Trang chủ Hóa Học Lớp 10 Bài 9: 1. Tính pH của dung dịch HPO4 0,1M 4,72. 2. Cần cho vào 100ml dung dịch H3PO4 0,1M...
Câu hỏi :

Giúp ik ạ -.-                           

image

Bài 9: 1. Tính pH của dung dịch HPO4 0,1M 4,72. 2. Cần cho vào 100ml dung dịch H3PO4 0,1M bao nhiêu gam NaOH để thu được dung dịch có pH= 3. Trộn 20,00 ml

Lời giải 1 :

$1.$

Phương trình điện li:

$\rm H_3PO_4\leftrightarrows H^++H_2PO_4^-\kern,5cm K_{a1}=10^{-2,23}\\H_2PO_4^-\leftrightarrows H^++HPO_4^-\kern,58cm K_{a2}=10^{-7,21}\\HPO_4^{2-}\leftrightarrows H^++PO_4^{3-}\kern,7cm K_{a3}=10^{-12,32}\\H_2O\leftrightarrows H^++OH^-\kern1,4cm K_w$

Nhận thấy: $\rm K_{a1}>>K_{a2}>>K_{a3}\to$ Phản ứng xảy ra chủ yếu xảy ra ở nấc 1, có thể bỏ qua nấc còn lại.

Gọi $\rm C_{H_3PO_4}$ phân li là $\rm a\ (M)$.

$\rm H_3PO_4\leftrightarrows H^++H_2PO_4^-\kern,5cm K_{a1}=10^{-2,23}$

Tại thời điểm cân bằng: $\begin{cases}\rm H^+:a\ (M)\\\rm H_2PO_4^-:a\ (M)\\\rm H_3PO_4:0,1-a\ (M)\end{cases}$

$\rm K_{a1}=\dfrac{C_{H^+}\cdot C_{H_2PO_4^-}}{C_{H_3PO_4}}=\dfrac{a^2}{0,1-a}=10^{-2,23}$

$\rm\to a=0,0215\ (M)$

$\rm\to pH=-log(C_{H^+})=-log(0,0215)=1,667$

$2.$ 

$\rm n_{H_3PO_4}=0,1×0,1=0,01\ (mol)$

$\rm pH=4,72\to C_{H^+}=10^{-4,72}\ (M)$

Phản ứng xảy ra:

$\rm NaOH+H_3PO_4\to NaH_2PO_4+H_2O\\NaOH+NaH_2PO_4\to Na_2HPO_4+H_2O\\NaOH+Na_2HPO_4\to Na_3PO_4+H_2O$

Định luật tác dụng khối lượng:

$\rm \dfrac{C_{H_2PO_4^-}}{C_{H_3PO_4}}=\dfrac{K_{a1}}{C_{H^+}}=\dfrac{10^{-2,23}}{10^{-4,72}}=309$

$\rm \dfrac{C_{HPO_4^{2-}}}{C_{H_3PO_4}}=\dfrac{K_{a2}}{C_{H^+}}=\dfrac{10^{-7,21}}{10^{-4,72}}=3,24×10^{-3}$

$\rm \dfrac{C_{PO_4^{3-}}}{C_{H_3PO_4}}=\dfrac{K_{a3}}{C_{H^+}}=\dfrac{10^{-12,32}}{10^{-4,72}}=2,5×10^{-8}$

$\to\rm H_2PO_4^{2-}$ tồn tại chủ yếu trong dung dịch, xem như phản ứng trung hoà ở nấc 1.

Theo phản ứng:

$\rm n_{NaOH}=n_{H_3PO_4}=0,01\ (mol)$

$\rm\to m_{NaOH}=0,01×40=0,4\ (g)$

$3.$

Nồng độ dung dịch sau khi trộn:

$\rm C_{H_3PO_4}=\dfrac{0,5×20}{100}=0,1\ (M)\\C_{Na_3PO_4}=\dfrac{0,4×37,5}{100}=0,15\ (M)$

Tỉ lệ: $\rm\dfrac{C_{Na_3PO_4}}{C_{H_3PO_4}}=\dfrac{0,15}{0,1}=1,5$

Phản ứng xảy ra:

