Đang tải... (xem toàn văn)
Sử dụng phần mềm matlab vẽ giản đồ logarit nồng độ và ứng dụng tính toán cân bằng trong dung dịch axit- bazo
1 MỤC LỤC MỤC LỤC 1 Phần MỞ ðẦU 3 Ph ầ n 1 T Ổ NG QUAN 1.1.Khái niệm axit-bazơ 4 1.1.1. Thuyết axit-bazơ của Bronsted và Lowry .4 1.1.2. Thuyết axit-bazơ của Lewis: 4 1.1.3. Thang pH và pOH: .5 1.2.V ấ n ñề chung v ề ch ấ t ñ i ệ n li trong dung d ị ch .5 1.2.1. Chất ñiện li và sự ñiện li. .5 1.2.2.ðộ ñiện li và hằng số ñiện li 6 1.2.2.1. ðộ ñ i ệ n li .6 1.2.2.2 Hằng số ñiện li .7 1.2.3. Phân loại chất ñiện li 7 1.2.3.1 Chất ñiện li mạnh và chất ñiện li yếu .7 1.2.3.2 Bi ể u di ễ n tr ạ ng thái ch ấ t ñ i ệ n li trong dung d ị ch 7 1.3.Những ñịnh luật cơ bản ñể tính toán cân bằng trong dung dịch axit – bazơ .8 1.3.1. ðị nh lu ậ t b ả o toàn v ậ t ch ấ t .8 1.3.1.1 ðị nh lu ậ t b ả o toàn n ồ ng ñộ .8 1.3.1.2.ðịnh luật bảo toàn ñiện tích .10 1.3.2. ðịnh luật tác dụng khối lượng 10 1.3.3.ðịnh luật bảo toàn proton (ñiều kiện proton) .12 1.4.Cân bằng trong dung dịch axit – bazơ .13 1.4.1.Dung d ị ch các ñơ n axit – baz ơ 13 1.4.1.1. ðơ n axit m ạ nh .13 1.4.1.2.ðơn bazơ mạnh 14 1.4.1.3.ðơn axit yếu 15 1.4.1.4.ðơn bazơ yếu .16 1.4.2.Dung dịch của các hỗn hợp axit – bazơ .18 1.4.2.1.Hỗn hợp axit mạnh và axit yếu .18 1.4.2.2.H ỗ n h ợ p baz ơ m ạ nh và baz ơ y ế u .19 1.4.2.3.H ỗ n h ợ p ñơ n axit .20 1.4.2.4.H ỗ n h ợ p ñơ n baz ơ 22 2 1.4.2.5.Hỗn hợp ñơn axit yếu và bazơ liên hợp 23 1.4.3.Dung dịch các ña axit – bazơ 24 1.4.3.1.ða axit .24 1.4.3.2. ð a baz ơ .26 1.5. Sơ lược về phần mềm MATLAB .26 1.5.1Giới thiệu chung về MATLAB 26 1.5.2.ðồ họa với MATLAB .28 1.5.2.1.Các lệnh vẽ cơ bản .29 1.5.2.2. Một số hàm toán học cơ bản. 29 1.5.2.3. Vẽ ñồ thị : .29 Phần 2 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 2.1.Ch ươ ng trình tính toán cân b ằ ng trong các dung d ị ch axit 32 2.1.1.Dung dịch ñơn axit mạnh .32 2.1.2.Dung dịch ñơn axit yếu .33 2.1.3.Hỗn hợp axit mạnh và axit yếu .35 2.1.4.H ỗ n h ợ p ñơ n axit 38 2.1.5. ð a axit 41 2.2.Ch ươ ng trình tính toán cân b ằ ng trong các dung d ị ch baz ơ 43 2.2. 1. Dung d ị ch ñơ n baz ơ m ạ nh 43 2.2.2.Dung dịch ñơn bazơ yếu .45 2.2.3. Hỗn hợp bazơ mạnh và bazơ yếu .47 2.2.4. Hỗn hợp ñơn bazơ .49 2.2.5 . ð a baz ơ 52 2.3. H ỗ n h ợ p ñơ n axit y ế u và baz ơ liên h ợ p 55 Ph ầ n 3 K Ế T LU Ậ N TÀI LI Ệ U THAM KH Ả O .59 3 Phần MỞ ðẦU Trong 10 hoá chất mà thế giới sản xuất nhiều nhất hiện nay có ñến 6 chất là axit ho ặ c baz ơ , ñ ó là: H 2 SO 4 , CaO, NH 3 , NaOH, H 3 PO 4 và HNO 3 . Ph ả n ứ ng axit – bazơ là phản ứng rất quan trọng cả về mặt nghiên cứu lý thuyết