Bài 2. Cân bằng trong dung dịch nước trang 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 Hóa học 11 Chân trời sáng tạo

CH tr 12

Phương pháp:

- Acid là chất cho H⁺, base là chất nhận H⁺.

- pH là chỉ số đánh giá độ acid hay độ base của một dung dịch.

- Người ta sử dụng các thiết bị, dụng cụ để xác định pH của dung dịch acid, base.

Lời giải chi tiết:

Theo thuyết acid, base của Bronsted – Lowry: Acid là chất cho H⁺, base là chất nhận H⁺. Acid và base có thể là phân tử hoặc ion.

Để xác định nồng độ của dung dịch acid, base, người ta thực hiện phương pháp chuẩn độ hoặc sử dụng giấy chỉ thị pH vạn năng, máy đo pH,…

Phương pháp:

Dung dịch có khả năng dẫn điện làm cho bóng đèn ở thí nghiệm hình 2.1 sáng.

Lời giải chi tiết:

Hiện tượng: bóng đèn ở cốc đựng dung dịch sodium chloride sáng, bóng đèn ở cốc đựng dung dịch nước cất và saccharose không sáng.

→ Dung dịch sodium chloride dẫn điện, dung dịch nước cất và saccharose không dẫn điện.

CH tr 13

Phương pháp:

Quá trình phân li các chất trong nước tạo thành các ion gọi là sự điện li.

Các chất điện li là chất khi tan vào nước tạo ra ion và thu được dung dịch dẫn điện (dung dịch chất điện li).

Lời giải chi tiết:

H₂O là phân tử có cực. Khi cho NaCl tinh thể vào nước, xảy ra quá trình tương tác giữa các phân tử nước có cực và các ion của muối, kết hợp với sự chuyển động hỗn loạn không ngừng của các phân tử nước làm cho các ion Na⁺ và Cl^- của muối tách dần khỏi tinh thể và hoà tan vào nước tạo thành dung dịch dẫn điện.

\({\rm{NaCl }} \to {\rm{  N}}{{\rm{a}}^ + }{\rm{  +   C}}{{\rm{l}}^ - }\)

Phương pháp:

Dung dịch làm cho bóng đèn sáng mạnh là dung dịch dẫn điện mạnh.

Dung dịch làm bóng đèn phát sáng yếu hoặc không phát sáng là dung dịch dẫn điện yếu hoặc không dẫn điện.

Lời giải chi tiết:

- Dung dịch hydrochloric acid làm bóng đèn phát sáng mạnh, chứng tỏ dung dịch hydrochloric acid là dung dịch dẫn điện mạnh.

- Dung dịch acetic acid làm bóng đèn phát sáng yếu, chứng tỏ dung dịch acetic acid là dung dịch dẫn điện yếu.

- Dung dịch glucose không làm bóng đèn phát sáng, chứng tỏ dung dịch glucose là dung dịch không dẫn điện.

Phương pháp:

• Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hoà tan đều phân li thành ion.

Chất điện li mạnh bao gồm acid mạnh, base mạnh và hầu hết các muối tan. Trong phương trình điện li của chất điện li mạnh, người ta dùng một mũi tên chỉ chiều của quá trình điện li.

• Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước chỉ có một số phân tử hoà tan phân li thành ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch.

Chất điện li yếu bao gồm các acid yếu, base yếu. Trong phương trình điện li của chất điện li yếu, người ta dùng hai nửa mũi tên ngược chiều nhau.

• Chất không điện li là chất khi hoà tan vào trong nước, các phân tử không phân li thành ion.

Lời giải chi tiết:

\({\rm{HCl}} \to {{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{  +  C}}{{\rm{l}}^{\rm{ - }}}{\rm{ (1)}}\)

Khi tan trong nước, HCl phân li hoàn toàn tạo thành ion H⁺ và Cl^-.

CH₃COOH ⇌ CH₃COO^- + H⁺

Khi tan trong nước, CH₃COOH không phân li hoàn toàn thành ion CH₃COO^- và H⁺.

CH tr 14

Phương pháp:

Nguyên lý Le Chatelier: Một phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng khi chịu một tác động từ bên ngoài như biến đổi nồng độ, áp suất, nhiệt độ thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều làm giảm tác động đó.

• Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hoà tan đều phân li thành ion.

Chất điện li mạnh bao gồm acid mạnh, base mạnh và hầu hết các muối tan. Trong phương trình điện li của chất điện li mạnh, người ta dùng một mũi tên chỉ chiều của quá trình điện li.

• Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước chỉ có một số phân tử hoà tan phân li thành ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch.

Chất điện li yếu bao gồm các acid yếu, base yếu. Trong phương trình điện li của chất điện li yếu, người ta dùng hai nửa mũi tên ngược chiều nhau.

• Chất không điện li là chất khi hoà tan vào trong nước, các phân tử không phân li thành ion.

Lời giải chi tiết:

CH₃COOH ⇌ CH₃COO^- + H⁺

- Khi nhỏ thêm vài giọt NaOH vào dung dịch CH₃COOH, NaOH phân li theo phương trình sau:

\({\rm{NaOH}} \to {\rm{N}}{{\rm{a}}^{\rm{ + }}}{\rm{  +  O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}\)

OH^- kết hợp với H⁺ có trong cân bằng (2): \({{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{  +  O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}} \to {{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)

Vậy khi nhỏ NaOH, lượng H⁺ trong cân bằng (2) giảm, cân bằng (2) dịch chuyển theo tăng nồng độ H⁺ (chiều thuận).

- Khi nhỏ thêm vài giọt CH₃COONa vào dung dịch CH₃COOH, CH₃COONa phân li theo phương trình sau:

\({\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{COONa}} \to {\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{CO}}{{\rm{O}}^{\rm{ - }}}{\rm{   +  N}}{{\rm{a}}^{\rm{ + }}}\)

Vậy khi nhỏ thêm vài giọt CH₃COONa, lượng CH₃COO^- trong cân bằng (2) tăng, cân bằng chuyển dịch theo chiều làm giảm lượng CH₃COO^- (chiều nghịch).

Phương pháp:

Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hoà tan đều phân li thành ion.

Chất điện li mạnh bao gồm acid mạnh, base mạnh và hầu hết các muối tan. Trong phương trình điện li của chất điện li mạnh, người ta dùng một mũi tên chỉ chiều của quá trình điện li.

Lời giải chi tiết:

HNO₃, Ca(OH)₂ và BaCl₂ là những chất điện li mạnh.

\(\begin{array}{l}{\rm{HN}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}} \to {{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{  +  NO}}_{_{\rm{3}}}^{\rm{ - }}\\{\mathop{\rm Ca}\nolimits} {\left( {OH} \right)_2} \to {\rm{C}}{{\rm{a}}^{{\rm{2 + }}}}{\rm{  +  2O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}\\{\rm{BaC}}{{\rm{l}}_{\rm{2}}} \to {\rm{B}}{{\rm{a}}^{{\rm{2 + }}}}{\rm{  +  2C}}{{\rm{l}}^{\rm{ - }}}\end{array}\)

Phương pháp:

Theo thuyết acid, base của Bronsted – Lowry: Acid là chất cho H⁺ (proton), base là chất nhận H⁺.

Lời giải chi tiết:

 Hình 2.4: \({\rm{HCl  +  }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}} \to {{\rm{H}}_{\rm{3}}}{{\rm{O}}^{\rm{ + }}}{\rm{  +  C}}{{\rm{l}}^{\rm{ - }}}\)

HCl là chất cho H⁺, H₂O nhận H⁺

Hình 2.5: NH₃ nhận H⁺, H₂O cho H⁺.

Phương pháp:

Theo thuyết acid, base của Bronsted – Lowry: Acid là chất cho H⁺ (proton), base là chất nhận H⁺.

Lời giải chi tiết:

- Trong hình 2.4, H₂O nhận H⁺ nên H₂O là base.

- Trong hình 2.5, H₂O nhường H⁺ nên H₂O là acid.

- Trong cân bằng ion \({\rm{HCO}}_3^ - \):

+ H₂O nhận H⁺ nên H₂O là base.

+ H₂O nhường H⁺ nên H₂O là acid.

Phương pháp:

Theo thuyết acid, base của Bronsted – Lowry: Acid là chất cho H⁺ (proton), base là chất nhận proton.

Lời giải chi tiết:

CH₃COOH là chất nhường proton nên CH₃COOH là acid.

H₂O là chất nhận proton nên H₂O là base.

\({\rm{CO}}_{\rm{3}}^{{\rm{2 - }}}\)là chất nhận proton nên \({\rm{CO}}_{\rm{3}}^{{\rm{2 - }}}\) là base.

