Tải bản đầy đủ

Đáp án bài tập chương II tính acid base

Bài giải bài tập chương II
Bài 1. Trong các tiểu phân sau đây, tiểu phân nào là acid, base, lưỡng tính theo
các thuyết:
a) Bronsted
b) Lewis
2F ; S ; HS- ; Fe2+; Fe2+aq ; H2O ; HCl ; NH3; BCl3
Giải thích rõ lý do dự đoán.
c) Nếu là acid – base Bronsted hãy cho biết dạng acid và base liên hợp của chúng.
a) Theo thuyết Bronsted-Lawry, ta có;
Acid: Fe2+aq
Base: F- , SLưỡng tính: HS- , H2O , HCl, NH3
Fe2+ và BCl3 khơng có tính acid-base Bronsted-Lawry
Vì theo thuyết Bronsted:
acid là chất cho chất khác iơn H+ (proton), base là chất nhận ion H+ từ chất khác.
các anion florua và sunfua khơng chứa proton nên khơng thể cho được.
cation sắt hydrat hóa thì chỉ có thể cho proton, khơng có khả năng nhận proton nên mang
tính acid.
Các ion (hợp chất) còn lại thì vừa có khả năng cho và nhận proton nên mang tính lưỡng
tính
NH3 (l) + NH3 (l)  NH4+ + NH2‾
HCl + H2O  Cl- + H3O+ (acid)

HCl + HI  H2Cl+ + I- (base)
b) Theo thuyết Lewis một số ion có thể xác định chắc chắn chúng là acid hay base:
Acid: Fe2+; Fe2+.aq.
Base: F-, S2Tuy nhiên trong đa số trường hợp cần chú ý đến phản ứng của nó để xác định:
HCl là acid trong phản ứng:
HCl + NaOH = H2O + NaCl
Hay H+ + OH- = H2O
Trong phản ứng này HCl đóng vai trò acid Lewis nhưng thực tế H+ của HCl là acid
Lewis.
HCl + SbCl5 = H[SbCl6] hay Cl‾ + SbCl5 = [SbCl6]‾
Trong trường hợp này HCl là base Lewis, thực tế Cl‾ cũa HCl đóng vai trò base
Lewis.
Rút ra: NH3, H2O, BCl3, HS‾ đều là chất lưỡng tính.
Tuy nhiên BCl3 thể hiện rất rõ tính acid Lewis vì B có 1 orbital trống, nên thường
BCl3 được quan tâm đến vai trò acid Lewis.
NH3, H2O thể hiện rất rõ vai trò base Levis vì chúng có cặp electron trên orbital lai
hóa sp3 của N và O, nên NH3 và H2O thường được quan tâm đến vai trò base
Lewis.


HS‾ thể hiện tính base Lewis yếu hơn NH3 và H2O rõ rêt ngun nhân là trạng thái
lai hóa sp 3 của S rất yếu( các em biết điều này trong phần hóa đại cương qua giá trị
góc hóa trị của phân tử H2S ≈ 91 0C, do đó HS- thường ít được quan tâm đến tính
base Lewis
Riêng Fe2+.aq thì ion Fe2+ được bao quanh bởi các base H2O. Trong trường hợp
này, khi phản ứng acid-base Lewis diễn ra thì base mạnh hơn sẽ đẩy base yếu hơn
(H2O) ra khỏi hợp chất hydrat:
Ví dụ: [Fe(H2O)6]2+ + 6CN‾  [Fe(CN)6]4- + 6H2O
Như vậy Fe2+.aq cũng là 1 acid Lewis trong phản ứng trên.
Acid: HCl ; Fe2+; Fe2+aq ; BCl3
Base: F- ; S2- : NH3
Lưỡng tính : HS- ; H2O
Chú ý: Trong thực tế để thuận tiện, khi có sự cho nhận H+, người ta chỉ nhắc
đến acid –base Bronsted-Lawry, khơng đề cập đến acid-base Lewis. Thuật ngữ
acid-base Lewis dung để chỉ các trường hợp cho nhận cặp electron ngồi
trường hợp cho nhận H+.
c) Theo thuyết Bronsted-Lawry, các cặp acid-base liên hợp:
Acid: Fe2+.aq/Fe(OH)+.aq ,
Base: HF/F- , HS-/S2Lưỡng tính: HS-: H2S/HS- và HS-/S2H2O: H3O+/H2O và H2O/OHHCl: H2Cl+/HCl và HCl/ClNH3: NH4+/NH3 và NH3/NH2Bài 2. Hãy cho
Tại sao ?

