Quan hệ giữa KA và KB. Tích số ion của nước:

Hoá Phân tích cho sinh viên môi trường



- 15 -



Giá trò pH đặc trưng cho tính chất acid hoặc baz của các chất điện ly thể hiện

qua nồng độ của ion H+ hoặc ion OH-. Vì [H+].[OH-] là một hằng số tại nhiệt độ

cho trước, còn [H+] và [OH-] là những đại lượng biến đổi nên bằng giá trò [H+]

và [OH-] có thể xét đoán độ acid hoặc độ kiềm của dung dòch.

[H+].[OH-] =10-14 => pH + pOH = pKH2O=14

Thang pH được quy đònh như sau:

Môi trường acid



Môi trường trung tính



Môi trường kiềm



[H+] > 10-7 ion g/l



[H+] = [OH-]



[H+] < 10-7 ion g/l



[OH-]<10-7 ion g/l



pH = pOH = 7



[OH-]>10-7 ion g/l



=>pH < 7 , pOH >7



pH >7, pOH < 7



II. Tính pH của dung dòch acid: pH = -lg aH+ hay pH = - lg [H+]

1. Dung dòch đơn acid mạnh:

Giả sử có dung dòch acid mạnh HA có nồng độ CA.

Tùy theo nồng độ của acid mạnh mà tính pH bằng các công thức khác nhau:

* Nếu CA ≥ 10-6 mol/l

thì pH = -lg CA

* Nếu CA ≤ 10-8 mol/l

Dung dòch acid quá loãng nên có thể coi [H+] = [OH-] =10-7 do đó pH = 7

* Nếu 10-8 < CA < 10-6 tức CA ~ 10-7 mol/l

Thì phải sử dụng phương trình bậc hai [H+]2 - CA[H+] - KH2O = 0 để tính

[H+].

Tuy nhiên trong thực tế thường CA > 10-6 nên để tính pH của dung dòch acid

mạnh ta dùng pH = - lg CA.

Ví dụ: Tính pH của dung dòch HCl 2.10-2M và 5.10-3 M trong 2 trường hợp kể

cả lực ion và bỏ qua lực ion. Nhận xét ?

* Nếu bỏ qua lực ion: vì nồng độ > 10-6 => pH = -lg CA

- pH của dung dòch HCl 2.10-2M = -lg2.10-2 = 1,698 ≈ 1,70.

- pH của dung dòch HCl 5.10-3M = -lg 5.10-3 =2,30

* Nếu tính lực ion:

- Với HCl 2.10-2M µ = 0,5( 2.10-2.12 + 2.10-2.12) = 2.10-2 =0,02



lg f



H+



= −0,5Z 2 µ = −0,5.1. 0,02 = −0,0707



µ ≤ 0,02 =>

fH+ = 0,849



Đặng Thò Vónh Hoà



Khoa Hoá học



Hoá Phân tích cho sinh viên môi trường



- 16 -



aH+ = fH+.CH+ = 0,849. 2.10-2 = 0,01698

pH = -lgaH+ = 1,77

- Với HCl 5.10-3M thì µ = 0,5( 5.10-3.12 + 5.10-3.12) = 5.10-3

µ ≤ 0,02 =>



lg f



H



+



= −0,5Z 2 µ = −0,5.1. 0,005 = −0,035



fH+ = 0,92

aH+ = fH+.CH+ = 0,92. 5.10-3 = 4,6.10-3

pH = -lgaH+ = 2,336

Nhận xét: so sánh các giá trò pH trong 2 trường hợp ta thấy nếu dung dòch có

nồng độ càng bé thì sự sai lệch khi bỏ qua lực ion là không đáng kể.

2. Dung dòch đơn acid trung bình 10-3 < KA < 100

Giả sử có dung dòch acid HA có nồng độ CA và hằng số acid KA.

Nếu KA có giá trò 10-3 < KA < 100 thì pH của dung dòch được tính từ việc giải

phương trình bậc hai: [H+]2 + KA[H+] - KA.CA = 0

3. Dung dòch đơn acid yếu 10-10 < KA < 10-3

Giả sử có dung dòch acid HA có nồng độ CA và hằng số acid KA.

