Toán pH của dd và ion trong dd

TOÁN pH CỦA DUNG DỊCH
VÀ [ION] TRONG DUNG DỊCH
CƠ SỞ LÍ THUYẾT :
I. pH là gì ?
Là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh, yếu của một dd axit hoặc bazơ.
Biểu thức tính : pH = - lg[H
+
].
Nếu [H
+
] = 10
-a
thì pH = a.
pOH = - lg[OH
-
].
Nếu [OH
-
] = 10
-a
thì pOH = a.
Mối quan hệ giữa pH và pOH : trong dd ta luôn có pH + pOH = 14.
II. Thang pH : là khoảng tồn tại của giá trò pH của một dd nhất đònh.
pH 0≤pH′7 = 7 7′pH≤14
T.chất d.dòch Axit T.tính Bazơ
Hiện tại, bằng các máy đo niện đại, ta có thể xác đònh pH được các giá trò từ –2 đến 16.
III. Các dạng toán pH và phương pháp xác đònh pH.
1/- Dạng đơn giản : xác đònh pH của các dd axit hoặc bazơ mạnh.
a/- Pha axit hoặc bazo vào H
2
O :

Giả thiết cho biết khối lượng hoặc số mol của axit hoặc bazo, cho biết thể tích của dd thu được sau khi pha. Ta
chỉ cần xác đònh được số mol các chất trước khi pha vào nước, từ đó xác đònh được nồng độ mol các chất trong
dd thu được sau khi pha, dựa vào ptđ.li của các chất sẽ xác đònh được nồng độ mol các ion trong dd thu được.
Theo công thức tính pH, xác đònh pH.
b/- Pha axit vào bazo hoặc ngược lại :
Trước hết xác đònh p.ứ dạng ion thu gọn giữa axit và bazo, sau đó dựa vào số mol đề bài cho xác đònh lượng
chất dư sau p.ứ. pH của dd thu được sẽ tính theo nồng độ của ion do chất còn dư tạo thành.
2/- Dạng biến thể : xác đònh thể tích hoặc tỉ lệ thể tích của dd axit hoặc bazo cần để pha.
Trước hết, ta cũng xác đònh p.ứ dạng ion thu gọn khi cho axit tác dụng bazo, sau đó dựa vào pH của dd thu được
để xác đònh xem sau p.ứ axit hay bazo còn dư.
Tính số mol của axit và bazo tham gia p.ứ theo ẩn thể tích và nồng độ giả thiết cho. Dựa vào p.ứ ta xác đònh
được số mol của ion còn dư. Cuối cùng tính nồng độ của ion còn dư theo số mol và thể tích vừa tính được.
Tính nồng độ của ion còn dư theo pH của dd thu được và thể tích vừa tính được.
Thiết lập pt bảo toàn số mol ion còn dư từ đó xác đònh thể tích cần dùng của axit và bazo.
3/- Dạng phức tạp : tính pH của axit và bazo yếu.
Đối với các axit yếu và bazo yếu,do khả năng điện li của chúng coi như không hoàn toàn, do đó việc tính pH
không tuân theo việc tính [H
+
] trên phương trình điện li mà phải đi tính [H
+
] theo độ điện li hoặc theo hằng số
điện li, sau đó mới thế vào công thức tính pH để hoàn thành bài toán.
Cụ thể :
Đối với axit yếu :
HA  H
+
+ A
-
.
Do axit yếu, nồng độ các ion tương đối nhỏ nên có thể bỏ qua lực tương tác tónh điện giữa chúng để có nồng độ

mol/l như bằng hoạt độ do đó :
][
]][[
HA
AH
K
a
−+
=
và pK
a
= -lg K
a
.
Từ biểu thức trên ta tính được [H
+
] theo các đại lượng trên và tính pH theo công thức pH = -lg[H
+
].
Đối với bazo yếu :
BOH  B
+
+ OH
-

Tương tự trên, ta có :
][
]][[
BOH
OHB

K
b
−+
=
và pK
b
= -lgK
b
.
Từ biểu thức trên ta tính được [OH
-
] theo các đại lượng trên và tính pOH theo biểu thức pOH = -lg[OH
-
] và suy
ra pH = 14 – pOH.
Trang -1-
BÀI TẬP ÁP DỤNG :
1) Tính pH của dung dòch thu được khi cho 1 lít dung dòch H
2
SO
4
0,005M tác dụng với 4 lít dung dòch NaOH
0,005M. (cho lg2 = 0,3)
2) Viết phương trình phản ứng có thể xảy ra khi điện phân dd hỗn hợp gồm HCl, CuCl
2
, KCl với điện cực trơ, có
màng ngăn. Cho biết pH của dung dòch sẽ thay đổi như thế nào trong quá trình điện phân.
3) Tính pH của dung dòch gồm NH
4
Cl 0,2M và NH

3
0,1M, biết rằng hằng số điện li của NH
4
+
là K=5.10
-5
.
4) Pha loãng 10 ml HCl với H
2
O thành 25 ml dung dòch. Dung dòch hu đước có pH=3. Hãy tính nồng độ của HCl
trước khi pha loãng và pH của dung dòch đó.
5) Độ pH của một dung dòch là gì? Cho biết ý nghóa của đại lượng này. Tính pH của của dung dòch bazơ yếu
NH
4
OH 0,05M, giả sử độ điện li của nó bằng 0,02.
6) Dung dòch HCl có pH=3. Tính nồng độ các ion H
+
, OH
-
, Cl
-
theo mol/l.
7) Tính pH của các dung dòch sau :
a) Dung dòch HCl 0,1M
b) Dung dòch NaOH 0,1M
c) Dung dòch CH
3
COOH 0,1M có độ điện li α= 1%
8) Trộn 200 ml dung dòch H
2

SO
4
0,05M với 300 ml dung dòch NaOH 0,06M. Tính pH của dung dòch thu được.
9) Dung dòch Ba(OH)
2
có pH=13 (dd A) và dung dòch HCl có pH=1 (dd B). Trộn 2,75 lít dung dòch A với 2,25 lít
dung dòch B. Xác đònh nồng độ mol của các chất có trong dung dòch tạo thành và pH của dung dòch này. Giải sử
khi pha trộn thể tích của dung dòch thu được bằng tổng thể tích của hai dung dòch đem trộn.
10)a) Hãy giải thích tại sao nước nguyên chất có pH =7 và nước có hòa tan CO
2
(khi để nước cất trong không
khí) lại có pH<7.
b) Cho từ từ một mẫu kim loại Na vào dung dòch muối sunfat kim loại hoá trò II cho đến khi kết tủa trắng xuất
hiện và sau đó vừa tan hết. Hỏi đó là muối sunfat của kim loại nào? Giá trò pH của dung dòch thu được như thế
nào so với 7.
11)a) Dung dòch HCl có pH=3. Cần phải pha loãng dung dòch này (bằng nước) bao nhiêu lần để thu được dung
dòch có pH=4.
b) Cho dung dòch NaOH có pH=12 (dung dòch A)
• Cần pha loãng dung dòch A bao nhiêu lần để thu được dung dòch NaOH có pH=11.
• Cho 0,5885 gam NH
4
Cl vào 100 ml dung dòch A và đun sôi dung dòch sau đó làm nguội và thêm một ít
phenolphtalein vào. Hỏi dung dòch có màu gì ?
12)a) Phải lấy bao nhiêu gam H
2
SO
4
thêm vào 2 lít dung dòch ax mạnh (pH=2) để thu được dung dòch có pH=1.
b) Phải lấy dung dòch ax (pH=5) và dung dòch bazơ (pH=9) theo tỉ lệ như thế nào để được dung dòch có pH=8.
13) Trộn 250 ml dung dòch hỗn hợp gồm HCl 0,08M và H

2
SO
4
0,01M với dung dòch NaOH aM thu được 50 ml
dung dòch có pH=12. Tính aM.
14) Tính độ điện ly của ax HCOOH nếu dung dòch 0,46% (d=1g/ml) của ax có pH=3.
15) Tính độ điện ly của ax HCOOH trong dung dòch 0,0070M có pH=3,0.
Độ điện ly đó tăng hay giảm khi thêm 0,0010 mol HCl vào 1 lít dung dòch HCOOH đã cho ở trên? Giải
thích.
16) Hoà tan hết FeS
2
bằng một lượng vừa đủ HNO
3
đặc, chỉ có khí NO
2
bay ra và được dung dòch B. Cho dd
BaCl
2
(dư) vào 1/10 dd B, thấy tạo ra 1,864 gam kết tủa. Lấy 1/10 dd B pha loãng bằng nước thành lít dung dòch
C. Viết phương trình phản ứng và tính pH của dd C.
17) X là dung dòch H
2
SO
4
0,02M, Y là dung dòch NaOH 0,035M. Hỏi phải trộn dung dòch X và dung dòch Y theo
tỉ lệ thể tích bằng bao nhiêu để thu được dung dòch Z có pH=2. Cho thể tích dung dòch Z bằng tổng thể tích các
dung dòch X, Y đem trộn.
18) Trộn ba dung dòch H
2
SO

4
0,1M, HNO
3
0,2M, HCl 0,3M với những thể tích bằng nhau thu được dung dòch A.
Lấy 300 ml dung dòch A cho tác dụng với dung dòch B gồm NaOH 0,2M và KOH 0,29M. Tính thể tích của dung
dòch B cần dùng để sau khi tác dụng với 300 ml dung dòch A thu được dung dòch có pH=2.
19) Hòa tan m gam kim loại Ba vào nước thu được 1,5 lít dung dòch X có pH=13. Tính m gam.
20) A là dd H
2
SO
4
0,5M ; B là dd NaOH 0,6M. Cần trộn V
A
với V
B
theo tỉ lệ như thế nào để có được dung dòch
có pH=1 và dung dòch có pH=13 (Giải thiết các chất phân li hoàn toàn).
21)a) So sánh pH của các dung dòch có cùng nồng độ mol của HCl và CH
3
COOH. Giải thích.
b) So sánh (có giải thích) nồng độ mol của các dung dòch CH
3
COONa và NaOH có cùng pH.
Trang -2-
c) Tính thể tích dung dòch Ba(OH)
2
0,025M cần cho vào 100 ml dung dòch gồm HNO
3
và HCl có pH=1 để pH
của hỗn hợp thu được bằng 2.

22) Tính độ pH của các dung dòch A,B,C :
 Dung dòch A : H
2
SO
4
0,01M.
 Dung dòch B : NaOH 0,01M.
 Dung dòch C được tạo bởi dung dòch A trộn với dung dòch B theo tỉ lệ thể tích tương ứng 1:2.
23) Dung dòch X chứa các ion Ca
2+
, Al
3+
, và Cl
-
. Để kết tủa hết ion Cl
-
có trong 10 ml dung dòch X cần dùng 70
ml dd AgNO
3
1M. Còn đem cô cạn 100ml dung dòch X thì thu được 35,55 gam hỗn hợp muối khan. Tìm nồng độ
các ion trong dd X.
24) Dung dòch A chứa các ion Na
+
, NH
4
+
, SO
4
2-
, và CO

3
2-
chia dung dòch A thành hai phần bằng nhau :
Phần 1 phản ứng hết với Ba(OH)
2
dư thì thu được 4,3 gam kết tủa và 448 ml khí (đktc).
Phần 2 phản ứng với HCl dư thì thu được 224 ml khí (dktc).
Tính tổng khối lượng muối trong dung dòch A.
25) Có hai dung dòch : dung dòch A và dung dòch B. Mỗi dung dòch chỉ chứa hai loại cation và hai loại anion
trong số các ion sau : K
+
(0,15 mol); Mg
2+
(0,1 mol); NH
+
(0,25 mol); H
+
(0,2 mol); Cl
-
(0,1 mol); SO
4
2-
(0,075
mol); NO
3
-
(0,25 mol); CO
3
2-
(0,15 mol). Xác đònh dung dòch A và dung dòch B.