a)
b)
c)

biết chất nào có tính acid mạnh hơn giữa các cặp chất sau đây ?
Na+aq và Mg2+aq
BCl3 và B(CH3)3
Mg2+aq và Co2+aq

a) Na+aq < Mg2+aq vì Mg2+ có mât độ điện tích dương lớn hơn Na+ trong khi
chúng có cùng cấu tạo lớp vỏ khí hiếm.
Z 2
Z 
1
2
( Na 
 1,02 ; Mg 
 2,70)
0
rNa
r
0
,
74
2
Mg
0,98 A
b) BCl3 > B(CH3)3 do Cl là nhóm hút electron nên mật độ điện tích tại B giảm
hơn so với CH3 là nhóm đẩy electron.
c) Mg2+aq < Co2+aq vì Mg2+ và Co 2+ có cùng điện tích và có bán kính xấp xỉ nhau
0

0

( rMg 2  0,74 A ; rCo2  0,78 A) nhưng Co2+ có lớp vỏ bán bão hòa trong khi Mg2+có lớp vỏ
khí hiếm.
Bài 3. Chất nào có tính base mạnh hơn ? Giải thích.
a) F- và Clb) OH- và H2O

c) O2- và OH-


d) NH3 và NF3

e) Cl- và S2-

f) PH3 và (CH3)3P

a) F- >ø Clb) OH- > H2O
c) O2-> OH2d) NH3 >ø NF3
e) Cl < S
f) PH3 > (CH3)3P
- Ở câu a, b, c, e là do các anion nào có mật độ điện tích âm lớn hơn thì có tính base
mạnh hơn.
-Ở câu d, thì do H là chất đẩy electron, còn F là chất hút electron
- Ở câu f , mặc dù CH3 đẩy electron mạnh hơn H, nhưng các nhóm CH3 ngăn cản
cặp electron của P tham gia phản ứng (hiệu ứng lập thể).
Bài 4. Trong dung dòch nước CH3COOH là một acid Bronsted-Lawry yếu. Tính
acid của CH3COOH sẽ thay đổi như thế nào khi dung môi hòa tan là:
a) NH3 lỏng
b) HF lỏng
Trong nước, CH3COOH là 1 acid Bronsted-Lawry yếu.
Nhưng khi cho CH3COOH vào mơi trường dd NH3 thì CH3COOH lại là 1 acid mạnh hơn,
khi cho CH3COOH vào mơi trường HF lỏng thì CH3COOH là 1 base.
NH3(l) + CH3COOH = CH3COO‾ + NH4+
HF (l) + CH3COOH = F- + CH3COOH2+
Bài 5. Hãy xác đònh acid - base Lewis trong các phản ứng sau:
a) CuCl + NaCl = Na[CuCl2]
b) AgBr + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr
c) NiCl2 + 6H2O = [Ni(H2O)6]Cl2
d) Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)]4
e) FeCl3 + 6NaSCN = Na3[Fe(SCN)6] + 3NaCl
f) Na2[Co(SCN)4] + 6H2O = [Co(H2O]6](SCN)2 + 2NaSCN
Hãy xác đònh acid - base Lewis trong các phản ứng sau:
a) CuCl(r) + NaCl(dd) = Na[CuCl2](dd)
acid
base
Trong phản ứng này thực chất CuCl là acid, Cl‾ là base:
CuCl(r) + Cl‾(dd)  [CuCl2]‾(dd)

b) AgBr + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr
Acid
base
Trong phản ứng này thực chất AgBr là acid, S2O32- là base:
AgBr(r) + 2S2O32-(dd)  [Ag(S2O3)2]3- (dd)

c) NiCl2 + 6H2O = [Ni(H2O)6]Cl2
acid
base
Trong phản ứng này thực chất Ni2+ là acid, H2O là base :
Ni2+(dd) + 6H2 O(l)  [Ni(H2O)6]2+(dd)

d) Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)]4
Acid
base
Trong trường hợp này thực chất Al(OH)3 là acid, OH‾ là base:
Al(OH)3(r) + 4OH‾(dd)  [Al(OH)4]‾(dd)

e) FeCl3 + 6NaSCN = Na3[Fe(SCN)6] + 3NaCl
acid

base


Trong trường hợp này thực chất Fe3+ là acid, SCN‾ là base:
Fe3+(dd) + 6SCN‾(dd)  [Fe(SCN)6]3-(dd)

f) Na2[Co(SCN)4] + 6H2O = [Co(H2O]6](SCN)2 + 2NaSCN
Acid
base
Trong trường hợp này thực chất [Co(SCN)4]2- là acid, H2 O là base:
[Co(SCN)4 ]2-(dd) + 6H2O  [Co(H2O)6]2+(dd)

Bài 6. Hãy xác đònh acid - base Usanovich trong các phản ứng sau:
a) CaO + SiO2 = CaSiO3
b) Al2O3 + SiO2 = Al2SiO5
c) Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
d) 2Al(OH)3 + P2O5 = 2AlPO4 + 3H2O
e) 2NaH + B2H6 = 2Na[BH4]
Xác định acid-base theo thuyết acid-base Usanovich:
a) CaO + SiO2 = CaSiO3
base

acid

b) Al2O3 + SiO2 = Al2SiO5
base

acid

c) Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
acid
base
d) 2Al(OH)3 + P2O5 = 2AlPO4 + 3H2O
base
acid
e) 2NaH + B2H6 = 2Na[BH4]
base
acid
Bài 7. Hãy cho biết những chất sau đây, chất nào là acid hoặc base trong HF lỏng:
BF3 ; SbF5 ; H2O.
Những chất sau đây trong HF lỏng: BF3 ; SbF5 ; H2O
H2O là base Bronsted-Lawry trong HF lỏng:
HF + H2O  H3O+ + F‾
BF3 và SbF5 là acid Lewis trong HF lỏng:
BF3 + HF  H[BF4]
SbF5 + HF  H[BF6]
Bài 8. Hãy sắp xếp các oxid và oxyacid trong mỗi dãy theo trật tự tính acid tăng
dần, giải thích?
a) HClO3 ; HClO ; HClO2 ; HClO4
b) H2SeO3 ; H2SeO4 ; HMnO4
c) HNO3 ; H2CrO4 ; HClO4
d) VO ; V2O5; VO2 ; V2O3
Các dãy chất a, b, c áp dụng quy tắc Paoling để biện luận.
Oxyacid có cơng thức chung: XOm(OH)n. m càng lớn thính acid càng mạnh.
Sắp xếp các oxid và oxyacid trong mỗi dãy theo trật tự tính acid tăng dần:
a) HClO ; HClO2 ; HClO3 ; HClO4
m=0
m=1 m=2 m=3


Quy tắc Paoling cho biết tính acid của dãy a tăng dần do sự tăng số O (m) chỉ
liên kết với ngun tử Clor (chất tạo acid)
b) H2SeO3 ; HMnO4 ; H2SeO4 ;
m=1
m=2 m=3
Độ mạnh của acid selenous (acid selenơ) yếu nhất, acid permanganic (K = 10 2,3) và acid
selenic (K1 = 103) có độ mạnh tương tự nhau, trong đó acid selenic hơi mạnh hơn. Ở đây
quy tắc Paoling đúng cho trường hợp so sánh giữa acid selenous và hai acid còn lại. Trong
trường hợp acid permanganic và acid selenic thì quy tắc Paoling bị vi phạm. Ngun nhân
ở đây là do Mn là kim loại còn Se là phi kim loại.
c) H2CrO4 ; HNO3 ; HClO4
m=2
m= 2
m=3
Trong dãy này, HClO4 là acid mạnh nhất phù hợp với quy tắc Paolinh. Còn acid cromic
(K1 = 10 -0,89) yếu hơn acid nitric (K = 101,64) là do Cr là kim loại, còn N là phi kim loại.
Các trường hợp b và c trên cho thấy ngun nhân quy tắc Paoling giải thích chưa thật phù
hợp là do đã khơng đề cập đến bản chất của ngun tố tạo acid.
Đối với dãy d, độ mạnh tính acid tăng theo dãy do sự tăng số oxy hóa của vanadi, nghĩa
là có sự tăng nhanh z/r trong dãy.
d) VO ; V2O3; VO2 ; V2O5
z 2
z 3
z 4
z 5
2
3
4
5
( V 
 2,78 ; V 
 4,48 ; V 
 6,58 ; V 
 12,5)
rV 2
0,72
rV 3
0,67
rV 4
0,61
rV 5
0,40
Bài 9. Các acid H3PO2 và H3PO3 tồn tại ở các dạng hỗ biến:
OH

O

P – OH
H



OH

H – P – OH ; P – OH

O
↔ H – P – OH

H

OH
OH
Được biết pK1(H3PO2) = 1,23 và pK1(H3PO3) = 1,8
Hãy chọn dạng cấu trúc có xác suất tồn tại cao nhất cho mỗi chất.

Giải:
Ta có : pK1( H 3 PO2 )  1, 23
pK1( H3 PO3 )  1,8
Điều này chứng tỏ trong thực tế các acid hypophosphoruos (hypophosphorơ) H3PO2 và
acid phosphorous (phosphorơ) H3PO3 là các acid có độ mạnh trên trung bình.
Giải thích: Nếu H3PO2 tồn tại dưới dạng HP(OH)2 thì chỉ số m của oxy = 0. Theo quy
tắc Paolinh acid này phải là một acid yếu. Điều này trái thực tế.
Tuy nhiên, nếu H3PO2 tồn tại dưới dạng H2P(OH) thì chi số m của oxy = 1 và theo quy
tắc Paolinh acid này là acid trung bình . Điều này đúng với thực tế hơn. Như vậy có thể rút
kết luận là xác suất tồn tại của dạng H2P(OH) cao hơn hẳn so với dạng HP(OH)2
Đối với trường hợp acid phosphorous (acid phosphorơ – H3PO3) cũng giải thích tương tự

Bài 10. Tính Got,298 của các phản ứng dưới đây:


a) HNO3 (dd) + Ag(OH)(r)
b) H3BO3 (dd) + NH4OH (dd)
c) H3PO4(dd) + KOH (dd)
d) CH3COOH (dd) + LiOH (dd)
Nhận xét phản ứng nào xảy ra hoàn toàn, phản ứng nào xảy ra không hoàn
toàn. Rút ra nhận xét tổng quát về khả năng phản ứng giữa các acid và base.
a/ Xét phản ứng giữa acid niric và bạc hydroxide
Ag(OH) + HNO3 = AgNO3 + H2O
Phương trình ion-phân tử có dạng:
K
Ag(OH) (dd) + H+ (dd) = Ag+ (dd) + H2O(l)
K cb  Ag ( OH )
K H 2O
Mà : G 0pu, 298   RT ln K cb  8,314  298  ln(10 2,3  1014 )  66,8kJ
Vậy phản ứng này xảy ra hồn tồn
b/ Xét mức phản ứng nấc thứ nhất của H3BO3 với ammoniac:
Acid boric trong nước chỉ phân li một nấc và theo phương trình:
H3BO3 + H2O  H+ + [B(OH)4]‾
Vì vậy phản ứng giữa acid boric và ammoniac xảy ra:
H3BO3 + NH4OH  NH4[B(OH)4]
Phương trình ion-phân tử có dạng:
H3BO3(dd) + NH4OH(dd)  NH4+ (dd)+ [B(OH)4]‾ (dd)
K cb  K1,H 3BO3  K NH4OH
Mà: G 0pu, 298  8,314  298  ln(10 9,24  10 4,755 )  97,9kJ
Phản ứng khơng xảy ra
c/ Với H3PO4 và KOH , tính lần lượt cho từng nấc phân li của acid phosphoric:
*Phản ứng với nấc phân li thứ nhất của acid phosphoric:
K1,H3PO4
H3PO4(dd)+ OH ‾(dd) H2PO4‾(dd)+ H2O(l) K cb 
K H 2O
Vậy: G 0pu, 298  8,314  298  ln(10 2,12  1014 )  67,785kJ
Phản ứng này xảy ra hồn tồn.
**Phản ứng với nấc phân li thứ 2 của acid phosphoric:
K 2,H 3PO4
H2PO4‾(dd) + OH‾(dd)  HPO42-(dd) + H2O(l) K cb 
K H 2O
Vậy: G 0pu, 298  8,314  298  ln(10 7, 21  1014 )  38,743kJ ≈ -40kJ
Phản ứng này cũng được coi là xảy ra hồn tồn.
*** Phản ứng với nấc phân li thứ 3 của acid phosphoric:
K 3,H 3PO4
HPO42-(dd) + OH‾(dd)  PO43-(dd) + H2O(l) K cb 
K H 2O
Vậy: G 0pu, 298  8,314  298  ln(10 12, 38  1014 )  9,243kJ
Phản ứng này xảy ra khơng đến cùng.
Kết luận: khi cho KOH tác dụng với acid phosphoric trong nước thì khơng thể điều chế
đến chỉ có muối K3PO4.


d/ Xét phản ứng giữa acid acetic và liti hydroxide
CH3COOH + LiOH  LiCH3COO + H2O
Phương trình ion-phân tử có dạng:
CH3COOH(dd) +LiOH(dd)  Li+(dd)+CH3COO‾(dd)+ H2O(l)

K cb 

K CH 3COOH  K LiOH
KH O

Vậy: G 0pu, 298  8,314  298  ln(10 4, 76  10 0,17  1014 )  51,752kJ
Vậy phản ứng này xảy ra hồn tồn.
Nhận xét. Các ví dụ trên cho thấy:
Phản ứng xảy ra hồn tồn:
+ giữa acid mạnh và base khơng q yếu
+ giữa acid khơng q yếu và base mạnh
Phản ứng xảy ra một phần giữa acid mạnh va base q yếu (và ngược lại)
Phản ứng khơng xảy ra giữa acid rất yếu base có độ mạnh trung bình yếu (và ngược lại)
Chú ý: Khi xét khả năng xảy ra phản ứng này cần tính cho từng nấc phân li của acid
và base đa chức. Trong số bài tơi đã xem khơng có sinh viên nào giải đúng câu này.
Bài 11. Khi pha dung dòch nước các muối: AlCl3 , SnCl2, Fe2(SO4)3 , CrCl3 người ta
thường dùng dung dòch HCl loãng (hoặc dung dòch H2SO4) loãng) chứ không dùng
nước nguyên chất. Giải thích tại sao?
Các muối AlCl3 , SnCl2, Fe2(SO4)3 , CrCl3 đều là muối của acid mạnh và base yếu nên
trong dung dịch sẽ thủy phân thành hydroxide kim loại và mơi trường acid.
Do đó khi trước khi hòa tan các muối vào nước người ta dùng dung dịch HCl lỗng
(hoặc dung dịch H2SO4 lỗng) để tăng nồng độ [H+] làm ngăn cản q trình thuỷ phân
Ví dụ: AlCl3
AlCl3 = Al3+ + 3ClAl3+ + 3H20  Al(OH)3 ↓+ 3H+ (*)
nếu dùng nước pha lỗng thì khi đã tạo thành Al(OH)3 rồi mới dùng acid thì phản ứng
nghịch (*) khó xảy ra.
Bài 12. Có dung dòch cùng nồng độ mol của các chất sau đây:
a) Na2S
b) NaCH3COO
c) Na3PO4
Dung dòch nào có pH lớn nhất ? Nhỏ nhất ? Tính pH của các dung dòch ở
nồng độ 0,1M
Vì Na+ là acid liên hợp của base rất mạnh là NaOH nên pH dung dịch thay đổi tùy thuộc
vào độ mạnh các base là anion. Tính độ mạnh của các base theo cặp acid base liên hợp:
HS‾/S2- ; CH3COOH/CH3COO‾ ; HPO42-/PO43K H 2O
10 14
K b ,S 2  
 12,89  10 1,11
K a ,HS  10
K b,CH COO  
3

K H 2O
K a ,CH 3COOH



10 14
 10 9,24
10 4,76


K b,PO 3
4

K H 2O
K a ,HPO 2



10 14
 10 1,62
10 12,38

4

So sánh độ mạnh 3 base tăng theo dãy: CH3COO‾ < PO43- < S2- , tử đây có thể nhận xét là
với dung dịch cùng nồng độ, dung dịch Na2S có pH lớn nhất và dung dịch NaCH3COO có
pH nhỏ nhất.
Tính pH các dung dịch muối trên ở nồng độ 0,1M
a)
S2- + H2O 
HS- + OHTrước phản ứng: 0,1M
Sau phản ứng : (0,1-  )


[OH  ][ HS  ] K H 2O
2
K cb 


 10 1,11    0,0575
[ S 2 ]
K a ,HS  (0,1   )
pOH  1,24  pH  12,76

b)
Trước phản ứng
Sau phản ứng:
K cb 

CH3COO- + H2O 
0,1M
(0,1-  )

CH3COOH + OH-





K H 2O
[OH  ][CH 3COOH ]
2
2



 10 9,24    10 5,12

[CH 3COO ]
K a ,CH 3COOH (0,1   ) 0,1

pOH  5,12  pH  8,88
c)
PO43- + H2O  HPO42- + OH
Trước phản ứng:
0,1M
Sau phản ứng:
(0,1-  )


K cb 

K H 2O
[OH  ][ HPO42 ]
2


 10 1,62    0,0384
[ PO43 ]
K a ,HPO 2 (0,1   )
4

pOH  1,415  pH  12,285

Bài 13. Sắp xếp sự thủy phân của AlCl3 tăng dần khi cho vào các chất dưới đây:
a) Nước
b) Dung dòch FeCl2
c) Dung dòch NaCH3COO
d) Dung dòch Na2HPO4
e) Dung dòch NaF
AlCl3 là một hợp chất mang tính acid, vì khi hòa tan vào dung môi có chứa nước thì
AlCl3 sẽ sinh ra H+: Al 3+ + 2H2O  AlO2- + 4H+


Do vậy khi môi trường càng có tính base mạnh OH‾ sẽ kết hợp với ion H+ càng
nhiều nghóa là phản ứng trên sẽ xảy ra theo chiều thuận theo nguyên lý Le Chartelier,
do vậy AlCl3 sẽ thủy phân càng nhiều.
Vì vậy ta sẽ xét dung dịch nào có tính base càng cao thì AlCl3 trong dung dịch
đó thủy phân càng mạnh.
a) H2O là dd trung tính.
b) Dung dịch FeCl2 có sự thủy phân: Fe2+ + H2O  Fe(OH)+ + H+
Ka=

Kn
1014
 3.89  1010.11 , dung dòch mang tính acid
K b 2 10

c) dd NaCH3COO có sự thủy phân:
CH3COO- + H2O  CH3COOH +OH-

K n 1014
 4.76  109.24 ,dung dòch mang tính base yếu.
Kb=
K a 10
d) dd Na2HPO4 có sự thủy phân:
HPO42- + H2O  PO43- + H3O+
Ka3= 10-12.38
HPO42- + H2O  H2PO4- + OH-

Kn
1014

 106.79
Kb=
7.21
K a 2 10
So sánh thấy Ka3<e) dd NaF có sự thủy phân: F- +H2O  HF- +OHKb=

K n 1014
 3.18  1010.82
K a 10

Dung dịch mang tính base rất yếu.
Tuy nhiên ion F- là 1 base cứng nên tạo phức rất bền với ion Al3+ là 1 acid cứng.
Hằng số khơng bền của phức [AlF6]3- bằng: 10-20,67 nên phần lớn ion Al3+ tạo phức
với F-. Mức độ thủy phân của Al3+ khi có mặt ion F- yếu hơn mức độ thủy phân của
nó trong nước 1011,13 lần (xem bài giảng)
Dựa vào kết quả trên ta thấy, xếp các dung dịch theo chiều base tăng dần cũng
là xếp theo mức thủy phân AlCl3 tăng dần trong các dung dich sau:
NaF < FeCl2 < H2O < NaCH3COO < Na2HPO4
Ghi Chú: Các em cần rất lưu ý đến phản ứng acid-base Lewis là loại phản ứng
chưa quen thuộc đối với sinh viên.


Bài 14. Viết phương trình phản ứng thủy phân của các hợp chất cộng hóa trò sau
nay:
a) SiCl4
b) PI3
c) TiOSO4
d) BCl3
e) MnF7
f) SO2Cl2
a) SiCl4 + 2H2O = SiO2 + 4HCl
b) PI3 + 3H2O =
H3PO3
+ 3HI
c) TiOSO4 + H2O = TiO2 + H2SO4
d) BCl3 + 3H2O = H3BO3 + 3HCl
e) MnF7 + 4H2O = HMnO4 + 7HF
f) SO2Cl2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl
Bài 15. Hằng số thủy phân nấc thứ nhất của một số cation được cho dưới đây:
ion
Na+ Mg2+ Ca2+ Ba2+ Al3+ Fe2+ Fe3+ Ag+
rion (Ao)
0,98 0,74 1,04 1,38 0,57 0,80 0,67 1,13
Ktp
10-15 10-11,2 10-12,6 10-13,2 10-5,1 10-9,5 10-2,2 10-6,2
a) Có nhận xét gì về sự phụ thuộc giữa điện tích và kích thước của cation
với khả năng thủy phân của nó?
b) Vì sao Fe 2+ thủy phân mạnh hơn Mg2+ mặc dù cả hai ion có cùng điện
tích +2 và Fe2+ có bán kính ion lớn hơn Mg2+?
c) Giải thích tương tự cho trường hợp so sánh hằng số thủy phân nấc thứ
nhất giữa Al3+ và Fe3+ và giữa Na+ và Ag+.
a) Về quy luật, điện tích (số oxy hóa) ion càng lớn, bán kính càng nhỏ thì khả năng thủy
phân càng tăng. Có thể xét các dãy Na+ , Mg2+ , Ca2+ , Ba2+ hay so sánh giữa Fe2+ và Fe3+
thấy rõ quy luật này. Giá trị z/r (z-là số oxy hóa) có ảnh hường lớn nhất đến sự thủy phân
nói riêng và sự phân cực ion nói chung.
b) Fe2+ thủy phân mạnh hơn Mg2+dù cả 2 đều có cùng điện tích và Fe2+ có bán kính ion hơi
lớn hơn Mg2+ vì Fe2+ có cấu hình ion trung gian còn Mg2+có cấu hình ion 8e- nên Fe2+có độ
thủy phân mạnh hơn.
c) Tương tự vậy ta có : Al3+ có cấu hình ion 18e-, Fe3+ có cấu hình ion trung gian nên mặc
dù bán kính của Fe3+ hơi lớn hơn của Al3+ vẫn có:Ktp,Al > Ktp,Fe. Na+ có cấu hình ion 8e-,
còn Ag+ có cấu hình 18e- nên mặc dù bán kính Ag+ lớn hơn Na+ vẫn có: Ktp,Ag > Ktp,Na

Bài 19: Hãy dự đốn pKa của các proton có màu đỏ trong các hợp chất sau đây:
a. CH3CH2CH2CO2H (butyric acid) b. CH3OH2+ (oxonium ion).
a. Butyric acid is similar in structure to CH3CO2H (acetic acid), in that both are carboxylic
acids. The pKa of acetic acid is 4.78. Therefore we can estimate the pKa of butyric acid to
be approximately 4 - 5.
b. The closest structural match for the oxonium ion in the pKa table is the hydronium ion
(H3O+), pKa -1.74. Thus we can estimate the pKa of CH3OH2+ to be approximately -2.
Bài 20: Xác định chiều ưu thế của phản ứng thuận nghịch sau đây:


This is a proton transfer equilibrium, so the position can be determined using pKa values.
The acids (proton donors) in this equilibrium are H2CO3 (carbonic acid, pKa 6.36) and
NH4 + (ammonium ion, pKa 9.24). The ammonium ion has the higher pKa than carbonic
acid, and is therefore a weaker acid than carbonic acid. To analyze relative basicity, we
need to recall that lower pKa corresponds to a stronger acid, and deprotonation of this
stronger acid will give a weaker conjugate base. The bases (proton acceptors) in this
equilibrium are NH3 (ammonia; conjugate acid NH4 +, pKa 9.24) and HCO3- (bicarbonate
ion; conjugate acid H2CO3, pKa 6.36). Because H2CO3 is a stronger acid than NH4+, we
can deduce that HCO3- is a weaker base than NH3.

Analysis of the relative acid and base strengths suggests that this equilibrium lies to the
right.

Bài 21: Ước tính pKa của các vòng hydrogen sau đây:

a. The circled hydrogen is part of an amine functional group. The pKa table reveals that
NH3 (ammonia; also an amine) has a pKa of 38. Thus we estimate the pKa of H2NCH3
(methylamine) to be approximately 38. Note that while ammonium ions may be somewhat
similar to amines, the best match for methylamine is ammonia, not either of the
ammonium ions on the pKa table.

b. The circled hydrogen is part of an alcohol functional group. The only other alcohol on
the pKa table is CH3CH2OH (ethanol), pKa 15.9. Thus we estimate the pKa of (CH3)3COH
(tert-butyl alcohol) as 16. Acetic acid (CH3CO2 H) also has an OH group, but the
functional group of this carboxylic acid (CO2H) is significantly different from an alcohol
functional group (OH).

c. The circled hydrogen is part of a phenol (OH attached to a benzene ring) functional
group. The only other compound in the pKa table with this functional group is phenol, pKa
9.95. Thus we estimate the pKa of our more complex phenol as approximately 10.
Bài 22: Xác định chiều ưu thế của cân các phản ứng T-N sau:


e. Recall that the equilibrium favors the weakest acid/base pair. Use the pKa table to
evaluate pKa values. The pKa of C6H5CO2H (benzoic acid) is 4.19, and the pKa of H3PO4
(phosphoric acid) is 2.1. Benzoic acid is a weaker acid than phosphoric acid, so the
equilibrium favors benzoic acid and thus lies to the right.
f. This molecule is not in the pKa table so estimates must be made. The closest match to
the ammonium end of glycine is CH3NH3 + (methylammonium ion, pKa 10.64). The
closest match to the carboxylic acid end of glycine is CH3CO2 H (acetic acid, pKa 4.76).
Methylammonium ion is a weaker acid than acetic acid, so the ionic form of glycine is
favored and the equilibrium lies to the left.
g. To analyze this case, we must use the pKa of CH3CH2OH2 + (an oxonium ion), not
CH3CH2OH (ethanol), because CH3CH2OH is serving as a base (proton acceptor), not as
an acid in this reaction. The closest match on Table 2.1 to the structure of CH3CH2OH2+ is
H3O+ (hydronium ion, pKa -1.74). Because the two acids are very close in pKa, this
equilibrium will not significantly favor either side.

Các chất chuẩn bị cho seminar:
Soda, CuSO4, AgNO3, muối ăn, xút.
Thạch cao, vôi.
Bột nhôm (hydroxyt), borax
Than hoạt tính, CO2, SiO2, thủy tinh lỏng.
NH3 , ure, DAP, SA.
Axit sunfuric, muối thiosulfat.
Nước clo, nước javel, acid HCl.
Muối Morh, thuốc tím, oxyt crom, oxyt sắt.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×