và mặt ứng dụng hóa học vào thực tiễn. Phần lớn các phản ứng hóa học ñều ñược diễn ra trong dung dịch nước, ñối với dung dịch nước do trong thành phần dung dịch luôn có sự hiện diện của ion H + và OH - . Sự có mặt thường xuyên của hai ion này trong thành phần dung dịch ñã gây ra những ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp ñến các cân bằng khác trong dung dịch. Tính axit hay bazơ của dung dịch có ảnh hưởng rất lớn ñến các quá trình xảy ra trong dung d ị ch nh ư kh ả n ă ng t ạ o ph ứ c c ủ a ion kim lo ạ i, ph ả n ứ ng oxi hóa – kh ử , khả năng bị thuỷ phân của các ion kim loại … Do ñó, việc tính toán cân bằng trong dung dịch axit – bazơ giữ vai trò quan trọng không chỉ ñối với hóa phân tích mà cả với hóa học nói chung. Tuy nhiên việc tính toán cân b ằ ng trong dung d ị ch axit – baz ơ là khá ph ứ c t ạ p vì trong dung d ị ch có nhi ề u cân b ằ ng x ả y ra ñể ch ọ n cân b ằ ng nào ch ủ y ế u là r ấ t khó kh ă n. Trên nh ữ ng c ơ s ở ñ ó chúng tôi quy ế t ñị nh ch ọ n ñề tài “S ử d ụ ng ph ầ n m ề m MATLAB v ẽ gi ả n ñồ logarit n ồ ng ñộ và ứ ng d ụ ng tính toán cân b ằ ng trong dung dịch axit – bazơ” Trong phạm vi nghiên cứu của ñề tài này, nhiệm vụ ñặt ra là: - Nghiên cứu thuật toán, lập chương trình tính và vẽ chính xác giản ñồ logarit n ồ ng ñộ c ủ a các ion trong dung d ị ch axit – baz ơ . - D ự a vào gi ả n ñồ và ph ươ ng trình ñ i ề u ki ệ n proton tính toán cân b ằ ng x ả y ra trong dung d ị ch axit – baz ơ (lo ạ i b ỏ ph ươ ng trình cân b ằ ng ph ụ không ả nh h ưở ng nhi ề u ñế n tính axit baz ơ c ủ a dung d ị ch). 4 Phần 1 TỔNG QUAN 1.1. Khái ni ệ m axit-baz ơ :[3],[6] 1.1.1. Thuy ế t axit-baz ơ c ủ a Bronsted và Lowry: Người ñầu tiên ñưa ra các ñịnh nghĩa về axit và bazơ gần gũi với quan ñiểm hiện ñại là Svate Arrhénius (1859 - 1927). Dựa trên các khảo sát thực nghiệm về chất ñiện li, ông cho rằng: - Axit là chất có khả năng phân li cho H + khi hòa tan vào nước. - Bazơ là chất có khả năng phân li cho OH - khi hòa tan vào nước. Vào thời ñiểm ñó, ñây là một bước tiến quan trọng trong việc ñịnh lượng axit – bazơ. Nhưng thuyết này bị giới hạn ở chỗ chỉ giải thích ñược tính axit-bazơ c ủ a các hidro axit và các hidroxit; không nói lên ñượ c vai trò c ủ a dung môi. Một ñịnh nghĩa tổng quát hơn ñược ñề nghị bởi nhà hóa học Ðan Mạch: Jonhannes K.Bronsted và nhà hóa học người Anh: Thomas Lowry. Theo thuyết này: - Axit là chất có khả năng cho proton H + - Baz ơ là ch ấ t có kh ả n ă ng nh ậ n proton H + Thuy ế t axit – baz ơ c ủ a Bronsted và Lowry ñ ã bao hàm thuy ế t axit-baz ơ c ủ a Arrhenius, và m ở r ộ ng ra cho các dung