Nếu KA có giá trò 10-10 < KA < 10-3 thì pH của dung dòch được tính từ công thức

[H+]2 = KA.CA

pH = 0,5pkA – 0,5lgCA

Ví dụ: Tính pH của dung dòch HCOOH 0,017M biết HCOOH có KA = 1,77.10-4

Giải: Vì KA = 1,77.10-4 = 10-3,75 < 10-3 nên xem HCOOH là 1 đơn acid yếu

=> pH = 0,5pkA – 0,5lgCA = 0,5. 3,75 - 0,5.lg 0,017 = 1,875 + 0,885 = 2,76

4. Dung dòch đa acid:

Đa acid là acid mà khi hòa tan vào nước sẽ lần lượt phân ly theo nhiều nấc, ứng

với mỗi nấc là một hằng số acid riêng.

Ví dụ: * H2CO3



H+



+



HCO3- có K1 = 4,47.10-7



HCO3-



H+



+



CO32- có K2 = 6.10-11



* H3PO4



H+



+



H2PO4- có K1 = 7,6.10-3



H2PO4-



H+



+



HPO42- có K2 = 6,2.10-8



HPO42-



H+



+



PO43- có K3 = 4,2.10-13



Nhìn chung H+ tách ra khỏi phân tử ở nấc trước dễ dàng hơn ở nấc sau, vì số H+

tách ra càng tăng thì phân tử mất H+ càng âm, nên giữ H+ càng chặt. Do đó hằng

số phân ly của nấc sau thường nhỏ hơn của nấc trước.



Đặng Thò Vónh Hoà



Khoa Hoá học



Hoá Phân tích cho sinh viên môi trường



- 17 -



Dung dòch đa acid có thể xem như dung dòch của một hỗn hợp các đơn acid yếu

có nồng độ bằng nhau và hằng số acid khác nhau.

- Nếu đa acid có K1 > K2 khoảng 104 lần thì xem dung dòch đa acid đó như

dung dòch đơn acid có KA = K1.

- Nếu đa acid có K1 không lớn hơn K2 nhiều thì xem như hỗn hợp các đơn

acid (sẽ xét ở trường hợp pH của dung dòch hỗn hợp các acid).

Ví dụ:

1. Tính pH của dung dòch H2S 0,025M biết H2S có K1= 5,7.10-8, K2= 1,2.10-15

Giải: Do K1 > K2 hơn 104 lần nên có thể xem H2S như 1 đơn acid yếu có KA

= K1 = 5,7.10-8 (thuộc loại acid yếu) nên :

pH = 0,5pKA - 0,5lgCA = 0,5(-lg5,7.10-8) - 0,5lg0,025 = 3,62 = 0,80 = 4,42

5. pH của hỗn hợp hai acid:

a) Hỗn hợp 2 acid mạnh:

Giả sử dung dòch hỗn hợp 2 acid mạnh là HA1 có nồng độ C1 và HA2 có nồng

độ C2 thì pH của dung dòch được tính từ phương trình:

pH = - lg ( C1 + C2 )

b) Hỗn hợp 1 acid mạnh và 1 acid yếu:

Giả sử hỗn hợp gồm 1 acid mạnh HAm có nồng độ Cm và 1 acid yếu HAy có

nồng độ Cy và hằng số acid KHAy thì tùy theo từng trường hợp cụ thể mà pH của

dung dòch được tính bằng các công thức khác nhau:

Nếu Cm ≥ Cy

pH của dung dòch do acid mạnh quyết đònh nên pH = - lgCm

Nếu Cm < Cy

Muốn tính gần đúng thì giải phương trình [H+]2 –Cm[H+] – KHAyCy = 0



+



[H ] = C +

m



C y .K HAy

[H + ] + K



HAy



Muốn giải chính xác thì sử dụng phương trình:

Ví dụ: Tính pH của dung dòch hỗn hợp HCl 10-4 M và CH3COOH 10-2M. Cho

KA = 10-4,75

Giải: Vì Cm < Cy nên:

- Giải gần đúng:

