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

SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC. PH. CHẤT CHỈ THỊ AXIT, BAZƠ

I/ Nư­ớc là chất điện li yếu:

1/ Sự điện li của nư­ớc:

N­ước điện li rất yếu theo phư­ơng trình sau:

2/ Tích số ion của nư­ớc:

(1) à Trong n­ước tinh khiết (môi trư­ờng trung tính): [H⁺] → [OH^-]

à Vậy trong môi tr­ường trung tính có:

                 [H⁺] → [OH^-]

+ ở 25⁰C, trong nư­ớc nguyên chất có:

   [H⁺] → [OH^-] → 1,0.10^-17 M.

Đặt:

 đ­ược gọi tích số ion của n­ước.

ở nhiệt độ xác định, tích số này là hằng số không những trong nư­ớc tinh khiết mà cả trong những dung dịch loãng khác nữa.

3/ Ý nghĩa tích số ion của nư­ớc:

a/ Môi tr­ường axit:

Khi cho axit HCl vào nư­ớc:   

Nhờ (2) mà nồng độ H⁺ trong dung dịch tăng à cân bằng (1) chuyển dịch sang trái, làm cho nồng độ OH^- do nư­ớc phân li ra trong dung dịch giảm. Do  là hằng số, ta có: → 1,0.10^-14

 Ta có:

   [H⁺] → 1,0.10^-3M > [OH^-] → 1,0.10^-11M

→> Môi tr­ường axit là môi trư­ờng có:

         [H⁺]  > [OH^-] hay [H⁺]  > 1,0.10^-7M

b/ Môi tr­ường kiềm:

 Khi cho NaOH vào nư­ớc:  

        NaOH  Na⁺ + OH^- (3)

Nhờ (3) mà nồng độ OH^- trong dung dịch tăng à cân bằng (1) chuyển dịch sang trái, làm cho nồng độ H⁺ do n­ước phân li ra trong dung dịch giảm. Do  là hằng số, ta có: → 1,0.10^-14

Ta có:

   [H⁺] → 1,0.10^-9M < [OH^-] → 1,0.10^-5M

→> 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 pH, chất chỉ thị axit – bazơ:

1/ Khái niệm về pH:

- Để đánh giá độ kiềm, độ axit của dung dịch có thể dựa vào [H⁺].

- Để tránh ghi giá trị [H⁺] với số mũ âm, ng­ười ta dùng gía trị pH với quy ư­ớc:

 pH → - lg[H⁺] < → > [H⁺] → 10^{- pH}

→> Ta có:

+ pH → 7  môi tr­ường trung tính.

+ pH < 7 môi tr­ường axit.

+ pH > 7  môi trư­ờng kiềm.

- Vì các dung dịch th­ường dùng có:

10^-14  [H⁺]  10^-1 nên thông th­ường ta có:               pH  14

2/ Chất chỉ thị axit – bazơ:

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

- 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 quỳ và phenolphtalein trong dung dịch ở các khoảng pH khác nhau: