Bài toán về pha loãng, pha trộn dung dịch các chất điện li để đạt được pH định trước - Chuyên đề Hóa 11

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.

Lưu ý: V_{dd sau khi trộn} = V_axit + V_bazơ

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.

Bài giải:

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

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

Trong 300 ml dung dịch A có:

n_HCl = 0,03 mol; : n_H2SO4 = 0,01 mol; n_HNO3 = 0,02 mol

Phương trình điện li:

H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄^2-

HNO₃ → H⁺ + NO₃^-

HCl → H⁺ + Cl^-

Tổng mol H⁺ là n_H⁺ = 0,07 mol

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

n_NaOH = 0,2x; n_{Ba (OH)2} = 0,1x

Phương trình điện li:

NaOH → Na⁺ + OH^-

Ba (OH)₂ → Ba²⁺ + 2OH^-

Tổng số mol OH^- là: n_OH^- = 0,4x

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

Ban đầu: 0,07 0,4x

Phản ứng: 0,4x 0,4x

Sau phản ứng: 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

Bài giải:

a. n_H⁺ = 0,01 mol; n_OH^- = 0,1a mol

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

Ban đầu 0,01 0,1a

Phản ứng: 0,01 0,01

Sau phản ứng: 0 0,01 – 0,1a

(0,01-0,1a)/ (0,1+0,1) = 0,01

=> a= 0,08 lít

b. Số mol NaOH dư: n_OH^- = 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.

Bài trước: Bài tập trắc nghiệm Tính pH của dung dịch axit – bazơ yếu - Chuyên đề Hóa 11 Bài tiếp: Bài tập trắc nghiệm Bài toán về pha loãng, pha trộn dung dịch các chất điện li để đạt được pH định trước - Chuyên đề Hóa 11