------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Sự điện li
PH của dung dịch và tính nồng độ dung dịch
A. Lý thuyết cần nắm vững
I.Sự điện li
Quá trình phân li của các chất trong nớc ra ion là sự điện li. Những chất khi tan trong nớc phân li ra ion
gọi là những chất điện li ,
II. Độ điện li

Độ điện li

(anpha) của chất điện li là tỷ số giữa số phân tử phân li
ion (n) và tổng sô phân tử hoà tan(n
0
)

=
0
n
n
vi 0 1


Ví dụ: Trong dd CH 3 COOH 0,043M cứ 100 phân tử hoà tan chỉ có 2 phân tử phân li ra ion, độ điện li
là:
2
100

=
=2%

2
...)
Phơng trình điện li: CHCOOH CHCOO

+ H
+
2. Chất điện li mạnh.
Chất điện li mạnh là những chất khi tan trong nớc các phân tử hoà tan đều phân li ra ion.
Một số chất điện li mạnh thờng gặp nh axít mạnh,bazơ mạnh, muối tan...
Phơng trình điện li
HCl

H
+
+ Cl

Na
2
SO
4


Na
+
+ SO
4

3. ảnh hởng của sự pha loãng đến độ điện li

.

]
K
H
2
O
gọi là tích số ion của nớc, tích số này là hằng số ở một nhiệt độ xác định.
ở nhiệt độ 25
0
C : K = [H
+
][OH

] = 10
14


l
1
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Nh vậy trong môi trờng trung tính thì : [H
+
] = [OH

] =10
7

Kiềm thì : [H
+
] < [OH


+
]
Lu ý về công thức đờng chéo
Khi trộn lẫn hai dung dịch của cùng một chất tan ( hay cùng tạo ra một ion) thì ta có thể tính nồng độ
của dung dịch thu đợc nh sau:
Giả sử trộn dung dịch 1 có nồng độ C
1
với thể tích V
1
và dd 2 nồng độ C
2
với thể tích V
2
ta thu đợc dd có
nồng độ C
3
. tính C
3
nh sau:
V
1
C
1
C
2
- C
3
C
3
V


] = C
m dd
Nên ta áp dụng công thức đờng chéo:
200ml 0,1 0,2 - C

C
300ml 0,2 C - 0,1

300
200
=
1,0
2,0


C
C

2C 0,2 = 0,6 - 3C

5C = 0,8

C = 0,14
[OH

] = 0,14 mà = [H
+
][OH



pH = 14 - 0,85 = 13,15.
2) Trong bài tập không phảI lúc nào nồng độ của H
+
cũng cho dới dạng 10
a

mà có thể ở dạng x.10
a

khi đó cách tinh pH với dạng số x.10
a

:
Log x.10
a

= log x - a
Tức là pH = log x + a

l
2
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
B. Một số bài tập áp dụng
1. Bài tập về sự điện li và tính PH của dung dịch đơn giản.
Cõu1)Tớnh pH ca dung dch baz yu NH
3
0,05M gi s in ly ca nú bng 0,02.
Cõu2)Tớnh in ly ca dung dch axit HA 0,1M cú pH = 3,0.
Cõu 3: Mt dung dch H


CH
3
COOH CH
3
COO

+ H
+
Các dung dịch axit đều có một số tính chât chung, đó là tính chất của cation H
+
trong dung dịch.
Bazơ là những chất khi tan trong nớc phân li ra anion OH

Ví dụ : NaOH

Na
+
+ OH

Ba(OH)
2


Ba
+
2
+ OH

Các dung dịch bazơ đều có một số tính chất chung, đó là tính chất của anion OH

). Bazơ là những chất nhận prôton.
Phản ứng axit bazơ : Axit Bazơ + H
+
Ví dụ1: CH
3
COOH + H
2
O H
3
O
+
+ CH
3
COO

Trong phản ứng này, CH
3
COOH đóng vai trò là chất cho prôton nên nó là axit, H
2
O đóng vai trò là chất
nhận prôton nên nó la bazơ và phản ứng nghịch thì H
3
O
+
la chất cho prôton nên nó la axit, CH
3
COO

là
chất nhận prôton nên nó là bazơ. Các căp CH


Hãy xác định các chất đóng vai trò là axit, bazơ ? xác định cặp axit bazơ liên hợp?
Kết luận: - Phân tử H
2
O có thể là axit hoặc bazơ. Vậy H
2
O là chất lỡng tính.
- Theo thuyết Bronstet , axit bazơ có thể là phân t hoặc ion.
Câu hỏi củng cố: So sánh kháI niệm axit-bazơ theo Areniut và theo Bronstet?
b. Hằng số phân li axit bazơ.
*Hằng số phân li axit:
Ví dụ: : CH
3
COOH H
+
+ CH
3
COO


K
a
=
][
]][[
3
3
COOHCH
COOCHH
+

2
O coi nh không đổi nên trong biểu thức tính K
a
không có mặt nồng độ
của nớc.
Kết luận: K
a
là hằng số phân li axit. Giá trị của K
a
chỉ phụ thuộc vào bản chất của axit và nhiệt độ. Giá trị K
a
càng nhỏ thì lực axit càng yếu.
Hằng số phân li bazơ
Ví dụ:
NH
3
+ H
2
O NH
+
4
+ OH

K
b
=
][
]][[
3
4

b
chỉ phụ thuộc vào bản chất của bazơ và nhiệt độ. Giá trị K
b
càng
nhỏ lực bazơ càng yếu.
B. Bài tập áp dụng
Câu 1: Tinh pH ca axit CH
3
COOH 0,1M .Bit K
a
= 1.75.10
5

.
Hớng dẫn giải:
Ta có phơng trình điện li:
CH
3
COOH H
+
+ CH
3
COO

K
a
Ban đầu 0,1M 0M 0M
điện li x x x
Sau điện li 0,1-x x x
K


pH = - log
Bài tập tơng tự:

l
4
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Câu 2:Tính pH của dung dịch chứa HCl 0,01M và CH
3
COOH 2M biết K
a
= 1,75.10
5

Câu 3:Tìm nồng độ của các chất và ion trong dung dịch NH
3
1M biết K
b
= 1.85. 10
5

Câu 4: Tinh in li

ca axit CH
3
COOH 0,1M .Bit pH ca dung dch ny l 2,9 .
Hớng dẫn giải:
Công thức tính độ điện li:

=

Phn ng trao i ion v ỏp dng nh lut bo ton in tớch phng trỡnh ion thu gn
trong gii toỏn hoỏ hc.
A. Lý thuyết cần nắm vững.
I. Phản ứng trao đổi ion và phơng trình ion thu gọn.
Điều kiện để xảy ra phản ứng trao đổi ion.
- Phản ứng tạo chất kết tủa:
Vd: BaCl
2
+ Na
2
SO
4


BaSO
4


+ 2NaCl
Phơng trình ion thu gọn của phản ứng trên: Ba
+
2
+ SO

2
4


BaSO
4

O
- Phản ứng tạo nớc
Vd: HCl + NaOH

NaCl + H
2
O
Phơng trình ion thu gọn: H
+
+ OH



H
2
O
Phản ứng tạo nớc là phơng trình ion thu gọn chung của phản ứng axit bazơ.
- Phản ứng tạo chất điện li yếu( axit yếu)
Vd: HCl + CH
3
COONa

NaCl + CH
3
COOH
Phơng trình ion thu gọn: CH
3
COO

+ H

và d mol NO

3
. Ta luôn có
phơng trình: a + 2b = c + d
III. Một số dạng bài tập
1) Bài tập axit tác dụng với hỗn hợp bazơ
Bài tập 1 :Một dung dịch A chứa HCl và H
2
SO
4
theo tỉ lệ mol 3 : 1. Để trung hoà 100 ml dung dịch A cần
50 ml dung dịch NaOH 0,5 M.
a, Tính nồng độ mol của mỗi axit.
b, 200 ml dung dịch A trung hoà hết bao nhiêu ml dung dịch bazơ B chứa NaOH 0,2 M và Ba(OH)
2
0,1 M ?
c, Tính tổng khối lợng muối thu đợc sau phản ứng giữa dung dịch A và B ?
H ớng dẫn
Đây là những phản ứng giữa 1 Bazơ và 2 Axit và 2 Bazơ và 2 Axit (có kèm theo theo tạo kết tủa). Vậy nên
nếu giải phơng pháp bình thờng sẽ rất khó khăn trong việc lập phơng trình để giải hệ. Nên ta sử dụng phơng
trình ion thu gọn.
a. Phơng trình phản ứng trung hoà
H
+
+ OH
-


H

2
SO
4
)
=
1,0
005,0
= 0,05 (M)
b. Gọi thể tích dung dịch B là V (lit).
Trong 200 ml ddA :
n
H
+
= 2. 5 x = 0,05 (mol)
Trong V (lit) ddB :
n
OH

= 0,2 . V + 2. 0,1. V = 0,4 V (mol)
n
H
+
= n
OH

hay 0,4 V = 0,05 => V = 0,125 (lit) hay 125 (ml)
c. Tính tổng khối lợng các muối.


m

NaOH 0,8 (M) và KOH (cha rõ nồng độ) thu đợc dung dịch C. Biết rằng để trung hoà 100 ml dung dịch C
cần 60 ml dung dịch HCl 1 M, tính :
a, Nồng độ ban đầu của KOH trong dung dịch B.
b, Khối lợng chất rắn thu đợc khi cô cạn toàn bộ dung dịch C.
Hớng dẫn
Bình thờng đối với bài này ta phải viết 4 phơng trình giữa 2 axit với 2 bazơ. Nhng nếu ta viết phơng trình ở
dạng ion ta chỉ phải viết 1 phơng trình ion thu gọn của phản ứng trung hoà.
a. Phơng trình phản ứng trung hoà :
H
+
+ OH
-


H
2
O
Trong 200 (ml) ddA :
n
H
+
= 0,2 . 1 + 0,2 . 2 = 0,6 (mol)

l
6
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Trong 300 (ml) ddB :
n
OH


K
+
+ m
Cl

+ m
NO

3

+ m
OH

d
m
Na
+

= 0,24. 23 = 5,52 (g)
m
K
+
= 0,3 . 2,2 . 39 = 25,74 (g)
m
Cl

= 0,2 . 35,5 = 7,1 (g)
m
NO



+ m
OH

d
= 68,26 (g).
Bài tập 3 : a, Cho dung dịch NaOH có pH = 13 (dung dịch A). Để trung hoà 10 ml dung dịch A cần 10 ml
dung dịch B chứa 2 axit HCl và H
2
SO
4
. Xác định pH của dung dịch B ?
b, Trộn 100 ml dung dịch A với 100 ml dung dịch Ba(OH)
2
a (M), thu đợc dung dịch C. Để trung hoà dung
dịch 500 ml dung dịch C cần 350 ml dung dịch B. Xác định nồng độ mol Ba(OH)
2
.
H ớng dẫn
Đây là những phản ứng giữa 1 Bazơ và 2 Axit và 2 Bazơ và 2 Axit (có kèm theo theo tạo kết tủa), và có liên
quan đến pH dung dịch. Vậy nên nếu giải phơng pháp bình thờng sẽ rất khó khăn trong việc lập phơng trình
để giải hệ. Nên ta sử dụng phơng trình ion thu gọn.
a. Phơng trình phản ứng trung hoà ddA với ddB
H
+
+ OH
-


H

.10
-1
= 10
-3
(mol)
theo pt (1) có : n
OH

= n
H
+
= 10
-3
(mol)
Trong 10 (ml) = 10
-2
(l) dung dịch B có :
n
H
+
= 10
-3
(mol)
[ ]
+
H
= 10


l
7
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Theo pt (1) có : 2,5. 10
-2
+ a = 3,5 . 10
-2
=> a = 10
-2
(M)
* Bài tập về nhà
1/ Cho 40 ml dung dịch HCl 0,75 M vào 160 ml dung dịch chứa đồng thời Ba(OH)
2
0,08 M và KOH 0,04
M. Tính pH của dung dịch thu đợc.
Cho biết :
[ ]
+
H
.
[ ]

OH
= 10
-14

(Đề thi TSĐH khối A 2004)
2/ Trộn dung dịch A chứa NaOH và dung dịch B chứa Ba(OH)
2

vào dung dịch A. Hấp thụ hỗn hợp khí B bằng
dung dịch NaOH d. Viết phơng trình phân tử và phơng trình ion thu gon của các phản ứng xảy ra.
b/ Trộn 200 ml dung dịch HCl 0,1M và H
2
SO
4
0,05M với 300 ml dung dịch Ba(OH)
2
có nồng độ a mol/l thu
đợc m gam kết tủavà 500 ml dung dịch có pH = 13. Tính a và m.
(Đề thi TSĐH khối B 2003)
5/ Cho hai dung dịch H
2
SO
4
có pH =1 và pH = 2. Thêm 100 ml dung dịch KOH 0,1M vào 100 ml mỗi dung
dịch trên. Tính nồng độ mol/l của các dung dịch thu đợc.
(Đề thi TSĐH khối B 2002)
6/ Hòa tan một mẫu hợp kim Ba-Na ( với tỷ lệ số mol là 1: 1 ) vào nớc thu đợc dung dịch A và 6,72 lít H
2
(đktc).
a/ Cần dùng bao nhiêu ml dung dịch HCl có pH = 1,0 để trung hòa 1/10 dung dịch A.
b/ Cho V lít khí CO
2
(đktc) hấp thụ hết vào 1/10 dung dịch A thì thu đợc 2,955 gam kết tủa . Tính V.
c/ Thêm m gam NaOH vào 1/10 dung dịch A thu đợc dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng với
100 ml dung dịch Al
2
(SO
4

( PP giải toán hoá vô cơ - TS Nguyễn Thanh Khuyến)
9/ 100 ml dung dịch X chứa H
2
SO
4
và HCl theo tỉ lệ mol 1 : 1.
Để trung hoà 100 ml dung dịch X cần 400 ml dung dịch NaOH 5% ( d = 1,2 g/ml)
a, Tính nồng độ mol của mỗi axit trong dung dịch X.

l
8
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
b, Nếu C% NaCl sau phản ứng là 1,95. Tính khối lợng riêng của dung dịch X và nồng độ % của mỗi axit
trong dung dịch X ?
c, Một dung dịch Y chứa 2 bazơ NaOH và Ba(OH)
2
. Biết rằng 100 ml dung dịch X trung hoà vừa đủ 100 ml
dung dịch Y đồng thời tạo ra 23,3 gam kết tủa. Chứng minh Ba
2+
trong dung dịch Y kết tủa hết. Tính nồng
độ mol của mỗi bazơ trong dung dịch Y.
( PP giải toán hoá vô cơ - TS Nguyễn Thanh Khuyến)
10/ Thêm 100 ml nớc vào 100 ml dung dịch H
2
SO
4
đợc 200 ml dung dịch X (d = 1,1 g/ml).
a, Biết rằng 10 ml dung dịch X trung hoà vừa đủ 10 ml dung dịch NaOH 2 M, Tính nồng độ mol và khối l-
ợng riêng d của dung dịch H
2

dạng này ta nên giải theo phơng trình ion.
TH1 : V
1
= 2,24 lit CO
2
đktc
n
CO
2
=
4,22
24,2
= 0,1 mol
n
OH

= 0,2.1 + 0,2.0,5 = 0,3 mol

2
CO
OH
n
n

=
1,0
3,0
> 2 chỉ tạo ra muối trung tính CO

2

d
= 0,2.0,5. 39 + 0,2.1. 23 + 0,1. 60 + (0,3 0,2).17 = 16,2 (g)

TH2 : V
2
= 8,96 lit CO
2
đktc
n
CO
2
=
4,22
96,8
= 0,4 mol
n
OH

= 0,2.1 + 0,2.0,5 = 0,3 mol

2
CO
OH
n
n

=
4,0
3,0
< 1 chỉ tạo ra muối axit HCO

= 4,48 lit CO
2
đktc
n
CO
2
=
4,22
48,4
= 0,2 mol
n
OH

= 0,2.1 + 0,2.0,5 = 0,3 mol
1 <
2
CO
OH
n
n

=
2,0
3,0
< 2 tạo ra 2 muối axit HCO

3
và CO

2

+
+ m
Na
+
+ m
HCO

3
+ m
CO

2
3

= 0,2.0,5. 39 + 0,2.1. 23 + 0,1. 61 + 0,1. 60 = 20,6 (g)
* Bài tập về nhà
1/ Có 1 lít dung dịch hỗn hợp gồm Na
2
CO
3
0,1M và (NH
4
)
2
CO
3
0,25M. Cho 43 gam hỗn hợp BaCl
2
và CaCl
2

1
và V
2
.
b, Cho V
2
=5/3V
1
:
- Hãy lập biểu thức tính m
1
theo m
2
và V
1
.
- Cho m
2
= 4,42 gam; V
1
= 0,672 lít. Hãy tính m
1
và tính nguyên tử khối của A.
(Đề 7 - ĐTTSĐH 1996)
3/ Cho từ từ dung dịch A chứa x mol HCl vào dung dịch B chứa y mol Na
2
CO
3
. Sau khi cho hết A vào B ta
đợc dung dịch C. Hỏi trong dung dịch C có những chất gì? Bao nhiêu mol ( tính theo x, y).

đặc nóng d thì thu đợc 11,76 lit khí SO
2
( đo ở đktc)

l
10
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
a, Viết các phơng trình phản ứng xảy ra
b, Tính khối lợng các kim loại trong 17,4 gam hỗn hợp A.
c, Tính thể tích dung dịch Y gồm Ba(OH)
2
0,25M và NaOH 0,3 M cần cho vào dung dịch X để kết tủa
hoàn toàn các ion kim loại trong dung dịch X. Lọc lấy kết tủa , đem nung trong không khí ở nhiệt độ cao.
- Viết PTPƯ . (Đối với các phản ứng xảy ra trong dung dịch yêu cầu viết ở dạng ion thu gọn).
- Tính khối lợng chất rắn thu đợc sau phản ứng.
( Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và BaSO
4
coi nh không bị nhiệt phân )
6/ Một hỗn hợp X gồm 2 muối Na
2
CO
3
có khối lợng là 17,5 (g). Khi thêm từ từ và khuấy đều 0,8 lit dung
dịch HCl 0,25 M vào dung dịch chứa 2 muối trên thì có khí CO
2
thoát ra (đktc) và dung dịch Y. Thêm dung
dịch Ca(OH)
2
d vào dung dịch Y thu đợc kết tủa A.
a, Tính khối lợng mỗi muối trong X và kết tủa A ?

.
- Tác dụng với kim loại;
Phơng trình tổng quát: N
2
+ M

M
3
N
n

Nitrua kim loại
chỉ có Liti phản ứng ở đk thờng còn một số kim loại cần nhiệt độ cao.
b)Tính khử
- Phản ứng với oxi: N
2
+ O
2
2NO
kJH 180
+=
Trong không khí thì khí NO không bền: 2 NO + O
2


2 NO
2
2. Hợp chất của nitơ
a) Amoniac và Muối amoni
NH

+
4
Khả năng tạo phức:
Vd: Cu(OH)
2
+ 4NH
3


[Cu(NH
3
)
4
](OH)
2
Cu(OH)
2
+ 4NH
3


[Cu(NH
3
)
4
]
+
2
+ OH


t
3Cu + N
2
+ 3H
2
O
* Muối Amoni
Tác dụng với dd kiềm giảI phóng ammoniac

l
11
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
NH
4
Cl + NaOH

NaCl + NH
3


+ H
2
O
Phản ứng nhiệt Phân
- Gốc axit không có tính oxh
NH
4
Cl

0

O
II. Bài tập về nitơ và hợp chất nitơ
Bài 1: Viết phơng trình hoá học , nêu vắn tắt hiện tợng và ghi rõ điều kiện phản ứng xáy ra khi cho HN
3
d
lần lợt tác dụng với H
2
O, khí HCl, dd H
2
SO
4
, FeCl
3
, CuSO
4
, AgCl/H
2
O, O
2
, Cl
2
, CuO, Na nóng chảy. Cho
biết vai trò của NH
3
trong phản ứng này
Hỡng dẫn giải:
1) NH
3
+ H
2

+ 3H
2
O

Fe(OH)
3

+ 3NH
4
Cl
Bài 2: Phải dùng bao nhiêu lít khí Hiđro và lít khí nitơ( 25
o
C và 1atm) để điều chế 17 gam NH
3
, biết hiệu
suất chuyển hoá thành amoniac là 25%. Nếu dùng dd HCl 10%
( d= 1,1g/ml) để trung hoà lợng amoniắc trên thì cần bao nhiêu ml?
Hỡng dẫn giải: Viết phơng trình phản ứng điều chế ammoniac rồi giả sử hiệu siất đạt 100%
Bài 3: 60 gam kim loại R tác dụng hết với nitơ tạo thành nỉtua. Lợng khí tạo ra khi thuỷ phân nỉtua đó đợc
oxi hoá ( có chất xúc tác ) tạo thành 21,96 lít ( đktc) khí NO, Tỉ lệ đợc chuyển thành NO là 98%. Xác định
tên của kim loại R nói trên
Bài 4:Trung hoà 50ml dung dịch NH
3
thì cần 25ml dung dịch HCl 2M. Để trung hoà cũng lợng dung dịch
NH
3
đó cần bao nhiêu ml dung dịch H
2
SO
4

SO
4
và
NH
4
NO
3
trong dung dịch X
Bài 7:Cần lấy bao nhiêu lít hỗn hợp N
2
và H
2
(đktc) để điều chế đợc 51g NH
3
biết hiệu suất phản ứng là
25% ?
Ch : Thnh phn hn hp khớ v ỏp sut
Bi 1. Trn 15 ml NO vi 50 ml khụng khớ. Tớnh th tớch NO
2
to thnh v th tớch hn hp khớ sau
phn ng. Bit rng phn ng xy ra hon ton v th tớch khớ o cựng iu kin.
Bi 2. Trn 5 ml hn hp N
2
v NO vi 2,5 ml khụng khớ, thu c hn hp khớ cú th tớch 7 ml.
Thờm vo hn hp ny 14,5 ml khụng khớ thỡ th tớch hn hp l 20 ml. Tớnh % th tớch cỏc cht trong
hn hp u v hn hp sau cựng.
Bi 3. Hn hp A gm N
2
, H
2