Câu $\rm 2.$

Để giải quyết các câu hỏi trong bài toán này, ta cần sử dụng các kiến thức về tính chất bazơ, pH và sự hòa tan của muối. ### Câu 2.1 (a) **Tính pH của dung dịch bão hòa quinin.** Quinin có hai nguyên tử Nitơ, nhưng ta chỉ xem xét Nitơ trong nhóm amin có tính bazơ mạnh hơn. Với giá trị \( pK_b = 5.1 \), ta có thể tính được \( K_b \) của quinin: \[ K_b = 10^{-pK_b} = 10^{-5.1} \approx 7.94 \times 10^{-6} \] Gọi nồng độ của \( [OH^-] \) trong dung dịch bão hòa quinin là \( x \). Theo định luật bảo toàn nồng độ bazơ, ta có: \[ K_b = \frac{[B][OH^-]}{[BOH]} \approx \frac{x^2}{C - x} \quad (C = 1.6 \times 10^{-3} M) \] Vì \( x \) nhỏ so với \( C \), ta có thể bỏ qua \( x \) trong \( C - x \): \[ K_b \approx \frac{x^2}{C} \] Thay vào biểu thức \( K_b \): \[ 7.94 \times 10^{-6} \approx \frac{x^2}{1.6 \times 10^{-3}} \] Từ đó giải ra \( x \): \[ x^2 \approx 7.94 \times 10^{-6} \times 1.6 \times 10^{-3} \approx 1.2704 \times 10^{-8} \] \[ x \approx \sqrt{1.2704 \times 10^{-8}} \approx 1.13 \times 10^{-4} \] Tính nồng độ ion \( OH^- \) và pOH: \[ pOH = -\log(1.13 \times 10^{-4}) \approx 3.94 \] \[ pH = 14 - pOH \approx 14 - 3.94 \approx 10.06 \] ### Đáp án (a): \( pH \approx 10.06 \) --- ### Câu 2.1 (b) **Tính pH của muối quinin hiđroclorua \( (QHCl) \) 0.53 M.** Muối quinin hiđroclorua là muối của một bazơ yếu và axit mạnh. Do đó, khi hòa tan, nó sẽ phân ly hoàn toàn: \[ QHCl \rightarrow Q^+ + Cl^- \] Ion \( Q^+ \) sẽ tác dụng với nước: \[ Q^+ + H_2O \rightleftharpoons Q + H_3O^+ \] Sử dụng công thức: \[ K_a = \frac{K_w}{K_b} \] Với \( K_w = 1 \times 10^{-14} \): \[ K_a = \frac{1 \times 10^{-14}}{7.94 \times 10^{-6}} \approx 1.26 \times 10^{-9} \] Áp dụng định luật cho nồng độ \( [H_3O^+] \): \[ K_a = \frac{[H_3O^+][Q]}{[Q^+]} \approx \frac{x^2}{C} \] Thay \( C = 0.53 \): \[ 1.26 \times 10^{-9} \approx \frac{x^2}{0.53} \] Giải ra \( x \): \[ x^2 \approx 1.26 \times 10^{-9} \times 0.53 \approx 6.678 \times 10^{-10} \] \[ x \approx \sqrt{6.678 \times 10^{-10}} \approx 8.17 \times 10^{-5} \] Tính pH: \[ pH = -\log(8.17 \times 10^{-5}) \approx 4.09 \] ### Đáp án (b): \( pH \approx 4.09 \) --- ### Câu 2.1 (c) **Tính pH của dung dịch có nồng độ 1.5% quinin hydroclorid.** Tính nồng độ mol của quinin hiđroclorua: \[ \text{Khối lượng của 1 mL dung dịch} = 1.0 \, g/mL \] \[ \text{Khối lượng của 1.5% QHCl trong 1 mL} = 1.5 \, g \] Tính số mol trong 1 mL: \[ \text{số mol} = \frac{1.5 \, g}{(20 \cdot 1 + 24 \cdot 1 + 2 \cdot 14 + 2 \cdot 16 + 36.5) \, g/mol} \approx \frac{1.5}{339.5} \approx 0.00441 \, mol \] Vì 1 mL là 0.001 L, nồng độ sẽ là: \[ C = 4.41 \, M \] Tính pH tương tự như ở trên: \[ K_a = 1.26 \times 10^{-9} \] \[ K_a = \frac{x^2}{C} \rightarrow 1.26 \times 10^{-9} \approx \frac{x^2}{4.41} \] Giải cho \( x \): \[ x^2 \approx 1.26 \times 10^{-9} \times 4.41 \approx 5.56 \times 10^{-9} \] \[ x \approx \sqrt{5.56 \times 10^{-9}} \approx 7.45 \times 10^{-5} \] Tính pH: \[ pH = -\log(7.45 \times 10^{-5}) \approx 4.13 \] ### Đáp án (c): \( pH \approx 4.13 \) --- Tóm lại, các giá trị pH là: - (a) \( pH \approx 10.06 \) - (b) \( pH \approx 4.09 \) - (c) \( pH \approx 4.13 \)