Bài 10. Một dung dịch đệm có thể tích 50 .0 mL chứa 12 .5 mmol HClO_(2) và 7.25 mmol KClO_(2),(K_(n)=1.1^ast 10^-2) a. pH của dung dịch này là bao nhiêu? b. Tính pH của dung dịch này nếu thêm vào đây 1.00 mmol Ca(OH)_(2) c. Tinh pH của dung dịch này nêu thêm vào đây 2.00 mL , dung dịch HCl 6 M

Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần sử dụng các công thức liên quan đến pH và các phản ứng hóa học. Dung dịch đệm là một hệ thống mà trong đó có sự cân bằng giữa axit và bazơ yếu, giúp duy trì định khi thêm một lượng nhỏ axit hoặc bazơ mạnh.<br /><br />### Phần a: Tính pH của dung dịch ban đầu<br /><br />1. **Tính nồng độ của $HClO_2$ và $KClO_2$:**<br /><br /> - $HClO_2$ là axit yếu, có $K_a = 1.1 \times 10^{-2}$.<br /> - $KClO_2$ là muối của axit yếu $HClO_2$ và bazơ mạnh $KOH$, nên nó sẽ phân ly hoàn toàn trong nước.<br /><br /> Nồng độ mol của $HClO_2$ là 12.5 mmol và $KClO_2$ là 7.25 mmol trong 50 mL dung dịch.<br /><br />2. **Xác định ion hóa của $HClO_2$:**<br /><br /> Sử dụng phương trình ion hóa của axit yếu:<br /> \[<br /> HClO_2 \rightleftharpoons H^+ + ClO_2^-<br /> \]<br /> Giả sử $x$ là nồng độ ion $H^+$ tạo ra từ $HClO_2$:<br /> \[<br /> K_a = \frac{[H^+][ClO_2^-]}{[HClO_2]}<br /> \]<br /> \[<br /> 1.1 \times 10^{-2} = \frac{x^2}{12.5 - x}<br /> \]<br /> Giả sử $x$ nhỏ so với 12.5, ta có:<br /> \[<br /> 1.1 \times 10^{-2} \approx \frac{x^2}{12.5}<br /> \]<br /> \[<br /> x^2 \approx 1.375<br /> \]<br /> \[<br /> x \approx \sqrt{1.375} \approx 0.37<br /> \]<br /><br />3. **Tính pH:**<br /><br /> \[<br /> [H^+] \approx 0.37 \text{ M}<br /> \]<br /> \[<br /> \text{pH} = -\log[H^+] \approx -\log(0.37) \approx 0.43<br /> \]<br /><br />### Phần b: Tính pH sau khi thêm 1.00 mmol $Ca(OH)_2$<br /><br />1. **Phản ứng trung hòa:**<br /><br /> $Ca(OH)_2$ sẽ phản ứng với $HClO_2$:<br /> \[<br /> Ca(OH)_2 + 2HClO_2 \rightarrow Ca(ClO_2)_2 + 2H_2O<br /> \]<br /> 1.00 mmol $Ca(OH)_2$ sẽ trung hòa 2.00 mmol $HClO_2$.<br /><br />2. **Tính số mol còn lại của $HClO_2$:**<br /><br /> \[<br /> \text{Số mol } HClO_2 \text{ còn lại} = 12.5 - 2.00 = 10.5 \text{ mmol}<br /> \]<br /><br />3. **Tính nồng độ mới của $HClO_2$:**<br /><br /> \[<br /> [HClO_2] = \frac{10.5 \text{ mmol}}{50 \text{ mL}} = 0.21 \text{ M}<br /> \]<br /><br />4. **Tính ion $H^+$ mới:**<br /><br /> Sử dụng phương trình ion hóa:<br /> \[<br /> K_a = \frac{[H^+][ClO_2^-]}{[HClO_2]}<br /> \]<br /> \[<br /> 1.1 \times 10^{-2} = \frac{x^2}{0.21}<br /> \]<br /> \[<br /> x^2 \approx 0.231<br /> \]<br /> \[<br /> x \approx \sqrt{0.231} \approx 0.48<br /> \]<br /><br />5. **Tính pH mới:**<br /><br /> \[<br /> [H^+] \approx 0.48 \text{ M}<br /> \]<br /> \[<br /> \text{pH} = -\log[H^+] \approx -\log(0.48) \approx 0.32<br /> \]<br /><br />### Phần c: Tính pH sau khi thêm 2.00 mL dung dịch HCl 6 M<br /><br />1. **Tính số mol $HCl$ thêm vào:**<br /><br /> \[<br /> \text{Số mol } HCl = 6 \text{ M} \times 0