Bài 4. Sự điện li của nước, pH. Chất chỉ thị axit-bazơ

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.

Nội dung bài học


I- NƯỚC LÀ CHẤT ĐIỆN LI RẤT YẾU

1. Sự điện li của nước

Bằng dụng cụ đo nhạy, người ta thấy nước cũng dẫn điện nhưng cực kì yếu.

Nước là chất điện li rất yếu: H2O ⇌ H+ + OH(1)

2. Tích số ion của nước

Từ phương trình (1) ta có thể viết được biểu thức hằng số cân bằng K của phản ứng:

                                   K=[H+][OH] / [H2O]

Thực nghiệm đã xác định được rằng, ở nhiệt độ thường cứ 555 triệu phân tử nước chỉ có một phân tử phân li ra ion, nên [H2O] được coi là hằng số. Từ đó, đặt:

                           KH2O=K[H2O]=[H+].[OH]

KH2O được coi là tích số ion của nước, tích số này là hằng số ở nhiệt độ xác định.

Ở 25oC:KH2O=[H+].[OH]=1,0.10−14, tuy nhiên giá trị này còn được dùng ở nhiệt độ không khác nhiều với 25oC

Một cách gần đúng, có thể coi giá trị tích số ion của nước là hằng số cả trong dung dịch loãng của các chất khác nhau.

Vì một phân tử H2O phân li ra một ion H+ và một ion OH, nên trong nước:

                 [H+]=[OH]= √1,0.10−14=1,0.10−7M

Nước có môi trường trung tính, nên có thể định nghĩa:

Môi trường trung tính là môi trường trong đó [H+]=[OH−]=1,0.10−7M

3. Ý nghĩa tích số ion của nước

a) Môi trường axit

Khi hòa tan axit vào nước, nồng độ H+ tăng, nên nồng độ OH− phải giảm sao cho tích số ion của nước không đổi.

Thí dụ, hòa tan axit vào nước để nồng độ H+ bằng 1,0.10−3M thì nồng độ OH− là:

                [OH−]=1,0.10−14 / [H+]=1,0.10−14 / 1,0.10−3=1,0.10−11M

Vậy môi trường axit là môi trường trong đó [H+]>[OH−] hay [H+]>1,0.10−7M.

b) Môi trường kiềm

Khi hòa tan bazơ vào nước, nồng độ OH− tăng, nên nồng độ H+ phải giảm sao cho tích số ion của nước không đổi. Thí dụ, hòa tan bazơ vào nước để nồng độ OH− bằng 1,0.10−5M thì nồng độ H+ là:

                 [H+]=1,0.10−14 / [OH−]=1,0.10−14 / 1,0.10−5=1,0.10−9M

Vậy môi trường kiềm là môi trường trong đó: [H+]<[OH−] hay [H+]<1,0.10−7M

Những thí dụ trên cho thấy, nếu biết nồng độ H+ trong dung dịch nước, thì nồng độ OH− cũng được xác định và ngược lại. Vì vậy, độ axit và độ kiềm của dung dịch có thể được đánh giá chỉ bằng nồng độ H+:

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 VỀ pH. CHẤT CHỈ THỊ AXIT - BAZƠ

1. Khái niệm về pH

Như đã thấy ở trên, dựa vào nồng độ H+ trong dung dịch nước có thể đánh giá được độ axit và độ kiềm của dung dịch. Nhưng dung dịch thường dùng có nồng độ H+ nhỏ, để tránh ghi nồng độ H+ với số mũ âm, người ta dùng pH với quy ước như sau:

             [H+]=1,0.10−pH(∗)M.  Nếu [H+]=1,0.10−aM  thì  pH=a.

Thí dụ:  [H+]=1,0.10−1M⇒pH=1,00: môi trường axit.

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

              [H+]=1,0.10−11M⇒pH=11,00; môi trường kiềm.

Thang pH thường dùng có giá trị 1 đến 14.

Giá trị pH có ý nghĩa to lớn trong thực tế. Chẳng hạn, pH của máu người và động vật có giá trị gần như không đổi. Thực vật có thể sinh trưởng bình thường chỉ khi giá trị pH của dung dịch trong đất ở trong khoảng xác định đặc trưng cho mỗi loại cây. Tốc độ ăn mòn kim loại trong nước tự nhiên phụ thuộc rất nhiều vào pH của nước mà kim loại tiếp xúc.

2. Chất chỉ thị axit - bazơ

Chất chỉ thị axit - bazơ là chất có màu biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch. Thí dụ, màu của hai chất chỉ thị axit bazơ là quỳ và phenolphtalein trong các khoảng pH khác nhau được đưa ra trong bảng 1.1.

