1. Xét tính định lượng của một cân bằng hố học - mức độ hữu hiệu của biện pháp tách GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 82
  83. 2. Tính pH của dung dịch Nguyên tắc: pH = -lg[H+] Nồng độ H+ trong dd là nghiệm của một phương trình tổng quát được tổ hợp từ các phương trình. Pt trung hịa điện tích trong dd Pt tích số ion của nước Pt bảo tồn vật chất Pt hằng số phân ly acid –baz. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 83
  84. 2. Tính pH của dung dịch Từ đĩ áp dụng cho các trường hợp sau: Phương trình tính pH của dd acid. Phương trình tính pH của dd chứa 2 đơn acid HA1, HA2. Phương trình tính pH của dd baz. pH của dd gồm acid và baz liên hợp. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 84
  85. XÂY DỰNG CƠNG THỨC TÍNH pH CHO DD ĐƠN ACID HA CĨ [HA]0 = CHA GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 85
  86. pH của dd đơn acid HA Trong dd nước, cĩ CB: HA ↔ H+ + A- + H2O ↔ H + OH- Tồn tại 4 ẩn số: GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 86
  87. pH của dd đơn acid HA GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 87
  88. pH của dd đơn acid HA GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 88
  89. pH của dd đơn acid HA GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 89
  90. pH của dd đơn acid HA GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 90
  91. pH của dd đơn acid HA + 3 + 2 [ H ]+ kHA [ H ] −14 + ( k .− HA C HA+ 10 )[ H ] −14 k− .HA 10= 0 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 91
  92. Một số cơng thức đơn giản dùng tính pH DD GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 92
  93. pH DD hỗn hợp các acid yếu n + 2 [ H ]= kHAi HAi . C 1 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 93
  94. pH DD chứa 1 acid yếu GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 94
  95. pH DD hỗn hợp các baz yếu n − 2 [ OH ]= − k− . C ∑A i A i 1 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 95
  96. pH DD chứa 1 baz yếu GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 96
  97. pH DD chứa 1 baz yếu GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 97
  98. pH DD chứa 1 baz yếu 1 1 pH= + 7 pK lg + C− 2 HA 2 A GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 98
  99. pH DD đệm DD đệm cĩ thể cấu tạo bởi: „ Acid yếu và baz liên hợp - CH3COOH/CH3COO „ Baz yếu và acid liên hợp + NH3/NH4 „ Hai chất lưỡng tính acid – baz NaH2PO4/ Na2HPO4 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 99
  100. pH DD đệm pH• dd đệm : CB pH= pKHA + lg CA GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 100
  101. pH DD đệm Đệm năng (dung lượng đệm) của DD đệm: β „ Khả năng điều hịa pH trong 1 giới hạn xác định. „ Biểu diễn bằng số mol acid mạnh hay baz mạnh thêm vào 1 lít DD đệm để pH của nĩ thay đổi 1 đơn vị pH. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 101
  102. pH DD đệm ΔC − ΔC β = B = A ΔpH ΔpH GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 102
  103. „ pH của hợp chất ion cấu tạo bởi acid mạnh + baz mạnh → pH = 7 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 103
  104. „ pH của hợp chất ion cấu tạo bởi acid mạnh + baz yếu 1 1 pH=pK −lg C 2 HA 2 muối (*) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 104
  105. „ pH của hợp chất ion cấu tạo bởi acid yếu + baz mạnh: 1 1 pH= + 7 pK lg + C 2 HA 2 muối GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 105
  106. Áp dụng chung cho đa số trường hợp thoả mãn: -7 -6 ĐK: kHA ≥ 10 & CHA ≥ 10 M + 2 + [H ] + kHA[H ] - kHA.CHA = 0 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 106
  107. Điều kiện: -1 -6 -2 „ kHA ≥ 10 và 10 ≤ CHA ≤ 10 Hoặc -4 -2 -6 -5 „ 10 ≤ kHA ≤ 10 &10 ≤ CHA ≤ 10 pH⇒ = − lgHA C GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 107