Bài 2. Cân bằng trong dung dịch nước trang 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 Hóa học 11 Chân trời sáng tạo: Mở đầu: Các hợp chất acid và base có vai trò rất quan trọng trong đời sống...

Câu hỏi trang 12

Câu hỏi mở đầu: Các hợp chất acid và base có vai trò rất quan trọng trong đời sống của con người. Acid, base là gì? Làm cách nào có thể xác định nồng độ của dung dịch acid, base?

- 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.

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,…

Câu hỏi 1: Quan sát Hình 2.1, nhận xét hiện tượng xảy ra khi thực hiện thí nghiệm. So sánh tính dẫn điện của nước cất và các dung dich.

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

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.

---

Câu hỏi trang 13

Câu hỏi 1: Hãy cho biết nguyên nhân vì sao NaCl có tính dẫn điện.

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).

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.

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

Câu hỏi 2: Quan sát Hình 2.3, nhận xét về độ sáng của bóng đèn ở các thí nghiệm. Biết rằng nồng độ mol của các dung dịch là bằng nhau, cho biết dung dịch nào dẫn điện mạnh, dẫn điện yếu và không dẫn điện.

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.

- 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.

Câu hỏi 3: Từ phương trình (1) và (2), nhận xét về mức độ phân li của HCl và CH3COOH trong nước.

• 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.

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

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⁺.

---

Câu hỏi trang 14

Câu hỏi 1: Nếu nhỏ thêm vài giọt dung dịch NaOH hoặc CH3COONa vào dung dịch CH3COOH thì cân bằng (2) chuyển dịch theo chiều nào?

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.

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).

Câu hỏi 2: Viết phương trình điện li (nếu có) của các chất sau khi hoà tan vào nước: HNO3, Ca(OH)2 và BaCl2.

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.

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

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

Câu hỏi 3: Quan sát Hình 2.4 và Hình 2.5, cho biết chất nào nhận H+, chất nào cho H+.

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

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⁺.

Câu hỏi 4: Nhận xét về vai trò acid - base của phân tử H2O trong các cân bằng ở Hình 2.4, Hình 2.5 và cân bằng của ion \({\rm{HCO}}_3^ - \), trong nước.

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

- 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.

Câu hỏi 5: Cho phương trình: (1) CH3COOH + H2O ⇌ CH3COO- + H3O+ (2)CO32- + H2O ⇌ HCO3- + OH- Cho biết chất nào là acid, chất nào base theo thuyết Bronsted – Lowry.

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

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.

---

Câu hỏi trang 15

Câu hỏi 1: Tính pH của dung dịch có nồng độ H+ là 10-2 M.

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

(H⁺) = 10^-2 (M)

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

Câu hỏi 2: Tính pH của dung dịch có nồng độ OH- là 10-4 M.

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

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

Câu hỏi 3: Quan sát Hình 2.6, cho biết khoảng giá trị nào trong thang pH tương ứng với môi trường của dung dịch là acid, base hay trung tính.

- 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.

- 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

Câu hỏi 4: a) Pha 500 mL dung dịch HCl 0,2 M vào 500 mL nước. Tính pH của dung dịch thu được. b) Tính khối lượng NaOH cần để pha 100 mL dung dịch NaOH có pH = 12.

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

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)

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

---

Câu hỏi trang 16

Câu hỏi 1: Quan sát Hình 2.7, cho biết khoảng pH thấp nhất và cao nhất ở các cơ quan trong hệ tiêu hóa của con người.

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.

- 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).

Câu hỏi 2: Đất chua là đất có độ pH dưới 6,5. Để cải thiện đất trồng bị chua, người nông dân có thể bổ sung chất nào trong các chất sau vào đất: CaO, P2O5? Giải thích.

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

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.

Câu hỏi 3: Quan sát Hình 2.8, trình bày sự chuyển đổi màu sắc của các chất chỉ thị acid – base trong các dung dịch có độ pH khác nhau.

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

- 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.

---

Câu hỏi trang 17

Câu hỏi 1: Hãy nêu vai trò của chất chỉ thị trong phương pháp chuẩn độ acid-base.

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.

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.

Câu hỏi 2: Quan sát Hình 29, giải thích vì sao cần lắc nhẹ dung dịch trong bình tam giác trong khi thực hiện thao tác chuẩn độ.

- 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.

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.

Câu hỏi 3: Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra trong thí nghiệm chuẩn độ dung dịch NaOH bằng dung dịch HCl.

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.

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

---

Câu hỏi trang 18

Câu hỏi 1: Quan sát Hình 2.10, mô tả hiện tượng ở thời điểm kết thúc chuẩn độ.

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.

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

Câu hỏi 2: Giả sử khi kết thúc chuẩn độ, thể tích dung dịch NaOH đã sử dụng là 12,5 mL. Tính nồng độ dung dịch NaOH ban đầu.

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: \({{\rm{C}}_{{\rm{NaOH}}}}{\rm{ = }}\frac{{{{\rm{V}}_{{\rm{HCl}}}}{\rm{.}}{{\rm{C}}_{{\rm{HCl}}}}}}{{{{\rm{V}}_{{\rm{NaOH}}}}}}\)

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

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

Câu hỏi 3: Tại sao khi bảo quản dung dịch muối M3+ trong phòng thí nghiệm người ta thường nhỏ vài giọt dung địch acid vào trong lọ đựng dung dịch muối?

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

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.

Câu hỏi 4: Ngoài tác dụng làm trong nước, dung dịch phèn chua còn có khả năng làm sạch gỉ sét trên inox. Giải thích.

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

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.

---

Câu hỏi trang 19

Câu hỏi 1: Giải thích vì sao quá trình thuỷ phân ion \({\rm{CO}}_{\rm{3}}^{{\rm{2 - }}}\) trong nước làm tăng pH của nước.

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.

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.

Câu hỏi 2: Khi mưa nhiều ngày liên tục có thể làm cho pH của nước ở ao, hồ giảm xuống dưới 6,5 và người ta thường rắc vôi bột để điều chỉnh pH. Giải thích.

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

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.

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

Câu hỏi 3: Một dung dịch có\({\rm{(O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}{\rm{) = 2}}{\rm{,5 x 1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 10}}}}{\rm{ M}}\). Tính pH và xác định môi trường của dung dịch này.

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

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

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

Câu hỏi 4: Tính pH của dung dịch thu được sau khi trộn 40 mL dung dịch HCl 0,5 M với 60 mL dung dịch NaOH 0,5 M.

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

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

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

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

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

Câu hỏi 5: Một mẫu dịch vị có pH = 2,5. Xác định nồng độ mol của ion H+ trong mẫu dịch vị đó.

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

Nếu (H⁺) = 10^-a (M) thì pH = a

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

Câu hỏi 6: Viết phương trình điện li của các chất: H2SO4, Ba(OH)2, Al2(SO4)3.

• 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.

- 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

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

Câu hỏi 7: Ở các vùng quê, người dân thường dùng phèn chua để làm trong nước nhờ ứng dụng của phản ứng thuỷ phân ion Al3+. Giải thích. Chất hay ion nào là acid, là base trong phản ứng thuỷ phân Al3+?

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.

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⁺

---