Bảng 1.1. Màu của quỳ và phenolphtalein trong dung dịch ở các khoảng pH khác nhau.

 

Trộn lẫn một số chất chỉ thị có màu biến đổi kế tiếp nhau theo giá trị pH, ta được hỗn  hợp chất chỉ thị vạn năng. Dùng băng giấy tẩm dung dịch hỗn hợp này có thể xác định được gần đúng giá trị pH của dung dịch

Hình 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.

Đánh giá

Bài 4. Sự điện li của nước, pH. Chất chỉ thị axit-bazơ

Tổng số sao của bài viết là: 5 trong 1 đánh giá
Xếp hạng: 5 / 5 sao

Phương trình hóa học

Bài học này không có phương trình hóa học nào liên quan

Bài học khác trong Sách Giáo Khoa Hóa Học Lớp 11 Nâng Cao


Bài 14. Photpho Chương I. Bài 1. Sự điện li Bài 2. Phân loại các chất điện li Bài 3. Axit, bazơ và muối Bài 4. Sự điện li của nước, pH. Chất chỉ thị axit-bazơ Bài 5. Luyện tập Axit, bazơ và muối Bài 6.Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li Bài 7. Luyện tập Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li Bài 8. Thực hành Tính axit-bazơ - Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch Chương II. Nhóm Nito Bài 9. Khái quát về nhớm Nitơ Bài 10. Nitơ Bài 11. Amoniac và muối amoni Bài 12. Axit nitric và muối nitrat Bài 13. Luyện tập Tính chất của nitơ và hợp chất của nitơ Bài 15. Axit photphoric và muối photphat Bài 16. Phân bón hoá học Bài 17. Luyện tập Tính chất của photpho và các hợp chất của photpho Bài 18. Thực hành. TÍnh chất của một số hợp chất nitơ, photpho. Phân biệt một số loại phân bón hóa học. Chương III. Nhóm Cacbon. Bài 19. Khái quát về nhóm cacbon Bài 20. Cacbon Bài 21. Hợp chất của cacbon Bài 22. Silic và hợp chất của silic Bài 23. Công nghiệp silicat Bài 24. Luyện tập Tính chất của cacbon, silic và hợp chất của chúng Chương 4. Đại cương về hóa học hữu cơ. Bài 25. Hoá học hữu cơ và hợp chất hữu cơ Bài 26. Phân loại và gọi tên hợp chất hữu cơ Bài 27. Phân tích nguyên tố Bài 28. Công thức phân tử hợp chất hữu cơ Bài 29. Luyện tập Chất hữu cơ, công thức phân tử Bài 30. Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ Bài 31. Phản ứng hữu cơ Bài 32. Luyện tập Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ Chương 5. Hidrocacbon no.Bài 33. Ankan Đồng đẳng, đồng phân và danh pháp Bài 34. Ankan Cấu trúc phân tử và tính chất vật lí Bài 35. Ankan Tính chất hoá học, điều chế và ứng dụng Bài 36. Xicloankan Bài 37. Luyện tập Ankan và Xicloankan Bài 38. Thực hành Phân tích định tính Điều chế và tính chất của metan CHƯƠNG 6 HIDROCACBON KHÔNG NO Bài 39 Anken Danh pháp, cấu trúc và đồng phân Bài 40. Anken Tính chất, điều chế và ứng dụng Bài 41. Ankadien Bài 42. Khái niệm về tecpen Bài 43. Ankin Bài 44. Luyện tập Hiđrocacbon không no Bài 45. Thực hành. Tính chất của hiđrocacbon không no Chương 7. Bài 46. Benzen và AnkylBenzen Bài 47. Stiren và naphtalen Bài 48. Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên Bài 49. Luyện tập So sánh đặc điểm cấu trúc và tính chất của hiđrocacbon thơm với hiđrocacbon no và không no Bài 50. Thực hành. Tính chất của một số hiđrocacbon thơm Chương 8. Bài 51. Dẫn xuất halogen của hiđrocacbon Bài 52. Luyện tập Dẫn xuất halogen Bài 53. Ancol: Cấu tạo, danh pháp, tính chất vật lí Bài 54. Ancol: Tính chất hoá học, điều chế và ứng dụng Bài 55. Phenol Bài 56. Luyện tập Ancol, phenol Bài 57. Thực hành. Tính chất của một vài dẫn xuất halogen, ancol Và phenol Chương 9. Bài 58. Anđehit và Xeton Bài 59. Luyện tập Anđehit và Xeton Bài 60. Axit cacboxylic: Cấu trúc, danh pháp và tính chất vật lí Bài 61. Axit cacboxylic. tính chất hoá học, điều chế và ứng dụng