BÀI 2. CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH NƯỚC

MỞ ĐẦU

Hình 2.1 cho thấy giá trị pH của dung dịch một số chất thông dụng. Vậy pH là gì? pH có ảnh hưởng gì đến đời sống? Xác định pH như thế nào?

Giải nhanh:

- Là một đại lượng liên hệ trực tiếp với nồng độ H⁺ để đánh giá tính acid, base của một dung dịch đã cho.

- pH có ý nghĩa to lớn trong thực tiễn, pH có liên quan đến sức khoẻ con người, sự phát triển của động, thực vật, …

I. SỰ ĐIỆN LI

Hoạt động: Tìm hiểu về sự điện li

Thí nghiệm thử tính dẫn điện của nước, muối ăn và dung dịch muối ăn được thực hiện như mô tả trong Hình 2.2.

Thực hiện yêu cầu sau:

a) Hãy nhắc lại khái niệm dòng điện

b) Đèn sáng cho thấy dung dịch NaCl dẫn điện, chứng tỏ trong dung dịch có hạt mang điện. Đó có thể là loại hạt nào (electron, phân tử NaCl, cation hay anion) ?

c) Hãy giải thích sự tạo thành hạt mang điện đó

Giải nhanh:

a) Là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện.

b) Đó có thể là cation và anion.

c) Dưới tác dụng của phân tử nước phân cực, tinh thể ion NaCl bị phá vỡ và tạo thành các ion Na⁺ và Cl^- trong dung dịch, vì vậy dung dịch muối ăn dẫn điện

Hoạt động: Tìm hiểu chất điện li và chất không điện li

Kết quả thử tính dẫn điện với các dung dịch hydrochloric acid (HCl), sodium hydroxide (NaOH), saccharose (C₁₂H₂₂O₁₁), ethanol (C₂H₅OH) được trình bày trong bảng dưới đây. 

Hãy hoàn thành các thông tin còn thiếu trong bảng vào vở:

Giải nhanh:

Hoạt động: So sánh khả năng phân li trong nước của HCl và CH₃COOH

Kết quả thử tính dẫn điện với dung dịch HCl 0,1M và dung dịch CH₃COOH 0,1M cho thấy trường hợp cốc đựng dung dịch HCl 0,1M bóng đèn sáng hơn.

Hãy so sánh số ion mang điện trong hai dung dịch trên, từ đó cho biết acid nào phân li mạnh hơn.

Giải nhanh:

Ion mang điện trong dung dịch HCl nhiều hơn dung dịch CH₃COOH  HCl phân li mạnh hơn.

Câu hỏi 1: Viết phương trình điện li của các chất sau: HF, HI, Ba(OH)₂, KNO₃, Na₂SO₄

Giải nhanh:

HF ⇋ H⁺ + F^-

HI ⟶ H⁺ + I^-

Ba(OH)₂ ⟶ Ba²⁺ + 2OH^-

Na₂SO₄ ⟶ 2Na⁺ + SO42-

KNO₃ ⟶ K⁺ + NO3-

II. THUYẾT ACID-BASE CỦA BRONSTED - LOWRY

Hoạt động: Cho các dung dịch: HCl, NaOH, Na₂CO₃

a) Viết phương trình điện li của các chất trên

b) Sử dụng máy đo pH (hoặc giấy pH) xác định pH, môi trường (acid/base) của các dung dịch trên

c) Theo khái niệm acid – base trong môn Khoa học tự nhiên ở lớp 8, trong những chất cho ở trên: Chất nào là acid ? Chất nào là base? 

Giải nhanh:

a) Phương trình điện li: HCl ⟶ H⁺ + Cl^-

NaOH ⟶ Na⁺ + OH^-

Na₂CO₃ ⟶ 2Na⁺ + CO32-

b) - Môi trường acid: HCl.

- Môi trường base: NaOH, Na₂CO₃.

c) Theo định nghĩa: HCl là acid, NaOH là base.

Câu hỏi 2: Dựa vào thuyết acid – base của Br∅nsted – Lowry, hãy xác định chất nào là acid, chất nào là base trong các phản ứng sau:

a) CH₃COOH + H₂O ⇋ H₃O⁺ + CH₃COO^-

b) S^2- + H₂O ⇋ HS^- + OH^-

Giải nhanh:

a) CH₃COOH là acid, H₂O là base.

b) S^2- là base, H₂O là acid.

III. KHÁI NIỆM pH VÀ Ý NGHĨA CỦA pH TRONG THỰC TIỄN

Câu hỏi 3: Một loại dầu gội có nồng độ ion OH^- là 10^-5,17 mol/L

a) Tính nồng độ ion H⁺, pH của loại dầu gội đầu trên

b) Môi trường của loại dầu gội trên là acid, base hay trung tính?

Giải nhanh:

a) Nồng độ ion H⁺ là: [H⁺] = 10^-8,83.

Nên pH của dầu gội trên là pH = 8,83

b) Môi trường của dầu gội trên là base.

