Xây dựng giản đồ logarit nồng độ của các dung dịch đơn axit, đơn bazơ

Xin
Chào
Tất
Cả
Các
Bạn
Nhóm 10Chủ đề: Xây dựng giản đồ logarit
nồng độ của các dung dịch đơn axit,
đơn bazơ


Mở Đầu
•

•

Trong mười hóa chất hiện nay mà thế giới sản
xuất ra có đến sáu chất là axit-bazo mà chiếm
phần lớn và chủ yếu là các chất như:
H2SO4,,NH3, H3PO4,NaOH và HNO3.Phản
ứng axit-bazo là phản ứng quan trọng cả về
mặt nghiên cứu lí thuyết và mặt ứng dụng hóa
học vào thực tiễn
Phần lớn các phản ứng hóa học đều diễn ra
trong dung dịch nước, đối với dung dịch nước
do thành phần luôn có sự hiện diện của ion H+
và OH-.Sự có mặt thường xuyên của hai ion


Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài này ,nhiệm vụ đặt
ra là

Nghiên cứu thuật toán, lập chương
trình tính và vẽ chính xác giản ñồ
logarit nồng độ của các ion trong dung
dịch đơn axit , đơn bazơ

Dựa vào giản đồ và phương trình điều kiện
proton tính toán cân bằng xảy ra trong dung
dịch axit – bazơ (loại bỏ phương trình cân
bằng phụ không ảnh hưởng nhiều đến tính
axit bazơ của dung dịch)

1

2


Xây dựng
giản đồ
logarit
nồng độ
của các
dung dịch
đơn axit,
đơn bazơ

      I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

II. Sơ lược về phần mềm MATLAB

I: Cơ sở lý
thuyết
1.1 đơn axit mạnh
1

2

Axit mạnh (kí hiệu HY)
nhường hoàn toàn proton cho
nước:
HY + H2O => H3O+ + Y- (1)
Trong dung dịch
[HY] ≈ 0 và [Y-] = CHY
Các axit mạnh thường gặp
là :HCl, HBr, HI, HSCN,
HClO3, HBrO3, HNO3, H2SO4
(Nấc 1), HClO4....
Cân bằng (1) thường được
viết dạng đơn giản:
HY => H+ + Y- (2)

Trong dung dịch ngoài
quá trình phân li (2)
còn có quá trình phân li
của nước:
H2O +H+ +
OH‑
Như vậy có hai quá
trình cho proton và
phương trình ĐKP có

dạng:
[H+] = [OH-] + [Y-]
(3)

3
ion H+ do HY phân li ra
làm chuyển dịch cân
bằng (3) sang trái và
[OH-] < 10-7. =>trong
trường hợp CHY ≫10-7
có thể coi [H+] = CHY
Trong trường hợp
CHY ≈ 10-7 thì phải kể
đến sự phân li của nước
và phép tính được thực
hiện đơn giản theo cân
bằng phân li của nước


1.2: Đơn axit yếu

Các axit yếu phân li một phần và dung dịch có phản ứng axit.
Độ mạnh của các axit được đặc trưng bằng hằng số phân li axit
Ka hoặc chỉ số của hằng số phân li pKa = -lgpKa . Dĩ nhiên Ka
càng lớn hay pKa càng bé thì axit càng mạnh

Ví dụ :
Axit phân tử: HCN  H+ + CNC
Ka = CCCCCCC C
pKa =CCCC

Cxit cation C NHC+  NHC + H+
Ka =
CCCCCCC C pKa= CCCC
Cxit anion C HCCCC  H+ +CCCCC
Ka= CCCCCCC


Trong dung dịch XOH mạnh có
các quá trình:
cân bằng ion hóa của nước:
H2O  H+ + OH- (1)
- cân bằng thu proton của XOH:
XOH + H+ => X+ + H2O (2)
Từ (1) và (2) ta có:
XOH + H2O => X+(H2O) + OH- Một cách đơn giản có thể viết
các quá trình xảy ra trong dung
dịch bazơ mạnh:
XOH => X+ + OHH2O  H+ + OHĐiều kiện proton:
[H+]= [OH-] – CX+ = [OH--] CXOH

Các bazo mạnh
thường gặp : LiOH,
NaOH, KOH, RbOH,
CsOH, FrOH,
Ca(OH)2,
Sr(OH)2…….

1. 3 Đơn bazơ mạnh

.

