Chủ đề hôm nay chúng ta sẽ nghiên cứu về độ PH và các công thức tính pH. Như các em đã biết, pH là chỉ số đo độ hoạt động của các ion Htrong dung dịch, vì vậy là độ axít hay bazơ của nó. Các dung dịch nước có giá trị pH < 7 được coi là có tính axít, trong khi các giá trị pH > 7 được coi là có tính kiềm. Để xác định được độ pH, chúng ta cùng tham khảo qua một số công thức tính pH trong bài viết dưới đây.

Phân loại bài tập tính pH

+ Tính giá trị pH của dung dịch

+ Pha trộn dung dịch

Dạng 1: Tính giá trị pH của dung dịch

Phương pháp giải

+ Tính pH của dung dịch axit: Xác định nồng độ mol/l của ion H+ trong dung dịch ở trạng thái cân bằng pH=-lg([H+])

+Tính pH của dung dịch bazơ: Xác định nồng độ mol/l của ion OH- trong dung dịch ở trạng thái cân bằng  [H+] pH, hoặc pH = 14-pOH= 14+lg([OH-]).

Ví dụ:  Cho dung dịch A là một hỗn hợp: H2SO4 2*10^(-4) M và HCl 6*10^(-4)M Cho dung dịch B là một hỗn hợp: NaOH 3.10-4M và Ca(OH)2 3,5.10-4M

a) Tính pH của dung dịch A và dung dịch B

b) Trộn 300ml dung dịch A với 200ml dung dịch B được dung dịch C. Tính pH của dung dịch C.

Lời giải

a)  Ta có nồng độ H+ trong A: [H+] = 2 * 2*10^(-4) + 6*10^(-4) = 0,001M =  10^(-3) => pH = 3

Ta có nồng độ OH- trong B: [OH-] = 3*10^(-4) + 2 * 3,5*10^(-4) = 0,001M =  10^(-3) => pOH = 3 => pH = 14 - 3 =11

[OH-] trong B: 3.10-4 + 2.3,5.10-4 = 10-3 mol   pOH = 3 ®    pH =11

b) Trong 300ml dung dịch A có số mol H+ là:

n = CM * V = 0,3 * 0,001 mol

Trong 200 ml dung dịch B có số mol OH- là:

n = CM * V = 0,2* 0,001 mol

Dung dịch C có: V = 0,5 lít; số mol H+ = 0,3 * 0,001 - 0,2* 0,001 = 10^(-4)  mol

Dạng 2: Pha trộn dung dịch

Phương pháp giải

+ Sử dụng phương pháp đường chéo, ghi nhớ: Nước có C% hoặc CM =0.

+ Xác định số mol chất, pH ® [H+]® mol H+ hoặc mol OH-.

+ Việc thêm, cô cạn nước làm thay đổi nồng độ mol/l và không làm thay đổi số mol chất. Tính toán theo số mol chất.

Ví dụ: Dung dịch HCl có pH=3. Hỏi phải pha loãng dung dịch HCl đó bằng nước bao nhiêu lần để được dung dịch HCl có pH = 4. Giải thích?

Lời giải:

Giả sử dung dịch HCl ban đầu có thể tích V1 (l), pH = 3.

Số mol H+ ban đầu là V1 * 10^(-3) mol

Thể tích H2O cần thêm vào là V2 (lít).

Số mol H+ trong dung dịch pH= 4 là (V1 + V2 ).10^(-4)

Việc pha loãng dung dịch chỉ làm thay đổi nồng độ mol/l chứ không làm thay đổi số mol H+.

Vì vậy :  (V1 + V2 ).10-4 = V1.10-3 => 9 V1 = V2

Vậy phải pha loãng dung dịch gấp 10 lần (nước thêm vào gấp 9 lần thể tích ban đầu)

Công thức tính nhanh bài tập độ pH

a) Công thức tính pH của dung dịch axit yếu HA.( Ví dụ: HF, HCOOH, CH3COOH...)

          pH = (log Kaxit + log Caxit )= -log (α.Caxit)

Trong đó:  là độ điện li

Ka : hằng số phân li của axit

Ca : nồng độ mol/l của axit ( Ca 0,01 M )

b) Công thức tính pH của dung dịch bazơ yếu BOH. ( Ví dụ: NH3, CH3-NH2, ...)

pH = 14+(log Kbazơ + log Cbazơ )

Trong đó:  Kbazo : hằng số phân li của bazơ

Cbazo : nồng độ mol/l của bazơ

c) Công thức tính pH của dung dịch axit yếu HA và muối NaA. (Ví dụ: HF và NaF, HCOOH và HCOONa, CH3COOH và CH3COONa...)

pH = -(log Kaxit + log )

Ca : nồng độ mol/l của axit

Cm : nồng độ mol/l của muối

Một số bài toán áp dụng

Ví dụ 1: Tính pH của dung dịch CH3COOH 0,1 M ở 250C . Biết KCHCOOH = 1,8. 10-5

Giải.

