Bài 3.10 trang 12, 13 SBT Hóa 11 - Kết nối tri thức: Dung dịch HCl có pH = 1 (dung dịch A), dung dịch NaOH có pH=13 (dung dịch B)...

Dung dịch HCl có pH = 1 (dung dịch A), dung dịch NaOH có pH=13 (dung dịch B). Tính pH của dung dịch sau khi trộn:

a) 5 mL dung dịch A và 10 mL dung dịch B.

b) 5 mL dung dịch B vào 10 mL dung dịch A.

c) 10 mL dung dịch B vào 10 mL dung dịch A.

pH = -lg[H⁺]. Với [H⁺] là nồng độ ion H⁺ trong dung dịch

pOH = -lg[${\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }$]. Với [${\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }$] là nồng độ ion ${\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }$trong dung dịch

Xét dung dịch A: ${\rm{pH }} = {\rm{ }}1 \Rightarrow [{{\rm{H}}^ + }] = 0,1{\rm{ }}({\rm{M)}}$

Xét dung dịch B: ${\rm{pH }} = {\rm{ }}13 \Rightarrow [{{\rm{H}}^ + }] = {10^{ - 13}}{\rm{ }}({\rm{M)}} \Rightarrow [{\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }] = \frac{{{{10}^{ - 14}}}}{{{{10}^{ - 13}}}} = 0,1{\rm{ (M)}}$

Ta có phương trình ion: ${{\rm{H}}^ + } + {\rm{O}}{{\rm{H}}^ - } \to {{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}$

a) ${{\rm{n}}_{{{\rm{H}}^ + }}} = 0,1 \times 0,005 = 5 \times {10^{ - 4}}({\rm{mol}})$

${{\rm{n}}_{{\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }}} = 0,1 \times 0,01 = {10^{ - 3}}({\rm{mol}})$

$\Rightarrow$${\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }$dư, H⁺ hết.

$\begin{array}{l}{{\rm{n}}_{{\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }{\rm{ p/u}}}} = {{\rm{n}}_{{{\rm{H}}^ + }}} = 5 \times {10^{ - 4}}({\rm{mol}})\\{{\rm{n}}_{{\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }{\rm{ du}}}} = {10^{ - 3}} - 5 \times {10^{ - 4}} = 5 \times {10^{ - 4}}({\rm{mol}})\\ \Rightarrow [{\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }] = \frac{{5 \times {{10}^{ - 4}}}}{{(5 + 10) \times {{10}^{ - 3}}}} = \frac{1}{{30}}{\rm{ (M)}}\\ \Rightarrow {\rm{pOH = - log}}\frac{1}{{30}} \approx 1,477\\ \Rightarrow {\rm{pH}} = 14 - 1,477 = 12,523\end{array}$

b) ${{\rm{n}}_{{\rm{O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}}} = 0,1 \times 0,005 = 5 \times {10^{ - 4}}({\rm{mol}})$

${{\rm{n}}_{{{\rm{H}}^ + }}} = 0,1 \times 0,01 = {10^{ - 3}}({\rm{mol}})$

$\Rightarrow$${\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }$hết, H⁺ dư.

$\begin{array}{l}{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}^ + }{\rm{ p/u}}}} = {{\rm{n}}_{{\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }}} = 5 \times {10^{ - 4}}({\rm{mol}})\\{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}^ + }{\rm{ du}}}} = {10^{ - 3}} - 5 \times {10^{ - 4}} = 5 \times {10^{ - 4}}({\rm{mol}})\\ \Rightarrow [{{\rm{H}}^ + }] = \frac{{5 \times {{10}^{ - 4}}}}{{(5 + 10) \times {{10}^{ - 3}}}} = \frac{1}{{30}}{\rm{ (M)}}\\ \Rightarrow {\rm{pH = - log}}\frac{1}{{30}} \approx 1,477\end{array}$

c) ${{\rm{n}}_{{\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }}} = 0,1 \times 0,01 = {10^{ - 3}}({\rm{mol}})$

${{\rm{n}}_{{{\rm{H}}^ + }}} = 0,1 \times 0,01 = {10^{ - 3}}({\rm{mol}})$

$\Rightarrow$${\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }$, H⁺ phản ứng hết, dung dịch sau phản ứng có môi trường trung tính, pH = 7.