H₂O là chất nhường proton nên H₂O là acid.

CH tr 15

Phương pháp:

pH là chỉ số đánh giá độ acid hay độ base trong dung dịch.

Thang pH thường dùng có giá trị từ 1 đến 14.

pH = -lg(H⁺). Với (H⁺) là nồng độ ion H⁺ trong dung dịch.

Nếu (H⁺) = 10^-a (M) thì pH = a

Lời giải chi tiết:

(H⁺) = 10^-2 (M)

\( \Rightarrow \) pH = -lg(10^-2) = 2

pH là chỉ số đánh giá độ acid hay độ base trong dung dịch.

Thang pH thường dùng có giá trị từ 1 đến 14.

pH = -lg(H⁺). Với (H⁺) là nồng độ ion H⁺ trong dung dịch.

Nếu (H⁺) = 10^-a (M) thì pH = a

Tích số ion của H₂O: K_w = (H⁺)(OH^-), ở 25^oC K_w = 10^-14

Lời giải chi tiết:

Ta có:

\(\begin{array}{l}{\rm{                   }}{{\rm{K}}_{{\rm{w }}}}{\rm{  =    1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 14}}}}\\ \Leftrightarrow \left( {{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}} \right)\left( {{\rm{O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}} \right){\rm{  =  1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 14}}}}\\ \Rightarrow \left( {{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}} \right){\rm{  =  }}\frac{{{\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 14}}}}}}{{\left( {{\rm{O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}} \right)}}{\rm{  =  }}\frac{{{\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 14}}}}}}{{{\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 4}}}}}}{\rm{  = 1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 10}}}}{\rm{(M)}}\end{array}\)

\( \Rightarrow \) pH = -lg(10^-10) = 10

Phương pháp:

- pH là chỉ số đánh giá độ acid hay độ base trong dung dịch.

pH = -lg(H⁺). Với (H⁺) là nồng độ ion H⁺ trong dung dịch.

Nếu (H⁺) = 10^-a (M) thì pH = a

Tích số ion của H₂O: K_w = (H⁺)(OH^-), ở 25^oC K_w = 10^-14

- Nước có môi trường trung tính nên có thể hiểu môi trường trung tính là môi trường trong đó

(H⁺) = (OH^-) = 10^-7 M

Khi thêm acid vào nước, nồng độ H⁺ tăng nên nồng độ OH^- phải giảm do tích số ion của nước không đổi. Như vậy, môi trường acid là môi trường trong đó (H⁺)> (OH^-) hay (H⁺) > 10^-7 M.

Khi hoà tan base vào nước, nồng độ OH^- tăng nên nồng độ H⁺ phải giảm. Môi trường kiểm là môi trường trong đó (H⁺) < (OH^- ) hay (H⁺) < 10^-7M.

Lời giải chi tiết:

- Nước có môi trường trung tính:  (H⁺) = (OH^-) = 10^-7 M  \( \Rightarrow \) pH = -lg(10^-7) = 7

- Trong môi trường acid:  (H⁺)> (OH^-) hay (H⁺) > 10^-7 M

\( \Rightarrow \) -lg(H⁺) < 10^-7

 \( \Rightarrow \) pH < 7

- Trong môi trường base: (H⁺) < (OH^- ) hay (H⁺) < 10^-7M

\( \Rightarrow \) -lg(H⁺) > 10^-7

 \( \Rightarrow \) pH > 7

Phương pháp:

pH = -lg(H⁺). Với (H⁺) là nồng độ ion H⁺ trong dung dịch.

Nếu (H⁺) = 10^-a (M) thì pH = a

Tích số ion của H₂O: K_w = (H⁺)(OH^-), ở 25^oC K_w = 10^-14

Lời giải chi tiết:

a)

\(\begin{array}{l}{{\rm{n}}_{{\rm{HCl}}}}{\rm{  =  0}}{\rm{,5}}{\rm{.0}}{\rm{,2  =  0}}{\rm{,1 (mol)}}\\{{\rm{V}}_{{\rm{dd}}}}{\rm{  =  0}}{\rm{,5  +  0}}{\rm{,5  =  1 (l)}}\\ \Rightarrow {\rm{(HCl)  =  }}\frac{{{\rm{0}}{\rm{,1}}}}{{\rm{1}}}{\rm{  =  0}}{\rm{,1 (M)}}\\{\rm{HCl}} \to {{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{  +  C}}{{\rm{l}}^{\rm{ - }}}\\{\rm{0}}{\rm{,1}} \to {\rm{ 0}}{\rm{,1}}\\ \Rightarrow {\rm{(}}{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{)  =  (HCl)  =  0}}{\rm{,1 (M)}}\end{array}\)

