Sự điện li của nước, nồng độ pH, Chất chỉ thị Axit Bazo và Bài tập – Hóa 11 bài 3

Trong bài học trước các em đã biết về chất điện li mạnh là chất khi tan trong nước các phân tử hòa tan đều phân li ra ion, còn chất điện li yếu thì chỉ có một số phần tử hòa tan phân li ra ion.

Vậy nước có phải là chất điện li hay không? sự điện li của nước là mạnh hay yếu? nồng độ pH là gì? chất chỉ thị màu axit bazơ có công dụng gì? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

I. Nư­ớc là chất điện li yếu

1. Sự điện li của nư­ớc

– N­ước điện li rất yếu theo phư­ơng trình sau:

H2O

H⁺ + OH^–

2. Tích số ion của nư­ớc

– Môi tr­ường trung tính là môi trường có: [H⁺] = [OH^–]

– Bằng thực nghiệm, ở 25⁰C, người ta xác định được trong nước nguyên chất:[H⁺] = [OH^–] = 1,0.10^-7M.

–Đặt: KH2O= [H⁺] . [OH^–] = 1,0.10^-7. 1,0.10^-7= 1,0.10^-14

–KH2Ođ­ược gọi tích số ion của n­ước. Tích số này là hằng số ở nhiệt độ xác định (không khác nhiều với 25⁰C). Một cách gần đúng,tích số này là cũng là hằng số cả trong những dung dịch loãng của các chất khác nhau.

3. Ý nghĩa tích số ion của nước

a) Môi trường axit

–Khi cho axit HCl vào nư­ớc, nồng độ H⁺tăng, mà tích số ion trong nước không đổi nên nồng độ OH^–phải giảm.

*Ví dụ:Tính [H⁺] và [OH^–] của dung dịch HCl 10^-3M.

° Lời giải:

– Ta có pt điện li:

HCl → H⁺ + Cl^–

10^-3M → 10^-3M

⇒ [H⁺] = [HCl] = 10^-3M. vì [H⁺].[OH^–]=1,0.10^-14nên

⇒

⇒[H⁺]>[OH^–] hay[H⁺] > 10^-7M.

– Vậy môi tr­ường axit là môi trư­ờng có:[H⁺]>[OH^–] hay [H⁺]>1,0.10^-7M

b) Môi trường kiềm

–Khi cho NaOH vào nư­ớc, nồng độ OH^–tăng, mà tích số ion trong nước không đổi nên nồng độ H⁺phải giảm.

*Ví dụ: Tính [H⁺] và [OH^–] của dung dịch NaOH10^-5M.

° Lời giải:

– Ta có pt điện li:

NaOH → Na⁺ + OH^–

10^-5M→ 10^-5M

⇒ [OH^–] = [NaOH] = 10^-5M. vì [H⁺].[OH^–]=1,0.10^-14nên

⇒[OH^–]>[H⁺]

– Vậy môi trư­ờng kiềm là môi trư­ờng có:[H⁺]<[OH^–] hay [H⁺]<1,0.10^-7M

• Kết luận:

– Môi trư­ờng trung tính: [H⁺] = 1,0.10^-7M

– Môi trư­ờng axit: [H⁺] < 1,0.10^-7M

– Môi tr­ường kiềm: [H⁺] > 1,0.10^-7M

II. Khái niệm nồng độ pH, chất chỉ thị axit – bazơ

1. Khái niệm về nồng độ pH

– Có thể đánh giá độ axit và độ kiềm của dung dịchbằng nồng độ[H⁺].

– Để tránh ghinồng độ[H⁺] với số mũ âm, ng­ười ta dùng gía trị pH với quy ước:

pH = – lg[H⁺] ; [H⁺] = 10^{– pH}M.

Nếu[H⁺] = 10^-aM thì pH = a.

* Ví dụ: [H⁺] = 1,0.10^-5M⇒ pH=5,00: môi trường axit

[H⁺] = 1,0.10^-7M⇒ pH=7,00: môi trường trung tính

[H⁺] = 1,0.10^-9M⇒ pH=9,00: môi trườngkiềm

* Như vậy, ta có:

pH = 7: môi tr­ường trung tính.

pH < 7: môi tr­ường axit.

pH > 7: môi trư­ờng kiềm.

– Thang pH thường dùng có giá trị từ 1 đến 14.

