BÀI TẬP VỀ pH CỦA DUNG DỊCH Đối với các bạn học sinh THPT việc tiếp cận với những bài tập về pH là điều rất mới mẻ. Vì vậy có thể gặp phải một số khó khăn. Vì vậy để giúp các bạn có thêm những kĩ năng làm bài tập hiệu quả em đưa ra một số kiến thức và bài tập về pH. Chúc các bạn học sinh học tập tốt. A. Lý thuyết về pH I. Nồng độ mol/l của ion H + : - Nước nguyên chất: H 2 O → H + + OH - Với [H + ].[OH - ]= 10 -14 [H + ] = [OH - ]= 10 - 7 M - Dung dịch axit: H 2 O → H + + Cl - (1) H 2 O → H + + OH - (2) Vì [H + ] (1) >[H + ] (2) nên [H + ] >[OH - ]  [H + ] >10 -7 M - Dung dịch bazo: NaOH → Na + + OH - H 2 O → H + + OH - Vì [OH - ] (1) >[OH - ] (2) nên [H + ] <[OH - ]  [H + ]<10 -7 M Kết luận: - Dung dịch axit: [H + ] >10 -7 M - Dung dịch bazo: [H + ]<10 -7 M - Dung dịch trung tính hoặc nước có [H + ] = 10 -7 - Trong dung dịch luôn có [H + ].[OH - ]= 10 -14 II. pH của dung dịch - pH là đại lượng đặc trưng cho [H + ] trong dung dịch [H + ] = 10 -a thì a gọi là pH của dung dịch Viết [H + ] = 10 -a thi pH = a Biểu thức tính pH: pH = - lg[H + ] - Nước và dung dịch trung tính có pH = 7 do [H + ] = 10 -7 - Dung dịch axit có pH < 7 - Dung dịch bazơ có pH>7 Chú ý: - pH chỉ xác định với dung dịch loãng có giá trị từ 0 đến 14 gọi là thang pH - pH có thể xác định bằng máy đo pH, giấy, chất chỉ thị + Quỳ tím chuyển xanh khi pH >8 + Quỳ tím chuyển đỏ khi pH <5 + Phenolphtalein chuyển từ không màu sang màu hoongfkhi pH<8: thành màu đỏ tím khi 8 ≤ pH ≤ 10; chuyển sang màu đỏ khi pH ≥ 10 + giấy đo pH có thể xác xác định được pH từ 0 -14 B. Một số ví dụ: VD1: Hòa tan 4,48l HCl(đktc) vào nước được 2l dung dịch a.Tính pH của dung dịch A. Cần pha loãng dung dịch A bao nhiêu lần để được dung dịch có pH = 5. L.Giải Ta có : n HCl = 4,48 22,4 = 0,2 mol Lại có : HCl → H + +Cl - → n HCl = n H + = 0,2 mol → [H + ] = 0,2 2 = 0,1 M → pH = -lg [H+] = 1 Gọi thể tích dung dịch có pH = 1 là V 1 → n 1 = 0,1 V 1 Gọi thể tích dung dịch có pH = 5 là V 2 → n 2 = 10 -5 V 2 Lại có : số mol H + không thay đổi sau phản ứng nên: n 1 = n 2 → 0,1 V 1 = 10 -5 V 2 → 1 2 V V = 10 4 Vậy phải pha loãng 10 4 lần VD2: Dung dịch HCl có pH= 3 cần pha loãng dung dịch này bao nhiêu lần để được dung dịch HCl có pH = 4 L.Giải: Vì dung dịch HCl có pH = 3 → [H + ] = 10 -3 M Gọi V 1 ; V 2 lần lượt là thể tích dung dịch trước và sau khi pha loãng Khi đó ta có: Số mol H + trước khi pha loãng là: n 1 = 10 -3 V 1 Vì sau pha loãng được dung dịch co pH = 4 → Số mol H + sau khi pha loãng là: n 2 = 10 -4 V 2 Mà số mol H + không thay đổi khi pha loãng nên → n 1 = n 2 → 10 -3 V 1 = 10 -4 V 2 → 1 2 V V = 10 Vậy cần pha loãng 10 lần để được dung dịch HCl có pH = 4 VD3 Cho dung