Bài 12. Tính pH của dung dịch thu được sau khi thêm 0.300 mol NaNO_(2) vào 1.00 L dung dịch HNO_(2)0.200M(K_(2)=4^ast 10^-4)

Để tính pH của dung dịch sau khi thêm NaNO₂ vào dung dịch HNO₂, chúng ta cần thực hiện các bước sau:<br /><br />1. **Tính nồng độ ban đầu của HNO₂:**<br /> - Dung dịch HNO₂ có nồng độ 0.200 M và thể tích 1.00 L.<br /> - Số mol HNO₂ ban đầu: \( n_{HNO2} = 0.200 \, \text{mol/L} \times 1.00 \, \text{L} = 0.200 \, \text{mol} \).<br /><br />2. **Tính số mol NaNO₂ được thêm vào:**<br /> - Số mol NaNO₂: \( n_{NaNO2} = 0.300 \, \text{mol} \).<br /><br />3. **Phản ứng trung hòa giữa HNO₂ và NaNO₂:**<br /> - Phản ứng trung hòa: \( HNO_2 + NaNO_2 \rightarrow NaNO_3 + NO \).<br /> - Theo phản ứng, 1 mol HNO₂ phản ứng với 1 mol NaNO₂.<br /><br />4. **Tính số mol HNO₂ còn lại sau phản ứng:**<br /> - Số mol HNO₂ còn lại: \( n_{HNO2\_còn\_lại} = n_{HNO2} - n_{NaNO2} = 0.200 \, \text{mol} - 0.300 \, \text{mol} = -0.100 \, \text{mol} \).<br /> - Tuy nhiên, vì NaNO₂ nhiều hơn, nên HNO₂ sẽ bị tiêu hao hoàn toàn và không còn lại.<br /><br />5. **Tính nồng độ của ion NO₂⁻ sau phản ứng:**<br /> - Số mol ion NO₂⁻ tạo thành: \( n_{NO2^-} = n_{NaNO2} - n_{HNO2} = 0.300 \, \text{mol} - 0.200 \, \text{mol} = 0.100 \, \text{mol} \).<br /> - Nồng độ ion NO₂⁻ trong dung dịch mới: \( [NO_2^-] = \frac{0.100 \, \text{mol}}{1.00 \, \text{L}} = 0.100 \, \text{M} \).<br /><br />6. **Tính pH của dung dịch:**<br /> - Dung dịch chứa ion NO₂⁻ sẽ tạo ra môi trường kiềm.<br /> - Ion NO₂⁻ sẽ hydrolysis theo phương trình: \( NO_2^- + H_2O \rightleftharpoons HNO_2 + OH^- \).<br /> - Hằng số hydrolysis \( K_b \) cho ion NO₂⁻ có thể tính từ \( K_a \) của HNO₂: \( K_b = \frac{K_w}{K_a} = \frac{10^{-14}}{4 \times 10^{-4}} = 2.5 \times 10^{-11} \).<br /><br />7. **Tính nồng độ OH⁻ sinh ra:**<br /> - Đặt \( [OH^-] = x \), thì \( [HNO_2] = 0.100 - x \).<br /> - Phương trình cân bằng: \( K_b = \frac{[OH^-][HNO_2]}{[NO_2^-]} \).<br /> - Thay vào: \( 2.5 \times 10^{-11} = \frac{x(0.100 - x)}{0.100} \).<br /> - Giải phương trình bậc hai: \( 2.5 \times 10^{-12} = x(0.100 - x) \).<br /> - Tính toán: \( x^2 - 0.100x + 2.5 \times 10^{-12} = 0 \).<br /> - Giải phương trình bậc hai này để tìm \( x \).<br /><br />8. **Tính pOH và từ đó tính pH:**<br /> - \( pOH = -\log[OH^-] \).<br /> - \( pH = 14 - pOH \).<br /><br />Kết quả cuối cùng sẽ cho ta giá trị pH của dung dịch sau khi thêm NaNO₂.