Đang tải... (xem toàn văn)
Lý thuyết điện ly
I. Độ mạnh yếu của acid và bazơ:o Ngoài độ điện lyα,hằng số điện ly K (hay gọi là hằng số phân ly acid- Ka , bazơ -Kb), người ta còn thường biểi thò độ mạnh yếu của acid và bazơ bằng độ pH, pKa, pKb.1/Độ pH:a/Đònh nghóa:Độ pH là logarit thập phân của nghòch đảo nồng độ H+.b/Thang đo pH:• Với nước nguyên chất: [ ] [ ]H OH+ −= =10-7 mol/l nên pHTrung tính = -lg10-7 = 7• Với dung dòch acid, [ ]H+>10-7mol/l nên pHAcid <7• Với dung dòch bazơ, [ ]H+<10-7 mol/l nên pHBazo>70 7 14c/Đo độ pH:+/Đo chính xác:phải dùng pH-kế.Các pH kế có thể đo được các giá trò pH trong khoảng từ -2 đến 16.+/Nhận biết tương đối :có thể dùng các chất chỉ thò màu hoặc giấy đo pH so màu:Chất chỉ thò màu:pH 5 6 7 8 10Rượu quỳ Hồng Tím XanhPhenolptalein Không màu Hồng tím ĐỏGiấy đo pH so màu: khi thử với 1 dung dòch sẽ đổi màu và xác đònh được pH nhờ so màu với bảng chuẩn màu in sẵn.II.Độ điện ly:Bảng đònh dạng các chất điện li yếu , trung bình,mạnh:Chất điện li Yếu Trung bình MạnhĐộ điện li α0 0,03α< ≤ 0,03 0,3α< < 0,3 1α≤ ≤Sự phân li ion Ít 1 phần Gần hoàn toànChất điện li yếu thường xét khi K0,01C≤*Sự điện ly của nước :Nước là chất điện ly yếu: 2 2 3H O H O H O OH+ −+ +Hay viết đơn giản hơn: 2H O H OH+ −+Tích số nồng độ các ion3H O+(hay viết đơn giản hơn là H+)vàOH−trong nước nguyên chất và trong dung dòch nước (không quá đặc) ở mỗi nhiệt độ là hằng số 2H OKđược gọi là tích số ion của nước.23[ ][ ]H OH O OH K+ −=Ơ’ 22oC 2H OK= 10-14Từ đó ta thấy:• môi trường trung tính : 73[ ] [ ] 10H O OH M+ − −= =• môi trường acid: 3[ ] [ ]H O OH+ −>và 3[ ]H O+>10-7M Trung tínhTính acid tăngTính bazơ tăng1lg lg[ ][ ]pH HH++= = − • môi trường kiềm: 3[ ] [ ]H O OH+ −< và 3[ ]H O+<10-7MIII.Viết phương trình điện ly của các acid và bazơ:1/Acid:a/Acid mạnh:HCl,HBr,HI(acid halogen hydric)HNO3,H2SO4,HClO3,HClO4, HMnO4(acid pemangannic)*Acid mạnh thì điện li hoàn toàn.*Acid mạnh → H++ ion âm gốc acidVD: HMnO4→H++ 4MnO−b/Acid yếu:HF,HNO2(acid nitro),H2CO3,H2SO3…Các acid hữu cơ : HCOOH(acid Foocmic),3CH COOH…Acid lactic:Acid táo: Acid khế:*Acid yếu điện li 1 phần trong nước tạo H+VD: HCOOH H+ + HCOO-2/Bazơ:a/Bazơ không tan:Cu(OH)2 xanh lam,Fe(OH)2 trắng xanh, Fe(OH)3 nâu đỏ,Mg(OH)2 trắng keo,Al(OH)3 keo trắng, Zn(OH)2 keo trắng….* Các điện ly rất ít trong nước tạo ra ion kim loại và ion OH- nên có thể bỏ qua sự điện ly của nó xem như là không điện lyVD: Cu(OH)2 Cu2+ + 2OH-b/Bazơ tan(bazơ kiềm):* Các bazơ kiềm mạnh (Na Ca Ba K Li Rb Sr) điện ly hoàn toàn thành ion kim loại và ion OH-.VD: LiOH → Li+ +OH-*Các Bazơ kiềm yếu:NH3+H2O4NH OH+ −+CH3NH2 + H2O3 3CH NH OH+ −+Metyl AminTrong 1 dung dòch chất nào điện li mạnh thì điện li trướcIV.Tính pH của dung dòch bazơ, acid yếu:Xét dung dòch acid yếu HA có nồng độ ban đầu là C(mol/l),độ điện ly α , hằng số phân ly acid là Ka:Bứơc 1:Viết các cân bằng hoá học :Phương trình điện lyGhi nồng độ các chất ở trạng thái cân bằng.Ký hiệu là[ ]HA H A+−+Nồng