Các bazơ yếu có thể tồn tại
ở dạng phân tử, anion hoặc
cation:
Bazơ phân tử: NH3+H2O
NH4+ + OHBazơ cation :
CaOH+  Ca2+ + OHBazơ anion :
CH3COO- + H2O 
CH3COOH + OH-

1.4
Đơn Bazo
yếu

Độ mạnh của các bazơ
yếu phụ thuộc vào
hằng số bazơ Kb hoặc
chỉ số hằng số bazơ
pKb = -lgKb
Hằng số Kb được tổ
hợp từ hằng số phân li
của nước và hằng số
phân li của axit tương
ứng


3 Sơ lược về phần mềm MATLAB 
3.1 Giới  thiệu chung về  MATLAB 
Matlab là môi trường tính toán số và lập trình ,được 

thiết kế bởi công ty Math Works. MATLAB  cho 
phép tính toán số với ma trận,vẽ đồ thị hàm số hay 
biểu đồ thông tin,thực hiện thuật toán tạo giao tiếp 
người dùng và liên kết với những chương trình máy 
tính viết trên nhiều ngôn ngữ lập trình khác .Với thư 
viện Toolbox,MATLAB cho phép mô phỏng tính 
toán,thực hiện nhiều mô hình thực tế và kỹ thuật . 
MATLAB là viết tắt của từ “Matrix 
Laboratory”,được viết bằng ngôn ngữ Fortran  phát 
minh vào cuối thập niên 1970


MATLAB gồm 5 phần chính: 
­Ngộn ngữ MATLAB : ngôn nữ ma trận cấp cao để điều 
khiển câu lệnh ,các hàm,cấu trúc dữ liệu,nhập/xuất và các 
đặc tính lập trình hướng đối tượng.Nó cho phép cả hai lập 
trình nhỏ để tạo các chương trình ứng dụng phức tạp và bao 
quát.
­Môi trường làm việc MATLAB: đây là bộ công cụ và phần 
mềm tiện ích để quản lý các thay đổi trong môi trường làm 
việc cũng như nhập và xuất các dữ liệu,khai phá gỡ rối và 
tạo các tập tin nền. 

­Đồ hình :gồm các lệnh cao cấp cho các dữ liệu hai chiều 
hoặc ba chiều xử lý hình ảnh chuyển động,hiển thị hình ảnh 
cũng như các thiết kế giao diện hình ảnh chương trình đồ 
họa.
-Thư viện hàm toán học MATLAB:các chương trình thuật 
toán như sin,cos,số phức đến ma trận…
Trình giao diện ứng dụng MATLAB: cho phép lập chương 

trình theo ngôn ngữ C hoặc FORTRAN để tương tác với 
MATLAB


3.2 Ứng dụng của MATLAB
  Nó cón đầy đủ dặc tính của máy tính cá nhân: cộng 
trừ,nhân,chia; giống như máy tính kỹ thuật,nó bao gồm:số 
phức,căn thức,số mũ,logarit,các phép toán lượng giác như 
sin,cos,tan; nó cũng như máy tính có khả năng lập trình ,lưu 
trữ ,tìm kiếm dữ liệu,tạo baỏ vệ và ghi trình tự các lệnh,so 
sánh logic,điều khiển thực hiện các lệnh.Giống như máy 
tính hiện đại nhất nó cho phép biểu diễn dữ liệu dưới các 
dạng :biểu diễn thông thường ,ma trận đại số,các hàm tổ 
hợp có thể tương tác với dữ liệu thường cũng như với ma 
trận.
   Trong thực tế MATLAB ứng dụng rộng rãi trong nhiều 
lĩnh vực có khả năng thân thiện với người sử dụng có khả 
năng mạnh mẽ vẽ đồ họa,cung cấp môi trường phong phú 
cho biểu diễn dữ liệu,có thể tạo giao diện riêng cho người 
sử dụng để giải quyết vấn đề cho mình. Thêm vào đó 
MATLAB đưa ra công cụ giải quyết các vấn đề đặc 
biệt,gọi là Toolbox (hộp công cụ).


4.Giải bài toán bằng phần mềm MATLAB



 Giản đồ logarít mồng độ các ion trong dung dịch HCl 0.01M
 

Chương trình tính như sau:


Giản đồ lagarít nồng độ các ion trong dung dịch NaOH 0.01M





Giản đồ lagarít nồng độ các ion trong dung dịch HCOOH 0.01M




Giản đồ lagarít nồng độ các ion trong dung dịch CH3COOH 0.01M