YăBANăNHỂNăDỂNăT NHăQU NGăNGẩI
TR

NGă

IăH CăPH MăV Nă

NG

----------

VẪăTH ăVI TăDUNG

BÀIăGI NG
HịAăH CăPHỂNăTệCHă1
CỂNăB NGăIONăTRONG DUNGăD CH

Qu ngăNgưi,ă12/2013


YăBANăNHỂNăDỂNăT NHăQU NGăNGẩI
TR

NGă

IăH CăPH MăV Nă

NG

----------


tôi đã biên so n và gi i thi u bài gi ng Hóa h căPhơnătíchă1ăậ Cơnăb ngăionătrongă
dungăd chă v i th i l

ng 03 tín ch , gi ng d y 45 ti t, dùng cho sinh viên ngành

Cao đ ng S ph m Hóa h c, tr

ng

i h c Ph m V n

ng.

Bài gi ng cung c p ki n th c v m t s đ nh lu t c b n c a hóa h c áp d ng
cho h ch t đi n li, lí thuy t v cân b ng axit-baz , cân b ng t o ph c, cân b ng oxi
hóa-kh , cân b ng trong dung d ch ch a h p ch t ít tan, cân b ng phân b ch t tan
gi a hai pha không tr n l n.
Sau khi h c t p và nghiên c u n i dung bài gi ng, sinh viên s :
1. N m v ng c s lý thuy t v cân b ng ion đ lí gi i các ph n ng ion x y
ra trong dung d ch n

c.

2. Mô t đúng các cân b ng x y ra trong dung d ch các ch t đi n li khác
nhau. S d ng đ
l

ng chi u h

c các ph


cu i ch

ng. Các bài t p t

ng d n gi i ho c đáp s đ sinh viên đ i chi u k t qu .

Trong quá trình biên so n không tránh kh i sai sót, tác gi xin chân thành
c m n nh ng ý ki n đóng góp quý báu c a các th y cô giáo, các anh ch đ ng
nghi p và các em sinh viên đ bài gi ng đ

c hoàn thi n h n.
TÁCăGI

2


NGă1.ăCÁCă

CH

NHăLU TăC ăB NăC AăHịAăH CăÁPăD NGă

CHOăCÁCăH ăTRONGăDUNGăD CHăCH Tă I NăLI
1.1.ăTr ngătháiăcácăch tăđi năliătrongădungăd chă
1.1.1.ăCh tăđi năliăvƠăs ăđi năli
Ch t đi n li là nh ng ch t khi tan vào n

c phân li thành các ion.


Ví d :

MX € Mn   Xn 

 M n    X n  


CMX
CMX
0   1
 = 0: ch t không đi n li
 = 1: ch t đi n li hoàn toàn
1.1.2.2. H ng s đi n li K

 M n   .  X n  
K
 MX

(1.2)

* Liên h gi a K và 

 C 

2

 2C
K

C  C 1  

1.1.3.1. Các ch t đi n li không liên h p (các ch t đi n li m nh)
Là nh ng ch t phân li g n nh hoàn toàn.
Các axit m nh vô c , các baz tan, các mu i tan đ u là các ch t đi n li không
liên h p.
*Quy

c:

Các ch t đi n li không liên h p đ

c bi u di n b ng m t m i tên "  "

h

ng t trái (ghi công th c phân t ch t đi n li) sang ph i (ghi công th c các ion

t

ng ng).

NaCl  Na   Cl

Ví d :

NaOH  Na   OH

HCl  H  Cl
1.1.3.2. Các ch t đi n li liên h p (các ch t đi n li y u)
Là nh ng ch t ch phân li m t ph n.
Các axit y u vô c , các axit h u c , m t s mu i ít tan đ

1.2.2.ăCácătr

ngăh păcó kh ăn ngăx yăraăph nă ng

1.2.2.1. Ph n ng t o thành s n ph m ít phân li
– Ph n ng t o thành H2O ít phân li
Ví d :
Ph

NaOH  HCl  NaCl  H2O

ng trình ph n ng ion: H  OH  H2O

– Ph n ng t o thành các axit y u, baz y u ít phân li
Ví d :
Ph

CH3COONa  HCl  NaCl  CH 3 COOH

ng trình ph n ng ion: CH3COO  H  CH3COOH

NH4Cl  NaOH  NH3  NaCl  H2O
Ph

ng trình ph n ng ion: NH4  OH  NH3  H2O

– Ph n ng t o thành ph c ch t ít phân li
Ví d :
Ph


Ph

ng trình ph n ng ion: 2Fe3  Sn 2  2Fe2  Sn 4

1.3.ăCácăđ nhălu tăc ăb năc aăhóaăh căápăd ngăchoăcácăh ătrongădungăd chăch tă
đi năli
1.3.1.ă

nhălu tăh păth că(t ăl

ng)

1.3.1.1. T a đ ph n ng
T a đ ph n ng (  ) là t s gi a đ bi n đ i mol n i hay đ bi n đ i n ng
đ Ci v i h s h p th c  i c a c u t t

ng ng là gi ng nhau đ i v i m i ch t

ph n ng.



Xét ph n ng:

aA

H s h p th c,  i

a


n C
c

+

dD

T a đ ph n ng, 

n A
a

S mol sau ph n ng, ni

n 0A  n 0A

n 0B  n 0B

Ho c xét ph n ng:

aA

bB

H s h p th c,  i

a

b


CA
a

N ng đ sau ph n ng, Ci

C0A  C0A

=

n B
b

cC

CB
b

=



=

C0B  C0B

=

n D
c


i
i

6


T a đ c c đ i c a ph n ng là giá tr bé nh t trong s các giá tr c c đ i tính
đ i v i t ng ch t ph n ng.
 n0

max  min  i

 i



 (1.5) ho c



 C0 


x max  min  i  (1.6)

 i 


1.3.1.3. Thành ph n gi i h n
Thành ph n gi i h n là thành ph n c a h sau khi ph n ng v i đi u ki n ban

Áp d ng LBTN B ta có:

C = PO34  + HPO24  + H2PO4  +  H3PO4 
*Chú ý: C n phân bi t các khái ni m: n ng đ g c, n ng đ ban đ u, n ng đ
cân b ng.
- N ng đ g c (C0): n ng đ c a ch t tan trong dung d ch tr

c khi tr n.

- N ng đ đ u (C0): n ng đ c a ch t tan trong dung d ch sau khi tr n nh ng
ph n ng ch a x y ra (n ng đ đ u khác n ng đ g c do hi u ng pha loãng).
- N ng đ ban đ u (C): n ng đ c a các ch t sau khi ph n ng x y ra hoàn
toàn nh ng h ch a đ t cân b ng.

7


- N ng đ cân b ng ([ ]): n ng đ c a c u t trong dung d ch khi ph n ng
đã đ t tr ng thái cân b ng.
1.3.2.2.

nh lu t b o toàn đi n tích

Các dung d ch có tính trung hòa v đi n: t ng đi n tích âm c a các anion
b ng t ng đi n tích d

Trong đó:

ng c a các cation.


proton c a các ch t

tr ng thái so sánh (đ

8

c quy

c g i là “m c không”) đã


nh

ng ra tr đi t ng n ng đ proton c a các ch t

tr ng thái so sánh nh n vào

đ đ t t i tr ng thái cân b ng”.
Ví d 1: Dung d ch CH3COOH
Các quá trình x y ra trong dung d ch:

CH3COOH € H + CH3COO
H2O € H + OH
Ch n m c không: CH3COOH, H2O.
Ph

ng trình b o toàn proton:

H  = CH3COO  + OH 
N u ch n m c không là CH3COOH:

nhălu tătácăd ngăkh iăl

ng

aA  bB € cC  dD

 C  . D 
K
a
b
 A  . B
c

K

d

9

(1.9)


K: h ng s cân b ng
(i): ho t đ c u t i, (i) = [i].fi v i [i]: n ng đ ; fi: h s ho t đ
V y:

c
d
C . D f Cc .f Dd


t K W   H  . OH  : Tích s ion c a n

c

o
K W  1014 ( 25 C)

b) H ng s phân li axit Ka
HA € H  A

H ng s cân b ng:

 H   .  A  
Kc 
 HA. H 2O

 H   .  A  
 K c . H 2O 
 Ka
 HA
Ka: h ng s phân li axit
c) H ng s phân li baz Kb

B  H2O € HB  OH
H ng s cân b ng:

 HB  . OH  
Kc 
 B. H2O



Ví d :

T  Ag   . Cl  : Tích s tan c a AgCl (Ks)
1.3.3.2. T h p cân b ng
a) Bi u di n cân b ng theo chi u ngh ch

HA € H  A

Ka

H  A € HA

K'

K' 

 HA
 H  .  A 




K '  K a1

V y:

 K a1
(1.13)



c khi c ng các cân b ng v i nhau b ng tích các

h ng s c a các cân b ng riêng l .
c) Nhân cân b ng v i m t th a s n (t

ng đ

ng v i vi c c ng n l n c a cân b ng

đó)

n  HA € H   A 

Ka
K   Ka 

nHA € nH   nA 

n

(1.14)

Khi nhân m t cân b ng v i m t th a s n thì h ng s c a cân b ng t h p
đ

c b ng h ng s c a cân b ng g c l y th a n l n.

1.4.ă ánhăgiáăg năđúngăthƠnhăph năcơnăb ngătrongădungăd chă
1.4.1.ăNguyênăt căchungăv ătínhăcơnăb ng

- Khi h ch có m t cân b ng ch y u, có th t h p

LBTN

v i

đ tính n ng đ ban đ u c a các c u t và có th tính cân b ng theo
d ng cho cân b ng đó.
Ví d trong dung d ch MX ch có cân b ng

MX

Mn   Xn 

€

K

Theo LBTND đ i v i MX, ta có:

CMX =  M n     MX   C
  MX   C   M n    C  x
Xét ph n ng: MX
C0

C

[]

C-x


([H+] = 1M)
Trong dung d ch x y ra cân b ng ch y u sau:

Sn 2  2Fe3
C0 0,02

0,02

C 0,01

0,02

C

0

0,01

€

Sn 4  2Fe2

0,01

lg K  21 (1)

0,02

Khi đó trong dung d ch cân b ng có th có là cân b ng ng

(0,01  x)(0,02  2x)

 Fe3   2.1012,5 ; Fe2   0,02  2x  0,02M;
 Sn 2   0,01  x  0,01; Sn 4   0,01  x  0,01M.
Th c t coi nh ph n ng (1) x y ra hoàn toàn.
BÀIăT PăCH

NGă1

A.ăBÀIăT PăTR CăNGHI M
Câu 1. Câu nào sau đây đúng khi nói v s đi n li?
A. S đi n li là quá trình hoà tan m t ch t vào n
B. S đi n li là quá trình phân li m t ch t d

c t o thành dung d ch.

i tác d ng c a dòng đi n.

C. S đi n li là quá trình phân li m t ch t thành ion d

13

ng và ion âm

pH = 0


D. S đi n li th c ch t là quá trình oxi hoá kh .
Câu 2. Ch n câu đúng
A. Ch t đi n li là nh ng ch t d n đ

A. 0,08M

B. 0,1M

C. 0,04M

D. 0,05M

Câu 6. Dung d ch nào sau đây có ch a n ng đ mol c a ion b ng n ng đ mol
c a ion trong dung d ch BaCl2 1M (b qua s phân li c a n

c)

A. Dung d ch AgNO3 0,5M

B. Dung d ch CuSO4 1M

C. Dung d ch Na2SO4 0,05M

D. Dung d ch Na2SO4 1M

Câu 7. Cho các ch t d

i đây: H2O, HCl, NaOH, NaCl, CH3COOH, CuSO4, NH3.

Nhóm các ch t đi n li y u là
A. H2O, CH3COOH, CuSO4

B. NH3, NaOH, HCl


C. Gi m

D. Không xác đ nh đ

Câu 10. Trong dung d ch axit fomic có cân b ng sau: HCOOH €

c
HCOO– + H+.

N u nh thêm vài gi t dung d ch H2SO4 (loãng) thì đ đi n li  c a HCOOH s
thay đ i nh th nào?
A. T ng

B. Không bi n đ i

C. Gi m

D. Không xác đ nh đ

c

Câu 11. Trong m t dung d ch ch a a (mol) Ca2+, b mol Mg2+, c (mol) Ba2+ và x
(mol) HCO3–, y (mol) NO3–, z (mol) Cl–. Bi u th c liên h gi a a, b, c, x, y, z là
A. a + b + c = x + y + z

B. 2a + 2b + 2c = x + y + z

C. 2a + b + c = x + 2y + 2z

D. a + b + c = 2x + 2y + 2z


C. 0,06 mol Al2(SO4)3.

D. 0,12 mol Al3+.

15


Câu 15. Xét ph

M+(dd) + A–(dd). Bi u th c

ng trình đi n li có cân b ng MA(dd) €

nào sau đây ch h ng s đi n li K
A. K 

 MA

 M  
B. K 
 A  

 M    A  

 M    A  
D. K 
 MA

C. K  M   A 


B. Ba(NO3)2

C. Na2ZnO2

D. (NH4)2S

Câu 19. Dung d ch K2CO3 không tác d ng v i dung d ch nào sau đây
A. Dung d ch NaHSO4

B. Dung d ch BaCl2

C. Dung d ch MgSO4

D. Dung d ch CH3COONa

Câu 20. Ph n ng nào sau đây là không ph n ng trao đ i ion?
A. CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + H2O + CO2
B. NaHCO3 + HCl  NaCl + H2O + CO2
C. AgNO3 + CuCl2  AgCl + Cu(NO3)2
D. NH3 + HCl  NH4Cl
Câu 21. Cho dung d ch Ba(HCO3)2 vào dung d ch nào sau đây không có ph n ng
x y ra?
A. NaOH

B. HCl

C. Na2SO4

16


D. KHCO3

Câu 25. Cho các c p dung d ch sau (1) BaCl2 và Na2CO3; (2) NaOH và AlCl3; (3)
BaCl2 và NaHSO4; (4) Ba(OH)2 và H2SO4; (5) AlCl3 và K2CO3; (6) Pb(NO3)2 và
Na2S; (7) NaHSO4 và NaHCO3. Nh ng c p nào x y ra ph n ng khi tr n các dung
d ch trong t ng c p v i nhau?
A. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

B. 1, 2, 4, 5, 6

C. 1, 2, 4, 6, 7

D. 1, 2, 4, 5

Câu 26. Có các c p dung d ch sau: (1) NaCl và AgNO3; (2) Na2CO3 và FeCl3 (3)
Na2CO3 và HCl; (4) NaOH và MgCl2; (5) BaCl2 và NaOH; (6) BaCl2 và NaHCO3.
Nh ng c p nào không x y ra ph n ng khi tr n các dung d ch trong các c p đó v i
nhau?
A. 2, 4, 5
Câu 27. Cho ph

B. 2, 4

C. 2, 5, 6

D. 5, 6

ng trình: X + dung d ch K2CO3  X1 + CO2 + KCl. X là ch t



A. KOH

B. KCl

C. K2S

D. HNO3

Câu 30. Cho các dung d ch sau: dung d ch (1) ch a: Ba2+, Cu2+, Cl– và OH–; dung
d ch (2) ch a: K+, Fe2+, Cl– và SO42–; dung d ch (3) ch a: NH4+ , Ba2+, Cl– và SO42–;
dung d ch (4) ch a: Mg2+, Fe3+, NO32–, CO32–. Dung d ch nào trong s các dung d ch
trên có th t n t i đ

c?

A. dung d ch (1)

B. dung d ch (2)

C. dung d ch (3)

D. dung d ch (4)

Câu 31. Nh ng ion nào sau đây có th t n t i trong cùng m t dung d ch
A. Na+, Mg2+, OH–, NO3–

B. Ag+, H+, Cl–, SO42–

C. HSO4–, Na+, Ca2+, CO32–


ng trình đi n li c a các ch t sau trong n

c: axit m nh HNO 3;

baz m nh KOH; các axit y u HNO2, H2S; baz y u NH3; các ch t đi n li ít tan:
BaSO4, PbI2, Fe(OH)3, Ca3(PO4)2.
b) Vi t ph

ng trình h ng s cân b ng đ i v i t ng ch t đi n li y u và tích s

tan đ i v i t ng ch t đi n li ít tan k trên.
H

ng d n:
HNO3  H+ + NO3–
KOH  K+ + OH–

18


HNO2 €

H2 S €

–

HS €

+


+

+

NH4 + OH

 NH 4  OH  
Kb =
 NH3 

–

T =  Ba 2  SO24 

Ba2+ + SO42–
Pb2+ + 2I–

Fe(OH)3 €
Ca3(PO4)2 €

T =  Pb2   I 

Fe3+ + 3OH–

2

T =  Fe3  OH  

3

b) N ng đ HNO3 là 6,3.10–8M. N ng đ Ca < 3,16. 10–7 M nên ph i tính c
[H+] do H2O đi n li ra. Trong dung d ch có các ph n ng sau:

19


HNO3  H+ + NO3H2 O €

H+ + OH-

Theo nguyên lý trung hoà đi n c a dung d ch ta có:
[H+] = [NO3-] + [OH-] = Ca +

Kw
[H  ]

 [H ]2  Ca [H ]  K w  0
 = (6,3 . 10–8)2 + 4. 10–14  4,4. 10–14
  2,1.10 7

[H+] =

6,3.108  2,1.107
 1,365.107 M  pH = 6,86
2

c) N ng đ NaOH là 8/40 = 0,2M. Vì NaOH có  = 1 nên [OH  ] = 0,2M.
T đó:

1014

 [H  ]2  Cb [H  ] - K w  0
 [H  ]2  108[H  ] - 1014  0
Gi i ra tìm đ

c [H+] = 9,5.10-8  pH = 7,02

Câu 4. Tính đ đi n li  và pH c a dung d ch:
a) HCOOH 1M
b) HCOOH 10–2M
Bi t r ng Ka c a HCOOH là 1,7.10–4.

20


So sánh  c a HCOOH
H

hai dung d ch. Gi i thích.

ng d n:
a) Ka .Ca = 1,7. 10–4 > 10–12 và Ca/Ka > 100 nên có th b qua [H+] do H2O

đi n li ra và ch xét cân b ng sau:
HCOOH €

HCOO- + [H+]

C:

1


ng h p trên

đáng k , nh ng không th coi 1 –   1 đ
HCOOH

€

HCOO- +

ch [H+] do H2O đi n li ra không

c:
[H+]

C

Ca

0

0

[]

Ca – Ca

Ca 

Ca


ng d n:
Khi cho khí CO2 vào h n h p g m H+ 0,0150M; Ba2+ 0,0150 M; Fe3+ 0,0150

M có các quá trình:
HCO3– + H+

CO2 + H2O €
HCO3– €

Ka1 = 10–6,35
Ka2 = 10–10,33

CO32– + H+

HCl  H+ + Cl –
Fe3+ + H2O €

Ka = 10–2,17

FeOH2+ + H+

ng axit m nh (vì có HCl và Fe3+), s đi n ly CO2 là

Dung d ch có môi tr

không đáng k (vì n ng đ CO32– vô cùng bé) nên không có k t t a BaCO3 t o
thành.
Khi thêm NaOH x y ra các ph n ng:
– Trung hoà HCl:


+

+

0,015

2OH–  CO32– + H2O

3.10–2

0,06M

–

–

Ba2+ +

CO32–  BaCO3

0,015

0,030

–

0,015

0,030

2–

–

HCO3 + OH

–

Ks2 = 10–8,30

(3)

1014
Kb1 = 10,33 = 10–3,67
10

(4)

So sánh cho th y cân b ng (4) là cân b ng quy t đ nh pH c a dung d ch (Vì
OH– do H2O đi n ly và do Fe(OH)3 tan ra là r t bé), n ng đ CO32– do BaCO3 tan ra
không đáng k (Vì có d CO32– t dung d ch).
Tính pH theo (4):
CO32– + H2O €
C

0,015

[]

(0,015 –x)

c) CH3COONa 10–2 M .
d) NH3 10–3 M, Kb = 1,8.10–5

 áp s : a) 4,46; b) 2,87; c) 8,37; d) 10,1
Câu 8. Tính pH c a các dung d ch sau:
a) H2C2O4 0,1 M, K1a = 6,3.10–2 và K2a = 5.10–5

23


; pH
2


b) NH4NO2 10–2M, Ka c a NH4+ là 6,3.10–10 và Kb c a NO2– là 2.10–11.
c) NaHCO3 2.10–2M, bi t r ng K1 và K2 c a H2CO3 l n l

t là 1.10–6,35 và

1.10–10,33.

 áp s : a) 1,27; b) 6,25; c) 8,34
Câu 9.
1. Tính pH khi tr n 30 ml dung d ch HNO3 có pH = 2 v i 20 ml dung d ch
H2SO4 0,001M. Cho pK(HSO4–) = 2

 áp s : 2,18
2. Cho 10 ml dung d ch CH3COOH (pH = 3) tác d ng v i 10 ml dung d ch
NaOH (pH = 11). Tính pH c a dung d ch thu đ


Câu 12.
a) Cho h g m: MgCl2 (0,055M), FeCl3 (0,03M), HCl (1M). Tính pH dung
d ch bi t:
Fe3+ + H2O  FeOH2+ + H+

24

1* = 10–2,17