13:37:4001/01/2020 Show
Vậy nước có phải là chất điện li hay không? sự điện li của nước là mạnh hay yếu? nồng độ pH là gì? chất chỉ thị màu axit bazơ có công dụng gì? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây. I. Nước là chất điện li yếu1. Sự điện li của nước - Nước điện li rất yếu theo phương trình sau: H2O H+ + OH-2. Tích số ion của nước - Môi trường trung tính là môi trường có: [H+] = [OH-] - Bằng thực nghiệm, ở 250C, người ta xác định được trong nước nguyên chất: [H+] = [OH-] = 1,0.10-7 M. - Đặt: KH2O = [H+] . [OH-] = 1,0.10-7 . 1,0.10-7 = 1,0.10-14 - KH2O được gọi tích số ion của nước. Tích số này là hằng số ở nhiệt độ xác định (không khác nhiều với 250C). Một cách gần đúng, tích số này là cũng là hằng số cả trong những dung dịch loãng của các chất khác nhau. 3. Ý nghĩa tích số ion của nước a) Môi trường axit - Khi cho axit HCl vào nước, nồng độ H+ tăng, mà tích số ion trong nước không đổi nên nồng độ OH- phải giảm. * Ví dụ: Tính [H+] và [OH-] của dung dịch HCl 10-3M. ° Lời giải: - Ta có pt điện li: HCl → H+ + Cl- 10-3M → 10-3M ⇒ [H+] = [HCl] = 10-3M. vì [H+].[OH-]=1,0.10-14 nên ⇒ ⇒ [H+]>[OH-] hay [H+] > 10-7M. - Vậy môi trường axit là môi trường có: [H+]>[OH-] hay [H+]>1,0.10-7M b) Môi trường kiềm - Khi cho NaOH vào nước, nồng độ OH- tăng, mà tích số ion trong nước không đổi nên nồng độ H+ phải giảm. * Ví dụ: Tính [H+] và [OH-] của dung dịch NaOH 10-5M. ° Lời giải: - Ta có pt điện li: NaOH → Na+ + OH- 10-5M → 10-5M ⇒ [OH-] = [NaOH] = 10-5M. vì [H+].[OH-]=1,0.10-14 nên ⇒ [OH-]>[H+] - Vậy môi trường kiềm là môi trường có: [H+]<[OH-] hay [H+]<1,0.10-7M • Kết luận: - Môi trường trung tính: [H+] = 1,0.10-7M - Môi trường axit: [H+] < 1,0.10-7M - Môi trường kiềm: [H+] > 1,0.10-7M II. Khái niệm nồng độ pH, chất chỉ thị axit – bazơ1. Khái niệm về nồng độ pH - Có thể đánh giá độ axit và độ kiềm của dung dịch bằng nồng độ [H+]. - Để tránh ghi nồng độ [H+] với số mũ âm, người ta dùng gía trị pH với quy ước: pH = - lg[H+] ; [H+] = 10- pHM. Nếu [H+] = 10-aM thì pH = a. * Ví dụ: [H+] = 1,0.10-5M ⇒ pH=5,00: môi trường axit [H+] = 1,0.10-7M ⇒ pH=7,00: môi trường trung tính [H+] = 1,0.10-9M ⇒ pH=9,00: môi trường kiềm * Như vậy, ta có: pH = 7: môi trường trung tính. pH < 7: môi trường axit. pH > 7: môi trường kiềm. - Thang pH thường dùng có giá trị từ 1 đến 14. 2. Chất chỉ thị axit – bazơ - Chất chỉ thị axit - bazơ là chất có màu biến đổi phụ thuộc theo giá trị pH của dung dịch. màu của quỳ và phenolphtalein trong dung dịch ở các khoảng pH khác nhau- Khi trộn lẫn một số chất chỉ thị axit - bazơ có màu biến đổi kế tiếp nhau theo giá trị pH ta thu được chất chỉ thị vạn năng. Màu của chất chỉ thị vạn năng (thuốc thử MERCK của Đức) ở các giá trị pH khác nhau- Để xác định tương đối chính xác giá trị pH của dung dịch, người ta dùng máy đo pH. III. Bài tập về sự điện li của nước ph chất chỉ thị axit bazơ * Bài 1 trang 14 SGK Hóa 11: Tích số ion của nước là gì và bằng bao nhiêu ở 25oC? >> Giải bài 1 trang 14 SGK Hóa 11 * Bài 2 trang 14 SGK Hóa 11: Phát biểu định nghĩa môi trường axit, trung tính và kiềm theo nồng độ H+ và pH? >> Giải bài 2 trang 14 SGK Hóa 11 * Bài 3 trang 14 SGK Hóa 11: Chất chỉ thị axit - bazơ là gì? Hãy cho biết màu của quỳ tím và phenolphtalein trong các khoảng pH khác nhau? >> Giải bài 3 trang 14 SGK Hóa 11 * Bài 4 trang 14 SGK Hóa 11: Một dung dịch có [OH- ]= 1,5.10-5. Môi trường của dung dịch này là: A. Axit; B. Trung tính; C. Kiềm; D. Không xác định được. >> Giải bài 4 trang 14 SGK Hóa 11 * Bài 5 trang 14 SGK Hóa 11: Tính nồng độ H+, OH- và pH của dung dịch HCl 0,10M và dung dịch NaOH 0,010M? >> Giải bài 5 trang 14 SGK Hóa 11
