A. Tóm tắt lí thuyết
1. Nước là chất điện li rất yếu
Nước là chất điện li rất yếu:
H2O → H+ + OH-
Tích số ion của nước: [H+] . [OH-] = 10-14
Môi trường trung tính là môi trường trong đó: [H+] = [OH-] = 10-7M.
=> Ý nghĩa tích số ion của nước
a) Môi trường axit
Ví dụ: Tính [H+] và [OH-] của dung dịch HCl 0,01 M.
HCl → H+ + Cl-
0,01 M 0,01M 0,01M
→ [H+] = 0,01M; [OH-] = 10-14; [H+] = 10-12M
Ví dụ: Hòa tan axit vào nước để [H+] = 10-3M. Tính [OH-]?
[OH-] = 10-14; [H+] = 10-11M
═˃ Môi trường axit là môi trường trong đó [H+] > [OH-] hay [H+] > 10-7M.
b) Môi trường kiềm
Ví dụ: Tính nồng độ [H+] và [OH-] của dung dịch NaOH 0,01M
[OH-] = 0,01M → [H+] = 10-12M.
═˃ Môi trường bazơ là môi trường trong đó [H+] < [OH-] hay [H+] < 10-7M.
Vậy: [H+] là đại lượng đánh giá độ axit, độ kiềm của dung dịch
Môi trường axit: [H+] > 10-7M; pH < 7
Môi trường bazơ: [H+] < 10-7M; pH > 7
Môi trường trung tính: [H+] = 10-7M; pH = 7
2. Khái niệm về pH - chất chỉ thị màu
a) Khái niệm pH.
pH = - lg [H+]
Chú ý: [OH-] = 10-pH(M) nên pOH = - lg[OH-]
pH + pOH = 14
b) Chất chỉ thị axit - bazơ
Là chất có màu sắc biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch.
B. BÀI TẬP VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI
Câu 1. (Trang 14 SGK Hóa 11)
Tích số ion của nước là gì và bằng bao nhiêu ở 25oC?
Hướng dẫn giải
Tích số KH2O = [H+].[OH-] được gọi là tích số ion của nước. Tích số này là hằng số ở nhiệt độ xác định, tuy nhiên giá trị tích số ion của nước là 1,0.10-14 thường được dùng trong các phép tính, khi nhiệt độ không khác nhiều so với 25oC.
Câu 2. (Trang 14 SGK Hóa 11)
Phát biểu các định nghĩa môi trường axit, trung tính và kiềm theo nồng độ H+ và pH.
Hướng dẫn giải
pH = -lg[H+]
Môi trường axit là môi trường trong đó:
[H+] > [OH-] hay [H+] > 1,0.10-7M => pH < 7
Môi trường trung tính là môi trường trong đó:
[H+] = [OH-] hay [H+] = 1,0.10-7M => pH = 7
Môi trường kiềm là môi trường trong đó:
[H+] < [OH-] hay [H+] < 1,0.10-7M => pH > 7
Bài 3. (Trang 14 SGK Hóa 11)
Chất chỉ thị axit – bazơ là gì? Hãy cho biết màu của quỳ và phenolphtalein trong dung dịch Hướng dẫn giải
Để xác định môi trường của dung dịch người ta thường dùng chất chỉ thị axit - bazo. Chất chỉ thị axit - bazo là chất có màu biến đổi phụ thuộc vào pH của dung dịch.
Màu của quỳ tím và phenolphtalen trong dung dịch có khoảng pH khác nhau:
|
Quỳ |
pH ≤ 6 (đỏ) |
pH = 7 (tím) |
pH ≥ 8 (xanh) |
|
Phenol phtalein |
pH < 8,3 (không màu) |
pH ≥ 8,3 màu hồng (trong dung dịch NaOH đặc màu hồng bị mất) |
|
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
Hướng dẫn giải
Đáp án C
Ta có nồng độ H+: [H+] = \[\frac{{{10}^{-14}}}{1,5.\text{ }{{10}^{-5}}~}\]=6,6.10-10M
=> [H+] < [OH-] hay [H+] < 1,0.10-7M vì vậy đây là môi trường kiềm
Bài 5. (Trang 14 SGK Hóa 11)
Tính nồng độ H+, OH– và pH của dung dịch HCl 0,10 M và dung dịch NaOH 0,010 M.
Hướng dẫn giải
- Với dung dịch HCl 0,1M:
HCl → H+ + Cl–
0,1M 0,1M
⇒[H+] = 0,1M Vậy pH của dung dịch là: pH = -lg 0,1 = 1
- Với dung dịch NaOH:
NaOH → Na+ + OH–
0,01M 0,01M
=>[OH–] = 0,01M =>[H+] = = 10-14/0,01 =10-12M
Vậy pH của dung dịch là :pH = -lg 10-12 = 12
Bài 6. (Trang 14 SGK Hóa 11)
Trong 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.a
Hướng dẫn giải
Đáp án B.
Tích số ion của nước KH2O = [H+] . [OH-] = 1,0.10-14 là hằng số ở nhiệt độ xác định (khoảng 25 độ C)