Hóa học - Chương 3: Hằng số đặc trưng của các cân bằng hoá học đơn giản trong nước

CHƯƠNG 3 HẰNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC CÂN BẰNG HOÁ HỌC ĐƠN GIẢN TRONG NƯỚC GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 1 NỘI DUNG CHÍNH (2LT + 2BT) I. CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ II. CÂN BẰNG TRAO ĐỔI TIỂU PHÂN III. ỨNG DỤNG GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 2 MỞ ĐẦU „ Yêu cầu của PứHH: xảy ra hoàn toàn. „ Khái niệm “hoàn toàn” có tính chất tương đối vì đa số các pứhh đều thuận nghịch K(1) aA + bB dD + eE K(2) „ Mức độ “hoàn toàn” được đánh giá qua K. „ 7 GV: TrKần T> Phươ 10ng Thảo: pứ xảy ra hoàn toàn ĐHBK 3 I. CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ĐIỆN TỬ 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử 2. Cân bằng trao đổi điện tử 2.1. Hằng số cân bằng, dự đoán chiều phản ứng 2.2. Thế tương đương của dd chứa 2 đôi oxy hóa khử GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 4 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử ĐN: Là quá trình cho - nhận điện tử xảy ra giữa 2 dạng oxy hoá (ox) và khử (kh) của một đôi oxy hoá khử liên hợp(ox/kh) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 5 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử M M – ne- → Mn+ (1) - + - + - + Mn+ Mn+ + ne- → M (2) - + - + - + (1) > (2) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 6 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử Me + - + - + - + - + - - + e- Mn+ + me- → M(n-m)+ GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 7 Điện cực hydro tiêu chuẩn Quy ước: 0 Pt E 2H+/H2 = 0 V GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 8 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 9 M ne Mn+ ne - ⇒+ M - + 2H 2e - H2 - 2e ⇒ 2H Tổng cộng n+ n + M H2 M +⇔+ nH GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 2 10 ⎛ + n ⎞ 0 )(H RT .ln G En.F.- G En.F.- G T +Δ=Δ=Δ RT.ln ⎜ ⎟ T ⎜ n+ )).(P(M n/2 ⎟ ⎝ H2 ⎠ E E - E E =Δ E n+ - E + = E n+ /H2H/MM 2 /MM 0 n+ Δ=Δ⇒ T = + n.F.E- )RT.ln(M - G G G T G - )RT.ln(M n.F.E- n /MM 0 ΔG T RT n+ - E n+ =⇒ - + )ln(M. /MM nF nF GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 11 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử „ Khi hiện diện trong nước, cặp ox/kh tạo cho dd một thế tính theo phương trình Nernst: GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 12 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử Với: E0: hằng số đặc trưng cho khả năng oxy hóa - khử của đôi ox/kh liên hợp R = 8,3144 J/mol.oK T = 298oK F = 96493 Cb/mol (ox), (kh): hoạt độ của 2 dạng ox và kh (với arắn = 1 và pkhí = 1 atm) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 13 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử „ Thay các giá trị và nếu dd loãng, thay hoạt độ bằng nồng độ: 059,0 ]ox[ EE o += lg (1) n ]kh[ 059,0 ]ox[ EE o += lg( + m )].[H (2) n ]kh[ o 059,0 ]ox[ + m EE += lg( p )].