Bài giảng Hóa đại cương - Chương 13: Cân bằng ion của nước - Huỳnh Kỳ Phương Hạ
SÖÏ ÑIEÄN LY CUÛA NÖÔÙC VAØ TÍCH SOÁ ION CUÛA NÖÔÙC
• Nöôùc laø chaát ñieän ly yeáu
H2O (l) H+ + OH-
Haèng soá ñieän ly cuûa nöôùc
C C
H
OH
K
H O
C
H O
2
16
ÔÛ 220C
K
1 .8 10
H O
2
Do ñoä ñieän ly ûùàñoä cuûa H2O
xem nhö khoâng ñoåi:
K
H O C
const
C C
H OH
H O
2
2
4/4/2019
• Tích soá ion cuûa nöôùc: Kn
K C C
n
H
OH
• ÔÛ 220C, ta coù:
1000
18
16
14
K
K C
1 .8 10
10
n
H O
H o
2
2
7
7
7
C
10 , C
10
10
• Moâi tröôøng axit coù
• Moâi tröôøng bazô coù
H
OH
C
10 , C
H
OH
7
7
• Moâi tröôøng trung tính coù
C
10 , C
10
H
OH
4/4/2019
LYÙ THUYEÁT ACID - BASE
• THUYEÁT ACID – BASE BRONSTED-LOWRY
• Döïa treân tính chaát proton, H+: khoâng coù lôùp voû
electron, chæ laø haït nhaân neân kích thöôùc raát nhoû, H+
coù theå xaâm nhaäp saâu vaøo lôùp voû cuûa caùc ion, phaân
töû khaùc ñeå thöc hieän phaûn öùng trao ñoåi ion.
• ÑÒNH NGHÓA:
• Acid laø tieåu phaân cho proton, coøn base laø tieåu phaân
nhaän proton trong phaûn öùng.
4/4/2019
• Ví duï:
HCl H+ + Cl-
-
H2SO4 H+ + HSO4
• Vì acid laø chaát nhöôøng H+ vaø base nhaän H+, neân
trong 2 ví duï treân ta coù caùc caëp acid, base:
HCl/Cl- vaø H2SO4/HSO4
-
Nhöõng caëp acid/base nhö vaäy goïi laø caëp
acid/base lieân hôïp.
Caùc acid, base Bronsted coù theå laø phaân töû trung
hoaø, cation hoaëc anion.
4/4/2019
ACID
BASE
+
HCl H+ + Cl-
NH3 + H+ NH4
TRUNG
HOAØ
H2O H+ + OH-
HO + H+ H3O+
-
2-
HSO4 H+ + SO4 CH3COO- +H+CH3COOH
ANION
-
2-
HCO3 H+ + CO3 Cl- + H+ HCl
NH4 H+ NH3
+
CATION
H3O+ H+ + H2O
4/4/2019
• Do H+ khoâng toàn taïi ñöôïc ôû daïng töï do, neân
caùc acid chæ cho proton khi coù base nhaän vaø
ngöôïc laïi.
• Phaûn öùng trao ñoåi proton xaûy ra toång quaùt giöõa
hai caëp acid-base lieân hôïp nhö sau:
A1 + B2 A2 + B1
4/4/2019
Trong dung dòch, caùc phaân töû vaø ion do dung
moâi ñieän ly ra cuõng ñoùng vai troø cuûa caëp
acid-base lieân hôïp.
H3O+/H2O; H2O/OH-
Caùc hôïp chaát coù chöùa H+ luoân laø chaát löôõng
tính, phuï thuoäc vaøo chaát phaûn öùng vôùi noù coù
khaû naêng cho, nhaän H+ maïnh hay yeáu hôn noù.
4/4/2019
THUYEÁT ACID – BASE LEWIS
• ÑÒNH NGHÓA:
• Base laø chaát cho caëp electron vaø acid laø chaát
nhaän caëp electron ñeå taïo thaønh lieân keát hoùa
hoïc.
• Khaùi nieäm naøy lieân quan ñeán lieân keát coäng hoùa
trò cho – nhaän.
• Acid Lewis:
• Laø nhöõng tieåu phaân coù dö maät ñoä ñieän tích döông,
trong phaân töû (ion) coù caùc orbital troáng coù theå
tieáp nhaän caëp e chuyeån ñeán töø base.
4/4/2019
• Ví duï: Ña soá caùc cation laø acid Lewis (Ag+, Co3+,
Cr3+…), hay caùc halogen, hydrua cuûa B, Al…
• Base Lewis:
• Laø nhöõng tieåu phaân coù khaû naêng cho ñi caëp e.
Ví duï: Caùc anion (Cl-, Br-, OH-…), caùc phaân töû trung
hoaø hoaëc iorng taønphaàcoù caùc nguyeân töû coøn
caëp e chöa lieân keát nhö N, O (NH3, röôïu, cetone).
