Hoà tan 0,10 mol CH₃COOH (pKa = 4,76) và 0,050 mol CH₃COONa vào 1,00 L nước. a) Tính pH ban đầu của dung dịch. b) Sau đó thêm 0,020 mol NaOH. Tính pH mới và giải thích chuyển biến cân bằng (viết phương...

Để giải bài toán này, ta sẽ sử dụng công thức tính pH cho dung dịch đệm gồm axit yếu và muối của nó. ### a) Tính pH ban đầu của dung dịch: Dung dịch ban đầu có chứa 0,10 mol CH₃COOH (axit axetic) và 0,050 mol CH₃COONa (muối natri axetat). Ta có thể áp dụng công thức Henderson-Hasselbalch để tính pH: \[ \text{pH} = \text{pKa} + \log\left(\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\right) \] Trong đó: - \([\text{A}^-] = [\text{CH}_3\text{COO}^-] = 0,050 \, \text{mol}/1\, \text{L} = 0,050 \, \text{M}\) - \([\text{HA}] = [\text{CH}_3\text{COOH}] = 0,10 \, \text{mol}/1\, \text{L} = 0,10 \, \text{M}\) Áp dụng vào công thức: \[ \text{pH} = 4,76 + \log\left(\frac{0,050}{0,10}\right) \] \[ = 4,76 + \log(0,5) \] \[ = 4,76 - 0,301 \] \[ = 4,459 \] **Vậy pH ban đầu của dung dịch là khoảng 4,46.** ### b) Sau đó thêm 0,020 mol NaOH. Tính pH mới và giải thích chuyển biến cân bằng (viết phương trình). Khi thêm 0,020 mol NaOH vào dung dịch, NaOH sẽ phản ứng với CH₃COOH theo phương trình sau: \[ \text{CH}_3\text{COOH} + \text{NaOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{COONa} + \text{H}_2\text{O} \] Vì vậy, lượng CH₃COOH sẽ giảm và lượng CH₃COO⁻ sẽ tăng. Tính toán lượng axit và muối sau phản ứng: - CH₃COOH sau phản ứng: \(0,10 - 0,020 = 0,080 \, \text{mol}\) - CH₃COO⁻ sau phản ứng: \(0,050 + 0,020 = 0,070 \, \text{mol}\) Áp dụng công thức Henderson-Hasselbalch một lần nữa: \[ \text{pH} = 4,76 + \log\left(\frac{0,070}{0,080}\right) \] \[ = 4,76 + \log(0,875) \] \[ = 4,76 - 0,057 \] \[ = 4,703 \] **Vậy pH mới của dung dịch là khoảng 4,70.** ### c) Nếu muốn có pH = 5,00 giữ cùng nồng độ axit tổng, cần thêm bao nhiêu mol CH₃COONa vào 1,00 L? Để đạt được pH = 5,00, ta sẽ lại sử dụng công thức Henderson-Hasselbalch: \[ 5,00 = 4,76 + \log\left(\frac{[\text{CH}_3\text{COO}^-]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]}\right) \] Giải phương trình: \[ 5,00 - 4,76 = \log\left(\frac{[\text{CH}_3\text{COO}^-]}{0,080}\right) \] \[ 0,24 = \log\left(\frac{[\text{CH}_3\text{COO}^-]}{0,080}\right) \] Chuyển đổi về dạng số: \[ 10^{0,24} \approx 1,737 \] Do đó: \[ \frac{[\text{CH}_3\text{COO}^-]}{0,080} \approx 1,737 \implies [\text{CH}_3\text{COO}^-] \approx 0,080 \times 1,737 \approx 0,139 \, \text{M} \] Vì dung dịch vẫn là 1,00 L, số mol cần thiết của CH₃COO⁻ là 0,139 mol. Số mol CH₃COO⁻ cần thêm là: \[ 0,139 - 0,070 = 0,069 \, \text{mol} \] **Vậy cần thêm khoảng 0,069 mol CH₃COONa vào 1,00 L để có pH = 5,00.**