CƠ SỞ LÝ THUYẾT HÓA PHÂN TÍCH 1 pptx
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1018.23 KB, 15 trang )
06/05/2013
1
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
HÓA PHÂN TÍCH 1
Năm học: 2012 – 2013
Giáo viên: Nguyễn Quốc Thắng
NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH
1.PHÂN BỐ CHƯƠNG TRÌNH
2.TÀI LIỆU THAM KHẢO
3.KẾ HOẠCH THI VÀ PHÂN BỐ ĐIỂM
4.ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG
1.PHÂN BỐ CHƯƠNG TRÌNH
Nội dung Số tiết
Chương 1:
Đại cương về Hoá phân tích
2
Chương 2: Các khái niệm cơ bản trong dung dịch chất điện ly
2
Chương 3: Cân bằng của phản ứng acid - baz
10
Chương 4: Cân bằng của phản ứng tạo phức
4
Chương 5: Cân bằng của phản ứng tạo hợp chất ít tan
4
Chương 6: Cân bằng của phản ứng oxi hoá – khử
5
Chương 7: Các phản ứng ion trong dung dịch nước
3
2. TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trần Tứ Hiếu, Hoá học phân tích, NXB ĐH QG HN,
2002
2. Nguyễn Thạc Cát, Từ Vọng Nghi, Đào Hữu Vinh, Cơ sở
lý thuyết hoá phân tích, NXB Giáo dục, 1996.
3. Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mặc, Từ Vọng Nghi, Cơ sở
hoá học phân tích, NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội,
2002.
4. Từ Vọng Nghi, Hoá học phân tích, Phần 1, NXB
ĐHQGHN
5. Nguyễn Thanh Khuyến, Nguyễn Thị Xuân Mai, Cân
bằng ion trong Hoá phân tích, tủ sách ĐH KHTN TP
HCM
06/05/2013
2
3. KẾ HOẠCH THI VÀ PHÂN BỐ ĐIỂM
ĐIỂM
ĐIỂM GIỮA KỲ (20%)
ĐIỂM CUỐI KỲ (60%)
ĐIỂM THƯỜNG KỲ (20%)
Phân biệt hai khái niệm
Hoá học phân tích Phân tích hoá học
Chương 1: Đại cương về Hoá phân tích
là một bộ môn khoa học có
nhịêm vụ nghiên cứu các
phương pháp phân tích, các
phương tiện phân tích, các quy
trình phân tích để xác định
thành phần hoá học (và trong
một chừng mực nào đó, để xác
định cấu trúc hoá học) của các
chất.
là một bộ môn khoa học có
nhịêm vụ nghiên cứu các
phương pháp phân tích, các
phương tiện phân tích, các quy
trình phân tích để xác định
thành phần hoá học (và trong
một chừng mực nào đó, để xác
định cấu trúc hoá học) của các
chất.
Phân tích hoá học là một dịch
vụ thử nghiệm, tiến hành theo
những quy trình phân tích thích
hợp cho từng loại mẫu thử,
từng loại thành phần, để cung
cấp các thông tin cụ thể về
thành phần hoá học (cấu trúc
hoá học) của mẫu thử.
Phân tích hoá học là một dịch
vụ thử nghiệm, tiến hành theo
những quy trình phân tích thích
hợp cho từng loại mẫu thử,
từng loại thành phần, để cung
cấp các thông tin cụ thể về
thành phần hoá học (cấu trúc
hoá học) của mẫu thử.
“Hoá học phân tích“ chính là sở lý thuyết của “Phân tích hoá học”
Phân loại trong hoá phân tích
Phương
pháp
phân tích
Phương
pháp
phân tích
Theo lượng
chất khảo
sát
Theo lượng
chất khảo
sát
Theo trạng
thái chất
khảo sát
Theo trạng
thái chất
khảo sát
Theo hàm
lượng chất
khảo sát
Theo hàm
lượng chất
khảo sát
1.1. Giới thiệu về Hoá phân tích
Phương pháp phân tích Phương pháp phân tích
Phân tích
hoá học
Phân tích
hoá học
Phân tích
vật lý
Phân tích
vật lý
Phân tích
hoá lý
Phân tích
hoá lý
Phân
tích
khối
lượn
g
Phân
tích
khối
lượn
g
Phân
tích
thể
tích
Phân
tích
thể
tích
Tỉ trọng,
khối
lượng
riêng,
chiết
suất
Tỉ trọng,
khối
lượng
riêng,
chiết
suất
Phổ
cộng
hưởng
từ hạt
nhân
Phổ
cộng
hưởng
từ hạt
nhân
Phổ
tia X,
phát
xạ,
hấp
thu
Phổ
tia X,
phát
xạ,
hấp
thu
Sắc
ký
Sắc
ký
Trắc
quang
Trắc
quang
Huỳnh
quang
Huỳnh
quang
1.1. Giới thiệu về Hoá phân tích
06/05/2013
3
Theo trạng
thái chất
khảo sát
Theo trạng
thái chất
khảo sát
Theo hàm
lượng chất
khảo sát
Theo hàm
lượng chất
khảo sát
Phân tích
đa lượng
>0.01%
Phân tích
đa lượng
>0.01%
Phân tích
vi lượng
<0.01%
Phân tích
vi lượng
<0.01%
Phân
tích
ướt
Phân
tích
ướt
Phân
tích
khô
Phân
tích
khô
1.1. Giới thiệu về Hoá phân tích
Theo lượng
chất khảo sát
Theo lượng
chất khảo sát
Phân tích
thô
>50ml
Phân tích
thô
>50ml
Phân
tích bán
vi<50ml
Phân
tích bán
vi<50ml
Vi phân
tích
<1ml
Vi phân
tích
<1ml
Siêu vi
phân
tích
Siêu vi
phân
tích
1.1. Giới thiệu về Hoá phân tích
Chương 1: Đại cương về Hoá phân tích
- Vai trò của Hoá phân tích: Hóa học phân
tích đóng vai trò quan trọng và có thể nói
đóng vai trò sống còn đối vối sự phát triển
các môn hóa học khác cũng như các ngành
khoa học khác nhau, các lĩnh vực của công
nghệ, sản xuất và đời sống xã hội.
- Ứng dụng: Phân tích môi trường, phân tích
khoáng liệu, phân tích hợp kim, kim loại,
phân tích dược phẩm, phân tích thực phẩm,
Chương 2: Các khái niệm cơ bản trong Hoá phân tích
2.1. Lý thuyết sự điện ly – Độ điện ly
2.2. Cân bằng trong dung dịch chất điện ly yếu
2.3. Nồng độ và hoạt độ
2.4. Định luật tác dụng khối lượng với dung
dịch điện ly
2.5. Các định luật cơ bản khác
06/05/2013
4
2.1. Lý thuyết sự điện ly – Độ điện ly
Chất có liên kết ion / cộng hoá trị có cực
Dung môi phân cực
Phân ly hoàn toàn hoặc 1 phần thành
các ion trái dấu dưới dạng solvat hoá
Chất
điện
ly
Chất
điện
ly
Quá
trình
điện ly
Quá
trình
điện ly
Bản
chất
dung
môi
Bản
chất
dung
môi
Bản
chất
chất
tan
Bản
chất
chất
tan
Nhiệt
độ
Nhiệt
độ
2.1. Lý thuyết sự điện ly – Độ điện ly
Bản
chất
dung
môi
Bản
chất
dung
môi
Bản
chất
chất
tan
Bản
chất
chất
tan
Nhiệt
độ
Nhiệt
độ
Nồng
độ
Nồng
độ
2.1. Lý thuyết sự điện ly – Độ điện ly
- Chất điện ly mạnh
+ Các acid vô cơ: HCl, HBr, HI, HClO
4
, HNO
3 ,
H
2
SO
4
(nấc 1)
+ Các baz kiềm và kiềm thổ
+ Hầu hết các muối
- Chất điện ly yếu hoặc trung bình
2.2. Cân bằng trong dung dịch chất điện ly
yếu – Hằng số phân ly K
- Biểu diễn trạng thái các chất điện ly trong dung
dịch
+ Chất điện ly mạnh.
+ Chất điện ly yếu lg K; pK
- Hằng số điện ly K
c
06/05/2013
5
Các loại nồng độ:
- Nồng độ mol/lít (M)
- Nồng độ đương lượng (N)
- Nồng độ phần trăm (%)
- Nồng độ phần triệu (ppm)
- Nồng độ phần tỉ (ppb)
2.3. Nồng độ và hoạt độ
2.3. Nồng độ và hoạt độ
Nồng độ cân
bằng: [ ] là
nồng độ các
chất tham gia
phản ứng ở
trạng thái cân
bằng.
Các loại nồng độ mol/lít,
nồng độ đương lượng
Các loại nồng độ mol/lít,
nồng độ đương lượng
Nồng độ ban
đầu: C là
nồng độ của
chất trước
khi tham gia
phản ứng.
Nồng độ gốc:
C
0
là nồng độ
của chất trước
khi đưa vào
hỗn hợp phản
ứng.
2.3. Nồng độ và hoạt độ
Nồng độ phần triệu (Cppm)
1 triệu gam
dung dịch
Nồng độ phần tỉ (Cppb)
1 tỉ gam
dung dịch
Là khối lượng (g) chất tan
2.3. Nồng độ và hoạt độ
06/05/2013
6
(i): là hoạt độ của cấu tử i
(i) = [i]. f
i
trong đó f
i
là hệ số hoạt độ của cấu tử i
Hoạt độ của chất
rắn hoặc chất lỏng
nguyên chất nằm
cân bằng với dung
dịch = 1
Trong dung
dịch loãng,
hoạt độ của
dung môi =
đơn vị
Hoạt độ của chất
khí nằm cân bằng
với dung dịch = áp
suất riêng phần của
chất khí đó.
2.3. Nồng độ và hoạt độ
2.3. Nồng độ và hoạt độ
(i): là hoạt độ của cấu tử i
(i) = [i]. f
i
trong đó f
i
là hệ số hoạt độ của cấu tử i
Hoạt độ của chất
rắn hoặc chất
lỏng nguyên
chất nằm cân
bằng với dung
dịch = 1
Trong dung
dịch loãng,
hoạt độ của
dung môi =
đơn vị
Hoạt độ của
chất khí nằm
cân bằng với
dung dịch = áp
suất riêng phần
của chất khí đó.
Hệ số hoạt độ của các ion phản ánh tương tác tĩnh
điện giữa các ion với nhau thông qua lực ion I
Hệ số hoạt độ của các ion phản ánh tương tác tĩnh
điện giữa các ion với nhau thông qua lực ion I
2.3. Nồng độ và hoạt độ
Dung dịch loãng Dung dịch loãng
Dung dịch có 0.02 < I < 0.2 Dung dịch có 0.02 < I < 0.2
Dung dịch có I > 0.2 Dung dịch có I > 0.2
2.4. Định luật tác dụng khối lượng
- Cân bằng acid – baz: HCOOH + H
2
O H
3
O
+
+ HCOO
-
NH
3
+ H
2
O NH
4
+
+ OH
-
- Cân bằng tạo phức Cu
2+
+ 4NH
3
[Cu(NH
3
)
4
]
2+
- Cân bằng tạo hợp chất ít tan: Ag
+
+ Cl
-
AgCl
- Cân bằng phân bố chất tan giữa hai dung môi không
trộn lẫn: (I
2
)
nước
(I
2
)
benzen
Viết biểu thức định luật tác dụng khối lượng cho các
