Câu 2. Dung dịch điện li.

Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ phân tích từng phần một. 1) **Phản ứng nào đã xảy ra hoàn toàn khi dung dịch chuyển màu?** - Với phenolphtalein, chất chỉ thị này chuyển màu ở pH khoảng 8,3 đến 10. Do đó, khi dung dịch chuyển màu phenolphtalein, pH của dung dịch đã lớn hơn 8,3. - Khi dùng metyl da cam, chuyển màu ở pH khoảng 4,2 đến 6,3, điều này cho thấy pH của dung dịch thấp hơn 6,3. - Như vậy, khi phenolphtalein chuyển màu, tức là phản ứng giữa Na2CO3 và HCl đã xảy ra, tạo ra NaHCO3, và khi dùng metyl da cam, phần NaHCO3 lại phản ứng tiếp với HCl để tạo H2CO3. - Vậy phản ứng đã xảy ra hoàn toàn khi sử dụng phenolphtalein là: \[ Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2CO_3 \] 2) **Hỗn hợp phân tích là hỗn hợp A hay B?** - Hỗn hợp A chứa Na2CO3 và NaHCO3. Khi chuẩn độ NaHCO3 bằng HCl, sẽ tạo ra CO2 (khí) và nước. Điều này có nghĩa là dung dịch sẽ chuyển màu ở pH thấp hơn so với Na2CO3. - Hỗn hợp B chứa Na2CO3 và NaOH. Khi chuẩn độ NaOH, pH sẽ cao hơn 8,3, không thể chuyển màu phenolphtalein, chỉ khi Na2CO3 đã phản ứng với HCl. - Do vậy, hỗn hợp được phân tích là hỗn hợp A. 3) **Tính thành phần % về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp đã phân tích?** - Ta biết tổng thể tích HCl đã dùng là 38,20 ml + 45,70 ml = 83,90 ml. - Chúng ta có: - Phản ứng với phenolphtalein: \(Na_2CO_3\) + 2HCl. - Phản ứng với metyl da cam: \(NaHCO_3\) + HCl. - Tính số mol HCl đã sử dụng: \[ n_{HCl} = C \cdot V = 0,200 \, mol/L \cdot 0,0457 \, L = 0,00914 \, mol \] - Khi sử dụng phenolphtalein: \[ n_{Na_2CO_3} = \frac{38,20 \, ml}{1000} \cdot 0,200 = 0,00764 \, mol \] - Khi sử dụng metyl da cam: \[ n_{NaHCO_3} = 0,00914 \, mol - 0,00764 \, mol = 0,00150 \, mol \] - Tính khối lượng: - Khối lượng của Na2CO3 (molar mass = 105,99 g/mol): \[ m_{Na_2CO_3} = n \cdot M = 0,00764 \, mol \cdot 105,99 \, g/mol = 0,809 \, g \] - Khối lượng của NaHCO3 (molar mass = 84,01 g/mol): \[ m_{NaHCO_3} = n \cdot M = 0,00150 \, mol \cdot 84,01 \, g/mol = 0,126 \, g \] - Tổng khối lượng của hỗn hợp là: \[ m_{total} = m_{Na_2CO_3} + m_{NaHCO_3} = 0,809 \, g + 0,126 \, g = 0,935 \, g \] - Tính phần trăm khối lượng của từng chất: \[ \% Na_2CO_3 = \left( \frac{0,809 \, g}{0,935 \, g} \right) \times 100 \approx 86,6\% \] \[ \% NaHCO_3 = \left( \frac{0,126 \, g}{0,935 \, g} \right) \times 100 \approx 13,4\% \] **Kết luận:** 1) Phản ứng xảy ra hoàn toàn khi dùng phenolphtalein. 2) Hỗn hợp phân tích là hỗn hợp A. 3) Thành phần % về khối lượng của Na2CO3 là khoảng 86,6% và của NaHCO3 là khoảng 13,4%.