Câu hỏi 4: Một học sinh làm thí nghiệm xác định pH của đất như sau: Lấy một lượng đất cho vào nước rồi lọc lấy phần dung dịch. Dùng máy pH đo được giá trị pH là 4,52 

a) Hãy cho biết môi trường của dung dịch là acid, base hay trung tính

b) Loại đất trên được gọi là đất chua. Hãy đề xuất biện pháp để giảm độ chua, tăng độ pH của đất

Giải nhanh:

a) Môi trường acid.

b) Biện pháp: dùng vôi tôi bón cho đất.

Câu hỏi 5: pH của dung dịch nào sau đây có giá trị nhỏ nhất ?

A. Dung dịch HCl 0,1M

B. Dung dịch CH₃COOH 0,1M

C. Dung dịch NaCl 0,1M

D. Dung dịch NaOH 0,01M

Giải nhanh:

Chọn A.

Câu hỏi 6: Đo pH của một cốc nước chanh được giá trị pH bằng 2,4. Nhận định nào sau đây không đúng? 

A. Nước chanh có môi trường acid

B. Nồng độ ion [H⁺] của nước chanh là 10^-24 mol/L

C. Nồng độ ion [H⁺] của nước chanh là 0,24 mol/L

D. Nồng độ của ion [OH^-] của nước chanh nhỏ hơn 10^-7 mol/L

Giải nhanh:

Chọn C.

Câu hỏi 7: Nước Javel (chứa NaClO và NaCl) được dùng làm chất tẩy rửa, khử trùng. Trong dung dịch, ion ClO^- nhận proton của nước để tạo thành HclO

a) Viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra và xác định chất nào là acid, chất nào là base trong phản ứng trên

b) Dựa vào phản ứng, hãy cho biết môi trường của nước Javel là acid hay base

Giải nhanh:

a) ClO^-   +   H₂O   ⇌    HClO    +    OH^-

base acid acid base

b) Môi trường base.

Hoạt động: Làm chất chỉ thị màu từ hoa đậu biếc/ bắp cải tím

Chuẩn bị:

- Hoa đậu biếc (khoảng 50 g) hoặc bắp cải tím thái nhỏ (khoảng 100 g).

- Cốc thuỷ tinh 250 mL, nước sôi, đũa thuỷ tinh, lưới/ vải lọc.

- Các cốc (đã được dán nhãn) đựng giấm ăn, nước C sủi, nước rửa bát, nước soda, nước muối.

- Giấy pH hoặc máy đo pH.

Tiến hành:

- Ngâm khoảng 50 g hoa đậu biếc/100 g bắp cải tím đã được chuẩn bị vào 100 mL nước sôi trong khoảng 10 phút. Lọc bằng lưới lọc hoặc vải lọc, thu được dung dịch. Dung dịch này được sử dụng làm chất chỉ thị.

- Dùng máy đo pH (hoặc giấy pH) xác định pH của các dung dịch.

- Cho vài giọt chất chỉ thị lần lượt vào các dung dịch: giấm ăn, nước C sủi, nước rửa bát, nước soda, nước muối và khuấy đều. Quan sát sự đổi màu của các dung dịch.

Hoàn thành thông tin theo mẫu bảng sau vào vở:

 Giải nhanh:

IV. SỰ THỦY PHÂN CỦA CÁC ION

Hoạt động: Cho các dung dịch: Na₂CO₃, AlCl₃, FeCl₃

1. Dùng giấy pH xác định giá trị pH gần đúng của các dung dịch trên

2. Nhận xét và giải thích về môi trường của các dung dịch 

Giải nhanh:

1. 

2. 

- Xét dung dịch Na₂CO₃, ion Na⁺ không bị thủy phân, còn ion CO32- thủy phân tạo môi trường base: CO32-+ H2O⇌HCO3-+OH-

- Xét dung dịch AlCl₃ và FeCl₃, ion Cl^- không bị thủy phân, còn ion Al³⁺ và Fe³⁺ thủy phân tạo môi trường acid:Al³⁺ + H₂O ⇌ Al(OH)²⁺ + H⁺

Fe³⁺ + H₂O ⇌ Fe(OH)²⁺ + H⁺

V. CHUẨN ĐỘ ACID - BASE

Câu hỏi 8: Nêu một số điểm cần chú ý trong quá trình chuẩn độ.

Giải nhanh:

Lưu ý: 

- Tránh để các hoá chất như dung dịch HCl, dung dịch NaOH bắn vào tay, mắt.

- Các dụng cụ thuỷ tinh dễ vỡ, cần cẩn thận.

Câu hỏi 9: Nêu một số nguyên nhân có thể dẫn đến sai số trong quá trình chuẩn độ.

Giải nhanh:

- Sai số do người làm thí nghiệm.

- Sai số do phương pháp hay quy trình chuẩn độ.

- Sai số do dụng cụ.

- Sai số do hoá chất không tinh khiết.