Giải thích vì sao quá trình thuỷ phân ion \({\rm{CO}}_{\rm{3}}^{{\rm{2 - }}}\) trong nước làm tăng pH của nước. pH = -lg(H+)...

Hướng dẫn giải :

pH = -lg(H⁺). Với (H⁺) là nồng độ ion H⁺ trong dung dịch.

Nếu (H⁺) = 10^-a (M) thì pH = a

Tích số ion của H₂O: K_w = (H⁺)(OH^-), ở 25^oC K_w = 10^-14

Ion \({\rm{CO}}_{\rm{3}}^{{\rm{2 - }}}\) bị thủy phân trong nước cho môi trường base.

Lời giải chi tiết :

Phản ứng thủy phân ion \({\rm{CO}}_{\rm{3}}^{{\rm{2 - }}}\):

CO₃^2- + H₂O → HCO₃^- + OH^-

Quá trình thủy phân ion \({\rm{CO}}_{\rm{3}}^{{\rm{2 - }}}\)sinh ra OH^-. Nồng độ OH^- tăng, làm tăng pH của nước.

Hướng dẫn giải :

pH là chỉ số đánh giá độ acid hay độ base trong dung dịch.

Môi trường acid: pH < 7

Môi trường trung tính: pH = 7

Môi trường base: pH > 7

Lời giải chi tiết :

Khi mưa nhiều ngày liên tục, độ pH < 6,5; Nước ao, hồ có môi trường acid. Người ta rắc vôi bột (CaO) xuống ao, hồ để: Vôi bột tan trong nước tạo Ca(OH)₂, Ca(OH)₂ phân li ra OH^- trung hòa bớt H⁺ trong ao, hồ. Độ pH của nước ao, hồ tăng.

\(\begin{array}{l}{\rm{CaO + }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}} \to {\rm{Ca(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}}\\{\rm{Ca(OH}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}} \to {\rm{C}}{{\rm{a}}^{2 + }}{\rm{ + 2O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}\end{array}\)

Hướng dẫn giải :

pH = -lg(H⁺). Với (H⁺) là nồng độ ion H⁺ trong dung dịch.

Nếu (H⁺) = 10^-a (M) thì pH = a

Tích số ion của H₂O: K_w = (H⁺)(OH^-), ở 25^oC K_w = 10^-14

Môi trường acid: pH < 7

Môi trường trung tính: pH = 7

Môi trường base: pH > 7

Lời giải chi tiết :

\(\begin{array}{l}{\rm{ }}{{\rm{K}}_{{\rm{w }}}}{\rm{ = 1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 14}}}}\\ \Leftrightarrow \left( {{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}} \right)\left( {{\rm{O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}} \right){\rm{ = 1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 14}}}}\\ \Rightarrow \left( {{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}} \right){\rm{ = }}\frac{{{\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 14}}}}}}{{\left( {{\rm{O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}} \right)}}{\rm{ = }}\frac{{{\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 14}}}}}}{{{\rm{2}}{\rm{,5}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 10}}}}}}{\rm{ = 4}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 5}}}}{\rm{(M)}}\\\; \Rightarrow {\rm{pH = - lg}}\left( {{{4.10}^{ - 5}}} \right){\rm{ }} \approx 4,4\end{array}\)

Vì pH < 7 nên dung dịch trên có môi trường acid.

Hướng dẫn giải :

pH = -lg(H⁺). Với (H⁺) là nồng độ ion H⁺ trong dung dịch.

Nếu (H⁺) = 10^-a (M) thì pH = a

Tích số ion của H₂O: K_w = (H⁺)(OH^-), ở 25^oC K_w = 10^-14

Lời giải chi tiết :

\(\begin{array}{l}{{\rm{n}}_{{\rm{HCl}}}}{\rm{ = 0}}{\rm{,5}}{\rm{.0}}{\rm{,04 = 0}}{\rm{,02 (mol)}}\\{{\rm{n}}_{{\rm{NaOH}}}}{\rm{ = 0}}{\rm{,5}}{\rm{.0}}{\rm{,06 = 0}}{\rm{,03 (mol)}}\\{\rm{NaOH + HCl}} \to {\rm{NaCl + }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\\{\rm{0}}{\rm{,03 0}}{\rm{,02}}\end{array}\)

\(\frac{{{{\rm{n}}_{{\rm{NaOH}}}}}}{{\rm{1}}}{\rm{ > }}\frac{{{{\rm{n}}_{{\rm{HCl}}}}}}{{\rm{1}}} \Rightarrow \)NaOH dư, HCl hết.