26) Nhỏ từ từ dung dòch NaOH 2M vào 100 ml dung dòch Y chứa các ion Zn
2+
, Fe
3+
, SO
4
2-
cho đến khi kết tủa hết
các ion Zn
2+
, Fe
3+
thì thấy thể tích dung dòch đã dùng là 350 ml. Tiếp tục thêm 200 ml dung dòch NaOH 2M vào
hệ trên thì một chất kết tủa vừa tan hết. Tính nồng độ mol/lít của mỗi muối trong dung dòch Y.
27) Hãy xác đònh khối lượng của các muối có trong dung dòch chứa các ion Na
+
, NH
4
+
, SO
4
2-
và CO
3
2-
biết rằng
khi cho A tác dụng với dung dòch Ba(OH)
2
dư và đun nóng thì thu được 0,34 gam khí có thể làm xanh giấy q
tím ẩm, và 4,3 gam kết tủa, còn khi cho A tác dụng với dung dòch H

2
SO
4
dư thì thu được 0,224 lít khí (dktc).
28) Cho dung dòch Ba(OH)
2
đến dư vào 50 ml dung dòch A có chứa các ion NH
4
+
, SO
4
2-
, NO
3
-
. Có 11,65 gam một
chất kết tủa và 4,48 lít một chất khí thoát ra (dktc).
a) Viết phương trình phản ứng dạng ion thu gọn.
b) Tính nồng độ mol của các muối trong dung dòch A
29) Dung dòch A chứa a molNa
+
, b mol NH
4
+
, c mol HCO
3
-
, d mol CO
3
2-

và e mol SO
4
2-
. Thêm dần dần dung dòch
Ba(OH)
2
f M vào A. Người ta nhận thấy khi thêm tới V ml dung dòch Ba(OH)
2
thì lượng kết tủa đạt giá trò lớn
nhất và nếu thêm tiếp Ba(OH)
2
thì lượng kết tủa không thay đổi .
a) Tính thể tích V theo a,b,c,d,e,f.
b) Cô cạn dung dòch thu được khi cho V ml dung dòch Ba(OH)
2
vào thì thu được bao nhiêu gam chất rắn khan.
c) Chỉ có các dung dòch HCl và BaCl
2
có thể nhận biết các ion nào trong dung dòch A.
30) Tính nồng độ OH
-
, % muối bò phân hủy và pH của dd CH
3
COONa 0,05M. Cho hằng số K của axit axetic =
1,8.10
-5
.
31) Tính pH của dd tạo thành khi hoà tan 0,1 mol PCl
3
vào 450 ml NaOH 1M. Biết H

3
PO
3
có K
a1
= 1,6.10
-2
và K
a2
= 7.10
-7
.
32) a/ Tính pH của dd CH
3
COONa 0,1M.
b/ Trộn V ml dd CH
3
COOH 0,1M vào 100 ml dd CH
3
COONa 0,1M được dd có pH = 4,74. Tính V ml biết K
của CH
3
COOH = 1,8.10
-5
.
33) Tính pH của :
a) Dung dòch HCl 10
-7
M
b) Dung dòch Na

2
HPO
4
0,1M c) Dung dòch NaH
2
PO
4
0,1M.
Biết hằng số axit của H
3
PO
4
điện li ba nấc : K
1
= 7,61.10
-2
, K
2
= 6,23.10
-8
, K
3
= 2,2.10
-13
.
34) a/ Tính nồng độ của ion S
2-
và pH của dd H
2
S 0,010 M.

b/ Nếu thêm 0,001 mol HCl vào 1 lít dd H
2
S 0,010M thì nồng độ ion S
2-
bằng bao nhiêu (biết K
a1
= 10
-7
và K
a2
= 10
-12,92
).
35) Tìm nồng độ mol của ion H
+
, ion PO
4
3-
và pH của dd H
3
PO
4
0,1M. Cho Ka
1
=10
-2,23
, Ka
2
=10
-7,21

, Ka
3
=10
-12,32
.
Trang -3-