[H (3) GV: Trần T Phương Thảo n ]kh[ ĐHBK 14 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử „ Ở điều kiện (25oC, 1atm); pH 0 và [ox] = [kh]: → E = E0 „ E0 là: … thế oxy hoá chuẩn … thể hiện cho khả năng oxy hoá hay khử của hai dạng liên hợp … hằng số đặc trưng của bán cân bằng trao đổi điện tử GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 15 1. Bán cân bằng trao đổi điện tử + 2+ PbO2↓ + 4H + 2e ↔ Pb +2H2O - Cl2 ↑ + 2e ↔ 2Cl GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 16 2. Cân bằng trao đổi điện tử ĐN: Là quá trình cho - nhận điện tử xảy ra giữa 2 đôi oxy hoá - khử khác nhau. 2.1. Hằng số cân bằng, dự đoán chiều phản ứng 2.2. Thế tương đương của dd chứa 2 đôi oxy hóa khử GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 17 Hằng số cân bằng Xét 2 đôi oxy hoá khử liên hợp : o Ox1 + n1e ↔ Kh1 E 1 o Kh2 -n2e ↔ Ox2 E 2 ------------------------------- )1(K n2Ox1 + n1kh2 ←⎯→⎯ n1Ox2 + n2Kh1 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 18 Hằng số cân bằng „ Tại cân bằng, Kthuận hoặc Knghịch cho biết mức độ của phản ứng. 1 n1 ]Kh[]Ox[ n2 K == 2 1 thuaän n2 n1 K nghòch 1 2 ]Kh[]Ox[ → Chỉ cần xét một trong 2 giá trị thì suy GV: Trraần T Phđượương Thảoc chiều phản ứng. ĐHBK 19 Hằng số cân bằng „ Mỗi đôi oxy hoá khử có thế như sau: „ Ở trạng thái cân bằng ta có: GV: Trần T Phương Thảo Ecb = E1 = E2 ĐHBK 20 Hằng số cân bằng GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 21 Hằng số cân bằng :Vaäy 0 0 21 1 − 2 )EE.(n.n = 10)1(K 059,0 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 22 Dự đoán chiều phản ứng K(1) n2Ox1 + n1Kh2 n1Ox2 + n2Kh1 K(2) 0 0 (E1 –E2 ) > 0: „ K(1) > K(2) → phản ứng theo chiều 1. „ Ox1 có tính oxy hóa mạnh hơn Ox2. „ Kh1 có tính khử yếu hơn Kh2. 0 0 (E1 –E2 ) < 0: ngược lại 0 →GV: TrầEn T Phươ:ng cho Thảo biết cường độ dạng oxy hóa. ĐHBK 23 Dự đoán chiều phản ứng E0 càng lớn: „ Tính oxy hóa của dạng Ox càng mạnh „ Tính khử của dạng Kh càng yếu → dự đoán chiều phản ứng: đôi nào có E0 lớn hơn thì dạng oxy hóa của nó sẽ oxy hóa dạng khử của đôi kia. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 24 Dự đoán chiều phản ứng „ Đa số các pứ oxy hóa khử xảy ra trong môi trường acid, dự đoán có thể sai vì K đã thay đổi. Giả sử H+ tham gia vào bán cân bằng của đôi Ox1/pKh1 )1(K n2Ox1 + n1kh2 ←⎯→⎯ n1Ox2 +n2pKh1+1/2n2mH2O GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 25 Dự đoán chiều phản ứng n1 ]Kh[]Ox[ 2pn )1(K = 2 1 n2 n1 + mn2 1 2 ]H[]Kh[]Ox[ → giá trị K(1) phụ thuộc nhiều vào [H+] hay pH của môi trường. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 26 2.2. Thế tương đương của dd chứa 2 đôi oxy hóa khử Cách tạo ra điểm tương đương: „ Trộn 2 đôi theo số đương lượng bằng nhau. „ Thêm dần Ox1 vào Kh2 cho đến lúc đương lượng chúng bằng nhau → điểm tương đương → thế dd đạt được ở cân bằng tại điểm tương đương gọi là thế tương đương E . GV: Trầnt Tđ Phương Thảo ĐHBK 27 Thế tương đương + )1(K n2Ox1 + n1Kh2 + n2mH ←⎯→⎯ n1Ox2 + n2pKh1 + 1/2n2mH2O Tại điểm tương đương ta có: Ecb = E1 = E2 = Etđ GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 28 Thế tương đương GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 29 Thế tương đương GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 30 Thế tương đương GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 31 Thế tương đương Giả sử: „ Trộn V1(ml) dd Ox1 có nồng độ CN1 vào V2(ml) dd Kh2 có nồng độ CN2 (theo cùng số ĐL) để đạt được điểm tương đương. „ Số ĐL Ox1 và Kh2 đều pứ: A „ Số ĐL Ox2 và Kh1 sinh ra: A „ Tại CB: dd (V1+V2) ml với nồng độ cuả các cấu tử tương ứng [Ox1]; [Kh1]; [Ox2]; [Kh2] GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 32 Thế tương đương - pKh en Ox 11 en →+ pKh 1 :CB taïi laïi coøn Ox cuûa ÑLSoá cuûa Ox 1 coøn laïi taïi :CB −3 −3 11N =− + 2111 10).VV].(Ox.[nA10.).V(OxC :CB taïi rasinh Kh cuûa ÑLSoá cuûa Kh 1 rasinh taïi :CB n A = 1 + 10).VV].(Kh.[ −3 p 211 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 33 Thế tương đương - Kh en Ox 22 en →+ Kh 2 :CB taïi rasinh Ox cuûa ÑLSoá cuûa Ox 2 rasinh taïi :CB −3 10).VV].(Ox.[n A = + 2122 10).VV].(Ox.[n :CB taïi laïi coøn Kh cuûa ÑLSoá cuûa Kh 2 coøn laïi taïi :CB −3 −3 22N =− + 2122 10).VV].(Kh.[nA10.V).Kh(C GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 34 Thế tương đương :CB taïi Vaäy taïi :CB K h cuûa laïi coøn ÑLSoá Ox cuûa laïi coøn ÑLSoá coøn laïi cuûa Ox 1 = ÑLSoá coøn laïi cuûa Kh 2 3- 3- 2111 =+ + 2122 ).10V].(V.[Khn).10V].(V.[Oxn rasinh Kh cuûa ÑLSoá rasinh Ox cuûa ÑLSoá cuûa Ox 2 rasinh = ÑLSoá cuûa Kh 1 rasinh n ).10V].(V.[Oxn 3- =+ 1 + ).10V].(V.[Kh 3- 2122 p 211 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 35 Thế tương đương :ra Suy :ra ][Ox n ][Ox n 1 = 2 vaø 2 = 1 2 ][Kh n 1 1 ][Kh 2 .pn :vaøo Theá :vaøo 0 0 1 1 + 2 E.nE.n 2 E tñ = + nn 21 + m 059,0 1 ]H][Ox[ 2 ]Ox[ + lg(. p . ) GV: Trần T Phương Th+ảo nn 21 1 ]Kh[ 2 ]Kh[ ĐHBK 36 Thế tương đương o o 1 1 + 2EnEn 2 Etñ = +nn 21 059,0 + ]H[ m + lg −1p +nn 21 1]Kh.[p GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 37 Thế tương đương VD: Tính K và Etđ của phản ứng khi trộn 2- + 100ml dd Cr2O7 0,1N vào 200ml dd Cu 0,1N ở pH 0. 2- 3+ 0 Biết: Cr2O7 /2Cr (E 1 = 1,33V) 2+ + 0 Cu /Cu (E2 = 0,153V) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 38 Thế tương đương GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 39 Thế tương đương GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 40 II. CÂN BẰNG TRAO ĐỔI TIỂU PHÂN 1. Bán cân bằng trao đổi tiểu phân Bán cân bằng tạo phức Bán cân bằng acid – baz Bán cân bằng tạo tủa 2. Cân bằng trao đổi tiểu phân GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 41 1. Bán CB trao đổi tiểu phân ĐN: Là quá trình cho - nhận tiểu phân giữa hai dạng cho D (donor) và nhận A (acceptor) trong dd. K(1) A + p D K(2) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 42 1. Bán CB trao đổi tiểu phân Quy ước: ]D[ )1(K =β= D ]p][A[ βD haèng: beànsoá cuûa D ]p][A[1 kK(2) D == = βD ]D[ GV: Trần T Phương Thảo = haèngk phaânsoá ly cuûa D ĐHBK D 43 1. Bán CB trao đổi tiểu phân Trong thực tế: ß 1 A + p D 1 k n ß 2 D 1 + p D 2 k n-1 ß n D n-1 + p D n GV: Trần T Phương Thảo k ĐHBK 1 44 1. Bán CB trao đổi tiểu phân Tổng cộng quá trình trao đổi n tiểu phân: ß1,n A + np Dn k1,n β⇒ n,1 = f β β21 βn ),......,,( GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 45 1. Bán CB trao đổi tiểu phân ß1,2 A + 2p D2 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 46 1. Bán CB trao đổi tiểu phân „ CM được: hằng số bền tổng cộng ứng β với quá trình nhận một lúc nhiều tiểu phân bằng tích các hằng số bền từng nấc. Di ][ 1 ,1 i i == 21 ....... βββi = pA ]][[ − ..kkk inn '.1 (i +=+ 1)ni' i GV: Trần T Phương Thảo → [D ] = β [A][p] (*) ĐHBK i 1,i 47 1. Bán CB trao đổi tiểu phân „ Nồng độ các cấu tử ở thời điểm CB: … [A]? … [p]? … [Di]? A + p D1 + p D2 + p ..... Dn GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 48 1. Bán CB trao đổi tiểu phân „ Ký hiệu: … [A]o: nồng độ A tại thời điểm ban đầu. … [A]: nồng độ A tại cân bằng. … [Di]: nồng độ phức Di tại cân bằng. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 49 1. Bán CB trao đổi tiểu phân Ta có: [A]o = [A] + [D1] +[D2] +…..+ [Dn] GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 50 1. Bán CB trao đổi tiểu phân :Ñaët i A(p) ∑β+=α i,1 heä:]p[1 soá kieänñieàu 1 pcoù khiA cuûa cuûa khiA pcoù ]A[ o ]A[ o ]A[ =⇒ i = ∑β+ i,1 }]p[1{ αA(p) 1 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 51 1. Bán CB trao đổi tiểu phân :coù Ta :coù i β= i,1i ]p].[A.[]D[ i β i,1o ]p.[.]A[ i ]D[ =⇒ i ∑β+ i,1 }]p.[1{ GV: Trần T Phương Thảo 1 ĐHBK 52 1. Bán CB trao đổi tiểu phân :CBtaïi,laïiToùm • Noàng ñoä :A ]A[ o ]A[ o ]A[ = i = ∑β+ i,1 }]p.[1{ αA(p) 1 • Noàng ñoä phöùccaùc :Di β ]p.[.]A[ i ]D[ =⇒ i,1o i β+ i}]p.[1{ GV: Trần T Phương Thảo ∑ i,1 ĐHBK 1 53 Hằng số đặc trưng của các bán CB cụ thể „ Bán cân bằng tạo phức „ Bán cân bằng acid – baz „ Bán cân bằng tạo tủa GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 54 Bán cân bằng tạo phức ßD A + p D kD „ βD: hằng số bền của phức D „ kD = 1/ βD: hằng số phân ly của phức. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 55 Bán cân bằng tạo phức 25,10 ßFeY- = 10 - Fe3+ + Y4- FeY „ Hằng số bền của phức EDTA với KL: trang 263 „ Hằng số bền β1,i của phức KL với các ligand khác nhau: trang 245 - 262 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 56 Bán cân bằng acid – baz „ Bán CB acid: p = H+ ßHA A- + H+ HA kHA „ HA/A-: đôi acid baz liên hợp GV: Tr(Bronstedần T Phương Thảo – Lowry) ĐHBK 57 Bán cân bằng acid – baz :acidbaèngcaânsoá haèngCaùc :acidbaèngcaânsoá :1 Chieàu :1 βHA −+ ]A][H[ k k k:2 Chieàu k:2 k k === HA acid A/B ]HA[ GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 58 Bán cân bằng acid – baz „ Bán cân bằng baz: k - A- - A + H2O HA + OH ßA- − ]OH][HA[ − == k kA k baz − GV: Trần T Phương Thảo 2 ]OH][A[ ĐHBK 59 Bán cân bằng acid – baz GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 60 Bán cân bằng acid – baz Nhận xét: „ Acid HA càng mạnh thì baz liên hợp A- càng yếu. „ Khi kHA càng lớn thì βHA càng nhỏ. „ kHA tra trong sổ tay (trang 226 – 232) „ βHA, kA- : tính từ các biểu thức tương quan. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 61 Bán cân bằng acid – baz VD: + - NH3 + H2O ↔ NH4 + OH -4,755 „ k(NH3) = 10 + -14 -4,755 -9,245 → k(NH4 ) = 10 /10 = 10 -4,76 „ k(CH3COOH) = 10 -14 -4,76 -9,24 →k(CH3COO-) = 10 /10 = 10 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 62 Bán cân bằng tạo tủa „ p ≠ H+ và D↓ ít tan Trong nhiều trường hợp thực tế, giai đọan tạo tủa gồm 2 bán cân bằng liên tiếp: … tạo phức … tạo tủa ß ßD A + np D D D GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 63 Bán cân bằng tạo tủa GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 64 Bán cân bằng tạo tủa Trong DD, tại thời điểm cân bằng: n „ [A].[p] = Tst (D↓) = const „ Điều kiện để xuất hiện tuả D↓: n [A].[p] > Tst (D↓) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 65 Bán cân bằng tạo tủa ß ßD A + np D D D „ Độ tan S của (D↓): tổng nồng độ của D chuyển vào dd (tất cả các dạng). → S = [D] + [A] ≈ [A] (Thực tế: [D] rất nhỏ ) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 66 Bán cân bằng tạo tủa „ Độ tan S của hợp chất AmBn: n+ m- AmBn ↔ mA + nB S(M) mS nS GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 67 Bán cân bằng tạo tủa GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 68 Bán cân bằng tạo tủa So sánh độ bền của các tủa: GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 69 Bán cân bằng tạo tủa „ Nếu các chất có biểu thức tích số tan giống nhau (cùng số mũ) so sánh độ bền của các chất thông qua T và S: T và S càng lớn → tủa càng kém bền. „ Nếu các chất có biểu thức tích số tan khác nhau (khác số mũ) so sánh độ bền của các chất thông qua S. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 70 Bán cân bằng tạo tủa − 75.9 AgCl = 10T − 28.12 AgBr = 10T − 08.16 AgI = 10T − 84.15 AgCN = 10T GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 71 Bán cân bằng tạo tủa GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 72 2. Cân bằng trao đổi tiểu phân (Đọc) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 73 2. CB trao đổi tiểu phân Là quá trình cho nhận tiểu phân p giữa hai đôi cho nhận tiểu phân D1/A1 và D2/A2. A1 + n1p D1 D2 A2 + n2p K(1) n A + n D n2D1 + n1A2 GV: Tr2ần T Ph1ương Thảo 1 2 ĐHBK 74 2. CB trao đổi tiểu phân n2 ]A.[]D[ n1 )1(K = 1 2 n1 n2 2 1]A.[]D[ ][D ][D Maø =β 1 vaø =β 2 D1 n1 D2 n2 1].[p][A 2 ].[p][A 2n β 1D )( )1(K )1(K =⇒ 1n β 2D )( GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 75 2. CB trao đổi tiểu phân „ Chiều 1: 2n β 1D )( )1(K = 1n β 2D )( n2 n1 „ Nếu (βD1) > (βD2) : cân bằng xảy ra ưu tiên theo chiều 1 và ngược GV: Trần T Phương Thảo ĐHBKlại. 76 Nồng độ của các tiểu phân ở điểm tương đương n D +nA n2A1 + n1D2 2 1 1 2 „ Tại cân bằng 2 ]A[ 1]D[ n1[A1] = n2[D2] =→ n [D ] = n [A ] 1 1 2 2 2 ]D[ 1]A[ GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 77 Nồng độ của các tiểu phân ở điểm tương đương n2 ]A[]D[ n1 )1(K = 1 2 n2 n1 1 2 ]D[]A[ n ]D[ +nn 21 β )( 2 = 1 = D1 +nn 21 n1 1]A[ β )( GV: Trần T Phương Thảo D2 ĐHBK 78 Nồng độ của các tiểu phân ở điểm tương đương Cách biểu diễn và tính toán đối với cân bằng trao đổi tiểu phân trong thực tế: Quy ước: „ Cân bằng xảy ra giữa các cấu tử chính là cân bằng chính. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 79 Nồng độ của các tiểu phân ở điểm tương đương Quy ước: „ Cấu tử còn lại sẽ xem là cấu tử gây nhiễu lên cân bằng chính „ Các cân bằng trao đổi tiểu phân trong thực tế được đưa về bán cân bằng để tiện biểu diễn và tính toán đỡ phức tạp. Xét kỹ hơn trong chương 4. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 80 III. ỨNG DỤNG 1. Xét tính định lượng của một cân bằng hoá học - mức độ hữu hiệu của biện pháp tách 2. Tính pH của dung dịch GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 81 1. Xét tính định lượng của một cân bằng hoá học - mức độ hữu hiệu của biện pháp tách GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 82 2. Tính pH của dung dịch Nguyên tắc: pH = -lg[H+] Nồng độ H+ trong dd là nghiệm của một phương trình tổng quát được tổ hợp từ các phương trình. … Pt trung hòa điện tích trong dd … Pt tích số ion của nước … Pt bảo toàn vật chất … Pt hằng số phân ly acid –baz. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 83 2. Tính pH của dung dịch Từ đó áp dụng cho các trường hợp sau: … Phương trình tính pH của dd acid. … Phương trình tính pH của dd chứa 2 đơn acid HA1, HA2. … Phương trình tính pH của dd baz. … pH của dd gồm acid và baz liên hợp. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 84 XÂY DỰNG CÔNG THỨC TÍNH pH CHO DD ĐƠN ACID HA CÓ [HA]0 = CHA GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 85 pH của dd đơn acid HA Trong dd nước, có CB: HA ↔ H+ + A- + H2O ↔ H + OH- Tồn tại 4 ẩn số: GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 86 pH của dd đơn acid HA GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 87 pH của dd đơn acid HA GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 88 pH của dd đơn acid HA GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 89 pH của dd đơn acid HA GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 90 pH của dd đơn acid HA + 3 + 2 + HA ]H[k]H[ 14 +− − HAHA + ]H)[10C.k( −14 − HA = 010.k GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 91 Một số công thức đơn giản dùng tính pH DD GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 92 pH DD hỗn hợp các acid yếu n + 2 = HAi C.k]H[ HAi 1 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 93 pH DD chứa 1 acid yếu GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 94 pH DD hỗn hợp các baz yếu n − 2 = − C.k]OH[ − ∑ iAiA 1 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 95 pH DD chứa 1 baz yếu GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 96 pH DD chứa 1 baz yếu GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 97 pH DD chứa 1 baz yếu 1 1 7pH pK ++= Clg − 2 HA 2 A GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 98 pH DD đệm DD đệm có thể cấu tạo bởi: „ Acid yếu và baz liên hợp - … CH3COOH/CH3COO „ Baz yếu và acid liên hợp + … NH3/NH4 „ Hai chất lưỡng tính acid – baz … NaH2PO4/ Na2HPO4 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 99 pH DD đệm • pH :ñeämdd CB HA += lgpKpH CA GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 100 pH DD đệm Đệm năng (dung lượng đệm) của DD đệm: β „ Khả năng điều hòa pH trong 1 giới hạn xác định. „ Biểu diễn bằng số mol acid mạnh hay baz mạnh thêm vào 1 lít DD đệm để pH của nó thay đổi 1 đơn vị pH. GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 101 pH DD đệm ΔC − ΔC =β B = A ΔpH ΔpH GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 102 „ pH của hợp chất ion cấu tạo bởi acid mạnh + baz mạnh → pH = 7 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 103 „ pH của hợp chất ion cấu tạo bởi acid mạnh + baz yếu 1 1 pH pK −= Clg 2 HA 2 muoái (*) (*) GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 104 „ pH của hợp chất ion cấu tạo bởi acid yếu + baz mạnh: 1 1 7pH pK ++= Clg 2 HA 2 muoái GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 105 Áp dụng chung cho đa số trường hợp thoả mãn: -7 -6 ĐK: kHA ≥ 10 & CHA ≥ 10 M + 2 + [H ] + kHA[H ] - kHA.CHA = 0 GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 106 Điều kiện: -1 -6 -2 „ kHA ≥ 10 và 10 ≤ CHA ≤ 10 Hoặc -4 -2 -6 -5 „ 10 ≤ kHA ≤ 10 &10 ≤ CHA ≤ 10 ⇒ = − ClgpH HA GV: Trần T Phương Thảo ĐHBK 107