Bài toán về pha loãng, pha trộn dung dịch các chất điện li để đạt được pH định trước


Bài toán về pha loãng, pha trộn dung dịch các chất điện li để đạt được pH định trước

I. Phương pháp giải

- Tính số mol axit, bazơ

- Viết phương trình điện li

- Tính tổng số mol H+, OH-

- Viết phương trình phản ứng trung hòa

- Xác định môi trường của dung dịch dựa vào pH => Xem xét mol axit hay bazơ dư => tìm các giá trị mà bài toán yêu cầu.

Chú ý: Vdd sau khi trộn = Vaxit + Vbazơ

II. Ví dụ

Bài 1: Trộn 3 dung dịch H2SO4 0,1M ; HNO3 0,2M ; HCl 0,3M với thể tích bằng nhau thu được dung dịch A . Lấy 300 ml dung dịch A tác dụng với dung dịch B gồm NaOH 0,2M và Ba(OH)2 0,1M . Tính thể tích dung dịch B cần dùng để sau khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch có pH = 1. Coi Ba(OH)2 và H2SO4 phân li hoàn toàn ở 2 nấc.

Trả lời

Sau khi trộn 3 dung dịch axit có thể tích bằng nhau ta thu được nồng độ mới của 3 axit là:

CM(HCl) = 0,1 M; CM(HNO3) = 0,2/3; CM(H2SO4) = 0,1/3

Trong 300 ml dung dịch A: nHCl = 0,03 mol; : nH2SO4 = 0,01 mol; nHNO3 = 0,02 mol

Phương trình điện li:

H2SO4 → 2H+ + SO42-

HNO3 → H+ + NO3-

HCl → H+ + Cl-

Tổng mol H+ là nH+ = 0,07 mol

Gọi x là thể tích của dung dịch B cần dùng.

nNaOH = 0,2x; nBa(OH)2 = 0,1x

Phương trình điện li:

NaOH → Na+ + OH-

Ba(OH)2 → Ba2+ + 2OH-

Tổng số mol OH- là: nOH- = 0,4x

Ta có: H+ + OH- → H2O ( Sau phản ứng pH = 1 => dư axit)

Ban đầu: 0,07   0,4x

Pư:    0,4x   0,4x

Sau pư: 0.07-0,4x   0

(0,07-0,4x)/(x+0,3) = 0,1 => x= 0,08 lít

Bài 2: Trộn 100 ml dung dịch có pH =1 gồm HCl và HNO3 với 100 ml dung dịch NaOH nồng độ a(mol/l) thu được 200 ml dung dịch A có pH = 12.

a.Tính a

b.Pha loãng dung dịch A bao nhiêu lần để thu được pH = 11

Trả lời

a.nH+ = 0,01 mol; nOH- = 0,1a mol

Ta có: H+ + OH- → H2O ( Sau phản ứng pH = 12 => dư bazơ)

Ban đầu 0,01   0,1a

Pư:   0,01   0,01

Sau pư: 0   0,01 – 0,1a

(0,01-0,1a)/(0,1+0,1) = 0,01 => a= 0,08 lít

b. Số mol NaOH dư : nOH- = 0,002 mol

Gọi x là thể tích nước thêm vào.

Dung dịch sau pha loãng có pH = 10 => 0,002/(0,2+x) = 0,001 => x = 1,8

Vậy cần phải pha loãng 10 lần.

Tham khảo các bài Chuyên đề 1 Hóa 11 khác: