Phuong phap xac dinh san pham cua phan ung giua H3PO4 voi kiem

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CỦA PHẢN ỨNG
GIỮA DUNG DỊCH KIỀM VỚI H3PO4 BẰNG SƠ ĐỒ
NGUYỄN HỮU MINH PHÚ
Trường THPT Long Mỹ, tỉnh Hậu Giang

I. Cơ sở lý thuyết:
H3PO4 là một tri axit nên trong dung dịch sẽ luôn tồn tại các cân bằng sau:
H 3 PO4 ⇔ H+ +

H 2 PO4−

H 2 PO4− ⇔ H+ + HPO42−
HPO42− ⇔ H+ +

PO43−

Trong môi trường kiềm, lượng H + bị trung hòa bởi OH- nên các cân bằng trên
chuyển dịch theo chiều thuận. Vì vậy ta có thể thay thế các cân bằng trên bởi sơ
đồ sau:
H 3 PO4 → H 2 PO4− → HPO42− → PO43−

Giả sử số mol ban đầu của dung dịch H 3 PO4 là a mol và số mol OH- cho vào
dung dịch H3PO4 là b mol.
Theo sơ đồ trên ta có:
H 3 PO4 → H 2 PO4− → HPO42− → PO43−

0 mol

a mol

2a mol

3a mol

(Ban đầu chưa phản ứng nên số mol H3PO4 = 0)
So sánh với số mol OH- , ta sẽ có các trường hợp sau:
Nếu b < a : Tạo muối H 2 PO4− và H 3 PO4 dư
Nếu b = a : Tạo muối H 2 PO4−
Nếu a < b < 2a : Tạo hỗn hợp muối H 2 PO4− và HPO42−
Nếu a = 2b : Tạo muối HPO42−
Nếu 2a < b < 3a : Tạo hỗn hợp muối HPO42− và PO43−
Nếu b = 3a : Tạo muối PO43−
Nếu b > 3a : Tạo muối PO43− và OH- dư


Nếu chỉ nhìn vào sơ đồ tổng quát thì đúng là khó khăn hơn giải theo cách lập tỉ
lệ. Tuy nhiên, khi giải một bài tập cụ thể sẽ thấy nó không phức tạp lắm đâu. Ưu
điểm của cách giải này là học sinh không cần phải học thuộc các trường hợp
trên, chỉ cần học sinh so sánh xem số mol OH - nằm trong khoảng nào là có thể
xác định được sản phẩm tạo thành. Ngoài ra, trong trường hợp tạo 2 muối chúng
ta có thể kết hợp với sơ đồ đường chéo để tính được số mol mỗi muối rất nhanh.
Sau đây, ta hãy xét một số ví dụ minh họa để tìm hiểu rõ hơn về cách giải này.
II. Các ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Rót dung dịch chứa 11,76 g H 3 PO4 vào dung dịch chứa 16,8 g KOH.
Tính khối lượng của từng muối thu được sau khi cho dung dịch bay hơi đến khô
( Bài tập SGK 11NC trang 66)
Giải
nH3 PO4 = 0,12 mol ; nKOH = 0,3 mol

Theo sơ đồ:
H 3 PO4 → H 2 PO4− → HPO42− → PO43−

0

0,12

0,24

0,36

Ta thấy: 0,24 < 0,3 < 0,36
⇒ Tạo 2 muối HPO42− và PO43−

Áp dụng phương pháp đường chéo
H 3 PO4 → H 2 PO4− →

0

0,12

HPO42−

→

0,24

PO43−

0,36
0,3

0,06

0,06

Vậy số mol của HPO42− = 0,06 mol ; Số mol của PO43− là 0,06 mol
Ta có : nK HPO = nHPO = 0,06 mol ⇒ mK HPO = 0,06*174 = 10,44 g
2

4

2−
4

2

4

nK3 PO4 = nPO3− = 0,06 mol ⇒ mK3 PO4 = 0,06*212 =12,72 g
4

Ví dụ 2: Cho 200 ml dung dịch H3PO4 0,3 M vào 500 ml dung dịch Ba(OH)2
0,16 M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, tính khối lượng muối thu được.


Giải
nH3 PO4 = 0,06 mol ; nBa (OH )2 = 0,08 mol ⇒ nOH − = 0,16 mol

Theo sơ đồ:
H 3 PO4 →

0

H 2 PO4− →

0,06

HPO42− →

PO43−

0,12

0,18

Ta thấy: 0,12 < 0,16 < 0,18
⇒ Tạo 2 muối HPO42− và PO43−

Áp dụng phương pháp đường chéo
H 3 PO4 →

0

H 2 PO4− →

0,06

→

HPO42−

PO43−

0,12

0,18
0,16

0,02

0,04

Vậy số mol của HPO42− = 0,02 mol ; Số mol của PO43− là 0,04 mol
Ta có:
nBaHPO4 = nHPO2− = 0,02 mol ⇒ mBaHPO4 = 0,02*233 = 4,66 g
4
nBa3 ( PO4 )2 =

