Câu hỏi mở đầu trang 16

Đề bài: Hình 2.1 cho thấy giá trị pH của dung dịch một số chất thông dụng. Vậy pH là gì? pH có ảnh hưởng gì đến đời sống? Xác định pH như thế nào?

Lời giải:

• pH là gì: pH là đại lượng dùng để đánh giá tính acid hoặc tính base của dung dịch, được tính theo công thức $\text{pH} = -\lg[\text{H}^+]$.
• Ảnh hưởng đến đời sống: pH có liên quan đến sức khoẻ con người (pH của máu, nước tiểu, dịch dạ dày…), sự phát triển của động vật, thực vật (môi trường nước, đất trồng), và chất lượng các sản phẩm tiêu dùng (dầu gội, xà phòng, kem dưỡng da…).
• Cách xác định pH: Có thể xác định pH gần đúng bằng chất chỉ thị acid – base (giấy pH, giấy quỳ, phenolphthalein…) hoặc xác định chính xác bằng máy đo pH.

I. Sự điện li

1. Hiện tượng điện li

Hoạt động trang 16 – Tìm hiểu về sự điện li

Đề bài: Thí nghiệm thử tính dẫn điện của nước, muối ăn và dung dịch muối ăn được thực hiện như mô tả trong Hình 2.2. Kết quả: cốc (1) nước tinh khiết — đèn không sáng; cốc (2) muối ăn tinh khiết — đèn không sáng; cốc (3) dung dịch muối — đèn sáng.

1. Hãy nhắc lại khái niệm dòng điện.
2. Đèn sáng cho thấy dung dịch NaCl dẫn điện, chứng tỏ trong dung dịch có hạt mang điện. Đó có thể là loại hạt nào (electron, phân tử NaCl, cation hay anion)?
3. Hãy giải thích sự tạo thành hạt mang điện đó.

Lời giải:

1. Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện.

2. Phân tích các loại hạt có thể có:

• Electron: trong dung dịch không có electron tự do → loại.
• Phân tử NaCl: phân tử trung hoà về điện → loại.
• → Vậy hạt mang điện trong dung dịch NaCl chỉ có thể là cation $\text{Na}^+$ và anion $\text{Cl}^-$.

3. Trong tinh thể NaCl, các ion $\text{Na}^+$ và $\text{Cl}^-$ liên kết với nhau bằng lực hút tĩnh điện. Khi cho NaCl vào nước:

• Nước là dung môi phân cực → các phân tử nước hướng đầu âm vào $\text{Na}^+$, đầu dương vào $\text{Cl}^-$.
• Lực hút giữa các ion bị suy yếu, các ion $\text{Na}^+$ và $\text{Cl}^-$ tách khỏi tinh thể và phân tán vào nước.

→ Trong dung dịch xuất hiện các ion mang điện → dung dịch dẫn điện.

2. Chất điện li

Hoạt động trang 17 – Tìm hiểu về chất điện li và chất không điện li

Đề bài: Thử tính dẫn điện với các dung dịch HCl, NaOH, saccharose ($\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}$), ethanol ($\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$). Kết quả: đèn sáng ở dung dịch HCl và NaOH; đèn không sáng ở dung dịch saccharose và ethanol. Hoàn thành bảng.

Lời giải:

Phân tích: Đèn sáng → dung dịch có ion mang điện → chất tan đã phân li thành ion → là chất điện li (và ngược lại).

Bảng kết quả:

Hoạt động trang 18 – So sánh khả năng phân li trong nước của HCl và $\text{CH}_3\text{COOH}$

Đề bài: Kết quả thử tính dẫn điện với dung dịch HCl 0,1 M và dung dịch $\text{CH}_3\text{COOH}$ 0,1 M cho thấy cốc đựng dung dịch HCl 0,1 M bóng đèn sáng hơn. Hãy so sánh số ion mang điện trong hai dung dịch trên, từ đó cho biết acid nào phân li mạnh hơn.

Lời giải:

• Hai dung dịch có cùng nồng độ (0,1 M) nhưng đèn ở dung dịch HCl sáng hơn → dung dịch HCl có nhiều ion mang điện hơn dung dịch $\text{CH}_3\text{COOH}$.
• Tức là cùng nồng độ ban đầu, HCl phân li ra nhiều ion hơn so với $\text{CH}_3\text{COOH}$.

→ HCl phân li mạnh hơn $\text{CH}_3\text{COOH}$. (HCl là acid mạnh, $\text{CH}_3\text{COOH}$ là acid yếu.)

