Bước 1: Tính số mol của CH₃COOH và KOH:
- CH₃COOH:
- Nồng độ mol ban đầu của CH₃COOH: [CH₃COOH] = 10^(-pH) = 10^(-3) M
- Số mol CH₃COOH: n(CH₃COOH) = C.V = 10^(-3) mol/L * 0.025 L = 2.5 * 10^(-5) mol
- KOH:
- pOH của dung dịch KOH = 14 - pH = 14 - 11 = 3
- Nồng độ mol của OH⁻: [OH⁻] = 10^(-pOH) = 10^(-3) M
- Số mol OH⁻: n(OH⁻) = C.V = 10^(-3) mol/L * 0.015 L = 1.5 * 10^(-5) mol
Bước 2: Xác định chất dư sau phản ứng: Vì số mol CH₃COOH lớn hơn số mol OH⁻ nên CH₃COOH dư.
Bước 3: Tính số mol CH₃COOH dư và CH₃COOK tạo thành:
- Số mol CH₃COOH dư = (2.5 - 1.5) * 10^(-5) mol = 10^(-5) mol
- Số mol CH₃COOK = số mol OH⁻ phản ứng = 1.5 * 10^(-5) mol
Bước 4: Tính nồng độ các chất sau phản ứng:
- Thể tích dung dịch sau phản ứng: V = 25 ml + 15 ml = 40 ml = 0.04 L
- Nồng độ CH₃COOH: [CH₃COOH] = (10^(-5) mol) / (0.04 L) = 2.5 * 10^(-4) M
- Nồng độ CH₃COO⁻: [CH₃COO⁻] = (1.5 * 10^(-5) mol) / (0.04 L) = 3.75 * 10^(-4) M
Bước 5: Tính hằng số phân li axit Ka của CH₃COOH
- Ka = 2 * 10^(-5) (đã cho trong đề bài)
Bước 6: Áp dụng công thức tính pH của dung dịch đệm: Đối với dung dịch đệm gồm axit yếu và muối của nó, ta có công thức Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log([CH₃COO⁻]/[CH₃COOH])
- pKa = -logKa = -log(2 * 10^(-5)) ≈ 4.7
- pH = 4.7 + log(3.75 * 10^(-4) / 2.5 * 10^(-4)) ≈ 4.88