[H+]2 –Cm[H+] – KHAyCy = 0

[H+]2 –10-4[H+] – 10-4,75.10-2 = 0

Giải ra được pH = 3,32

Đặng Thò Vónh Hoà



Khoa Hoá học



Hoá Phân tích cho sinh viên môi trường



- 18 -



- Giải chính xác bằng cách thế vào phương trình tổng quát rồi biến đổi, ta

được:

[H+]2 + 10-4,75[H+] – 10-4[H+] - 10-8,75 - 10-6,75 = 0

Giải phương trình ta được [H+] = 4,62.10-4 và pH = 3,34

Ta thấy 2 cách giải pH lệch nhau không nhiều nên có thể giải theo phương

pháp gần đúng cho đơn giản.

c) Hỗn hợp 2 đơn acid yếu (hay 1 đa acid có k1 ≈ k2 )

Giả sử hỗn hợp 2 đơn acid yếu là HA1 (có nồng độ C1, hằng số acid K1) và

HA2 (có nồng độ C2 và hằng số acid K2).

- Giải gần đúng:

[H+]2 = k1C1 + k2C2

Một cách tổng quát: [H+]2 = ΣkiCi

- Giải chính xác:



[H + ] =



K 1 C1



[H + ] + K 1



+



K 2 C2



[H + ] + K 2



Đây là phương trình tổng quát, tùy theo từng trường hợp cụ thể có thể đơn

giản hơn.

- Nếu C1≈ C2 nhưng K1 >> K2

- Nếu K1≈ K2 nhưng C1 >> C2

- Nếu K1 >> K2 dù C1 < C2

Trong cả 3 trường hợp trên pH chỉ do HA1 quyết đònh tức là:



[H + ] =



K 1C1



[H + ] + K 1



- Nếu K1≈ K2 và C1≈ C2 thì phải dùng phương trình tổng quát.

Ví dụ: Tính pH của các hỗn hợp 2 acid:

CH3COOH



0,1M (pKCH3COOH = 4,76) và HCN 0,1M (có pKHCN = 9,21)



CH3COOH



5.10-4M và HCN 10-1M.



CH3COOH



0,1M và HCOOH 0,1M pKHCOOH = 3,75.



Giải

i- * Giải gần đúng:

[H+]2 = (K.C)CH3COOH + (K.C)HCN

=10-4,76.0,1



+ 10-9,21.0,1



[H+]2 = 10-5,76 => [H+] = 10-2,88 => pH = 2,88



Đặng Thò Vónh Hoà



Khoa Hoá học



Hoá Phân tích cho sinh viên môi trường



- 19 -



* Giải chính xác: (C1=C2 , K1>>K2)



[H + ] =



K CH 3COOH C CH 3COOH

[H + ] + K CH 3COOH



[H+]2 –10-4,76[H+] – 10-5,76 = 0

Giải phương trình ta được [ H+] = 1,32.10-3 và pH = 2,88

Vậy cả hai cách cho kết quả như nhau, nhưng cách 1 nhanh hơn

ii- C1 < C2 K1 >> K2 cũng giải như câu a ta được:

Giải gần đúng pH = 4,03

Giải chính xác pH ≈ 4

iii- C1 = C2 K1 ≈ K2

Giải gần đúng: [H+]2 =10-4,76. 0,1 + 10-3,75.0,1 = 19,518.10-6

Vậy [H+] = 4,418.10-3 và pH = 2,35

Nếu giải chính xác thì phương trình sẽ trở thành phương trình bậc ba khó

giải. Nên trong thực tế người ta vẫn áp dụng phương pháp giải gần đúng.

III. Tính pH của dung dòch baz:

Đối với các dung dòch baz công thức tính cũng tương tự như các dung dòch acid,

nhưng trong đó thay H+ bằng OH-, thay KA bằng KB, thay CA bằng CB

1. Dung dòch baz mạnh:

Giả sử có 1 baz mạnh có nồng độ CB

Tương tự như phần acid mạnh ta cũng chỉ gặp trường hợp:

CB ≥ 10-6mol/l thì pOH = -lgCB nên pH = 14 - pOH, vậy:

pH = lg CB + 14

Ví dụ: Tính pH của dung dòch NaOH có nồng độ 10-2 mol/l.