Câu 1 trang 18

Đề bài: Viết phương trình điện li của các chất sau: HF, HI, $\text{Ba(OH)}_2$, $\text{KNO}_3$, $\text{Na}_2\text{SO}_4$.

Lời giải:

Lưu ý phân loại:

• Chất điện li mạnh → dùng mũi tên một chiều $\longrightarrow$.
• Chất điện li yếu → dùng hai nửa mũi tên ngược chiều $\rightleftharpoons$.

Phương trình điện li:

• $\text{HF} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{F}^-$ (HF là acid yếu).
• $\text{HI} \longrightarrow \text{H}^+ + \text{I}^-$ (HI là acid mạnh).
• $\text{Ba(OH)}_2 \longrightarrow \text{Ba}^{2+} + 2\text{OH}^-$ (base mạnh).
• $\text{KNO}_3 \longrightarrow \text{K}^+ + \text{NO}_3^-$ (muối tan).
• $\text{Na}_2\text{SO}_4 \longrightarrow 2\text{Na}^+ + \text{SO}_4^{2-}$ (muối tan).

II. Thuyết acid – base của Brønsted – Lowry

1. Khái niệm acid và base theo thuyết Brønsted – Lowry

Hoạt động trang 19

Đề bài: Cho các dung dịch: HCl, NaOH, $\text{Na}_2\text{CO}_3$.

1. Viết phương trình điện li của các chất trên.
2. Sử dụng máy đo pH (hoặc giấy pH) xác định pH, môi trường (acid/base) của các dung dịch trên.
3. Theo khái niệm acid – base trong môn Khoa học tự nhiên ở lớp 8, trong những chất cho ở trên: Chất nào là acid? Chất nào là base?

Lời giải:

1. Phương trình điện li:

• $\text{HCl} \longrightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^-$
• $\text{NaOH} \longrightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^-$
• $\text{Na}_2\text{CO}_3 \longrightarrow 2\text{Na}^+ + \text{CO}_3^{2-}$

2. pH và môi trường (kết quả tham khảo khi dùng giấy pH):

3. Theo khái niệm lớp 8:

• Acid là chất khi tan trong nước phân li ra $\text{H}^+$ → HCl là acid.
• Base là chất khi tan trong nước phân li ra $\text{OH}^-$ → NaOH là base.
• $\text{Na}_2\text{CO}_3$ không phân li ra $\text{H}^+$ cũng không phân li ra $\text{OH}^-$ → không xếp được là acid hay base theo khái niệm lớp 8. Tuy nhiên, dung dịch của nó có môi trường base. Đây là hạn chế của khái niệm cũ, sẽ được khắc phục khi áp dụng thuyết Brønsted – Lowry.

Câu 2 trang 20

Đề bài: Dựa vào thuyết acid – base của Brønsted – Lowry, hãy xác định chất nào là acid, chất nào là base trong các phản ứng sau:

a) $\text{CH}_3\text{COOH} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_3\text{O}^+ + \text{CH}_3\text{COO}^-$

b) $\text{S}^{2-} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HS}^- + \text{OH}^-$

Lời giải:

Nhắc lại: Theo thuyết Brønsted – Lowry, acid là chất cho $\text{H}^+$, base là chất nhận $\text{H}^+$.

a) $\text{CH}_3\text{COOH} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_3\text{O}^+ + \text{CH}_3\text{COO}^-$

• Phản ứng thuận: $\text{CH}_3\text{COOH}$ cho $\text{H}^+$ → acid; $\text{H}_2\text{O}$ nhận $\text{H}^+$ → base.
• Phản ứng nghịch: $\text{H}_3\text{O}^+$ cho $\text{H}^+$ → acid; $\text{CH}_3\text{COO}^-$ nhận $\text{H}^+$ → base.

b) $\text{S}^{2-} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HS}^- + \text{OH}^-$

• Phản ứng thuận: $\text{H}_2\text{O}$ cho $\text{H}^+$ → acid; $\text{S}^{2-}$ nhận $\text{H}^+$ → base.
• Phản ứng nghịch: $\text{HS}^-$ cho $\text{H}^+$ → acid; $\text{OH}^-$ nhận $\text{H}^+$ → base.

III. Khái niệm pH và ý nghĩa của pH trong thực tiễn

1. Khái niệm pH

Câu 3 trang 21

Đề bài: Một loại dầu gội đầu có nồng độ ion $\text{OH}^-$ là $10^{-5{,}17}$ mol/L.

a) Tính nồng độ ion $\text{H}^+$, pH của loại dầu gội đầu trên.

b) Môi trường của loại dầu gội đầu trên là acid, base hay trung tính?

