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

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^-7 M.

- Đặt: K_H2O = [H⁺] . [OH^-] = 1,0.10^-7 . 1,0.10^-7 = 1,0.10^-14

- K_H2O đ­ược 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^-14 nên

⇒ 

⇒ [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 NaOH 10^-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^-14 nên

⇒ [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 dịch bằng nồng độ [H⁺].

- Để tránh ghi nồng 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 trường kiềm

* 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 về sự 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?

>> Giải bài 1 trang 14 SGK Hóa 11

* Bài 2 trang 14 SGK Hóa 11: Phát biểu định nghĩa môi trường axit, trung tính và kiềm theo nồng độ H⁺ và pH?

>> Giải bài 2 trang 14 SGK Hóa 11

* Bài 3 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?

>> Giải bài 3 trang 14 SGK Hóa 11

* Bài 4 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.

>> Giải bài 4 trang 14 SGK Hóa 11

* Bài 5 trang 14 SGK Hóa 11: Tính nồng độ H⁺, OH^- và pH của dung dịch HCl 0,10M và dung dịch NaOH 0,010M?

>> Giải bài 5 trang 14 SGK Hóa 11