1
n 3− = 0,02 mol ⇒ mBa3 ( PO4 )2 = 0,02*601 = 12,02 g
2 PO4

Ví dụ 3: Cho 100 ml dung dịch H3PO4 0,2 M vào 1 lit dung dịch Ca(OH) 2 0,012
M. Tính khối lượng muối tạo thành sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn.
Giải
nH3 PO4 = 0,02 mol ; nCa (OH )2 = 0,012 mol ⇒ nOH − = 0,024 mol

Theo sơ đồ:
H 3 PO4

0

→

H 2 PO4− →

0,02

HPO42− →

0,04

Ta thấy: 0,02 < 0,024 < 0,04
⇒ Tạo 2 muối H 2 PO4− và HPO42−

PO43−

0,06


Áp dụng phương pháp đường chéo
H 3 PO4 →

0

H 2 PO4− →

HPO42−

0,02

0,04

→

PO43−

0,06

0,024
0,016

0,004

Vậy số mol của H 2 PO4− =0,016 mol. Số mol của HPO42− = 0,004 mol
Ta có:
nCa ( H 2 PO4 )2 =

1
⇒ mCa ( H PO ) = 0,008*236 = 1,888 g
n
− = 0,008 mol
2
4 2
2 H 2 PO4

nCaHPO4 = nHPO2− = 0,004 mol ⇒ mCaHPO4 = 0,004*136 = 0,544 g
4

Phương pháp này không chỉ áp dụng cho H 3PO4 mà còn có thể dùng để giải các
dạng bài tập tương tự như CO2, SO2, H2S...tác dụng với dung dịch kiềm.

Ví dụ 4: Hấp thụ hoàn toàn 448 ml khí CO 2(đktc) vào 100 ml dung dịch NaOH
0,5 M. Sau phản ứng hoàn toàn, dung dịch thu được chứa chất tan nào ?
Giải
nCO2 = 0, 02 mol

nNaOH = 0,05 mol ⇒ nOH − = 0,05 mol

Theo sơ đồ:
CO2 → HCO3− → CO32−
0

0,02

0,04

Ta thấy: nOH =0,05 mol > 0,04 mol ⇒ Dung dịch chứa chất tan: Na 2CO3 và
−

NaỌH dư
Ví dụ 5: Hấp thụ hết 672 ml CO 2 (đktc) vào 100 ml dung dịch Ba(OH) 2 0,2 M.
Sau phản ứng thu được muối gì ? Khối lượng là bao nhiêu ?
Giải
nCO2 = 0, 03 mol

nBa (OH )2 = 0,02 mol ⇒ nOH − = 0,04 mol

Theo sơ đồ:
CO2 → HCO3− → CO32−
0
Ta thấy:

0,03

0,06

0,03 < nOH = 0,04 < 0,06
−


⇒ Tạo 2 muối: Ca ( HCO3 ) 2 và CaCO3

Áp dụng phương pháp đường chéo
CO2 → HCO3− → CO32−
0

0,03

0,06

0,04

0,02

0,01

1
1
Ta có: nCa ( HCO ) = nHCO = .0, 02 = 0,01 mol ⇒ mCa ( HCO ) = 0,01.162 = 1,62 g
3 2

2

−
3

2

3 2

nCaCO3 = nCO32− = 0,01 mol ⇒ mCaCO3 = 0,01.100 = 1 g

Ví dụ 6: Dẫn 890 ml khí H2S (đktc) vào 2 lit dung dịch Ca(OH)2 0,02 M. Sau
phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch chứa muối gì ?
Giải
nCa (OH )2 = 0,04 mol ⇒ nOH − = 0,08 mol

nH 2 S = 0,04 mol

Theo sơ đồ:
H2S → HS − → S 2−
0

0,04

0,08

Ta thấy: nOH = 0,08 mol ⇒ Dung dịch sau phản ứng chỉ chứa muối CaS
−

III. Kết luận:

- Việc áp dụng phương pháp mới vào thực tiễn sẽ giúp học sinh giải quyết được
những vấn đề khó khăn trước đây, làm tăng thêm sự thích thú của các em đối
với môn hóa học.
- Giáo viên khi giảng dạy về các dạng toán này cũng sẽ nhẹ nhàng hơn trong
việc hướng dẫn học sinh cách xác định sản phẩm của phản ứng mà không phải
lo lắng việc học sinh sẽ quên đi kiến thức này
- Giáo viên có thể hướng dẫn học sinh nghiên cứu thêm về việc xác định số mol
của muối tạo thành trong trường hợp chỉ tạo ra 1 muối.Thông qua đó, kích thích
thêm trí tò mò khoa học của các em


- Phương pháp này không chỉ giới hạn cho học sinh khối 11. Thực ra giáo viên
có thể dạy cho học sinh ngay từ lớp 10, như vậy khi lên lớp 11, 12 giáo chỉ việc
nhắc lại là các em có thể vận dụng 1 cách khá linh hoạt để giải bài tập.