Trả lời câu hỏi 7 - Mục II trang 10

1. Nội dung câu hỏi

Hai acid HA và HB cùng nồng độ ban đầu là 0,5 M, phân li trong nước theo các cân bằng:
HA ⇌ H⁺ + A^-

HB ⇌ H⁺ + B^-

Với các hằng số cân bằng (hay gọi là hằng số phân li acid) tương ứng là K_C(HA) = 0,2 và K_C(HB) = 0,1. Tính nồng độ H⁺ của mỗi dung dịch acid. Rút ra kết luận về mối liên hệ giữa độ mạnh của acid với độ lớn của hằng số phân li acid. Biết rằng acid càng mạnh khi càng dễ tạo ra H⁺.

2. Phương pháp giải

Với một phản ứng thuận nghịch bất kì:

$aA + bB \rightleftharpoons mM + nM$

K_C được gọi là hằng số cân bằng (tính theo nồng độ mol), giá trị của K_C chỉ phụ thuộc vào bản chất của các chất trong cân bằng và nhiệt độ.

Khi đó biểu thức tính K_C như sau:

$K_C= \frac{{\left[M\right]}^m{\left[N\right]}^n}{{\left[A\right]}^a{\left[B\right]}^b}$

Trong đó: a, b, m, n lần lượt là hệ số tỉ lượng tương ứng của các chất A, B, M, N trong phương trình hoá học; [A],  [B], [M], [N] lần lượt là nồng độ mol của các chất A, B, M, N ở trạng thái cân bằng.

Lưu ý: Trong công thức tính hằng số cân bằng K_C, chỉ xét những chất ở thể khí và chất tan trong dung dịch.

3. Lời giải chi tiết

                           HA    ⇌    H⁺ +    A^-

Ban đầu          0,5

Phản ứng:        x                x          x

Cân bằng:   (0,5-x)            x          x 

$$\begin{gathered} K_{C\left(HA\right)} = 0,2 \\ \iff \frac{\left[H^{+}\right]\left[A^{-}\right]}{\left[HA\right]}= 0,2 \\ \iff \frac{x.x}{(0,5-x)}= 0,2 \\ \Rightarrow x= 0,232 \left(M\right) = \left[H^{+}\right] \end{gathered}$$

                          HB    ⇌    H⁺ +    B^-

Ban đầu          0,5

Phản ứng:        y                y          y

Cân bằng:   (0,5-y)            y          y

$$\begin{gathered} K_{C\left(HB\right)} = 0,1 \\ \iff \frac{\left[H^{+}\right]\left[B^{-}\right]}{\left[HB\right]}= 0,1 \\ \iff \frac{y.y}{(0,5-y)}= 0,2 \\ \Rightarrow y= 0,179 \left(M\right) = \left[H^{+}\right] \end{gathered}$$

Ta thấy nồng độ H⁺ trong sinh ra trong phản ứng phân li HA lớn hơn nồng độ nồng độ H+ trong sinh ra trong phản ứng phân li HB và K_C(HA) > K_C(HB), chứng tỏ hằng số cân bằng (hằng số phân li acid) càng lớn, acid càng dễ tạo thành H⁺, acid càng mạnh.