độ lúc đầu: C 0 0 mol/lNồng độ điện ly: Cα Cα Cα[ ] : C- Cα Cα CαCH3 CH COOH OHHOOCCHCH2COOHOHHOOCCOOH Bước 2: Sử dụng đònh luật tác dụng khối lượng22 2a a a [ ][ ] [ ]K = [ ] K [ ] ( ) =K (1 )[ ] [ ]H A HH HA C CHA HAα α+ − ++= ⇒ = ⇔ −*Ta có thể giải theo phương trình bậc 2 ẩn C hoặc αNếu là chất điện ly yếu thì: α<<11 1α⇒ − ; nên:2 2a a a1[ ] K lg[ ] lg K ( K lg )2H C H C pH p C+ +⇒ − − ⇒ −; ; ;Bước 3: Suy ra độ pH của dung dòch:pH=-lg[H+]a1( K lg )2pH p C⇒ −; và b b1 1( K lg ) 14 ( K lg )2 2pOH p C pH p C⇒ − ⇒ − −; ;V.Các đònh luật thường sử dụng khi giải 1 bài toán pH:1.Đònh luật tác dụng khối lượng :Hằng số phân ly bằng tích nồng độ các chất sản phẩm ở trạng thái cân bằng chia cho tích nồng độ các chất tham gia phản ứng ở trạng thái cân bằng**Chú ý:nếu hệ số cân bằng khác 1 thì phải bình phương hệ số của nồng độ chất đó ở trạng thái cân bằng.VD: Ca(OH)2 Ca2+ + 2OH- Kb2 -b2[Ca ][OH ]K =[Ca(OH) ]+ 2•-[OH ]2 là do từ 1Ca(OH)2 tạo ra 2OH-2.Đònh luật bảo toàn nồng độ ban đầu :Nồng độ ban đầu của 1 chất bằng tổng nồng độ của chất đó trong dung dòch.**Chú ý:nếu hệ số cân bằng khác 1 thì phải nhân hệ số của nồng độ chất đó ở trạng thái cân bằng.VD:3 3 3 2( ) , ( )AgNH Ag NH Ag NH+ ++→3 3 2[ ] [ ( ) ] [ ( ) ]AgC Ag Ag NH Ag NH+++ += + +33 3[ ] [ ( ) ]NHC NH Ag NH+= + + 23 2[ ( ) ]Ag NH+• 2 ở đây là do 3 2[ ( ) ]Ag NH+ có 2 gốc 3NH.3. đònh luật bảo toàn điện tích trong dung dòch chất điện ly:Trong dung dòch chất điện ly tổng số mol điện tích dương bằng tổng số mol điện tích âm.**Chú ý:nếu hệ số cân bằng khác 1 thì phải nhân hệ số của nồng độ chất đó ở trạng thái cân bằng.VD:Dung dòch H3PO4: 3 4 2 4H PO H PO H− ++ 123 4 433 4 4H PO HPO HH PO PO H− +− +++232 32 4 4 4[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]H H PO HPO PO OH+ − − − −= + + +1 2 3• 1,2,3 là do từ 13 4H PO tao ra lần lượt 1,2,3 H+Dung dòch H2SO4 24 4[ ] [ ] [ ] [ ]H HSO SO OH+ − − −= + +2Coi như H2SO4 điện ly hoàn toàn: 24[ ] [ ] [ ]H SO OH+ − −= +2Đề 11. Aspirin là axit yếu đơn chức pKa = 3,49. Độ tan trong nước ở nhiệt độ phòng là 3,55 g/lít. Muối natri của nó tan rất tốt.a. Tính pH của dung dòch aspirin bão hoà ở nhiệt độ phòng. b. Xác đònh lượng tối thiểu (gam) NaOH cần để hoà tan 0,10 mol aspirin vào nước thành 1 lít dung dòch. Tính pH của dung dòch này.2. Photpho tạo thành hai clua PCl3 và PCl5 nhờ phản ứng trực tiếp giữa các nguyên tố.a. Hãy mô tả dạng hình học (cấu tạo không gain) của các phân tử P4, PCl3 và PCl5.b. Tính pH của dung dòch tạo thành khi hoà tan 0,1 mol PCl3 vào 1 lít nước.c. Tính pH của dung dòch tạo thành khi hoà tan 0,1 mol PCl3 vào 450 ml NaOH 1M. Cho H3PO3 có: Ka1 = 1,6.10-2; Ka2 = 7.10-3 . đònh luật bảo toàn điện tích trong dung dòch chất điện ly: Trong dung dòch chất điện ly tổng số mol điện tích dương bằng tổng số mol điện tích âm.**Chú. keo trắng….* Các điện ly rất ít trong nước tạo ra ion kim loại và ion OH- nên có thể bỏ qua sự điện ly của nó xem như là không điện lyVD: