Axit yếu, dung dịch đệm và quyết định trong chuẩn độ
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| dissociation | sự phân ly |
| buffer/ˈbʌfə/ | dung dịch đệm |
| conjugate base/ˈkɒndʒuːɡeɪt beɪs/ | bazơ liên hợp |
| equivalence/ɪˈkwɪvələns/ | điểm tương đương |
Mô hình pH nào áp dụng?
- Một axit yếu và một axit mạnh cùng nồng độ chưa chắc có cùng pH. Độ mạnh liên quan đến độ phân ly, không phải lượng hòa tan.
- Xác định các loài axit/bazơ và bất kỳ quá trình trung hòa nào đã xảy ra trước khi chọn công thức.
Sử dụng xấp xỉ axit yếu
- Đối với HA, $K_a=[H^+][A^-]/[HA]$. Với độ phân ly nhỏ và đóng góp của nước bỏ qua, $[H^+]\approx\sqrt{K_ac}$.
- Đối với $K_a=1.80\times10^{-5}\,\dfrac{\mathrm{mol}}{\mathrm{dm}^3}$ và $c=0.100\,\dfrac{\mathrm{mol}}{\mathrm{dm}^3}$, $[H^+]\approx0.00134\,\dfrac{\mathrm{mol}}{\mathrm{dm}^3}$ và pH ≈ 2.87. Độ phân ly là $(0.00134/0.100)\times100=1.34\%$, ủng hộ xấp xỉ này.
Một axit mạnh đơn proton loãng có [H⁺] = 0.0100 mol trên dm³. Tìm pH.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
pH = −log₁₀(0.0100) = 2.00.
Đệm phản ứng với tác nhân thêm vào
- Một hệ đệm chứa axit yếu HA và bazơ liên hợp A⁻ đáng kể. H⁺ được thêm vào sẽ tiêu thụ A⁻; OH⁻ được thêm vào sẽ tiêu thụ HA.
- Tính số mol phản ứng trước. Thêm 0.00400 mol OH⁻ vào 0.0100 mol HA sẽ để lại 0.00600 mol HA và tạo ra 0.00400 mol A⁻.
Tại 298 K, $[OH^-]=0.0100\,\dfrac{\mathrm{mol}}{\mathrm{dm}^3}$ cho $[H^+]=K_w/[OH^-]=10^{-12}\,\dfrac{\mathrm{mol}}{\mathrm{dm}^3}$, do đó pH = 12.00 sử dụng $K_w=10^{-14}\,\dfrac{\mathrm{mol}^2}{\mathrm{dm}^6}$.
0.0100 mol HA nhận 0.00300 mol OH⁻. Tỷ lệ HA:A⁻ còn lại là bao nhiêu?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Phản ứng trung hòa tiêu thụ 0.00300 mol HA và tạo ra số lượng A⁻ bằng với lượng đó, để lại 0.00700 mol HA.
Thành phần bazơ liên hợp của dung dịch đệm axit sẽ tiêu thụ các ion _____ được thêm vào.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
A⁻ + H⁺ → HA tiêu thụ các ion hydro được thêm vào.
Sử dụng tỷ lệ còn lại
- Đối với hệ đệm, $[H^+]\approx K_a[HA]/[A^-]$. Thể tích chung cuối cùng triệt tiêu khi sử dụng tỷ lệ số mol còn lại.
- Với $K_a=1.80\times10^{-5}\,\dfrac{\mathrm{mol}}{\mathrm{dm}^3}$ và HA:A⁻ = 6:4, $[H^+]=2.70\times10^{-5}\,\dfrac{\mathrm{mol}}{\mathrm{dm}^3}$ và pH = 4.57. Cả hai thành phần đều phải tồn tại.
Đọc đường cong trước khi chọn chỉ thị
- Tại nửa trung hòa axit yếu bằng bazơ mạnh, pH = pKa. Tại điểm tương đương, lượng chất phản ứng khớp với phương trình cân bằng; pH chưa chắc là 7.
- Sự chuyển đổi chỉ báo phải nằm trong phần dốc của đường cong. Vượt quá điểm tương đương, lượng dư chất oxy hóa mạnh sẽ kiểm soát độ pH và công thức axit-bù trừ bị mất hiệu lực.
Khẳng định “Axit yếu luôn có nồng độ loãng” là sai. Nồng độ và mức độ phân ly mô tả hai tính chất khác nhau.
Hãy tính toán tỷ lệ phản ứng trước khi xét cân bằng. Kiểm tra xem công thức đề xuất vẫn còn chứa các loài cần thiết hay không.
Mọi điểm tương đương acid–base đều phải có pH 7.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Điểm tương đương axit yếu/bazơ mạnh nằm trên 7 ở 298 K; axit mạnh/bazơ yếu nằm dưới 7.
Hai điều kiện nào làm cơ sở cho việc chọn chỉ thị?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Điểm cuối phải phản ứng với một lượng nhỏ chất thêm gần điểm tương đương. pH ban đầu không xác định được vùng chuyển đổi thích hợp.