Lời giải:

a) Tính $[\text{H}^+]$ và pH:

Áp dụng tích số ion của nước: $[\text{H}^+] \cdot [\text{OH}^-] = 10^{-14}$.

$$[\text{H}^+] = \dfrac{10^{-14}}{[\text{OH}^-]} = \dfrac{10^{-14}}{10^{-5{,}17}} = 10^{-14 + 5{,}17} = 10^{-8{,}83} ; \text{mol/L}$$

Tính pH:

$$\text{pH} = -\lg[\text{H}^+] = -\lg(10^{-8{,}83}) = 8{,}83$$

b) Vì pH = 8,83 > 7 → loại dầu gội đầu trên có môi trường base.

Câu 4 trang 21

Đề bài: Một học sinh làm thí nghiệm xác định pH của đất bằng cách lấy một lượng đất cho vào nước rồi lọc lấy phần dung dịch. Dùng máy pH đo được giá trị pH là 4,52.

a) Hãy cho biết môi trường của dung dịch là acid, base hay trung tính.

b) Loại đất trên được gọi là đất chua. Hãy đề xuất biện pháp để giảm độ chua, tăng độ pH của đất.

Lời giải:

a) pH = 4,52 < 7 → môi trường acid.

b) Để giảm độ chua, tăng pH (giảm $[\text{H}^+]$ trong đất), người ta bón vôi ($\text{CaO}$ hoặc $\text{Ca(OH)}_2$) cho đất.

→ Vôi có tính base sẽ trung hoà bớt acid trong đất, làm pH tăng lên.

Câu 5 trang 21

Đề bài: pH của dung dịch nào sau đây có giá trị nhỏ nhất?

A. Dung dịch HCl 0,1 M.   B. Dung dịch $\text{CH}_3\text{COOH}$ 0,1 M.

C. Dung dịch NaCl 0,1 M.   D. Dung dịch NaOH 0,01 M.

Lời giải:

Tính/ước lượng pH từng dung dịch:

• A. HCl 0,1 M (acid mạnh, phân li hoàn toàn): $[\text{H}^+] = 0{,}1$ M $= 10^{-1}$ → pH = 1.
• B. $\text{CH}_3\text{COOH}$ 0,1 M (acid yếu, phân li một phần): $[\text{H}^+] < 0{,}1$ M → pH > 1.
• C. NaCl 0,1 M (muối trung tính): pH = 7.
• D. NaOH 0,01 M (base mạnh): $[\text{OH}^-] = 0{,}01$ → $[\text{H}^+] = 10^{-12}$ → pH = 12.

→ pH nhỏ nhất là dung dịch HCl 0,1 M → Đáp án A.

2. Ý nghĩa của pH trong thực tiễn

Câu 6 trang 22

Đề bài: Đo pH của một cốc nước chanh được giá trị pH bằng 2,4. Nhận định nào sau đây không đúng?

A. Nước chanh có môi trường acid.

B. Nồng độ ion $[\text{H}^+]$ của nước chanh là $10^{-2{,}4}$ mol/L.

C. Nồng độ ion $[\text{H}^+]$ của nước chanh là 0,24 mol/L.

D. Nồng độ của ion $[\text{OH}^-]$ của nước chanh nhỏ hơn $10^{-7}$ mol/L.

Lời giải:

Xét từng nhận định, biết pH = 2,4:

• A. Đúng — pH = 2,4 < 7 → môi trường acid.
• B. Đúng — từ $\text{pH} = -\lg[\text{H}^+]$ → $[\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}} = 10^{-2{,}4}$ mol/L.
• C. Sai — $10^{-2{,}4} \approx 0{,}004$ mol/L, không phải 0,24 mol/L.
• D. Đúng — $[\text{H}^+] \cdot [\text{OH}^-] = 10^{-14}$ → $[\text{OH}^-] = 10^{-11{,}6}$ mol/L $< 10^{-7}$ mol/L.

→ Nhận định không đúng là C → Đáp án C.

Câu 7 trang 22

Đề bài: Nước Javel (chứa NaClO và NaCl) được dùng làm chất tẩy rửa, khử trùng. Trong dung dịch, ion $\text{ClO}^-$ nhận proton của nước để tạo thành HClO.

a) Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra và xác định chất nào là acid, chất nào là base trong phản ứng trên.

b) Dựa vào phản ứng, hãy cho biết môi trường của nước Javel là acid hay base.