môi khác n ướ c c ũ ng nh ư cho các ph ả n ứ ng x ả y ra ở tr ạ ng thái khí. Ví d ụ 1.1: NH 3 + HCl → NH 4 Cl Trong phản ứng này NH 3 là chất nhận H + , HCl là chất cho H + và do ñó NH 3 là bazơ, HCl là axit. 1.1.2. Thuyết axit-bazơ của Lewis: M ộ t thuy ế t t ổ ng quát h ơ n n ữ a v ề axit – baz ơ ñượ c G.N.Lewis ñư a ra. Theo thuy ế t Lewis: - Axit là chất có khả năng nhận thêm một hay nhiều cặp electron của chất khác ñể hình thành liên kết cộng hóa trị mới. - Bazơ là chất có khả năng nhường một hay nhiều cặp electron chưa liên kết cho chất khác ñể tạo thành liên kết cộng hóa trị mới. Do ñó, một axit Lewis phải có ít nhất một obitan hóa trị trống ñể nhận cặp electron, còn m ộ t baz ơ Lewis ph ả i có ít nh ấ t m ộ t ñ ôi electron ch ư a liên k ế t . T ừ ñ ây ta th ấ y ñị nh ngh ĩ a axit – baz ơ c ủ a Lewis bao hàm ñị nh ngh ĩ a c ủ a Bronsted và Lowry. Ví dụ 1.2: H + + NH 3 → [H 3 N :→H] + 5 Trong phản ứng này NH 3 là một bazơ vì là chất cho ñôi electron, H + là axit vì là chất nhận một ñôi elcetron. Giá trị của thuyết Lewis về axit-bazơ là ở chỗ giải thích ñược các phản ứng axit – baz ơ theo quan ñ i ể m c ủ a Bronsted và Lowry, h ơ n th ế n ữ a còn gi ả i thích ñượ c một số phản ứng axit – bazơ mà thuyết Bronsted và Lowry không giải thích ñược. Ví dụ 1.3: Phản ứng giữa Trifluorua bor và amoniac: BF 3 + NH 3 F 3 B-NH 3 BF 3 là phân tử thiếu electron, xung quanh nguyên tử Bo chỉ mới có 6 electron, khi phản ứng với NH 3 , nguyên tử Bo sẽ ñạt ñược cơ cấu 8 electron. BF 3 là một chất có ái lực mạnh với các chất cho electron và do ñó là một axit Lewis mạnh. Thuyết axit-bazơ của Lewis cũng giải thích thành công quá trình hydrat hóa của ion kim lo ạ i. Ví dụ 1.4: Al 3+ + 6H 2 O 3+ 2 6 Al(H O) Al 3+ là chất nhận electron từ nguyên tử oxi của nước là axit và nước là bazơ. Rộng ra hơn nữa phản ứng giữa một oxit axit và nước, theo thuyết Lewis cũng là một phản ứng axit – bazơ, trong ñó oxit axit là chất nhận một ñôi electron nên là axit, n ướ c là ch ấ t cho m ộ t ñ ôi electron nên là baz ơ . 1.1.3. Thang pH và pOH : Do n ồ ng ñộ H + trong dung d ị ch n ướ c th ườ ng là nh ỏ , nên ng ườ i ta ñư a ra ñị nh nghĩa pH và pOH ñể ñánh giá tính axit – bazơ của một dung dịch cho tiện lợi. pH và pOH của một dung dịch ñược ñịnh nghĩa như sau: pH = -lg[H + ] và pOH = -lg[OH - ] Vì: [H + ][OH - ] = 10 -14 ⇒ pH + pOH = 14 - ðố i v ớ i dung d ị ch trung tính [H + ] = [OH - ] nên pH = pOH = 7 - ðố i v ớ i dung d ị ch axit [H + ] > [OH - ] nên pH < pOH - ðối với dung dịch bazơ [H + ] < [OH - ] nên pH > pOH Tương tự như thế, người ta ñịnh nghĩa pK = - lgK. Với K là hằng