2. Chất chỉ thị axit – bazơ

– Chất chỉ thị axit – bazơ là chất có màu biến đổi phụ thuộc theo giá trị pH của dung dịch.

màu của quỳ và phenolphtalein trong dung dịch ở các khoảng pH khác nhau

– Khi trộn lẫn một số chất chỉ thị axit – bazơ có màu biến đổi kế tiếp nhau theo giá trị pH ta thu đ­ược chất chỉ thị vạn năng.

Màu của chất chỉ thị vạn năng (thuốc thử MERCK của Đức) ở các giá trị pH khác nhau

–Để xác định tương đối chính xác giá trị pH của dung dịch, người ta dùng máy đo pH.

III. Bài tập vềsự điện li của nước ph chất chỉ thị axit bazơ

*Bài 1 trang 14 SGK Hóa 11:Tích số ion của nước là gì và bằng bao nhiêu ở 25^oC?

° Lời giảibài 1 trang 14 SGK Hóa 11:

– Tích số ion của nước là tích số của nồng độ H⁺và nồng độ OH^–(viết là: [H⁺][OH^–]) trong nước và cả trong các dung dịch loãng của các chất khác nhau.

– Ở 25^oC bằng thực nghiệm, người ta xác định được [H⁺] = [OH^–] = 10^-7(M).

⇒ Vậy tích số ion của nước (ở 25^oC) là [H⁺][OH^–] = 10^-14.

*Bài2 trang 14 SGK Hóa 11:Phát biểu định nghĩa môi trường axit, trung tính và kiềm theo nồng độ H⁺và pH?

° Lời giảibài2 trang 14 SGK Hóa 11:

– Môi trường axit là môi trường trong đó [H⁺] > [OH^–] hay [H⁺] > 10^-7(M) hoặc pH<7.

– Môi trường trung tính là môi trường trong đó [H⁺] = [OH^–] = 10^-7(M) hoặc pH=7.

– Môi trường kiềm là môi trường trong đó [H⁺] < [OH^–] hay [H⁺] < 10^-7(M) hoặc pH>7.

*Bài3 trang 14 SGK Hóa 11:Chất chỉ thị axit – bazơ là gì? Hãy cho biết màu của quỳ tím và phenolphtalein trong các khoảng pH khác nhau?

° Lời giảibài3 trang 14 SGK Hóa 11:

–Chất chỉ thị axit – bazơ là chất có màu biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch.

– Màu của quỳ tím trong các khoảng pH khác nhau:

–Màu của phenolphtalien trong các khoảng pH khác nhau:

*Bài4 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.

° Lời giảibài4 trang 14 SGK Hóa 11:

• Chọn đáp án: C. Kiềm;

– Theo bài ra [OH^–]= 1,5.10^-5(M) mà [H⁺].[OH^–] = 10^-14, suy ra:

⇒ [H⁺]<10^-7M nênmôi trường của dung dịch là kiềm.

*Bài5 trang 14 SGK Hóa 11:Tính nồng độ H⁺, OH^–và pH của dung dịch HCl 0,10M và dung dịch NaOH 0,010M?

° Lời giảibài5 trang 14 SGK Hóa 11:

– Với dd HCl 0,10M, ta có pt điện li:

HCl → H⁺ + Cl^–

0,1M → 0,1M 0,1M

⇒ [H⁺] = [HCl] = 0,1M = 10^-1M ⇒ pH = 1.

– Với dd NaOH 0,01M =10^-2M , ta có pt điện li:

NaOH → Na⁺ + OH^–

10^-2M→ 10^-2M 10^-2M

⇒ [OH^–] = [NaOH] = 10^-2M. vì [H⁺].[OH^–]=1,0.10^-14nên

⇒ pH = 2.

*Bài6 trang 14 SGK Hóa 11: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

° Lời giảibài6 trang 14 SGK Hóa 11:

•Chọn đáp án:B. [H⁺][OH^–] = 1,0.10^-14

– Vì tích số ion của nước làhằng sốtrong nước và cả trong các dung dịch loãng của các chất khác nhau.

Hy vọng với bài viết về sự điện ly của nước, pH và chất chỉ thị màu axit, bazo ở trên giúp các em nắm vững khối kiến thức này. Mọi góp ý và thắc mắc các em hãy để lại dưới phần bình luận để TH Văn Thủyghi nhận và hỗ trợ nhé. chúc các em học tốt.