- Nếu không kể lực ion : CNaOH < 10-6

=> pH = lgCB + 14 = -2 + 14 =12

- Kể lực ion: µ =



0,5( 10-2 + 10-2 ) = 10-2



lgfOH- = -o,5.Z2.( µ )1/2 = - 0,5.1.10-1 = -0,05

fOH- = 10-0,05 = 0,89

aOH- = CNaOH.fOH- = 0,89. 10-2 = 8,9.10-3iong/l

pOH = -lg8,9.10-3+ = 2,05

pH = 14 – 2,05 = 11,95



Đặng Thò Vónh Hoà



Khoa Hoá học



Hoá Phân tích cho sinh viên môi trường



- 20 -



2. Dung dòch đơn baz trung bình 10-3 < KB < 100

Tính tương tự như đơn acid trung bình ta có:

[OH-]2 + KB[OH-] – KBCB = 0

Giải phương trình này tính được [OH-] rồi từ đó tính được [H+] và pH

3. Dung dòch đơn baz yếu 10-10 < KB < 10-3

pOH = 0,5pKB - 0,5lgCB nên

pH = 14 - 0,5pKB + 0,5lgCB

Ví dụ:

1- Tính pH của dung dòch NH4OH 10-2M biết pKNH4OH = 4,75.

KNH4OH = 10-4,75 vậy nó thuộc loại baz yếu nên

pH = 14 - 0,5pKB + 0,5lgCB = 14 - 0,5.4,75 + 0,5lg10-2

pH = 10,625

1- Tính pH của dung dòch KCN10-2M biết HCN có KA = 10-9,21.

KCN



K+ + CN-



CN- là một baz yếu vì có KB = 10-4,79

pH = 14 - 0,5pKB + 0,5lgCB = 14 - 0,5.4,79 + 0,5lg10-2

pH = 10,61

4. Dung dòch đa baz

Muối trung hòa của các đa acid như Na3PO4, Na2CO3, Na2C2O4… là những đa

baz vìø khi hòa tan vào nước các anion gốc acid sẽ nhận 1, 2 hoặc nhiều H+ và một

nấc ứng với một hằng số baz riêng.

Ví dụ: * Na3PO4



3Na+



PO43- + H2O



HPO42- +



HPO42- + H2O



H2PO4-



H2PO4- + H2O



+



PO43-



OH- KB1 = KH2O/KA3 = 10-1,62

+ OH- KB2 = KH2O/KA2 = 10-6,79



H3PO4 + OH-



KB3 = KH2O/KA1 = 10-11,88



Dung dòch đa baz có thể xem như dung dòch của một hỗn hợp các đơn baz yếu

có nồng độ bằng nhau và hằng số acid khác nhau.

- Nếu đa baz có KB1 > KB2 khoảng 104 lần thì xem dung dòch đa baz đó như

dung dòch đơn baz có KB = KB1.

- Nếu đa baz có KB1 không lớn hơn KB2 nhiều thì xem như hỗn hợp các đơn

baz (sẽ xét ở trường hợp pH của dung dòch hỗn hợp các baz).

Ví dụ: tính pH của dung dòch Na3PO4 10-1M.

Vì PO43- có KB1> KB2 > KB3 cỡ 104 lần nên xem như một đơn baz có KB = 101,62

, vậy nó là một baz trung bình nên



Đặng Thò Vónh Hoà



Khoa Hoá học



Hoá Phân tích cho sinh viên môi trường



- 21 -



[OH-]2 + KB[OH-] – kBCB = 0

[OH-]2 + 10-1,62[OH-] – 10-1,62.10-1 = 0

[OH-]= 0,0385 nên pOH = 1,42 vậy pH 12,58

5. pH của hỗn hợp 2 baz:

a) Hỗn hợp 2 baz mạnh:

Giả sử có hai baz mạnh có nồng độ tương ứng là C1 và C2, thì cũng lý luận

như phần acid ta có:

pOH = -lg( C1 + C2 ) nên pH = 14 + lg ( C1 + C2 )

b) Hỗn hợp 1 baz mạnh và 1 baz yếu:

Giả sử có hai baz: 1 baz mạnh có nồng độ là Cm và 1 baz yếu có nồng độ Cy

và hằng số baz là KB, thì cũng tương tự như phần acid ta có:

- Nếu Cm ≥ Cy thì pOH = -lgCm nên pH = 14 + lgCm

- Nếu Cm < Cy thì có thể giải gần đúng bằng phương trình

[OH-]2 –Cm[OH-] – KBCy = 0

Muốn giải đúng thì áp dụng phương trình:



[OH − ] = C m +



C y− .K B

[OH − ] + K B



Ví dụ: Tính pH của hỗn hợp Na2CO3 0,1M và NaOH 0,01M. Biết H2CO3 có

K1 = 4,47.10-7, K2 = 6.10-11.

Na2CO3



2Na+ + CO32-



CO32- là 1 đa baz có KB1 = 1,67.10-4 hơn KB2 = 0,224.10-7 gần 104 lần nên có

thể xem gần đúng như CO32- là 1 đơn baz yếu. Vậy đây là trường hợp của 1

dung dòch hỗn hợp gồm 1 baz mạnh và 1 baz yếu có CNaOH = 0,01M <

CNa2CO3 = 0,1M.

Giải gần đúng:

[OH-]2 –CNaOH[OH-] – KBCNa2CO3 = 0

[OH-]2 –10-2 [OH-] – 1,67.10-4.10-1 = 0

Giải phương trình được [OH-] = 0,0115 suy ra pOH = 1,94

Vậy pH = 14 – 1,94 = 12,06

Nếu giải chính xác cũng cho kết quả như vậy

c) Hỗn hợp 2 đơn baz yếu (hay 1 đa baz có KB1 ≈ KB2)

Giả sử hỗn hợp 2 đơn baz yếu có hằng số baz tương ứng là KB1 và KB2, nồng

độ C1 và C2.

- Giải gần đúng thì: [OH-]2 = KB1C1 + KB2C2

Một cách tổng quát: [OH-]2 = ΣkiCi

Đặng Thò Vónh Hoà



Khoa Hoá học



Hoá Phân tích cho sinh viên môi trường



- 22 -



- Giải chính xác:



[OH − ] =



K B1C1



[OH − ] + K B1



+



K B2 C 2



[OH − ] + K B2



Đây là phương trình tổng quát, tùy theo từng trường hợp cụ thể có thể đơn

giản hơn.

- Nếu C1≈ C2 nhưng KB1 >> KB2

- Nếu KB1 >> KB2 dù cho C1 < C2

- Nếu K1≈ K2 và C1> C2

Trong cả 3 trường hợp trên đều có thể bỏ qua sự phân ly của baz thứ 2, tức

pH chỉ do baz thứ nhất quyết đònh, tức là:



[OH − ] =



K B1C1



[OH − ] + K B1



- Nếu K1≈ K2 và C1≈ C2 thì phải dùng phương trình tổng quát.

IV. pH của dung dòch hỗn hợp đơn acid yếu và baz liên hợp với nó - Dung dòch đệm:

1. Đònh nghóa:

Dung dòch đệm là dung dòch có pH rất ít thay đổi khi ta thêm vào dung dòch một

lượng nhỏ acid mạnh hoặc baz mạnh.

pH của dung dòch acid yếu HA và baz liên hợp với HA là A- thay đổi không

đáng kể khi thêm vào một ít acid mạnh hoặc baz mạnh vì HA H+ + A- (1) nên

khi thêm acid mạnh tức [H+] sẽ tăng nên cân bằng (1) sẽ chuyển sang trái (tức H+

sẽ kết hợp A-) còn nếu thêm baz mạnh tức là [H+] giảm nên cân bằng (1) chuyển

qua phải (tức HA sẽ phân ly H+). Kết quả là sau khi cân bằng thiết lập nồng độ H+

sẽ thay đổi không đáng kể. Vì vậy nếu thêm hỗn hợp acid yếu và baz liên hợp

của nó vào một dung dòch thì pH của dung dòch đó thay đổi không đáng kể trong

quy trình nghiên cứu. Do đó dung dòch hỗn hợp này được gọi là dung dòch đệm.

2. Thành phần của dung dòch đệm:

Thành phần của dung dòch đệm là hỗn hợp 2 dạng của 1 đôi acid-baz thường là:

- Hỗn hợp của một acid yếu và muối của acid yếu đó với 1 baz mạnh. Ví dụ:

dung dòch đệm gồm: CH3COOH + CH3COONa là dung dòch đệm acid.