số phân li của các chất. Giá trị pH của một dung dịch có thể ñược xác ñịnh bằng máy ño pH hay giấy ño pH 1.2. Vấn ñề chung về chất ñiện li trong dung dịch [4] 1.2.1. Ch ấ t ñ i ệ n li và s ự ñ i ệ n li. Khi hòa tan các chất có liên kết ion hoặc liên kết cộng hóa trị có cực vào trong dung môi phân c ự c (ví d ụ : n ướ c, r ượ u…) thì do s ự t ươ ng tác v ớ i các phân t ử l ưỡ ng 6 cực của dung môi mà các phân tử chất tan sẽ phân li hoàn toàn hoặc một phần thành các ion mang ñiện tích trái dấu, tồn tại dạng ion sonvat hóa (ñối với dung môi nước là ion hiñrat hóa). Các chất có khả năng phân li thành các ion ñược gọi là chất ñiện li, và quá trình phân li g ọ i là quá trình ñ i ệ n li. Ví d ụ 2.1: khi hòa tan chất ñiện li MX vào nước n+ n- 2 2 x 2 y MX + (x+y)H O M(H O) + X(H O)⇌ Thông thường ta không biết chính xác số phân tử nước x, y trong các ion hi ñ rat hóa nên ng ườ i ta bi ể u di ễ n s ự phân li theo s ơ ñồ ñơ n gi ả n: n+ n- MX M + X⇌ (2.1) V ớ i ng ầ m hi ể u là M n+ , X n- ch ỉ các ion hi ñ rat hóa. M ứ c ñộ phân li thành ion c ủ a các ch ấ t ñ i ệ n li ph ụ thu ộ c vào b ả n ch ấ t c ủ a các ch ấ t ñ i ệ n li và b ả n ch ấ t c ủ a dung môi. 1.2.2. ðộ ñiện li và hằng số ñiện li. ðể ñặc trưng ñịnh lượng cho sự phân li của các chất ñiện li người ta dựa vào ñộ ñiện li α và hằng số ñiện li K. 1.2.2.1. ðộ ñiện li α Là t ỷ s ố gi ữ a s ố mol (n) c ủ a ch ấ t ñ ã ñ i ệ n li thành ion v ớ i t ổ ng s ố mol (n 0 ) c ủ a ch ấ t tan trong dung d ị ch : 0 n α = n (2.2) N ếu chia cả hai số hạng của biểu thức (2.2) cho thể tích V của dung dịch thì : Ví dụ 2.2 : ðối với chất ñiện li MX phân li theo sơ ñồ (2.1) ta có: n+ n- MX MX [M ] [X ] α = (2.4) C C = Ở ñ ây, [M n+ ], [X n- ], là n ồ ng ñộ t ươ ng ứ ng c ủ a các ion M n+ và X n- do MX phân li ra. Từ (2.4) ta thấy nồng ñộ chất ñã phân li bằng tích nồng ñộ chất ñiện li với ñộ ñ i ệ n li [M n+ ] = [X n- ] = α C MX (2.5) α có các giá tr ị giao ñộ ng t ừ 0 ñế n 1: 0 ≤ α ≤ 1 α = 0 ñố i v ớ i ch ấ t không ñ i ệ n li N ồng ñộ chất ñã phân li Nồng ñộ chất ñiện li α = (2.3) 7 α = 1 ñối với chất ñiện li hoàn toàn. 1.2.2.2. Hằng số ñiện li: Áp dụng ñịnh luật tác dụng khối lượng cho cân bằng (2.1) ta có: n+ n- C [M ][X ] K = (2.6) [MX] Ở ñây, [i] chỉ nồng ñộ của cấu tử i trong dung dịch ở trạng thái cân bằng. K c là hằng số ñiện li nồng ñộ, phụ thuộc vào bản chất chất ñiện li, vào dung môi, vào nhi ệ t ñộ . Trong dung d ị ch loãng K c không ph ụ thu ộ c vào n ồ ng ñộ ch ấ t ñ i ệ n li. Thay (2.5) vào (2.6) và chú ý rằng: [MX] = C MX – [M n+ ] = C MX – αC MX = C(1 – α) Ta có: 2 2 2 C C C K K (2.7) C(1 ) 1- C α α = ⇒ = − α α Với 1 α ≪ thì C K = (2.8) C α T ừ bi ể u th ứ c (2.8) ta th ấ y: - ðộ ñ i ệ n li t ỉ l ệ thu ậ n v ớ i h ằ ng s ố phân li K. N ế u h ằ ng s ố phân li càng l ớ n thì ch ấ t ñ i ệ n li càng m ạ nh, phân li càng nhi ề u. N ế u K càng bé thì ch ấ t ñ i ệ n li càng y ế u, càng ít phân li. - ðộ ñ i ệ n li t ỉ l ệ ngh ị ch v ớ i n ồ ng ñộ . ðố i v ớ i m ộ t ch ấ t nh ấ t ñị nh (K không ñổ i ) thì trong dung dịch càng loãng thì chất ñiện li phân li càng nhiều. 1.2.3. Phân loại chất ñiện li: 1.2.3.1. Chất ñiện li mạnh và chất ñiện li yếu: C ă n c ứ vào ñộ ñ i ệ n li và h ằ ng s ố ñ i ệ n li mà ng ườ i ta qui ướ c phân bi ệ t ra các ch ấ t ñ i ệ n li m ạ nh và các ch ấ t ñ i ệ n li y ế u. • Một số axit vô cơ :HCl, HBr, HI, HSCN, HClO 3 , HBrO 3 , HNO 3 , H 2 SO 4 (Nấc1), HClO 4 • Các bazơ kiềm và kiềm thổ: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH, Ca(OH) 2 , Sr(OH) 2 , Ba(OH) 2 (nấc 1). • H ầ u h ế t các mu ố i. Các ch ấ t còn l ạ i thu ộ c lo ạ i ch ấ t ñ i ệ n li y ế u ho ặ c trung bình. H 2 O là ch ấ t ñ i ệ n li vô cùng y ế u. 1.2.3.2. Bi ể u di ễ n tr ạ ng thái ch ấ t ñ i ệ n li trong dung d ị ch: ðể c ụ th ể hóa m ứ c ñộ phân li các ch ấ t ng ừơ i ta qui ướ c: 8 Các chất ñiện li mạnh phân li hoàn toàn , ñựơc biểu diễn bằng một mũi tên hướng từ trái (ghi công thức phân tử của chất ñiện li) sang phải (ghi công thức các ion tương ứng). Ví dụ: Trong nước sự phân li của Na 2 SO 4 , HClO 4 , NaOH ñược biểu di ễ n nh ư sau: Na 2 SO 4 → 2Na + + 2- 4 SO HClO 4 → H + + - 4 ClO NaOH → Na + + OH - Các ch ấ t ñ i ệ n li y ế u phân li m ộ t ph ầ n, ñượ c bi ể u di ễ n b ằ ng d ấ u cân b ằ ng thu ậ n ngh ị ch ( ⇌ ) gi ữ a các phân t ử không phân li và các ion c ủ a ch ấ t ñ i ệ n li. ðể ñặ c tr ư ng ñị nh l ượ ng h ơ n ng ườ i ta ghi thêm giá tr ị K ho ặ c lgK ở bên ph ả i cân b ằ ng phân li. Ví d ụ 2.3 : - + -4,76 3 3 a CH COOH CH COO + H K = 10⇌ ho ặ c lgK a = -4,76 - + -14 2 w H O OH + H K = 10⇌ ho ặ c lgK w = -14 + + -7,24 3 2 3 Ag(NH ) Ag + 2NH K = 10⇌ ho ặ c lgK = -7,24 ð ôi khi ng ườ i ta c ũ ng s ử d ụ ng ñạ i l ượ ng pK = -lgK. D ĩ nhiên pK càng l ớ n ch ấ t ñ i ệ n li càng y ế u, càng ít phân li. 1.3. Những ñịnh luật cơ bản ñể tính toán cân bằng trong dung dịch axit – bazơ [4] 1.3.1. ðị nh lu ậ t b ả o toàn v ậ t ch ấ t 1.3.1.1. ðị nh lu ậ t b ả o toàn n ồ ng ñộ Qui ướ c bi ể u di ễ n n ồ ng ñộ trong dung d ị ch: Trong dung d ị ch các ch ấ t ñ i ệ n li, n ồ ng ñộ các ch ấ t th ườ ng ñượ c bi ể u di ễ n theo n ồ ng ñộ mol. Sau ñ ây là m ộ t s ố qui ướ c v ề cách bi ể u di ễ n n ồ ng ñộ : + N ồ ng ñộ g ố c C 0 : là n ồ ng ñộ các ch ấ t tr ướ c khi ñư a vào h ỗ n h ợ p ph ả n ứ ng. + Nồng ñộ ban ñầu C 0 : là n ồ ng ñộ các ch ấ t trong h ỗ n h ợ p, tr ướ c khi ph ả n ứ ng x ả y ra. 0 0i i i i C .V C = V ∑ (3.1) + Nồng ñộ ban ñầu C: là n ồ ng ñộ các ch ấ t sau khi ph ả n ứ ng x ả y ra hoàn toàn (nh ư ng h ệ ch ư a ñạ t ñế n tr ạ ng thái cân b ằ ng). Trong tr ườ ng h ợ p không có ph ả n ứ ng x ả y ra thì C và C 0 ch ỉ là m ộ t. + N ồ ng ñộ cân b ằ ng [ ] : là n ồ ng ñộ các ch ấ t khi h ệ ñạ t ñế n tr ạ ng thái cân b ằ ng. Ví d ụ 3.1: Tr ộ n 200ml dung d ị ch HCl pH =2 v ớ i 300ml dung d ị ch HNO 3 pH =3. 9 Ở ñây, nồng ñộ gốc: -pH -2 0HCl C = 10 = 10 M , 3 -pH -3 0HNO C = 10 = 10 M Nồng ñộ ban ñầu: -2 0 -3 HCl HCl 200.10 C = C = = 4.10 M 200 + 300 , 3 3 - 3 0 - 4 HNO HNO 300.10 C = C = = 6.10 M 200 + 300 HCl → H + + Cl - HNO 3 → H + + 3 NO − H 2 O H + + OH - K w = 10 -14 Bởi vì 3 -7 HCl HNO C , C 10 ≫ nên có th ể b ỏ qua s ự phân li c ủ a n ướ c. N ồ ng ñộ các c ấ u t ử lúc cân b ằ ng: [Cl - ] = 4.10 -3 M, [ 3 NO − ] = 6.10 -4 M [H + ] = [Cl - ] + [ 3 NO − ] = 4,6.10 -3 M [OH - ] = w + K [H ] = 2,17.10 -12 M - ðịnh luật bảo toàn nồng ñộ (ðLBTNð) ban ñầu : ñ ây là d ạ ng ph ổ bi ế n nh ấ t c ủ a ñị nh lu ậ t b ả o toàn v ậ t ch ấ t th ườ ng ñượ c áp d ụ ng ñể tính toán cân b ằ ng trong các dung d ị ch. Phát biểu ñịnh luật: N ồ ng ñộ ban ñầ u c ủ a m ộ t c ấ u t ử b ằ ng t ổ ng n ồ ng ñộ cân bằng của các dạng tồn tại của cấu tử ñó có mặt trong dung dịch. Ví dụ 3.2: Cho dung d ị ch KH 2 PO 4 n ồ ng ñộ C mol/l. Vi ế t bi ể u th ứ c b ả o toàn n ồ ng ñộ ban ñầ u. Các quá trình ñ i ệ n li x ả y ra trong dung d ị ch: KH 2 PO 4 → K + + 2 4 H PO − H 2 O ⇌ H + + OH - 2 4 H PO − ⇌ H + + 2 4 HPO − 2 4 H PO − ⇌ 2H + + 3 4 PO − 2 4 H PO − + H + ⇌ H 3 PO 4 Bi ể u th ứ c ð LBTN ð ñố i v ớ i 2 4 H PO − : C = [H 3 PO 4 ] + [ 2 4 H PO − ] + [ 2 4 HPO − ] + [ 3 4 PO − ] 10 Ví dụ 3.3: Viết biểu thức ðLBTNð ñối với dung dịch chứa hỗn hợp hai muối NaHCO 3 C 1 M và Na 2 CO 3 C 2 M. Các quá trình ñiện li xảy ra trong dung dịch: NaHCO 3 → Na + + 3 HCO − Na 2 CO 3 → 2Na + + 2 3 CO − H 2 O ⇌ H + + OH - 3 HCO − ⇌ H + + 2 3 CO − hoặc H + + 2 3 CO − ⇌ 3 HCO − 3 HCO − + H + ⇌ H 2 O + CO 2 ↑ Bi ể u th ứ c ð LBTN ð ñố i v ớ i 3 HCO − và 2 3 CO − : C 1 + C 2 = [ 3 HCO − ] + [ 2 3 CO − ] + [CO 2 ] = [ 3 HCO − ] + [ 2 3 CO − ] + 2 CO L 2 CO L : ñộ tan của CO 2 1.3.1.2. ðị nh lu ậ t b ả o toàn ñ i ệ n tích ðLBTðT ñược phát biểu dựa trên nguyên tắc các dung dịch có tính trung hòa về ñiện: Tổng ñiện tích âm của các anion phải bằng tổng ñiện tích dương của các cation. i [i]Z = 0 ∑ Trong ñó, [i] : nồng ñộ của ion i