\( \Rightarrow \)n_{NaOH dư} = 0,03 – 0,02 = 0,01 (mol)

\(\begin{array}{l} \Rightarrow {\rm{(NaOH) = }}\frac{{{\rm{0}}{\rm{,01}}}}{{{\rm{0}}{\rm{,04 + 0}}{\rm{,06}}}}{\rm{ = 0}}{\rm{,1 (M)}}\\{\rm{NaOH}} \to {\rm{N}}{{\rm{a}}^{\rm{ + }}}{\rm{ + O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}\\0,1{\rm{ 0}}{\rm{,1}}\\ \Rightarrow {\rm{(O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}{\rm{) = (NaOH) = 0}}{\rm{,1 (M)}}\\ \Rightarrow {\rm{(}}{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{) = }}\frac{{{\rm{1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 14}}}}}}{{{\rm{0}}{\rm{,1}}}}{\rm{ = 1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 13}}}}{\rm{(M)}}\\ \Rightarrow {\rm{pH = - log(1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 13}}}}{\rm{) = 13}}\end{array}\)

Hướng dẫn giải :

pH = -lg(H⁺). Với (H⁺) là nồng độ ion H⁺ trong dung dịch.

Nếu (H⁺) = 10^-a (M) thì pH = a

Lời giải chi tiết :

\(\begin{array}{l}{\rm{ pH = 2}}{\rm{,5}}\\ \Leftrightarrow {\rm{ - log(}}{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{) = 2}}{\rm{,5}}\\ \Leftrightarrow {\rm{(}}{{\rm{H}}^{\rm{ + }}}{\rm{) = 1}}{{\rm{0}}^{{\rm{ - 2}}{\rm{,5}}}} \approx {\rm{0}}{\rm{,0032 (M)}}\end{array}\)

Hướng dẫn giải :

• Chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước, các phân tử hoà tan đều phân li thành ion.

Chất điện li mạnh bao gồm acid mạnh, base mạnh và hầu hết các muối tan. Trong phương trình điện li của chất điện li mạnh, người ta dùng một mũi tên chỉ chiều của quá trình điện li.

• Chất điện li yếu là chất khi tan trong nước chỉ có một số phân tử hoà tan phân li thành ion, phần còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử trong dung dịch.

Chất điện li yếu bao gồm các acid yếu, base yếu. Trong phương trình điện li của chất điện li yếu, người ta dùng hai nửa mũi tên ngược chiều nhau.

• Chất không điện li là chất khi hoà tan vào trong nước, các phân tử không phân li thành ion.

Lời giải chi tiết :

- H₂SO₄: H₂SO₄ →H⁺ + HSO₄^-

HSO₄^- ⇌ H⁺ + SO₄^2-

- Ba(OH)₂:

\({\rm{Ba}}{\left( {{\rm{OH}}} \right)_{\rm{2}}} \to {\rm{B}}{{\rm{a}}^{{\rm{2 + }}}}{\rm{ + 2O}}{{\rm{H}}^{\rm{ - }}}\)

- Al₂(SO₄)₃

\({\rm{A}}{{\rm{l}}_{\rm{2}}}{\left( {{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}} \right)_{\rm{3}}} \to {\rm{2A}}{{\rm{l}}^{{\rm{3 + }}}}{\rm{ + 3SO}}_{\rm{4}}^{{\rm{2 - }}}\)

Hướng dẫn giải :

Theo thuyết acid, base của Bronsted – Lowry: Acid là chất cho H⁺, base là chất nhận H⁺. Acid và base có thể là phân tử hoặc ion.

Ion Al³⁺, Fe³⁺ dễ bị thủy phân trong nước tạo base không tan và cho môi trường acid.

Lời giải chi tiết :

Công thức của phèn chua: K₂SO₄.Al₂(SO₄)₃.24H₂O

Khi hòa tan phèn chua vào nước, sinh ra kết tủa keo trắng Al(OH)₃ kéo theo các chất bẩn lơ lửng trong nước lắng xuống.

Phương trình thủy phân, tạo Al(OH)₃:

Al³⁺ + 3H₂O ⇌ Al(OH)₃ + 3H⁺