Ag+ + NH3 [Ag(NH3)2]+
Acid Base
BF3 + F- [B4]
HCl + NH3 NH4Cl
4/4/2019
CHÆ SOÁ HYDRO (pH)
• Quy öôùc:
pH
lg H , pOH
pK lg K
lg OH
• Trong caùc dung dòch coù noàng ñoä cao hoaëc caùc dung
dòch axit bazï
pH
lg a
H
• Moâi tröôøng axit pH < 7, bazô pH > 7 trung tính pH = 7
14
10
C
pH pOH 14
• Ta coù:
hay
H
C
OH
4/4/2019
TÍNH pH CUÛA CAÙC DUNG DÒCH ÑIEÄN LY
• pH CUÛA DUNG DÒCH ACID MAÏNH
• Acid maïnh ñieän ly hoaøn toaøn
H
H
C HA
pH
lg C
lg C a
H
4/4/2019
pH ACID YEÁU ÑÔN BAÄC
HA H+ + A-
Luùc ñaàu
Ca
0 0
Caân baèng
Ca-x x
x
Haèng soá caân baèng ñieän ly ñöôïc goïi laø haèng soá axit, Ka
C
C
a
C
HA
Do acid yeáu
x
C a
C a x C a
x
K C a
H
a
1
pH
lg H
lg K
lg C
a
a
2
4/4/2019
• pH DUNG DÒCH ACID YEÁU ÑA BAÄC
• Do K1>>K2>>K3 (ví duï vôùi H3PO4, K1=10-2,12, K2=10-7.21,
K3=10-12.38), do ñoù ñeå tính pH, ta chæ tính cho baäc phaân
ly ñaàu. Neân caùch tính cuõng gioáng tröôøng hôïp acid yeáu
ñôn baäc.
1
pH
lg K
lg C
1
a
2
• pH DUNG DÒCH BASE MAÏNH
MOH M+ + OH-
COH- Cb
pOH
lg C
lg C
pH 14 lg C
b
b
OH
4/4/2019
• pH DUNG DÒCH BASE YEÁU ÑÔN BAÄC
• Laäp luaän töông töï tröôøng hôïp acid yeáu ñôn baäc. Ta coù:
C
C
OH
M
K
b
C MOH
1
2
1
2
pH
14
lg K
lg C
pOH
lg K
lg C
b
b
b
b
• pH DUNG DÒCH BASE YEÁU ÑA BAÄC
1
2
1
2
pOH
lg K
lg C
pH
14
lg K
lg C
b1
b
b 1
b
4/4/2019
CHAÁT CHÆ THÒ MAØU
• Chaát chæ thò maøu coù nhieàu loaïi: Chaát chæ thò maøu pH,
chæ thò maøu Oxy hoùa – khöû, chæ thò maøu phöùc…ÔÛ ñaây ta
xeùt chaát chæ thò maøu pH.
• Chaát chæ thò maøu pH laø caùc hôïp chaát hoaù hoïc coù khaû
naêng thay ñoåi maøu theo pH (theo noàng ñoä H3O+, hay
H+-theo Arrhenius). Thöôøng ñaây laø caùc acid hay base
höõu cô yeáu.
4/4/2019
• Kyù hieäu chaát chæ thò maøu Acid yeáu laø HInd
HInd H+
Maøu daïng acid
+
Ind-
Maøu daïng base
Kyù hieäu chaát chæ thò maøu laø Base yeáu laø IndOH
IndOH OH- +
Ind+
Maøu daïng ba
ng acid
Maøu daïng acid khaùc vôùi maøu daïng base.
• Ví duï: phenolphthalein (HP) hay quì tím (HQ)
HP
H+
H+
+
P-
Acid khoâng maø
HQ
hoàng
+
Q-
Acid maøu ñoû
Base maøu xanh
4/4/2019
Haèng soá ñieän ly cuûa chaát chæ thò maøu
C C
C
C
MaøudaïngA
MaøudaïngB
xit
H
Ind
HInd
Ind
K
C
K
K
Ind
Ind
Ind
H
C
azô
HInd
Chuyeån qua pH
C
C
Ind
pH
pK
lg
Ind
HInd
CH+ taêng thì maøu daïng axit chieám öu theá, pH giaûm thì
ngöôïc laïi.
4/4/2019
DUNG DÒCH ÑEÄM
• Ñònh nghóa: Dung dòch ñeäm laø dung dòch coù giaù trò pH
xaùc ñònh vaø haàu nhö khoâng thay ñoåi khi pha loaõng, hay
theâm vaøo moät löôïng nhoû acid hoaëc base maïnh.
• Noùi chung dung dòch ñeäm ñöôïc taïo thaønh baèng caùch
troän moät acid yeáu vôùi muoái cuûa noù (heä ñeäm acid) hoaëc
troän moät base yeáu vôùi muoái cuûa noù (heä ñeäm base).
• Ví duï:
• Heä ñeäm acid: CH3COOH + CH3COONa
• Heä ñeäm base: NH4OH + NH4Cl
4/4/2019
Cô cheá taùc duïng cuûa dung dòch ñeäm
• Xeùt heä: CH3COOH CH3COO- + H+
(1)
(2)
CH3COONa CH3COO- + Na+
Khi theâm acid maïnh: HA H+ + A- thì theo nguyeân lyù
Le Chatelier caân baèng (1) seõ dòch chuyeån theo chieàu
nghòch (töùc laø H+ taùc duïng vôùi CH3COO- ôû (2) taïo
CH3COOH) laøm giaûm H+.
4/4/2019
Tải về để xem bản đầy đủ
25 trang
18/04/2022
1420
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa đại cương - Chương 13: Cân bằng ion của nước - Huỳnh Kỳ Phương Hạ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_hoa_dai_cuong_chuong_13_can_bang_ion_cua_nuoc_huyn.pdf
