Giải hộ mình câu này với các bạn: Tính pH và xác định môi trường , sự đổi màu của quỳ tím , phenolphtalein của 200ml dung dịch gồm HClO 1M và H2SO4 0,01M

Question

Trần An · Accepted Answer

{"userId":5330091,"userName":"Huong Nguyen"}

Nhận thấy: $HClO$ là axit rất yếu, trong môi trường có $H+$ mạnh từ $H_2SO_4$ thì $HClO$ hầu như không phân li thêm $→$ bỏ qua đóng góp $H+$ của $HClO.$ pH do $H_2SO_4$ quyết định.

Với $H_2SO_4 0,01 M:$ nấc $1$ phân li hoàn toàn tạo $[H+] = 0,01 M; $nấc $2$ có hằng số $Ka_2 ≈ 1,2×10^-2.$

Đặt $x$ là nồng độ $H+$ do nấc $2:$

$HSO_4− ⇌ H+ + SO4^2−$

$ Ka_2 = (0,01 + x)·x / (0,01 − x) = 1,2×10^-2 → x ≈ 0,00452 M.$

Vậy $[H+] = 0,01 + 0,00452 = 0,01452 M.$

$ pH = −log10(0,01452) ≈ 1,84.$

Timi · Answer

Để tính pH của dung dịch gồm HClO và H2SO4, trước tiên ta cần xác định nồng độ của ion H+ trong dung dịch.

### Bước 1: Tính nồng độ ion H+ từ HClO và H2SO4

1. **Từ HClO**: HClO là axit yếu, do đó, nồng độ H+ từ HClO sẽ được tính bằng cách sử dụng hằng số phân ly axit (K_a) của HClO. Tuy nhiên, để đơn giản, ta sẽ xem xét rằng HClO phân ly một phần nhỏ trong dung dịch.

2. **Từ H2SO4**: H2SO4 là axit mạnh và phân ly hoàn toàn trong dung dịch.
   - Phân ly lần 1: 
     $$
     H2SO4 \rightarrow H^+ + HSO4^-
     $$
   - Phân ly lần 2 (không tính cho nồng độ thấp, nhưng nếu cần chính xác có thể xem xét):
     $$
     HSO4^- \rightarrow H^+ + SO4^{2-}
     $$

Với 0,01M H2SO4, nồng độ H+ từ H2SO4:
- Từ phân ly lần 1, ta có 0,01M H2SO4 tạo ra 0,01M H+.
- Từ phân ly lần 2, nồng độ H+ không đáng kể so với 0,01M nên có thể bỏ qua.

### Bước 2: Tính nồng độ H+ tổng trong dung dịch

Vì dung dịch chứa 200ml dung dịch HClO 1M và 200ml dung dịch H2SO4 0,01M, ta cần tính nồng độ tổng của H+ sau khi trộn.

Tổng thể tích dung dịch sau khi trộn là:
$$
V_{total} = 200ml + 200ml = 400ml = 0,4L
$$

Nồng độ H+ từ H2SO4:
$$
C_{H^+}^{H2SO4} = \frac{0,01 \text{ mol}}{0,4 \text{ L}} = 0,025 \text{ M}
$$

Nồng độ H+ từ HClO (giả sử nó không ion hóa đáng kể):
Ta chưa có giá trị K_a của HClO, nhưng giả sử nồng độ H+ từ HClO là rất nhỏ so với H2SO4.

### Bước 3: Tính pH

Ta có:
$$
[H^+] = 0,025 \text{ M} + [H^+] \text{ từ HClO (nhỏ)} \approx 0,025 \text{ M}
$$

Vì HClO là axit yếu và không đáng kể, ta sẽ dùng nồng độ 0,025M để tính pH:
$$
pH = -\log([H^+]) = -\log(0,025) \approx 1,6
$$

### Bước 4: Xác định môi trường và sự đổi màu của quỳ tím, phenolphtalein

- **Môi trường**: Dung dịch có pH ≈ 1,6 cho thấy đây là môi trường axit.
- **Đổi màu quỳ tím**: Quỳ tím sẽ chuyển sang màu đỏ trong môi trường axit.
- **Đổi màu phenolphtalein**: Phenolphtalein sẽ không có màu trong môi trường axit (màu không màu).

### Kết luận

- pH ≈ 1,6
- Môi trường: axit
- Đổi màu quỳ tím: đỏ
- Đổi màu phenolphtalein: không màu