$\rm H_3PO_4+PO_4^{3-}\to HPO_4^{2-}+H_2PO_4^-$

$\rm K_1=K_{a1}\cdot K_{a3}^{-1}=10^{10,09}\to$ Do hằng số $\rm K_1$ vô cùng lớn nên phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Tại thời điểm cân bằng: $\begin{cases}\rm PO_4^{3-}:0,05\ (M)\\\rm HPO_4^{2-}:0,1\ (M)\\\rm H_2PO_4^-:0,1\ (M)\end{cases}$

$\rm H_2PO_4^-+PO_4^{3-}\to 2HPO_4^{2-}$

$\rm K_2=K_{a2}\cdot K_{a3}^{-1}=10^{5,11}\to$ Do hằng số $\rm K_2$ vô cùng lớn nên phản ứng xảy ra hoàn toàn.

Tại thời điểm cân bằng: $\begin{cases}\rm H_2PO_4^-:0,05\ (M)\\\rm HPO_4^{2-}:0,2\ (M)\end{cases}$

Hệ đệm gồm: $\begin{cases}\rm H_2PO_4^-:0,05\ (M)\\\rm HPO_4^{2-}:0,2\ (M)\end{cases}$

Sau khi thêm HCl vào hệ đệm:

$\rm pH=5\to C_{H^+}=10^{-5}\ (M)$

Định luật tác dụng khối lượng:

$\rm \dfrac{C_{H_2PO_4^-}}{C_{H_3PO_4}}=\dfrac{K_{a1}}{C_{H^+}}=\dfrac{10^{-2,23}}{10^{-5}}=588,8$

$\rm \dfrac{C_{HPO_4^{2-}}}{C_{H_3PO_4}}=\dfrac{K_{a2}}{C_{H^+}}=\dfrac{10^{-7,21}}{10^{-5}}=6,166×10^{-3}$

Gọi b, c lần lượt là $\rm n_{HPO_4^{2-}}$ và $\rm n_{H_2PO_4^{-}}$:

$\rm (1)\ b=6,166×10^{-3}c\ (mol)$

Bảo toàn nguyên tố P:

$\rm (2)\ b+c=(0,05+0,2)×0,02=5×10^{-3}\ (mol)$

Giải $(1),(2)$ được: $\begin{cases}\rm b=3,064×10^{-5}\ (mol)\\\rm c=4,969×10^{-3}\ (mol)\end{cases}$

Số mol $\rm HPO_4^{2-}$ đã phản ứng:

$\rm n_{HPO_4^{2-}}=0,2×0,02-3,064×10^{-5}=3,969×10^{-3}\ (mol)$

Phản ứng xảy ra:

$\rm HPO_4^{2-}+H^+\to H_2PO_4^-$

Theo phản ứng:

$\rm n_{HCl}=n_{H^+}=n_{HPO_4^{2-}}=3,969×10^{-3}\ (mol)$

$\rm\to V_{HCl}=\dfrac{3,969×10^{-3}}{0,05}=0,07938\ (L)=79,38\ (mL)$

Bạn có biết?

Hóa học là ngành nghiên cứu về thành phần, cấu trúc, tính chất, và sự thay đổi của vật chất. Hóa học nói về các nguyên tố, hợp chất, nguyên tử, phân tử, và các phản ứng hóa học xảy ra giữa những thành phần đó. Hóa học đôi khi được gọi là "khoa học trung tâm" vì nó là cầu nối các ngành khoa học tự nhiên khác như vật lý học, địa chất học và sinh học. Hãy đam mê và khám phá thế giới của các chất hóa học và phản ứng!

Nguồn :

Wikipedia - Bách khoa toàn thư

Tâm sự lớp 10

Lớp 10 - Năm đầu tiên ở cấp trung học phổ thông, chúng ta sẽ có nhiều bạn bè mới đến từ những nơi khác nhau. Ngôi trường mới, xa nhà hơn, mở ra một thế giới mới với nhiều điều thú vị. Hãy mở lòng đón nhận và tận hưởng những trải nghiệm mới!

Nguồn :

sưu tập

Copyright © 2024 Giai BT SGK