- Hỗn hợp của 1 baz yếu và muối của baz yếu đó với 1 acid mạnh. Ví dụ:

dung dòch đệm gồm : NH4OH + NH4Cl là dung dòch đệm baz.

- Hỗn hợp 2 chất lưỡng tính acid – baz. Ví dụ: CO32- + HCO3- hoặc H2PO4- +

HPO42-



Đặng Thò Vónh Hoà



Khoa Hoá học



Hoá Phân tích cho sinh viên môi trường



- 23 -



3. pH của dung dòch đệm:

Khảo sát dung dòch đệm chứa acid yếu HA có nồng độ CA hằng số acid KA và

baz liên hợp với nó (tức là muối MA) có nồng độ CB thì phương trình tổng quát để

tính pH của dung dòch đệm HA/MA là:



[H + ] = K A .



CA



CB



⇒ pH = pK A − lg



CA



CB



Còn đối với hệ đệm tạo thành từ baz yếu có nồng độ CB, hằng số baz là KB và

acid liên hợp với nó có nồng độ CA thì công thức tính pH như sau:



pOH = pK B − lg



CB



CA



pH = 14 − pK B − lg



CA



CB



Ví dụ:

1 - Tính pH của dung dòch hỗn hợp CH3COOH 0,01M và CH3COONa

0,01M. Biết pKCH3COOH = 4,75.

Giải: Đây là hệ gồm acid yếu CH3COOH và baz liên hợp CH3COO-



pH = pK A − lg



CA



CB



= pK CH COOH − lg

3



C CH 3COOH



C CH 3COONa



= 4,75 − lg



0,01

= 4,75

0,01



2 - Tính pH của dung dòch trên nếu thêm vào một lít dung dòch đó:

a- 10 ml dung dòch HCl 10-1 M

b- 10 ml dung dòch NaOH 10-1M

Giải:

a. Khi thêm HCl vào thì: CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaCl

Số mol HCl thêm vào = [CH3COOH]được sinh ra = [CH3COONa] đã phản

ứng với HCl = 10.10-1/1000 = 0,1.10-2M

Vậy : CA = 10-2 + 0,1.10-2 = 1,1.10-2

CB = 10-2 – 0,1.10-2 = 0,9.10-2M

=> pH



= 4,75 –lg(1,1.10-2/0,9.10-2) = 4,66.



Như vậy khi thêm 10-3 mol HCl vào 1 lít dung dòch đệm CH3COOH 0,01 M

và CH3COONa 0,01M chỉ làm cho pH giảm đi: (4,75 – 4,66 = 0,09 đơn vò),

nhưng nếu thêm 10-3 mol HCl vào nước thì pH giảm đi (7-3) = 4 đơn vò

a. Khi thêm NaOH vào thì: CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O



Đặng Thò Vónh Hoà



Khoa Hoá học



Hoá Phân tích cho sinh viên môi trường



- 24 -



Tương tự câu a

=>



CCH3COOH = 10-2 - 0,1.10-2 = 0,9.10-2

CCH3COONa = 10-2 + 0,1.10-2 = 1,1.10-2M



=> pH = 4,75 + lg(1,1.10-2/0,9.10-2) = 4,84.

Trong trường hợp này pH cũng chỉ tăng lên 0,09 đơn vò

3- Tính pH của dung dòch hỗn hợp NH4OH 0,01M và NH4Cl 0,02M.

Biết KNH4OH = 10-4,75

Đây là hệ đệm tạo bởi baz yếu NH4OH và acid liên hợp với nó là NH4+



pH = 14 − pK B − lg



CA



CB



pH = 14 – 4,75 – lg 0,02 + lg 0,01 = 8,95

4. Đệm năng của dung dòch đệm:

Để biểu thò khả năng của dung dòch đệm chống lại sự thay đổi pH khi thêm acid

hoặc baz vào, người ta dùng khái niệm đệm năng.

Đệm năng được đònh nghóa: bằng số mol của một baz mạnh hay acid mạnh cần

thêm vào một lít dung dòch đệm đó, để pH của nó tăng hay giảm một đơn vò pH.