cân bằng sau:
06/05/2013
7
Giả sử có cân bằng sau
- Biểu diễn cân bằng theo chiều nghịch
Biểu thức ĐL TDKL
eE + dD aA + bB
aA + bB eE + dD
CH
3
COOH CH
3
COO
-
+ H
K
1
=
CH
3
COO
-
+ H
CH
3
COOH K
2
=
=
Tổ hợp cân bằng
- Nhân cân bằng với thừa số n
- Cộng cân bằng
H
+
+
H
+
+ H
H
+
+
3H
+
+
5x Fe
2+
Fe
3+
Mn
2+
+ 4H
2
O
5Fe
2+
+8H
+
5Fe
3+
+ Mn
2+
+ 4H
2
O
K = (K
1
)
5
. K
2
Tổ hợp cân bằng
Định luật bảo toàn proton
Viết biểu thức định luật bảo toàn proton cho
các hệ
- Nước nguyên chất
- DD HCl
- DD chứa hh CH
3
COOH
C
1
M và HCl C
2
M
- DD chứa hh CH
3
COONa
C
1
M và NaOH C
2
M
- DD chứa hh CH
3
COOH C
1
M
và CH
3
COONa C
2
M
2.5. Các định luật cơ bản khác
Định luật bảo toàn proton
Viết biểu thức định luật bảo toàn proton cho các hệ
- Nước nguyên chất: mức không H
2
O
H
2
O H
+
+ OH
-
[H
+
] = [OH
-
]
- DD HCl: mức không HCl, H
2
O
HCl H
+
+ Cl
-
H
2
O
H
+
+ OH
-
[H
+
] = [Cl
-
] + [OH
-
]
2.5. Các định luật cơ bản khác
06/05/2013
8
Định luật bảo toàn proton
Viết biểu thức định luật bảo toàn proton cho các hệ
- DD chứa hh CH
3
COOH C
1
M và HCl C
2
M
Mức không CH
3
COOH, HCl, H
2
O
HCl H
+
+ Cl
-
CH
3
COOH CH
3
COO
-
+ H
+
H
2
O
H
+
+ OH
-
[H
+
] = [Cl
-
] + [CH
3
COO
-
] + [OH
-
]
[H
+
] = C
2
+ C
1
– [CH
3
COOH] + [OH
-
]
2.5. Các định luật cơ bản khác
Định luật bảo toàn proton
Viết biểu thức định luật bảo toàn proton cho hệ
- DD chứa hh CH
3
COONa C
1
M và NaOH C
2
M
CH
3
COONa CH
3
COO
-
+ Na
+
C
1
C
1
NaOH Na
+
+ OH
-
C
2
C
2
Mức không: CH
3
COO
-
và H
2
O
CH
3
COO
-
+ H
+
CH
3
COOH (1)
H
2
O
H
+
+ OH
-
(2)
[H
+
] = [OH
-
] – C
2
– [CH
3
COOH]
2.5. Các định luật cơ bản khác
Định luật bảo toàn proton
Viết biểu thức định luật bảo toàn proton cho hệ
- DD chứa hh CH
3
COOH C
1
M và CH
3
COONa C
2
M
CH
3
COONa CH
3
COO
-
+ Na
+
C
2
C
2
Mức không: CH
3
COOH và H
2
O
CH
3
COOH
CH
3
COO
-
+ H
+
(1)
H
2
O
H
+
+ OH
-
(2)
[H
+
] = [OH
-
] + [CH
3
COO
-
] – C
2
Mức không: CH
3
COO
-
và H
2
O
CH
3
COO
-
+ H
+
CH
3
COOH (1)
H
2
O
H
+
+ OH
-
(2)
[H
+
] = [OH
-
] - ([CH
3
COOH] - C
1
)
2.5. Các định luật cơ bản khác
Định luật bảo toàn nồng độ đầu
