Đề bài
Khi trộn dung dịch acid HA 0,10 M và dung dịch HCl 0,02 M với thể tích bằng nhau thì nồng độ H+ của dung dịch thu được 0,04 M. Tính giá trị hằng số acid (Ka) của HA. (Làm tròn đến chữ số thập phân thứ hai).
Phương pháp giải
Trộn V (L) dung dịch acid HA 0,10M và V (L) dung dịch HCl 0,02 M thì nồng độ sau trộn là:
$\lbrack\text{HA}\rbrack = \dfrac{0,1.\text{V}}{\text{V+V}}$; $\lbrack\text{HCl}\rbrack = \dfrac{0,02.\text{V}}{\text{V+V}}$
Bảo toàn điện tích: $\lbrack\text{H}^{+}\rbrack = \lbrack\text{Cl}^{-}\rbrack + \lbrack\text{A}^{-}\rbrack$ $\left. \rightarrow\lbrack\text{A}^{-}\rbrack \right.$
Bảo toàn A: [HA] = $\lbrack\text{A}^{-}\rbrack$+ [HA]còn lại $\rightarrow$[HA]còn lại = [HA] - $\lbrack\text{A}^{-}\rbrack$
Ta có: $\text{HA~}\overset{}{\rightleftharpoons}$ $\text{H}^{+} + \text{A}^{-}$ $\left. \rightarrow\text{K}_{a} = \dfrac{\lbrack\text{H}^{+}\rbrack.\lbrack\text{A}^{-}\rbrack}{\lbrack\text{HA}\rbrack.} \right.$
Lời giải chi tiết
Trộn V (L) dung dịch acid HA 0,10M và V (L) dung dịch HCl 0,02 M thì nồng độ sau trộn là :
$\lbrack\text{HA}\rbrack\ = \dfrac{0,1.\text{V}}{\text{V+V}}$= 0,05 (M); $\lbrack\text{HCl}\rbrack\ = \dfrac{0,02.\text{V}}{\text{V+V}}$= 0,01 (M)
$\lbrack\text{H}^{+}\rbrack$ = 0,04 (M); $\lbrack\text{Cl}^{-}\rbrack$ = 0,01 M.
Dung dịch sau phản ứng gồm: $\lbrack\text{H}^{+}\rbrack$ = 0,04 (M); $\lbrack\text{Cl}^{-}\rbrack$ = 0,01 M và $\lbrack\text{A}^{-}\rbrack$ = x (M)
Bảo toàn điện tích: $\lbrack\text{H}^{+}\rbrack = \lbrack\text{Cl}^{-}\rbrack + \lbrack\text{A}^{-}\rbrack$ $\left. \rightarrow\lbrack\text{A}^{-}\rbrack \right.$ = 0,03 (M)
Bảo toàn A: [HA] = $\lbrack\text{A}^{-}\rbrack$+ [HA]còn lại $\rightarrow$[HA]còn lại = [HA] - $\lbrack\text{A}^{-}\rbrack$= 0,05 – 0,03 = 0,02 (M)
Ta có: $\left. \text{HA}\rightleftarrows\text{H}^{+} + \text{A}^{-} \right.$
$\left. \Rightarrow\text{K}_{a} = \dfrac{\lbrack\text{H}^{+}\rbrack.\lbrack\text{A}^{-}\rbrack}{\lbrack\text{HA}\rbrack.} = \dfrac{0,04.0,03}{0,02} = 0,06 \right.$