Đệm năng được ký hiệu là β.



β=+



∆C



B



∆pH



=−



∆C



A



∆pH



Với ∆CB, ∆CA là số mol baz mạnh hoặc acid mạnh thêm vào.

∆pH là độ biến thiên pH gây ra khi thêm 1 lượng ∆CB baz mạnh hoặc

∆CA acid mạnh.

Người ta đã tính được:



β = 2,3



C A .C B



CA + CB



Trong 1 lít dung dòch thì CA + CB = C



β = 2,3



C A .C B



CA + CB



= 2,3



C A .C B

C



Công thức này chỉ áp dụng khi KA ≤ C / 200 ⇔ C ≥ 200.KA tức thõa điều

kiện: CA , CB >> [H+], [OH-].

β sẽ cực đại khi CA = CB = C/2 khi đó βmax = 2,3.C / 4

Vậy đệm năng sẽ đạt cực đại khi nồng độ dạng acid và baz liên hợp bằng

nhau. Vậy muốn pha 1 dung dòch đệm có đệm năng lớn nhất ta nên chọn đôi



Đặng Thò Vónh Hoà



Khoa Hoá học



Hoá Phân tích cho sinh viên môi trường



- 25 -



acid – baz liên hợp có pKA gần với pH đệm muốn pha và trộn chúng với số mol

bằng nhau. Khi pha loãng hay làm đậm lại 1 dung dòch đệm pH của dung dòch

không thay đổi.

Ví dụ:

Tính đệm năng của dung dòch đệm: CH3COOH 10-2M và CH3COONa10-2M

Giải:

Ta có :



C .C

C

10 −2 + 10 −2

0,01 .0,01

=

= 10 −4 > K A nên β = 2,3. A B = 2,3

= 1,15 .10 −2

200

200

CA + CB

0,01 + 0,01

Muốn pha một dung dòch đệm tốt có pH bằng một giá trò cho sẵn pH0 nào đó,

nên chọn acid yếu có pKA gần pH0. Ví dụ để tạo dung dòch đệm pH = 4,5 thì

nên chọn cặp CH3COOH và CH3COONa có pKA = 4,75. Nhưng muốn tạo dung

dòch đệm có pH = 2,5 thì không nên chọn hệ trên mà phải chọn cặp

CH2ClCOOH/CH2ClCOONa vì pKCH2ClCOOH = 2,8, gần với giá trò 2,5 hơn.

V. pH của dung dòch chứa 1 hợp chất ion:

1. Hợp chất ion cấu tạo bởi 1 acid mạnh và 1 baz mạnh:

Ví dụ NaCl.Trong nước, hợp chất này phân ly hoàn toàn thành các ion trung

tính với H+ và OH- nên pH của dung dòch là pH của nước (pH =7).

2. Hợp chất ion cấu tạo bởi 1 acid yếu và một baz mạnh:

CH3COONa

CH3COO- + Na+

CH3COO- + H2O

CH3COOH + OHƯ Xem như dung dòch của đơn baz

3. Hợp chất ion cấu tạo bởi 1 baz yếu và 1 acid mạnh:

NH4+ +

ClVí dụ:

NH4Cl

=>

NH4+

H+

+

NH3

Ư Xem như dung dòch của đơn acid

4. Hợp chất ion cấu tạo bởi 1 baz yếu và một acid yếu:

Ví dụ:



Ví dụ như các hợp chất NH4CN, (NH4)2CO3… gọi là hệ acid yếu và baz yếu

không liên hợp. Những hợp chất loại này được tạo thành bởi 1 acid yếu HA1 có

nồng độ CA và hằng số acid KA1 và một baz yếu A2- có nồng độ CB và hằng số baz

là KB từ đó tính được hằng số của acid liên hợp với nó là KA2.

- Nếu CA = CB thì [H+]2 = KA1KA2

Suy ra:



pH = 0,5( pKA1 + pKA2 )



- Nếu CA = m.CB thì giải phương trình sau để tìm pH



mK A1



[H + ] + K A1



Đặng Thò Vónh Hoà



=



[H + ]

[H + ] + K A 2



Khoa Hoá học