Nồng độ ban đầu của 1 cấu tử bằng tổng nồng độ
cân bằng của các dạng tồn tại của cấu tử đó trong
dung dịch
Viết biểu thức định luật bảo
toàn nồng độ ban đầu cho:
- H
3
PO
4
CM
H
3
PO
4
H
+
+ H
2
PO
4
-
H
2
PO
4
-
H
+
+ HPO
4
2-
HPO
4
2-
H
+
+ PO
4
3-
C = [H
3
PO
4
] + [H
2
PO
4
-
] +
[HPO
4
2-
] + [PO
4
3-
]
2.5. Các định luật cơ bản khác
H
3
PO
4
H
3
PO
4
H
2
PO
4
-
HPO
4
2-
PO
4
3-
06/05/2013
9
Định luật bảo toàn nồng độ đầu
Viết biểu thức định luật bảo toàn nồng độ ban đầu cho:
- Na
2
CO
3
CM
Na
2
CO
3
2Na
+
+ CO
3
2-
CO
3
2-
+ H
+
HCO
3
-
HCO
3
-
+ H
+
H
2
CO
3
C = [H
2
CO
3
] + [HCO
3
-
] + [CO
3
2-
]
2.5. Các định luật cơ bản khác
Chương 3: Cân bằng của phản ứng acid - baz
2.1. Định nghĩa về acid - baz
2.2. Cân bằng của nước – Thang pH
2.3. Quan hệ giữa K
a
và K
b
của một cặp acid
– baz liên hợp
2.4. pH trong các hệ acid - baz
2.1. Định nghĩa về acid - baz
Theo Arrhenius
Theo Brönsted và Lowry
Acid phân li thành
H
+
, baz phân ly
thành OH
-
Acid có khả năng nhường
proton H
+
, baz nhận H
+
Ví dụ:
Acid + H
2
O H
3
O
+
+ baz
Baz + H
2
O acid + OH
-
HCl + H
2
O H
3
O
+
+ Cl
-
NH
3
+ H
2
O NH
4
+
+ OH
-
Ví dụ:
HCl H
+
+ Cl
-
NaOH Na
+
+ OH
-
Nhược điểm: không áp
dụng cho chất mà công
thức phân tử không có H
hoặc OH. Không nêu vài
trò dung môi
Ưu điểm: nêu được vai trò
của dung môi
2.2. Cân bằng của nước – Thang pH
Nước là một dung môi lưỡng tính
H
2
O + H
2
O H
3
O
+
+ OH
-
Chỉ số hoạt độ ion hidro: pH = -lg(H
+
)
Với dung dịch loãng: pH = -lg[H
+
]; pOH = -lg[OH
-
]
pH + pOH = 14
pH của các môi trường:
- Môi trường acid: pH < 7
- Môi trường trung tính: pH = 7
- Môi trường baz: pH > 7
K .[H
2
O]
2
= [H
3
O
+
][OH
-
] = K
H2O
(K
w
)
06/05/2013
10
2.3. Quan hệ giữa K
a
và K
b
của 1 cặp acid
– baz liên hợp
Acid + H
2
O Baz
liên hợp
+ H
3
O
+
K
a
Baz + H
2
O Acid
liên hợp
+ OH
-
K
b
K
a
càng lớn thì
K
b
càng nhỏ
Acid càng mạnh K
a
càng lớn
Baz càng mạnh K
b
càng lớn
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.1. pH của hệ acid mạnh hoặc baz mạnh
Dung dịch acid mạnh HY C
HY
Mô tả cân bằng:
H
2
O H
+
+ OH
-
(1)
HY H
+
+ Y
-
(2)
ĐL BTP: [H
+
] = [OH
-
] + [Y
-
].
