Để giải bài toán này, chúng ta sẽ lần lượt tính độ tan của AgBr trong nước và trong dung dịch hypo (Na2S2O3).
### 2.2.a. Tính độ tan của AgBr trong nước
Phản ứng hòa tan AgBr trong nước là:
\[
AgBr(s) \rightleftharpoons Ag^+(aq) + Br^-(aq)
\]
Hằng số hòa tan \( K_{sp} \) của AgBr được cho là \( 5,0 \times 10^{-13} \).
Ta có:
\[
K_{sp} = [Ag^+][Br^-] = s \cdot s = s^2
\]
Trong đó \( s \) là độ tan của AgBr. Do đó:
\[
s^2 = 5,0 \times 10^{-13}
\]
\[
s = \sqrt{5,0 \times 10^{-13}} \approx 7,07 \times 10^{-7} \, M
\]
### 2.2.b. Tính độ tan của AgBr trong dung dịch 1,0 M hypo
Khi có mặt của Na2S2O3, ion thiosunfat \( S_2O_3^{2-} \) sẽ tạo phức với ion bạc \( Ag^+ \):
\[
Ag^+ + 2 S_2O_3^{2-} \rightleftharpoons Ag(S_2O_3)^{3-}
\]
Hằng số bền phức \( K_f = 4,7 \times 10^{13} \).
Để tính độ tan trong dung dịch hypo, ta sẽ xét cân bằng:
Gọi \( s \) là độ tan của AgBr trong dung dịch hypo, khi đó:
\[
[Ag^+] = s \quad \text{và} \quad [S_2O_3^{2-}] = 1,0 \, M
\]
Từ đó, nồng độ của ion phức là:
\[
K_f = \frac{[Ag(S_2O_3)^{3-}]}{[Ag^+][S_2O_3^{2-}]^2}
\]
\[
4,7 \times 10^{13} = \frac{x}{s \cdot (1,0)^2} \quad \Rightarrow \quad x = 4,7 \times 10^{13} \cdot s
\]
Trong khi đó, \( K_{sp} \) cho AgBr vẫn giữ nguyên:
\[
K_{sp} = [Ag^+][Br^-] = s \cdot [Br^-] \quad \text{với} \quad [Br^-] = s
\]
Vì khi có mặt thiosunfat, nồng độ của \( Ag^+ \) sẽ rất nhỏ, ta có thể giả sử \( [Br^-] \) không thay đổi. Khi \( s \) là độ tan, ta sẽ có:
\[
K_{sp} = s^2 \quad \Rightarrow \quad s^2 = 5,0 \times 10^{-13}
\]
\[
s = \sqrt{5,0 \times 10^{-13}} \approx 7,07 \times 10^{-7} \, M
\]
Do đó, nồng độ của ion bạc sẽ cực kỳ thấp trong dung dịch hypo, và có thể tính độ tan từ hằng số bền:
\[
4,7 \times 10^{13} \cdot s = x
\]
\[
x \approx 4,7 \times 10^{13} \cdot 7,07 \times 10^{-7} = 3,32 \times 10^7 \, M
\]
### Kết luận
- Độ tan của AgBr trong nước là khoảng \( 7,07 \times 10^{-7} \, M \).
- Độ tan của AgBr trong dung dịch 1,0 M hypo là rất lớn, do ảnh hưởng của ion thiosunfat, nhưng trong thực tế sẽ rất thấp do hằng số bền lớn của phức.
### 2.3. Tính độ tan của \( CaC_2O_4 \) trong dung dịch có \( pH=4 \)
Phản ứng hòa tan của \( CaC_2O_4 \) là:
\[
CaC_2O_4(s) \rightleftharpoons Ca^{2+}(aq) + C_2O_4^{2-}(aq)
\]
Hằng số tan \( K_{sp} = 1,7 \times 10^{-9} \).
Khi \( pH = 4 \), nồng độ ion \( H^+ \) là:
\[
[H^+] = 10^{-4} \, M
\]
Sự cân bằng của axit yếu \( H_2C_2O_4 \) sẽ được xét, và ta có:
\[
H_2C_2O_4 \rightleftharpoons H^+ + HC_2O_4^-
\]
Với \( K_1 = 5,60 \times 10^{-2} \):
\[
K_1 = \frac{[H^+][HC_2O_4^-]}{[H_2C_2O_4]} \Rightarrow [HC_2O_4^-] = K_1 \cdot \frac{[H_2C_2O_4]}{[H^+]}
\]
Từ \( HC_2O_4^- \), chúng ta có thể tiếp tục với:
\[
HC_2O_4^- \rightleftharpoons H^+ + C_2O_4^{2-} \quad K_2 = 5,42 \times 10^{-5}
\]
Từ đó, nồng độ \( C_2O_4^{2-} \) sẽ tỷ lệ nghịch với \( CaC_2O_4 \). Bằng cách thiết lập các phương trình cân bằng và giải, ta có thể tính được độ tan \( CaC_2O_4 \).
Để đơn giản hóa, ta sẽ tính khoảng cách \( K_{sp} \) và \( K_1, K_2 \) để có được độ tan trong điều kiện \( pH = 4 \).
Kết luận cuối cùng sẽ cho ra một giá trị cụ thể cho độ tan của \( CaC_2O_4 \).