Câu $\rm 4.2$

Để tính pH của dung dịch A chứa HCOOH và HNO₂, trước hết, chúng ta cần xác định tính chất của các axit này và cách chúng tương tác với nhau trong dung dịch. ### Bước 1: Xác định nồng độ của các ion H⁺ HCOOH (axit formic) và HNO₂ (axit nitrous) đều là axit yếu và có thể phân li trong nước như sau: 1. HCOOH ↔ H⁺ + HCOO⁻ (K₁ = 10^(-3,95)) 2. HNO₂ ↔ H⁺ + NO₂⁻ (K₂ = 10^(-3,29)) ### Bước 2: Sử dụng phương trình cân bằng Để tính toán, chúng ta sẽ sử dụng phương pháp cân bằng, trong đó chúng ta sẽ cần sử dụng hằng số phân li để tìm nồng độ của ion H⁺. **Gọi**: - [H⁺] = x (nồng độ ion H⁺ sau khi cân bằng) - [HCOO⁻] = 0,1 - x (nồng độ anion formiat) - [NO₂⁻] = 0,1 - x (nồng độ anion nitrit) ### Bước 3: Viết phương trình cân bằng Chúng ta có 2 phương trình cho từng axit: 1. Đối với HCOOH: \[ K_1 = \frac{[H^+][HCOO^-]}{[HCOOH]} = \frac{x(0,1 - x)}{0,1 - x} \approx \frac{x^2}{0,1} \Rightarrow 10^{-3,95} = \frac{x^2}{0,1} \] Giải phương trình này để tìm x: \[ x^2 = 0,1 \times 10^{-3,95} \approx 0,1 \times 1,12 \times 10^{-4} \approx 1,12 \times 10^{-5} \] \[ x \approx \sqrt{1,12 \times 10^{-5}} \approx 3,34 \times 10^{-3} \] 2. Đối với HNO₂: \[ K_2 = \frac{[H^+][NO_2^-]}{[HNO_2]} = \frac{x(0,1 - x)}{0,1 - x} \approx \frac{x^2}{0,1} \Rightarrow 10^{-3,29} = \frac{x^2}{0,1} \] Giải phương trình này: \[ x^2 = 0,1 \times 10^{-3,29} \approx 0,1 \times 5,12 \times 10^{-4} \approx 5,12 \times 10^{-5} \] \[ x \approx \sqrt{5,12 \times 10^{-5}} \approx 7,15 \times 10^{-3} \] ### Bước 4: Tính toán nồng độ ion H⁺ tổng hợp Tổng nồng độ ion H⁺ là: \[ [H^+] = x_1 + x_2 \approx 3,34 \times 10^{-3} + 7,15 \times 10^{-3} \approx 1,05 \times 10^{-2} \] ### Bước 5: Tính pH Cuối cùng, ta có: \[ pH = -\log[H^+] \approx -\log(1,05 \times 10^{-2}) \approx 1,98 \] ### Kết luận pH của dung dịch A chứa HCOOH 0,1M và HNO₂ 0,1M là khoảng \(1,98\).