Niên khoá: 2014- 2016
MỘT SỐ VẤN ĐỀ KHI TÍNH TOÁN TRONG DUNG DỊCH AXIT - BAZO
ĐA CHỨC
Giảng viên hướng dẫn
PGS.TS. NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN
Học viên thực hiện
NGUYỄN THỊ MINH HÀ (HOÁ PHÂN TÍCH)
LÊ THỊ THANH HÀ (HOÁ VÔ CƠ)
HOÀNG THỊ THƯƠNG (HOÁ VÔ CƠ)
Đề tài
Hóa học phân tích là môn khoa học về các phương pháp
xác định thành phần định tính, định lượng của chất và hỗn
hợp của chúng. Một trong các nội dung quan trọng của hoá
phân tích là hiểu và suy đoán được tính chất của axit-bazơ
trong dung dịch. Do đó, chúng tôi chọn đề tài: “Một số vấn
đề tính toán trong dung dịch axit – bazo đa chức”. Để bài
tiểu luận được hoàn chỉnh và đầy đủ, rất mong nhận được
sự góp ý và bổ sung của thầy và các bạn.

A.MỞ ĐẦU
2
B.NỘI DUNG
AXIT ĐA CHỨC
BAZO ĐA CHỨC
MUỐI AXIT
3
Phân tử các đa axit có khả năng phân li cho n proton (n >1).
Nếu n = 2 ta có điaxit, n = 3 triaxit,…Sự phân li của các đa

+
+ H
n-3
A
3-
K
a3
(3)

HA
(n-1)
H
+
+ A
n-
K
an

H
2
O H
+
+ OH
-

Có thể coi các đa axit như một hỗn hợp gồm nhiều đơn
axit.

1.1.Axit đa chức
I.DUNG DỊCH AXIT ĐA CHỨC

2
1
1
[ ] 0
[ ] [ ]


  

HO
aa
a
K
CK
H
H H K
1
1
[ ] 0
[]




aa
a
CK
H
HK
1

a1
= 10
-1,76
(1)
HSO
3
-
H
+
+ SO
3

2-
K
a2
= 10
-7,21
(2)
H
2
O H
+
+ OH
-
K
w
= 10
-14
(3)
Nhận thấy K


6
Vậy [H
+
] = [HSO
3
-
] =
[OH
-
] =
Để tính [SO
3
2-
] ta sử dụng cân bằng (2)

1
2
a3
2 7,21
3
K . HSO
SO 10
H







32
3
7,1.10 >> [SO ] >>

7
2
nn
a1 a1 a2 H O
2
h K [H A]h 2K K .[H A]h K

   
Tổ hợp thành phương trình bậc cao hoặc bậc 2 khuyết đối
với [H
+
].
1
nn
a1 a1 a2 H O
2
h K [H A] 2K K .[H A]h K

   
Để tính gần đúng bước 1 (giá trị [H
+
]
1
) chấp nhận [HA]
0
=C.

n-2
A
2-
]+…+n[A
n-
]



8
n
n n 1 n 2
a1 a1 a2
h
[HA] C.
h h K h K K


  
Thay các giá trị [HA]
1
vừa tính được vào (*) để tính gần
đúng bước 2 (giá trị [H
+
]
2
) và tiếp tục tính lặp cho đến khi
hội tụ.
Ví dụ 2: Tính nồng độ cân bằng trong dung dịch axit tactric
H

a2
= 10
-4,37
(2)
H
2
O H
+

+ OH
-
K
w
= 10
-14
(3)
Vì K
a1
, K
a2
>> nên có thể bỏ qua sự phân li của H
2
O.
9
Với mức không là H
2
A ta có:
[H
+
] = [HA

A]=
2
2
2
1 1 2
.[ ]
[ ] .[ ] .



HA
a a a
CH
H K H K K
(5)
Chấp nhận [H
2
A] = C = 0,03M ; [H
+
]
0
= = 10
-2,28

Thay vào (3) [H
+
]
1
= 10
-2,28

A]
2
=2,57.10
-2
M = [H
2
A]
1

Kết quả lặp lại. Vậy [H
+
] = 10
-2,31
M, pH = 2,31.
[HA
-
] = 4,73.10
-3
M; [A
2-
] = 4,12.10
-5
M.
1
.
a
KC
10
2.1.Dung dịch chỉ gồm 1 axit đa chức.


+ H
2
A
-
K
a1
(1)
H
2
PO
4

-
H
+
+ HA
2-
K
a2
(2)
HPO
4

2-
H
+
+ A
3-
K
a3

PO
4
H
+
+ H
2
PO
4
-

C 0,1
[ ] 0,1-x x x
→ x
2
/(0,1-x) = 10
-2,15
giải được x = 10
-1,64

→ pH = 1,64.
[PO
4
3-
] = C
a
K
a1
K
a2
K

] = 10
-17,8
M

12
[HPO
4
2-
] = C
a
K
a1
K
a2
[H
+
]. ( [H
+
]
3
+ K
a1
[H
+
]
2
+ K
a1
K
a2

2
( [H
+
]
3
+ K
a1
[H
+
]
2
+ K
a1
K
a2
[H
+
]
+ K
a1
K
a2
K
a3
)
-1

Thế số ta được: [H
2
PO

= 9,25.
Giải:
H
4
P
4
O
7
H
+
+ H
3
P
4
O
7
-
K
a1

= 10
-1,52
(1)
H
3
P
4
O
7
-

= 10
-6,6
(3)
HP
4
O
7
3-
H
+
+ P
4
O
7
4-
K
a4
= 10
-9,25
(4)
H
2
O H
+
+ OH
-
K
w
= 10
-14

-
] + 2[H
2
P
4
O
7
2-
] = K
a1
[H
4
P
4
O
7
].[H
+
]
-1

+ 2.K
a1
.K
a2
. [H
4
P
4
O

2-
]=K
a1
[H
4
P
4
O
7
][H
+
]
-1
+ 2K
a1
K
a2

[H
4
P
4
O
7
][H
+
]
-2

 

7
]
1
= 0,0214 M.
Thay [H
+
]
1
và [H
4
P
4
O
7
]
1
vào (4): [H
+
]
2
= 0,0388 M
Thay giá trị này vào (5) [H
4
P
4
O
7
]
2
= 0,0214 M = [H

H K H K K
15
2.2.Dung dịch chứa hỗn hợp gồm 1 axit đa và axit đơn.
Bài 1: Tính pH và cân bằng trong hệ gồm HCl 0,010M và
H
2
S 0,10M.
Giải:
Cân bằng:
HCl → H
+
+ Cl
-
(1)
H
2
S H
+
+ HS
-
K
a1
= 10
-7,02
(2)
HS
-
H
+
+ S


C 0,10 0,010
[ ] 0,10 – x 0,010 + x x

16

= 10
-7,02Giả sử x << 0,010 → x = 9,55.10
-7
<< 0,01 (thỏa mãn)
Vậy [HS
-
] = 9,55.10
-7
M → [H
2
S] = 0,10 - x 0,10M
[H
+
] = 0,010 + x 0,010M

[ S
2-
] = = 1,2.10
-7
M


3
COOH H
+
+ CH
3
COO
-
K
a
= 10
-4,76

H
3
AsO
4
H
+
+ H
2
AsO
4
-
K
a1
= 10
-2,19
(1)
H
2

+ OH
-
K
w

Do K
a1
>> K
a2
>> K
a3
và K
a1
C
1
= 10
-3,19
>> K
a
. C
2

= 5.10
-6,76
nên có thể coi (1) là chủ yếu
H
3
AsO
4
H

0,1
h
h
b, CH
3
COOH H
+
+ CH
3
COO
-
K
a
= 10
-4,76

[ ] 0,05 –x 10
-1,65
x

= 10
-4,76→ [CH
3
COO
-
] = x = 3,88.10
-5

0,010 M và
NaHSO
4
0,010M.
Giải:
Cân bằng:
HSO
4
-
H
+
+ SO
4
2-
K
a
= 10
-1,99
(1)
H
3
PO
4
H
+
+ H
2
PO
4
-

= 10
-12,32
(4)
H
2
O H
+
+ OH
-

Do K
a1
>> K
a2
>> K
a3
và K
a
K
a1
nên phải tính theo
cân bằng (1) và (2).
Ta có: [H
+
] =
Vì C = 0,01 , K
a
K
a1
nên ta chọn [H

-
]= = 4,67.10
-3
M

Thay các giá trị vào để tính lại [H
+
]

[H
+
] = = 9,4.10
-3
M

Kết quả gần bằng nhau vậy cách tính hợp lí: → pH =
- lg[H
+
] = 2,03
3
3 2,15
1
.[ ] 0,01.9,3.10
[ ] 9,3.10 10

  


a
CH

+-
2
+ 2+ -
22
(n-1)+ n+ -
12
+-
2
B+ H O BH + OH
BH + H O BH + OH
BH + H O BH + OH H O H + OH
nn
-1
b1 W an
-1
b2 W a(n-1)
-1
bn W a1
W
(1) K =K .K
(2) K =K .K

K =K .K
K

= 0
Giả sử [OH
-
] << C
b
→ [OH
-
] = 1
1
[]
bb
b
KC
K OH


1bb
KC
*Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch Na
2
S 0,010 M. Biết H
2
S có K
a1
= 10
-7


S → 2Na
+
+ S
2-
S
2-
+ H
2
O HS
-
+ OH
-
K
b1
= 10
-14
/10
-12,92
= 10
-1,08
(1)
HS
-
+ H
2
O H
2
S + OH
-
K

-
K
b1
= 10
-1,08
C 10
-2
[ ] 10
-2
– x x x

Áp dụng ĐLTDKL ta có: →

x= 9.10
-3
= [HS
-
] = [OH
-
]
→ [H
+
] = 1,1.10
-12
→ pH = 11,95.
Sử dụng ĐKP để tính lặp gần đúng liên tục hoặc có thể tổ hợp đưa về phương
trình bậc cao 1 ẩn đối với [H+].

* Tính lặp gần đúng liên tục theo ĐKP với mức không là B và H
2
O

[H+] = [OH
-
] – [BH
+
] – 2[BH
2
2+
] -3[BH
3
3+
] - … - n[BH
n
n+
]
1 -1 1 2 1 1 1 n
W
an ( 1) ( 1) 1
[B]h - 2K [B]h . [B]h
h
an a n an a n a