Áp dụng công thức giải nhanh.

pH = - (logKa + logCa )  = - (log1,8. 10-5  + log0,1 ) = 2,87

Ví dụ 2: Tính pH của dung dịch HCOOH 0,46 % ( D = 1 g/ml ). Cho độ điện li của HCOOH trong dung dịch là = 2 %

Giải

Ta có : CM =  =  = 0,1 M

Áp dụng công thức giải nhanh.

pH = - log (Ca ) = - log (.0,1 ) = 2,7

Ví dụ 3: Tính pH của dung dịch NH3 0,1 M . Cho KNH = 1,75. 10-5

pH = 14 + (logKb + logCb ) = 14 + (log1,75. 10-5 + log0,1 ) = 11,13

Ví dụ 4:( KB 2009). Tính pH của dung dịch CH3COOH 0,1 M và CH3COONa 0,1 M ở 250C. Biết KCHCOOH = 1,75. 10-5, bỏ qua sự điện li của H2O.

Giải.

Áp dụng công thức giải nhanh.

pH = - (logKa + log)  = - (log1,75. 10-5  + log) = 4,76

Ví dụ 5:( CHUYÊN-VINH LẦN 3-2011). Cho hỗn hợp gồm CH3COOH 0,05 M và CH3COONa 0,05 M ở 250C. Biết KCHCOOH = 1,8. 10-5  , bỏ qua sự điện li của H2O.

Vậy  pH của dung dịch ở 250C là :

A. 5,12                    B. 4,85                        C. 4,74                         D. 4,31

Giải.

Áp dụng công thức giải nhanh.

pH = - (logKa + log)  = - (log1,8. 10-5  + log) = 4,74  => C đúng.

Ví dụ 6: (CHUYÊN-VINH LẦN 2-2011). Cho hỗn hợp đung dịch X gồm HF 0,1 M và NaF 0,1 M ở 250C. Biết KHF = 6,8. 10-4  , bỏ qua sự điện li của H2O.

Vậy  pH của dung dịch ở 250C là :

A. 4,25                       B. 1,58                          C. 3,17                 D. 3,46

Giải.

Cách 1: Áp dụng công thức giải nhanh.

pH = - (logKa + log)  = - (log6,8. 10-4  + log) = 3,17  => C đúng.

Cách 2: Giải thông thường xem có mất nhiều thời gian hơn không nhé,

Ptpư HF <=> H+       + F-              KHF = 6,8. 10-4
Ban đầu 0,1 0 0,1
x x X
Cân bằng 0,1-x X 0,1+x

Ta có

=> C đúng.

Ví dụ 7: Dung dịch CH3COOH 0,1 M. có độ điện ly α =1% .Vậy  pH của dung dịch ở 250C là :

A. 4,2                     B. 3                      C. 3,17                 D. 2

Giải.

Áp dụng công thức giải nhanh.

pH = -log(α.Caxit) = -log(0,01.0,1) = 3 => B đúng.

Ví dụ 8: Dung dịch chứa 3,00 gam CH3COOH trong 250ml dung dịch .Biết MCH3COOH=60,05. Ka=10-4,75.  Vậy  pH của dung dịch ở 250C là :

A. 4,2                         B. 2,4                             C. 3,4                             D. 2,7

Giải.

Tính toán bình thường ta được dung dịch có nồng độ là 0,2 M

Áp dụng công thức giải nhanh => D đúng

Xem thêm:

Chúng ta vừa tìm hiểu xong một số dạng bài thường gặp trong bài toán tính độ pH. Đặc biệt là công thức tính độ pH theo phương pháp tính nhanh, giúp chúng ta giải quyết những bài tập chắc nghiệm nhanh chóng và chính xác nhất. Ngoài ra, còn có một số ví dụ minh họa và những câu trắc nghiệm của các trường chuyên, nhằm định hướng những cái nhìn xa hơn và chuẩn bị tư tưởng cho những câu hỏi thi, nhất là trong kì thi trung học phổ thông quốc gia. Chúc các em học tập thật tốt!
Chủ đề liên quan