- Nếu [Y
-
] >> 10
-7
[H
+
] = [Y
-
] = C
HY
pH = -lg C
HY
- Nếu [Y
-
] 10
-7
[H
+
] =
+ C
HY
Ví dụ: Tính pH của dung dịch HCl có nồng độ
1,0.10
-3
M và 1,0.10
-6
M
2.5.1. pH của hệ acid mạnh hoặc baz mạnh
Dung dịch baz mạnh BOH C
BOH
Mô tả cân bằng:
H
2
O H
+
+ OH
-
(1)
BOH B
+
+ OH
-
(2)
ĐL BTP: [H
+
] = [OH
-
] – C
BOH
[OH
-
] = [H
+
] + C
BOH
Nếu C
BOH
>> 10
-7
[OH
-
] = C
BOH
pOH = -lg BOH
Nếu C
BOH
10
-7
[OH
-
] =
[OH
−
]
+ C
BOH
2.5. pH trong các hệ acid - baz
Ví dụ: Tính pH của dung dịch KOH 1,0.10
-4
M và
KOH 1,0.10
-6
M
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.2. pH của hệ đơn acid yếu hoặc đơn baz yếu
Dung dịch đơn acid yếu HA C
a
Mô tả cân bằng:
H
2
O H
+
+ OH
-
K
w
(1) H A H
+
+ A
-
K
a
(2)
ĐL BTP:
[OH
-
] + [A
-
] [A
-
] =
[OH
-
]
ĐL BT NĐĐ:
C
a
= [HA] + [A
-
] [HA] = C
a
- [A
-
] = C
a
-
[OH
-
]
ĐLTDKL
(1)
06/05/2013
11
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.2. pH của hệ đơn acid yếu hoặc đơn baz yếu
- Nếu acid không quá yếu và nồng độ tương đối lớn,
nên [H
+
] >> [OH
-
]
+ Nếu C
a
>> [H
+
] [H
+
] = K
a
[H
+
]
2
= K
a
. C
a
+ Nếu C
a
[H
+
] Giải phương trình: [H
+
] = K
a
- Nếu acid quá yếu và nồng độ tương đối nhỏ, nên [H
+
] [OH
-
],
phải giải phương trình (1)
(1)
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.2. pH của hệ đơn acid yếu hoặc đơn baz yếu
Ví dụ:
Tính pH của dung dịch CH
3
COOH 0.1M, pK
a
= 4.75
Giả sử acid không quá yếu và nồng độ tương đối lớn,
nên [H
+
] >> [OH
-
] (1)
Giả sử C
a
>> [H
+
] (2)
[H
+
] =
10
-2.88
thoả mãn cả (1) và (2)
pH = 2.88
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.2. pH của hệ đơn acid yếu hoặc đơn baz yếu
Ví dụ:
Tính pH của dung dịch acid salyxilic 10
-3
M, pK
a
= 3
Giả sử acid không quá yếu và nồng độ tương đối lớn,
nên [H
+
] >> [OH
-
] (1)
Giả sử C
a
>> [H
+
] (2)
[H
+
] =
10
-3
thoả mãn (1)
nhưng không thoả mãn (2)
Nên phải giải lại phương trình [H
+
] = K
a
[H
+
]
2
+ K
a
.[H
+
] – C
a
.K
a
= 0 [H
+
] = 6.18 x 10
-4
pH = 3.2
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.2. pH của hệ đơn acid yếu hoặc đơn baz yếu
Dung dịch đơn baz yếu NaA C
b
Mô tả cân bằng:
NaA Na
+
+ A
-
H
2
O H
+
+ OH
-
K
w
(1) A
-
+ H
2
O
HA + OH
-
K
b
(2)
ĐL BTP:
[OH
-
] - [HA] [HA] = [OH
-
]
ĐL BT NĐĐ:
C
b
= [HA] + [A
-
] [A
-
] = C
b
- [HA] = C
b
- [OH
-
] +
ĐLTDKL
06/05/2013
12
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.2. pH của hệ đơn acid yếu hoặc đơn baz yếu
- Nếu baz không quá yếu và nồng độ tương đối lớn,
nên [OH
-
] >> [H
+
]
+ Nếu C
b
>> [OH
-
] [OH
-
] = K
b
[OH
-
]
2
= K
b
. C
b
+ Nếu C
b
[OH
-
] Giải phương trình: [OH
-
] = K
b
- Nếu baz quá yếu và nồng độ tương đối nhỏ, nên [OH
-
] [H
+
],
phải giải phương trình (2)
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.2. pH của hệ đơn acid yếu hoặc đơn baz yếu
Ví dụ:
Tính pH của dung dịch NH
3
0.1M, pK
b
= 4.75
Giả sử baz không quá yếu và nồng độ tương đối lớn,
nên [OH
-
] >> [H
+
] (1)
Giả sử C
b
>> [OH
-
] (2)
[OH
-
] =
10
-2.88
thoả mãn cả (1) và (2)
pOH = 2.88 pH = 11.12
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.2. pH của hệ đơn acid yếu hoặc đơn baz yếu
Ví dụ: Tính pH của dung dịch CH
3
COONa 10
-3
M,
pK
a
= 4.75 pK
b
= 9.25
Giả sử baz không quá yếu và nồng độ tương đối lớn,
nên [OH
-
] >> [H
+
] (1)
Giả sử C
b
>> [OH
-
] (2)
[OH
-
] =
10
-3.88
thoả
mãn (1) nhưng không thoả mãn (2)
Nên phải giải lại phương trình [OH
-
] = K
b
[OH
-
]
2
+ K
b
.[OH
-
] – C
b
.K
b
= 0 [OH
-
] = 7.5x 10
-7
pOH = 6.12 pH = 7.88
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.3. Dung dịch đệm - pH của dung dịch đệm
Dung dịch đệm là dung dịch có thể điều chỉnh
sao cho pH của hệ không hoặc ít thay đổi bất kể quá
trình hoá học có giải phóng hay thu nhận proton.
gồm hỗn hợp 1 acid yếu
và baz liên hợp với nó
dung dịch muối acid
của đa acid
Dung dịch đệm
Đệm acid:
CH
3
COOH /
CH
3
COONa
Đệm baz:
NH
3
/
NH
4
Cl
06/05/2013
13
2.5. pH trong các hệ acid - baz
Dung dịch đệm gồm HA C
a
và baz liên hợp NaA C
b
2.5.3. Dung dịch đệm - pH của dung dịch đệm
Mô tả cân bằng:
NaA Na
+
+ A
-
H
2
O H
+
+ OH
-
K
w
(1)
C
b
C
b
HA H
+
+ A
-
K
a
(2)
Mức không: HA và H
2
O
ĐLBTP: [H
+
] = [OH
-
] + [A
-
] – C
b
[A
-
] = C
b
+ [H
+
] - [OH
-
]
ĐL BT NĐĐ:
C
a
+ C
b
= [HA] + [A
-
] [HA] = C
a
+ C
b
- [A
-
] = C
a
-
[OH
-
]
ĐLTDKL
2.5. pH trong các hệ acid - baz
Tính pH của dung dịch đệm gồm CH
3
COOH 0.1M
và CH
3
COONa 0.1M; cho pK
a
= 4.75
2.5.3. Dung dịch đệm - pH của dung dịch đệm
Vì đây là đệm acid nên [H
+
] >> [OH
-
] (1)
Giả sử C
a
, C
b
>> [H
+
] (2)
=
= 10
-4.75
thoả mãn cả
(1) và (2)
pH = 4.75
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.3. Dung dịch đệm - pH của dung dịch đệm
Cơ chế giữ pH của dung dịch đệm:
Đệm năng:
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.4. pH của dung dịch đa acid, đa baz
Dung dịch đa acid:
H
3
A H
+
+ H
2
A
-
K
1
(2)
H
2
A
-
H
+
+ HA
2-
K
2
(3)
HA
2-
H
+
+ A
3-
K
3
(4)
Mô tả cân bằng:
H
2
O H
+
+ OH
-
K
w
(1)
Các cấu tử trong dung dịch: Các cấu tử trong dung dịch:
H
3
A
H
3
A
H
2
A
-
HA
2-
H
+
OH
-
06/05/2013
14
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.4. pH của dung dịch đa acid, đa baz
Dung dịch đa acid:
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.4. pH của dung dịch đa acid, đa baz
Dung dịch đa acid:
Nếu K
1
>> K
2
; K
3
;…; K
w
. Xem như 1 đơn acid yếu có nồng độ
C
a
, hằng số phân ly acid K
1
VD: tính pH của dung dịch H
3
PO
4
0.01 M, có K
1
= 7.6x10
-3
; K
2
= 6.2x10
-8
; K
3
= 4.2x10
-13
.
Vì K
1
>> K
2
; K
3
; K
w
nên có thể xem như aicd yếu 1 nấc.
[H
+
] = 7.6x10−3 x 0.01 = 8.7x10
-3
không nhỏ hơn nhiều so với
C
a
Giải pt: [H
+
]
2
+ K
a
. [H
+
] – K
a
C
a
= 0 [H
+
] = 5.7x10
-3
pH =
2.24
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.4. pH của dung dịch đa acid, đa baz
Dung dịch đa baz: Mô tả cân bằng:
A
n-
+ H
2
O OH
-
+ HA
1-n
K
b1
(2)
HA
1-n
+ H
2
O OH
-
+ H
2
A
2-n
K
b2
(3)
H
2
A
2-n
+ H
2
O OH
-
+ H
3
A
3-n
K
b3
(4)
…………………………………
H
n-1
A
-
+ H
2
O OH
-
+ H
n
A K
bn
(n)
H
2
O H
+
+ OH
-
K
w
(1)
Nếu K
b1
>>K
b2
;K
b3
;…; K
w
. Xem như 1 đơn baz và tính theo
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.5. pH của dung dịch chất lưỡng tính
- Hidroxit của một số kim loại (Al, Cr, Zn, Sn, Pb, )
- Amino acid. - Muối acid. Muối của acid yếu và baz yếu
Muối acid có dạng NaHA
nồng độ C
L
; hằng số
acid K
a1
; K
a2
Muối của acid yếu và baz yếu
NH
4
HCO
3
Tính acid,
baz: theo
K
a1
; K
a2
Tính pH:
[H
+
] =
(K
a1
K
a2
)
1/2
06/05/2013
15
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.6. pH của dung dịch chứa hỗn hợp acid hoặc hỗn hợp baz
Hỗn hợp acid mạnh HY C
1
và acid yếu HA C
2
HY H
+
+ Y
-
C
1
C
1
HA H
+
+ A
-
K
a
C C
2
C
1
0
pl x x x
[] C
2
– x C
1
+ x x
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.6. pH của dung dịch chứa hỗn hợp acid hoặc hỗn hợp baz
Hỗn hợp acid yếu HA
1
C
1
có
K
a1
và acid yếu HA
2
C
2
K
a2
Nếu K
a1
.C
1
>> K
a2
.C
2
>>K
w
Chọn cb acid HA
1
làm cb chính
Nếu K
a1
.C
1
K
a2
.C
2
>>K
w
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.6. pH của dung dịch chứa hỗn hợp acid hoặc hỗn
hợp baz
Hỗn hợp baz mạnh AOH C
1
và baz yếu NaA C
2
AOH A
+
+ OH
-
NaA Na
+
+ A
-
C
1
C
1
C
2
C
2
A
-
+ H
2
OHA + OH
-
K
b
C C
2
0 C
1
pl x x x
[] C
2
– x x C
1
+ x
2.5. pH trong các hệ acid - baz
2.5.6. pH của dung dịch chứa hỗn hợp acid hoặc hỗn hợp baz
Hỗn hợp baz yếu NaA
1
C
1
có
K
b1
và baz yếu NaA
2
C
2
K
b2
Nếu K
b1
.C
1
K
b2
.C
2
>>K
w
Nếu K
b1
.C
1
>> K
b2
.C
2
>>K
w
Chọn cb baz NaA
1
làm cb
chính