\( \Rightarrow \) pH = -lg(0,1) = 1

b)

\(\begin{array}{l}{\rm{pH  =  12}} \Rightarrow {\rm{(}}{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{)  =  1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 12}}}}{\rm{(M)}}\\ \Rightarrow {\rm{(O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}{\rm{)  =  }}\frac{{{\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 14}}}}}}{{{\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 12}}}}}}{\rm{  =  1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 2}}}}{\rm{(M)}}\\{\rm{NaOH}} \to {\rm{N}}{{\rm{a}}^{\rm{ + }}}{\rm{  +  O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}\\{10^{ - 2}} \leftarrow {\rm{               }}{10^{ - 2}}\\ \Rightarrow {\rm{(NaOH)  =  (O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}{\rm{)  =  1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 2}}}}{\rm{(M)}}\\ \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{NaOH}}}}{\rm{  =  1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 2}}}}{\rm{.0}}{\rm{,1  =  1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 3}}}}{\rm{(mol)}}\\ \Rightarrow {{\rm{m}}_{{\rm{NaOH}}}}{\rm{  =  1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 3}}}}{\rm{.40  =  0}}{\rm{,04(g)}}\end{array}\)

CH tr 16

Phương pháp:

pH là chỉ số đánh giá độ acid hay độ base trong dung dịch.

Thang pH thường dùng có giá trị từ 1 đến 14.

Lời giải chi tiết:

- Khoảng pH thấp nhất ở khoang dạ dày (pH 1,5 – 3,5).

- Khoảng pH cao nhất ở ruột già (pH 7,9 – 8,5).

Phương pháp:

pH là chỉ số đánh giá độ acid hay độ base trong dung dịch.

Môi trường acid: pH < 7

Môi trường trung tính: pH = 7

Môi trường base: pH > 7

Lời giải chi tiết:

Đất chua có độ pH < 6,5; Đất chua có môi trường acid. Để cải thiện đất chua, người nông dân cần bổ sung các chất khi tan trong nước phân li ra (OH^-) để trung hòa bớt lượng (H⁺) trong đất.

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

Ca(OH)₂ → Ca²⁺ + 2OH^-

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

H₃PO₄ → H⁺ + H₂PO₄^-

Vậy người nông dân có thể bổ sung CaO vào đất để khử chua đất.

Phương pháp:

Chất chỉ thị acid – base là chất có màu sắc biến đổi theo giá trị pH của dung dịch.

Lời giải chi tiết:

- Giấy pH:

+ pH < 7: Màu đỏ nhạt dần khi pH tăng.

+ pH = 7: Màu vàng.

+ pH >7:  Màu xanh đậm dần khi pH tăng.

- Dung dịch phenolphthalein:

+ pH ≤ 7: Không đổi màu.

+ pH > 7: Màu hồng.

- Quỳ tím:

+ pH < 4,5: Màu đỏ.

+ pH > 8,3: Màu hồng.

CH tr 17

Phương pháp:

Chuẩn độ acid – base là phương pháp được sử dụng để xác định nồng độ dung dịch acid hoặc dung dịch base bằng dung dịch base hoặc dung dịch acid đã biết chính xác nồng độ (gọi là dung dịch chuẩn). Trong phương pháp này, người ta sử dụng dung dịch acid đã biết nồng độ làm dung dịch chuẩn để xác định nồng độ dung dịch base hoặc dùng dung dịch base đã biết nồng độ làm dung dịch chuẩn để xác định nồng độ dung dịch acid.

Khi chuẩn độ, người ta thêm từ từ dung dịch đựng trong burette vào dung dịch đựng trong bình tam giác. Thời điểm mà hai chất tác dụng vừa đủ với nhau gọi là điểm tương đương. Để nhận biết điểm tương đương, người ta thường dùng những chất chỉ thị acid – base gây ra sự đổi màu ở khoảng pH gần với điểm tương đương.

Lời giải chi tiết:

Trong phương pháp chuẩn độ acid-base, người ta thường dùng những chất chỉ thị acid – base gây ra sự đổi màu ở khoảng pH gần với điểm tương đương để biết thời điểm mà hai chất tác dụng vừa đủ.