dịch HCl co pH = 3. Cần trộn dung dịch HCl với dung dịch NaOH có pH = 13 theo tỉ lệ như thế nào để được dung dịch có các giá trị pH sau: a. pH = 5 b. pH = 7 c. pH = 8 L.Giải: Gọi V 1 , V 2 lần lượt là thể tích dung dịch HCl và NaOH cần dùng. Khi đó: Dung dịch HCl có pH = 3 nên [H + ] = 10 -3 M → n 1 = 10 -3 V 1 Dung dịch NaOH có pH = 13 nên [H + ] = 10 -13 M → [OH - ] = 0,1M → n 2 = 10 -1 V 2 Khi trộn dung dịch NaOH và HCl xảy ra phản ứng: H + + OH - → H 2 O a. Để dung dịch thu được có pH = 5 → axit phải dư → [H + ] = 10 -5 M Thể tích dung dịch sau khi trộn là V = V 1 +V 2 → H n + = 10 -5 ( V 1 + V 2 ) Lại có: pu H n + = OH n − = 0,1 V 2 → du H n + = 10 -3 V 1 - 10 -1 V 2 → 10 -5 ( V 1 + V 2 ) = 10 -3 V 1 - 10 -1 V 2= → 1 2 V V = 99 3 Vậy để được dung dịch có pH = 5 thì phải pha các dung dịch theo tỉ lệ thể tích là 99 3 :1 Tương tự với hai phần còn lại K.Quả: b. Cần trộn theo thể tích là 100:1 c. Cần trộn theo thể tích là 98999:1 VD4: Cho 2dung dịch: X là dung dịch HCl, Y là dung dịch NaOH. Lấy 10ml dung dịch X pha loãng bằng nước thu được 1000ml dung dịch HCl co pH = 2. Để trung hòa 100g dung dịch y cần 150ml dung dịch X. Tính C của dung dịch Y, L.Giải: Ta có: HCl → H + +Cl - [H + ] = 10 -2 M Trong 150ml dung dichj co soos mol H + là: H n + = 0,01. 150 10 = 0,15 mol Khi trộn 2dung dịch xảy ra phản ứng: NaOH + HCl → NaCl + H 2 O Theo ptpu: H n + = OH n − = 0,15 mol Lại có : NaOH n = OH n − = 0,15 mol → NaOH m = 0,15 . 40 = 6g → C% NaOH = 6 100 , 100% = 6% BT tự luyện BT1: Tính thể tích dung dịch KOH 0,001M cần pha loãng với nước để được dung dịch có pH = 9 ĐS : pha loãng 10 3 lần BT2: Tính pH của dung dịch thu được khi cho 1l dung dịch H 2 SO 4 0,005M tác dụng với 4l dung dịch NaOH 0,005M ĐS: pH = 12 BT3: Trộn 250ml dung dịch hỗn hợp gồm HCl 0,08M và H 2 SO 4 0,01M với 250ml dung dịch NaOH aM được 500ml dung dịch có pH= 12. Tính a ĐS : 0,12M BT4: Trộn 250ml dung dich hỗn hợp gồm HCl 0,08M và H 2 SO 4 0,01M với 250ml dung dịch Ba(OH) 2 aM thì được m(g) kết tủa và dung dịch có pH = 12 Tính m và a ĐS: a = 0,6M ; m= 1,165g . là 98999:1 VD4: Cho 2dung dịch: X là dung dịch HCl, Y là dung dịch NaOH. Lấy 10ml dung dịch X pha loãng bằng nước thu được 1000ml dung dịch HCl co pH = 2. Để trung hòa 100g dung dịch y cần 150ml dung dịch X 1 2 V V = 10 4 Vậy ph i pha loãng 10 4 lần VD2: Dung dịch HCl có pH= 3 cần pha loãng dung dịch này bao nhiêu lần để được dung dịch HCl có pH = 4 L.Giải: Vì dung dịch HCl có pH = 3 → [H + ] =. tích dung dịch KOH 0,001M cần pha loãng với nước để được dung dịch có pH = 9 ĐS : pha loãng 10 3 lần BT2: Tính pH của dung dịch thu được khi cho 1l dung dịch H 2 SO 4 0,005M tác dụng với 4l dung dịch