Chào các em, hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau ôn tập và giải một số bài tập tính pH quen thuộc trong chương trình Hóa học lớp 11. Các em chú ý theo dõi từng bước giải nhé.

Chúng ta sẽ lần lượt tính pH cho ba dung dịch: dung dịch NaCl 0,1M, dung dịch H₂SO₄ 0,005M và dung dịch Ba(OH)₂ 0,05M.

Bài tập 1: Tính pH của dung dịch NaCl 0,1M ở 25°C

Đầu tiên, chúng ta cần xác định xem NaCl có phải là axit mạnh, bazơ mạnh hay muối của axit mạnh và bazơ mạnh.
NaCl là muối được tạo thành từ axit mạnh HCl và bazơ mạnh NaOH.
Khi hòa tan trong nước, NaCl phân ly hoàn toàn theo phương trình:
NaCl → Na⁺ + Cl⁻

Các ion Na⁺ và Cl⁻ không phản ứng với nước, do đó dung dịch NaCl không tạo ra ion H⁺ hay OH⁻.
Vì vậy, nồng độ ion H⁺ trong dung dịch NaCl bằng nồng độ ion H⁺ có trong nước tinh khiết ở 25°C.
Trong nước tinh khiết ở 25°C, ta có:
[H⁺] = [OH⁻] = 10⁻⁷ mol/L

Để tính pH, ta sử dụng công thức:
pH = -log[H⁺]

Thay giá trị [H⁺] = 10⁻⁷ mol/L vào công thức:
pH = -log(10⁻⁷)
pH = 7

Vậy, pH của dung dịch NaCl 0,1M ở 25°C là 7.

Bài tập 2: Tính pH của dung dịch H₂SO₄ 0,005M ở 25°C

H₂SO₄ là một axit mạnh. Axit sulfuric phân ly trong nước theo hai nấc. Tuy nhiên, nấc phân ly thứ nhất là hoàn toàn, còn nấc phân ly thứ hai là phân ly một phần nhưng trong chương trình lớp 11, chúng ta thường xem cả hai nấc đều phân ly hoàn toàn đối với các axit mạnh như H₂SO₄.

Phương trình phân ly của H₂SO₄ trong nước:
H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄²⁻

Từ phương trình, ta thấy 1 mol H₂SO₄ tạo ra 2 mol ion H⁺.
Do đó, nếu nồng độ H₂SO₄ là 0,005M, thì nồng độ ion H⁺ sẽ là:
[H⁺] = 2 × [H₂SO₄]
[H⁺] = 2 × 0,005 mol/L
[H⁺] = 0,01 mol/L

Bây giờ, chúng ta tính pH của dung dịch bằng công thức:
pH = -log[H⁺]

Thay giá trị [H⁺] = 0,01 mol/L vào công thức:
pH = -log(0,01)
pH = -log(10⁻²)
pH = 2

Vậy, pH của dung dịch H₂SO₄ 0,005M ở 25°C là 2.

Bài tập 3: Tính pH của dung dịch Ba(OH)₂ 0,05M ở 25°C

Ba(OH)₂ là một bazơ mạnh. Bazơ này phân ly hoàn toàn trong nước theo phương trình:
Ba(OH)₂ → Ba²⁺ + 2OH⁻

Từ phương trình, ta thấy 1 mol Ba(OH)₂ tạo ra 2 mol ion OH⁻.
Do đó, nếu nồng độ Ba(OH)₂ là 0,05M, thì nồng độ ion OH⁻ sẽ là:
[OH⁻] = 2 × [Ba(OH)₂]
[OH⁻] = 2 × 0,05 mol/L
[OH⁻] = 0,1 mol/L

Để tính pH, chúng ta cần tìm nồng độ ion H⁺ trước. Ở 25°C, tích số ion của nước là:
Kw = [H⁺] × [OH⁻] = 10⁻¹⁴

Từ đó, ta có thể tính [H⁺]:
[H⁺] = Kw / [OH⁻]
[H⁺] = 10⁻¹⁴ / 0,1 mol/L
[H⁺] = 10⁻¹³ mol/L

Bây giờ, chúng ta tính pH của dung dịch bằng công thức:
pH = -log[H⁺]

Thay giá trị [H⁺] = 10⁻¹³ mol/L vào công thức:
pH = -log(10⁻¹³)
pH = 13

Một cách khác để tính pH cho dung dịch bazơ là tính pOH trước, sau đó dùng mối liên hệ giữa pH và pOH.
pOH = -log[OH⁻]
pOH = -log(0,1)
pOH = -log(10⁻¹)
pOH = 1

Ở 25°C, ta có mối liên hệ:
pH + pOH = 14

Suy ra:
pH = 14 – pOH
pH = 14 – 1
pH = 13

Vậy, pH của dung dịch Ba(OH)₂ 0,05M ở 25°C là 13.

Các em đã nắm được cách tính pH cho các loại dung dịch axit mạnh, bazơ mạnh và dung dịch trung tính chưa? Hãy xem lại kỹ các bước giải và áp dụng vào các bài tập tương tự nhé. Chúc các em học tốt!