Phương pháp:

- Nguyên tắc: Chuẩn độ acid – base là phương pháp được sử dụng để xác định nồng độ dung dịch acid hoặc dung dịch base bằng dung dịch base hoặc dung dịch acid đã biết chính xác nồng độ (gọi là dung dịch chuẩn). Trong phương pháp này, người ta sử dụng dung dịch acid đã biết nồng độ làm dung dịch chuẩn để xác định nồng độ dung dịch base hoặc dùng dung dịch base đã biết nồng độ làm dung dịch chuẩn để xác định nồng độ dung dịch acid.

Khi chuẩn độ, người ta thêm từ từ dung dịch đựng trong burette vào dung dịch đựng trong bình tam giác. Thời điểm mà hai chất tác dụng vừa đủ với nhau gọi là điểm tương đương. Để nhận biết điểm tương đương, người ta thường dùng những chất chỉ thị acid – base gây ra sự đổi màu ở khoảng pH gần với điểm tương đương.

- Thao tác khi chuẩn độ: Tay thuận cầm bình tam giác, lắc nhẹ dung dịch trong bình, tay không thuận điều khiển khoá burette để thêm từ từ từng giọt dung dịch trên burette vào bình tam giác.

Lời giải chi tiết:

Cần lắc nhẹ dung dịch trong bình tam giác trong khi thực hiện thao tác chuẩn độ để phản ứng hóa học xảy ra tại mọi điểm trong bình khi các chất phản ứng tiếp xúc với nhau.

Phương pháp:

Trong phương pháp chuẩn độ acid – base, người ta dùng dung dịch acid hoặc dung dịch base (kiềm) đã biết chính xác nồng độ làm dung dịch chuẩn để xác định nồng độ dung dịch base hoặc dung dịch acid chưa biết nồng độ.

Lời giải chi tiết:

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

CH tr 18

Phương pháp:

Trong phương pháp chuẩn độ acid – base, người ta dùng dung dịch acid hoặc dung dịch base (kiềm) đã biết chính xác nồng độ làm dung dịch chuẩn để xác định nồng độ dung dịch base hoặc dung dịch acid chưa biết nồng độ.

Lời giải chi tiết:

Ở thời điểm kết thúc chuẩn độ, dung dịch trong bình tam giác có màu hồng nhạt.

Phương pháp:

Trong phương pháp chuẩn độ acid – base, người ta dùng dung dịch acid hoặc dung dịch base (kiềm) đã biết chính xác nồng độ làm dung dịch chuẩn để xác định nồng độ dung dịch base hoặc dung dịch acid chưa biết nồng độ.

Chuẩn độ dung dịch NaOH bằng dung dịch HCl:

Nồng độ dung dịch NaOH: \({{\rm{C}}_{{\rm{NaOH}}}}{\rm{  =  }}\frac{{{{\rm{V}}_{{\rm{HCl}}}}{\rm{.}}{{\rm{C}}_{{\rm{HCl}}}}}}{{{{\rm{V}}_{{\rm{NaOH}}}}}}\)

Lời giải chi tiết:

V_HCl = 10 (mL); C_HCl = 0,1 (M); V_NaOH = 12,5 (mL)

\( \Rightarrow {{\rm{C}}_{{\rm{NaOH}}}}{\rm{  =  }}\frac{{{{\rm{V}}_{{\rm{HCl}}}}{\rm{.}}{{\rm{C}}_{{\rm{HCl}}}}}}{{{{\rm{V}}_{{\rm{NaOH}}}}}}{\rm{ =  }}\frac{{{\rm{10}}{\rm{.0}}{\rm{,1}}}}{{{\rm{12}}{\rm{,5}}}}{\rm{  =  0}}{\rm{,08 (M)}}\)

Phương pháp:

Ion Al³⁺, Fe³⁺ dễ bị thủy phân trong nước tạo base không tan và cho môi trường acid.

Lời giải chi tiết:

Trong dung dịch muối M³⁺, xảy ra sự thủy phân M³⁺ theo phương trình sau:

M³⁺ + 3H₂O → M(OH)₃ + 3H⁺

Khi nhỏ thêm vài giọt acid, nồng độ H⁺ tăng, cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch. Hạn chế được sự tạo thành M(OH)₃, dung dịch muối M³⁺ được bảo quản tốt hơn.

Phương pháp:

Ion Al³⁺, Fe³⁺ dễ bị thủy phân trong nước tạo base không tan và cho môi trường acid.

Lời giải chi tiết:

Công thức của phèn chua: K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O

Khi hòa tan phèn chua trong nước, sinh ra ion Al³⁺.

Phương trình thủy phân Al³⁺:

Al³⁺ + 3H₂O → Al(OH)₃ + 3H⁺

Quá trình thủy phân Al³⁺ sinh ra H⁺, tạo môi trường acid cho dung dịch, làm dung dịch có khả năng làm sạch gỉ sét trên inox.

CH tr 19

Phương pháp:

pH = -lg(H⁺). Với (H⁺) là nồng độ ion H⁺ trong dung dịch.

Nếu (H⁺) = 10^-a (M) thì pH = a

Tích số ion của H₂O: K_w = (H⁺)(OH^-), ở 25^oC K_w = 10^-14

Ion \({\rm{CO}}_{\rm{3}}^{{\rm{2 - }}}\) bị thủy phân trong nước cho môi trường base.

Lời giải chi tiết:

Phản ứng thủy phân ion \({\rm{CO}}_{\rm{3}}^{{\rm{2 - }}}\):

CO₃^2- + H₂O →  HCO₃^- + OH^-

Quá trình thủy phân ion \({\rm{CO}}_{\rm{3}}^{{\rm{2 - }}}\)sinh ra OH^-. Nồng độ OH^- tăng, làm tăng pH của nước.

Phương pháp:

pH là chỉ số đánh giá độ acid hay độ base trong dung dịch.

Môi trường acid: pH < 7

Môi trường trung tính: pH = 7

Môi trường base: pH > 7

Lời giải chi tiết:

Khi mưa nhiều ngày liên tục, độ pH < 6,5; Nước ao, hồ có môi trường acid. Người ta rắc vôi bột (CaO) xuống ao, hồ để: Vôi bột tan trong nước tạo Ca(OH)₂, Ca(OH)₂ phân li ra OH^- trung hòa bớt H⁺ trong ao, hồ. Độ pH của nước ao, hồ tăng.

\(\begin{array}{l}{\rm{CaO  +  }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}} \to {\rm{Ca(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}}\\{\rm{Ca(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}} \to {\rm{C}}{{\rm{a}}^{2 + }}{\rm{ +  2O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}\end{array}\)

Phương pháp:

pH = -lg(H⁺). Với (H⁺) là nồng độ ion H⁺ trong dung dịch.

Nếu (H⁺) = 10^-a (M) thì pH = a

Tích số ion của H₂O: K_w = (H⁺)(OH^-), ở 25^oC K_w = 10^-14

Môi trường acid: pH < 7

Môi trường trung tính: pH = 7

Môi trường base: pH > 7

Lời giải chi tiết:

\(\begin{array}{l}{\rm{                   }}{{\rm{K}}_{{\rm{w }}}}{\rm{  =    1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 14}}}}\\ \Leftrightarrow \left( {{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}} \right)\left( {{\rm{O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}} \right){\rm{  =  1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 14}}}}\\ \Rightarrow \left( {{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}} \right){\rm{  =  }}\frac{{{\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 14}}}}}}{{\left( {{\rm{O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}} \right)}}{\rm{  =  }}\frac{{{\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 14}}}}}}{{{\rm{2}}{\rm{,5}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 10}}}}}}{\rm{  = 4}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 5}}}}{\rm{(M)}}\\\; \Rightarrow {\rm{pH  =    - lg}}\left( {{{4.10}^{ - 5}}} \right){\rm{ }} \approx 4,4\end{array}\)

Vì pH < 7 nên dung dịch trên có môi trường acid.

Phương pháp:

pH = -lg(H⁺). Với (H⁺) là nồng độ ion H⁺ trong dung dịch.

Nếu (H⁺) = 10^-a (M) thì pH = a

Tích số ion của H₂O: K_w = (H⁺)(OH^-), ở 25^oC K_w = 10^-14

Lời giải chi tiết:

\(\begin{array}{l}{{\rm{n}}_{{\rm{HCl}}}}{\rm{  =  0}}{\rm{,5}}{\rm{.0}}{\rm{,04  =  0}}{\rm{,02 (mol)}}\\{{\rm{n}}_{{\rm{NaOH}}}}{\rm{ =  0}}{\rm{,5}}{\rm{.0}}{\rm{,06  =  0}}{\rm{,03 (mol)}}\\{\rm{NaOH  +  HCl}} \to {\rm{NaCl  +  }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\\{\rm{0}}{\rm{,03        0}}{\rm{,02}}\end{array}\)

\(\frac{{{{\rm{n}}_{{\rm{NaOH}}}}}}{{\rm{1}}}{\rm{  >  }}\frac{{{{\rm{n}}_{{\rm{HCl}}}}}}{{\rm{1}}} \Rightarrow \)NaOH dư, HCl hết.

\( \Rightarrow \)n_{NaOH dư} = 0,03 – 0,02 = 0,01 (mol)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow {\rm{(NaOH)  =  }}\frac{{{\rm{0}}{\rm{,01}}}}{{{\rm{0}}{\rm{,04 + 0}}{\rm{,06}}}}{\rm{  =  0}}{\rm{,1 (M)}}\\{\rm{NaOH}} \to {\rm{N}}{{\rm{a}}^{\rm{ + }}}{\rm{  +  O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}\\0,1{\rm{                      0}}{\rm{,1}}\\ \Rightarrow {\rm{(O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}{\rm{)  =  (NaOH)  =  0}}{\rm{,1 (M)}}\\ \Rightarrow {\rm{(}}{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{)  =  }}\frac{{{\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 14}}}}}}{{{\rm{0}}{\rm{,1}}}}{\rm{  =  1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 13}}}}{\rm{(M)}}\\ \Rightarrow {\rm{pH  =   - log(1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 13}}}}{\rm{)  = 13}}\end{array}\)

Phương pháp:

pH = -lg(H⁺). Với (H⁺) là nồng độ ion H⁺ trong dung dịch.

Nếu (H⁺) = 10^-a (M) thì pH = a

Lời giải chi tiết:

\(\begin{array}{l}{\rm{             pH   =   2}}{\rm{,5}}\\ \Leftrightarrow {\rm{ - log(}}{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{)  =  2}}{\rm{,5}}\\ \Leftrightarrow {\rm{(}}{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{)  =  1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 2}}{\rm{,5}}}} \approx {\rm{0}}{\rm{,0032 (M)}}\end{array}\)

Phương pháp:

• Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hoà tan đều phân li thành ion.

Chất điện li mạnh bao gồm acid mạnh, base mạnh và hầu hết các muối tan. Trong phương trình điện li của chất điện li mạnh, người ta dùng một mũi tên chỉ chiều của quá trình điện li.

• Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước chỉ có một số phân tử hoà tan phân li thành ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch.

Chất điện li yếu bao gồm các acid yếu, base yếu. Trong phương trình điện li của chất điện li yếu, người ta dùng hai nửa mũi tên ngược chiều nhau.

• Chất không điện li là chất khi hoà tan vào trong nước, các phân tử không phân li thành ion.

Lời giải chi tiết:

- H₂SO₄: H₂SO₄ →H⁺ + HSO₄^-

HSO₄^- ⇌ H⁺ + SO₄^2-

- Ba(OH)₂:

\({\rm{Ba}}{\left( {{\rm{OH}}} \right)_{\rm{2}}} \to {\rm{B}}{{\rm{a}}^{{\rm{2 + }}}}{\rm{  +  2O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}\)

- Al₂(SO₄)₃

\({\rm{A}}{{\rm{l}}_{\rm{2}}}{\left( {{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}} \right)_{\rm{3}}} \to {\rm{2A}}{{\rm{l}}^{{\rm{3 + }}}}{\rm{ +  3SO}}_{\rm{4}}^{{\rm{2 - }}}\)

Phương pháp:

Theo thuyết acid, base của Bronsted – Lowry: Acid là chất cho H⁺, base là chất nhận H⁺. Acid và base có thể là phân tử hoặc ion.

Ion Al³⁺, Fe³⁺ dễ bị thủy phân trong nước tạo base không tan và cho môi trường acid.

Lời giải chi tiết:

Công thức của phèn chua: K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O

Khi hòa tan phèn chua vào nước, sinh ra kết tủa keo trắng Al(OH)₃ kéo theo các chất bẩn lơ lửng trong nước lắng xuống.

Phương trình thủy phân, tạo Al(OH)₃:

Al³⁺ + 3H₂O ⇌ Al(OH)₃ + 3H⁺

Lý thuyết

>> Xem chi tiết: Lý thuyết Cân bằng trong dung dịch nước - Hóa học 11 - Chân trời sáng tạo