Xét cân bằng trong dung dịch gồm $NH_{4}Cl$ 0,10M và $NH_{3}$ 0,05M ở 250C:
$\left. NH_{3} + H_{2}O\rightleftharpoons NH_{4}{}^{+} + OH^{-} \right.$ $K_{c} = 1,74.10^{- 5}$
Bỏ qua sự phân li của nước. Xác định giá trị pH của dung dịch trên
2,5.
6,7.
5,06.
8,94.
Phương pháp giải
Giả sử x là nồng độ ion $OH^-$ tạo thành khi đạt cân bằng.
Viết PTHH xảy ra, xác định nồng độ các chất ban đầu và sau phản ứng.
Lập biểu thức tính hằng số cân bằng.
Từ đó tìm ra được x.
Lời giải chi tiết
Để xác định giá trị pH của dung dịch chứa $NH_4Cl$ và $NH_3$, ta cần áp dụng kiến thức về cân bằng hóa học và tính kiềm của dung dịch amoniac.
Ta có phương trình cân bằng:
$NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$
Biết rằng $K_c = 1,74 \times 10^{-5}$.
Ban đầu:
Giả sử x là nồng độ ion $OH^-$ tạo thành khi đạt cân bằng. Tại cân bằng, các nồng độ là:
Theo định nghĩa hằng số cân bằng $K_c$, ta có công thức:
$K_c = \frac{[NH_4^+][OH^-]}{[NH_3]} = \frac{(0,10 + x)x}{0,05 - x}$
\(K_c \) rất nhỏ, nên ta có thể xấp xỉ $0,05 - x \approx 0,05$ và $0,10 + x \approx 0,10$.
Khi đó, phương trình sẽ trở thành:
$\dfrac{0,10x}{0,05} = 1,74\times 10^{-5} \Rightarrow x = \dfrac{0,05 \times 1,74 \times 10^{-5}}{0,10}$
$\Rightarrow x = 8,7 \times 10^{-6}$
Lúc này, $\text{pOH} = -\log_{10}([OH^-]) = -\log_{10}(8,7 \times 10^{-6}) \approx 5,06$
Do $\text{pH} + \text{pOH} = 14$, ta tính được $\text{pH} = 14 - 5,06 = 8,94$
Vậy đáp án đúng là D. 8,94.