lúc cân bằng Z i : ñiện tích của ion i Ví dụ 3.4: Viết biểu thức ðLBTðT cho dung dịch KH 2 PO 4 nồng ñộ C mol/l ở ví dụ 3.2 Trong dung dịch có các ion: K + , H + , 2 4 H PO − , 2 4 HPO − , 3 4 PO − , OH - Bi ể u th ứ c ð LBT ð T: [K + ] + [H + ] - [OH - ] - [ 2 4 H PO − ] - 2[ 2 4 HPO − ] - 3[ 3 4 PO − ] = 0 1.3.2. ðịnh luật tác dụng khối lượng ðây là ñịnh luật ñược áp dụng thường xuyên trong việc tính toán cân bằng trong các dung dịch. - Phát biểu ñịnh luật: Ở trạng thái cân bằng tỉ số giữa tích của nồng ñộ các chất tạo thành sau phản ứng với số mũ thích hợp bằng hệ số tỉ lượng của nó, trên tích n ồ ng ñộ c ủ a các ch ấ t ph ả n ứ ng v ớ i l ũ y th ừ a thích h ợ p là m ộ t h ằ ng s ố ở nhi ệ t ñộ và áp su ấ t ñ ã cho. - Bi ể u di ễ n ð LTDKL ñố i v ớ i m ộ t s ố d ạ ng cân b ằ ng th ườ ng g ặ p: [...]... qu tính cho ta : [HCO3 ] = [OH - ] = 4,62.10-3 ; pOH = 2,34 ; pH = 11,66 1.5 Sơ lư c v ph n m m MATLAB [1],[2] 1.5.1 Gi i thi u chung v MATLAB MATLAB là m t môi trư ng tính toán s và l p trình, ñư c thi t k b i công ty MathWorks MATLAB cho phép tính toán s v i ma tr n, v ñ th hàm s hay bi u ñ thông tin, th c hi n thu t toán, t o các giao ti p ngư i dùng và liên k t v i 27 nh ng chương trình máy tính. .. 3D, ñ th c t,vùng, hình pie (hình tròn) và các ph ñ , hình tháp… 32 Ph n 2 K T QU VÀ TH O LU N 2.1 Chương trình tính toán cân b ng trong các dung d ch axit: 2.1.1 Dung d ch ñơn axit m nh Các axit m nh thư ng g p là: HCl, HBr, HSCN, HClO3, HBrO3, HNO3, H2SO4, HClO4, HMnO4 … ng d ng tính pH, H+, OH- c a dung d ch HCl 1,0 10 -3 M [4] Các cân b ng x y ra trong dung d ch: HCl H+ + ClH2O ⇌ H+ +OHM c không... giá tr logarit theo tr c x và tuy n tính theo tr c y semilogy V ñ th v i giá tr logarit theo tr c y và tuy n tính theo tr c x plotyy V ñ th v i nhãn y ñư c dán bên c nh trái và ph i 1.5.2.2 M t s hàm toán h c cơ b n Tên hàm Ch c năng abs Giá tr tuy t ñ i và biên ñ ph c cos Hàm cosin cot Hàm cotang exp Hàm e mũ log H s logarit log2 H s logarit nh phân v i s th p phân ñ i thành s mũ log10 H s logarit. .. ñ u và sau ñó gi m d n các n c ti p theo ði u này d hi u vì m t phân t không mang ñi n m t proton d hơn m t anion và anion m t ñi n tích m t proton dĩ nhiên tương ñ i d hơn anion hai ñi n tích N u Ka1 ≫ Ka2 ≫ Ka3 ta có th coi ña axit như m t ñơn axit và tính cân b ng theo n c phân li th nh t c a axit ñó Ví d 4.10 :Tính pH và n ng ñ ion S2- trong dung d ch H2S 0,010M Các cân b ng x y ra trong dung. .. li ra làm chuy n d ch cân b ng (4.3) sang trái và [OH-] < 10-7 Vì v y ,trong trư ng h p CHY ≫ 10 -7có th coi [H+] = CHY Nghĩa là ,trong dung d ch s