* Bài 6 trang 14 SGK Hóa 11: Dung dịch HCl 0,010M, tích số ion của nước là: A. [H+][OH- ] > 1,0.10-14 ; B. [H+ ][OH- ] = 1,0.10-14; C. [H+][OH- ] < 1,0.10-14 ; D. Không xác định được >> Giải bài 6 trang 14 SGK Hóa 11 Hy vọng với bài viết về sự điện ly của nước, pH và chất chỉ thị màu axit, bazo ở trên giúp các em nắm vững khối kiến thức này. Mọi góp ý và thắc mắc các em hãy để lại dưới phần bình luận để HayHocHoi ghi nhận và hỗ trợ nhé. chúc các em học tốt. Lý thuyết và bài tập sự điện ly của nước, cách tính độ pH và chất chỉ thị axit – bazơ là gì? Đây là nội dung bài 3 ở trang 11, 12, 13, 14, SGK Hóa Học lớp 11. Các bạn cần nắm nội dung chính sau đây:
I – Nước là chất điện li rất yếu1. Sự điện li của nướcNgười ta dùng dụng cụ đo nhạy phát hiện nước cũng dẫn điện những cực kì yếu. Do đó, nước cũng là một chất điện li rất yếu. Trong số hơn nữa tỉ phân tử nước thì có 1 phân tử H2O phân li ra ion: H2O ⇔ H+ + OH– 2. Tích số ion của nướcTừ phương trình điện li của nước, ta thấy 1 phân tử H2O phân li ra 1 ion H+ và 1 ion OH–, mà nước có môi trường trung tính. Do đó: Môi trường trung tính là môi trường trong đó [H+]= [OH–] Bằng thực nghiệm, người ta đã xác định được: [H+] = [OH–] = 10-7 (mol/l) ở 25oC Tích số ion của nước: KH2O(25oC) = [H+].[ OH–] = 10-7*10-7 = 10-14 Một cách gần đúng, có thể xem tích số ion của nước là hằng số trong dung dịch loãng của các chất khác nhau và ở nhiệt độ gần với 25oC. 3. Ý nghĩa tích số ion của nướcTích số ion của nước được áp dụng rất nhiều trong việc tính toán nồng độ [H+] và [ OH–] trong các loại dung dịch. Dựa vào kết quả này, có thể biết được độ axit và kiềm của dung dịch đó. Tích số ion của nước được xác định ở nhiệt độ 25oC là 10-14, những nếu nhiệt độ không chênh lệch nhiều thì chúng ta vẫn tạm dùng hằng số này trong tính toán. a) Môi trường axit Môi trường axit là môi trường có [H+] > [OH–] hay [H+] > 10-7 M(mol/lít) Ví dụ: Thêm axit HCl vào nước sao cho dung dịch axit có nồng độ 10-3 M. Phương trình điện li của HCl: HCl ⇔ H+ + Cl– [H+] = [HCl] = 10-3 M Tích số ion không đổi trong môi trường dung dịch axit loãng. Do đó: [OH–] = 10-14/[H+] = 10-14/10-3 = 10-11 M => [H+] > [OH–] Từ đây ví dụ ta có thể suy luận như sau: Dung dịch có môi trường axit khi [H+] > [OH–] và ngược lại [H+] > [OH–] thì dung dịch có môi trường axit. b) Môi trường kiềm Môi trường kiềm là môi trường có [H+] < [OH–] hay [H+] < 10-7 M(mol/lít) Ví dụ: Thêm một ít sút (NaOH) vào nước sao cho dung dịch kiềm có nồng độ 10-5 M. Phương trình điện li: NaOH ⇔ Na+ + OH– [OH–] = [NaOH] = 10-5 M Tích số ion không đổi trong môi trường dung dịch axit loãng. Do đó: [H+] = 10-14/[OH–] = 10-14/10-5 = 10-9 M => [H+] < [OH–] Từ đây ví dụ ta có thể suy luận như sau: Dung dịch có môi trường kiềm khi [H+] < [OH–] và ngược lại [H+] < [OH–] thì dung dịch có môi trường kiềm. Tóm lại, để kết luận dung dịch có tính axit, kiềm hay trung tính ta có thể dựa vào nồng độ [H+].
II – Khái niệm về pH. Chất chỉ thị axit – bazơ1. Khái niệm về pHNồng độ H+ trong dung dịch rất nhỏ, để biểu thị nồng độ bằng số mũ âm thì không tiện cho việc so sánh. Do đó, người ta quy đổi nồng độ H+ sáng giá trị pH. Quy ước về chỉ số pH như sau:
Ví dụ: [H+] = 10-2 M => pH = 2, môi trường axit [H+] = 10-7 M => pH = 7, môi trường trung tính [H+] = 10-10 M => pH = 10, môi trường kiềm Thang đo pH có giá trị từ 1 đến 14 Độ pH có ý nghĩa rất lớn trong đời sống và khoa học.2. Chất chỉ thị axit – bazơChất chỉ thị axit – bazơ là chất có màu biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch. Quỳ tím và phenolphtalein là hai chất chỉ thị axit – bazơ thường dùng trong đời sống và bài tập hóa học ở SKG. Sau đây là màu hiển thị của hai chất chỉ thị axit – bazơ này. Màu của quỳ và phenolphtalein trong dung dịch ở các khoảng pH khác nhauMàu sắc của quỳ và phenolphtalein chỉ có thể định tính một cách tương đối chứ không thể định lượng độ pH. Do đó, người Đức đã cho ra một chất chỉ thị vạn năng. Ngoài ra, máy đo pH với đầu dò cực nhạy sẽ giúp chúng ta xác định độ pH chính xác hơn. Màu hiển thị của chất chỉ thị vạn năng ở các giá trị pH từ 1 đến 14 BÀI TẬP VỀ SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC. pH. CHẤT CHỈ THỊ AXIT – BAZƠBài 1. Tích số ion của nước là gì và bằng bao nhiêu ở 25oC? Giải: Tích số ion của nước là tích số [H+].[OH–]. Có giá trị là KH2O(25oC) = 10-14 ở25oC Bài 2. Phát biểu các định nghĩa môi trường axit, trung tính và kiềm theo nồng độ [H+] và pH. Giải: Môi trường axit là môi trường dung dịch có [H+] > 10-7 M hay pH < 7 Môi trường trung tính là môi trường dung dịch có [H+] = 10-7 M hay pH = 7 Môi trường kiềm là môi trường dung dịch có [H+] < 10-7 M hay pH > 7 Bài 3. Chất chỉ thị axit – bazơ là gì? Hãy cho biết màu của quỳ và phenolphtalein trong dung dịch ở các khoảng pH khác nhau. Giải: Chất chỉ thị axit – bazơ là chất có màu biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch. Đối với quỳ:
Đối với phenolphtalein:
Bài 4. Một dung dịch có [OH–] = 1,5.10-5 M. Môi trường của dung dịch này là A. axit B. trung tính C. kiềm D. không xác định được Giải: Ta có: [OH–] = 1,5.10-5 M => [H+] = 10-14/[OH–] = 10-14/1,5.10-5 < 10-7 M Do đó, chọn đáp án C Bài 5. Tính nồng độ [H+], [OH–] và pH của dung dịch HCl 0,1 M và dung dịch NaOH 0,01 M. Giải: Đối với dung dịch HCl 0,1 M, ta có:
Đối với dung dịch NaOH 0,01 M, ta có:
Bài 6. Trong dung dịch HCl 0,01 M, tích số ion của nước là A. [H+].[ OH–] > 1.10-14 B. [H+].[ OH–] = 1.10-14 C. [H+].[ OH–] < 1.10-14 D. Không xác định được. Giải: Dung dịch HCl 0,01 M được xem là dung dịch loãng. Do đó, tích số ion của nước là hằng số KH2O(25oC) = [H+].[ OH–]= 10-14 => Chọn đáp án B Tóm lại, qua bài học hôm nay các bạn cần nắm vững lý thuyết và làm bài tập về:
|