phân li c a HY là chi m ưu th còn s phân li c a H2O x y ra không ñáng k Trong trư ng h p CHY ≈ 10-7 thì ph i k ñ n s phân li c a nư c và phép tính ñư c th c hi n ñơn gi n theo cân b ng phân li c a nư c Ví d 4.1 :Tính pH, H+, OH- c a dung d ch HCl 1,0 10-3... tính toán k thu t cũng như l p và ñ c các t p tin MAT Có th hình dung ñơn gi n v MATLAB là nó có ñ y ñ các ñ c ñi m c a máy tính cá nhân: gi ng như các máy tính cơ b n, nó làm t t c các phép tính toán h c cơ b n như c ng, tr , nhân, chia; gi ng như máy tính k thu t, nó bao g m: s ph c, căn th c, s mũ, logarit, các phép toán lư ng giác như sin, cosin, tang; nó cũng như máy tính có kh năng l p trình, có... chương trình máy tính vi t trên nhi u ngôn ng l p trình khác.V i thư vi n Toolbox, MATLAB cho phép mô ph ng tính toán, th c nghi m nhi u mô hình trong th c t và k thu t MATLAB là vi t t t c a t “Matrix Laboratory”, ñư c phát minh vào cu i th p niên 1970 b i Cleve Moler và sau ñó là ch nhi m khoa máy tính t i ð i h c New Mexico MATLAB, nguyên sơ ñư c vi t b ng ngôn ng Fortran Cho ñ n 1980, nó v n ch là m... cân b ng t ng c a hai cân b ng (3.2) và (3.3) M + A ⇌ MA MA + A ⇌ MA 2 M + 2A ⇌ MA 2 β2 = K1 K2 β2 [MA 2 ] [MA 2 ] [MA] = = k 1k 2 2 [M][A] [MA][A] [M][A] H ng s cân b ng t h p khi c ng các cân b ng v i nhau b ng tích các cân h ng s c a các cân b ng riêng l + Nhân cân b ng v i m t th a s n (n = -2, -1, 1, 2, 1 , ): 2 Khi nhân cân b ng v i m t th a s n b t kì s tương ñương v i vi c c ng n l n c a cân. .. ưu th và ta có th tính cân b ng c a ña bazơ như m t ñơn bazơ: A3- + H 2O ⇌ HA 2- + OH - C [] C C-x x K b1 = Kw K a3 x Ví d 4.11 :Tính H+ , HCO-3 , pH c a dung d ch Na2CO3 0,10M Các cân b ng x y ra trong dung d ch: Na2CO3 2Na+ 2CO3 (1) OH- (2) Kb1 = 10-3,67 + 2 OH- (3) Kb2 = 10-7,32 + OH- (4) Kw = 10 -14 OH- (2) Kb1 = 10-3,67 + 2CO3 + H2O ⇌ HCO-3 + 2CO3 + 2 H2O ⇌ H2CO3 H2 O ⇌ H+ Kb1 ≫ Kb2 ≫ Kw nên cân. .. và ghi trình t các l nh ñ t ñ ng phép toán khi gi i quy t các v n ñ , có th so sánh logic, ñi u khi n th c hi n l nh ñ ñ m b o tính ñúng ñ n c a phép toán Gi ng như các máy tính hi n ñ i nh t, nó cho phép bi u di n d li u dư i nhi u d ng như: bi u di n thông thư ng, ma tr n ñ i s , các hàm t h p và có th thao tác v i d li u thư ng cũng như ñ i v i tr n Trong th c t MATLAB còn ng d ng r t r ng rãi trong . . S c m t thư ng xuy n c a hai ion n y trong th nh ph n dung d ch ñã gây ra nh ng nh hư ng tr c tiếp ho c gi n tiếp ñ n c c c n b ng kh c trong dung. c c ph n ng hóa h c ñều ñư c di n ra trong dung d ch n c, ñối v i dung d ch n c do trong th nh ph n dung d ch lu n c s hi n di n c a ion H + v