Lời giải:

a) Phương trình hoá học:

$$\text{ClO}^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HClO} + \text{OH}^-$$

Xác định acid – base theo Brønsted – Lowry (phản ứng thuận):

• $\text{H}_2\text{O}$ cho $\text{H}^+$ → acid.
• $\text{ClO}^-$ nhận $\text{H}^+$ → base.

b) Phản ứng sinh ra ion $\text{OH}^-$ → dung dịch nước Javel có môi trường base.

3. Xác định pH

Hoạt động trang 23 – Làm chất chỉ thị màu từ hoa đậu biếc/bắp cải tím

Đề bài: Ngâm hoa đậu biếc (hoặc bắp cải tím) trong nước sôi để thu được dung dịch chỉ thị màu. Cho vài giọt chất chỉ thị vào các dung dịch: giấm ăn, nước C sủi, nước rửa bát, nước soda, nước muối. Đo pH và quan sát màu sắc, hoàn thành bảng.

Lời giải:

⚠️ Lưu ý : Đây là thí nghiệm thực hành, kết quả màu sắc và pH phụ thuộc vào loại sản phẩm cụ thể sử dụng (giấm ăn loại nào, nước rửa bát hãng nào…). Cô đưa ra kết quả tham khảo dựa trên đặc tính chung – các em có thể cần đối chiếu lại với kết quả thực tế trong sách nhé.

Phân tích chung: Chất chỉ thị từ hoa đậu biếc/bắp cải tím chứa anthocyanin — môi trường acid (pH < 7) chuyển đỏ tím, môi trường base (pH > 7) chuyển xanh sẫm, môi trường trung tính giữ màu tím.

Bảng kết quả tham khảo:

IV. Sự thuỷ phân của các ion

Hoạt động trang 24

Đề bài: Cho các dung dịch sau: $\text{Na}_2\text{CO}_3$, $\text{AlCl}_3$, $\text{FeCl}_3$.

1. Dùng giấy pH xác định giá trị pH gần đúng của các dung dịch trên.
2. Nhận xét và giải thích về môi trường của các dung dịch trên.

Lời giải:

1. pH gần đúng (kết quả tham khảo):

2. Nhận xét và giải thích:

• Dung dịch $\text{Na}_2\text{CO}_3$ có pH > 7 → môi trường base.Giải thích: ion $\text{Na}^+$ không bị thuỷ phân, ion $\text{CO}_3^{2-}$ bị thuỷ phân tạo $\text{OH}^-$:$$\text{CO}_3^{2-} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HCO}_3^- + \text{OH}^-$$
• Dung dịch $\text{AlCl}_3$ có pH < 7 → môi trường acid.Giải thích: ion $\text{Cl}^-$ không bị thuỷ phân, ion $\text{Al}^{3+}$ bị thuỷ phân tạo $\text{H}^+$:$$\text{Al}^{3+} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{Al(OH)}^{2+} + \text{H}^+$$
• Dung dịch $\text{FeCl}_3$ có pH < 7 → môi trường acid.Giải thích: ion $\text{Cl}^-$ không bị thuỷ phân, ion $\text{Fe}^{3+}$ bị thuỷ phân tạo $\text{H}^+$:$$\text{Fe}^{3+} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{Fe(OH)}^{2+} + \text{H}^+$$

V. Chuẩn độ acid – base

Câu 8 trang 26

Đề bài: Nêu một số điểm cần chú ý trong quá trình chuẩn độ.

Lời giải:

Một số điểm cần chú ý:

• Tráng burette bằng chính dung dịch NaOH trước khi rót dung dịch vào (tránh làm loãng dung dịch chuẩn).
• Điều chỉnh mực dung dịch trong burette về vạch 0 trước khi bắt đầu chuẩn độ.
• Loại bỏ bọt khí trong burette để tránh sai số thể tích.
• Nhỏ từ từ từng giọt dung dịch NaOH, vừa nhỏ vừa lắc đều bình tam giác để phản ứng xảy ra hoàn toàn.
• Dừng chuẩn độ khi dung dịch trong bình tam giác xuất hiện màu hồng nhạt bền trong khoảng 10 giây.
• Đọc thể tích NaOH ở vạch ngang tầm mắt, ghi lại chính xác.
• Tiến hành ít nhất 3 lần, lấy giá trị trung bình.
• Cẩn thận với hoá chất và dụng cụ thuỷ tinh dễ vỡ.

Câu 9 trang 26

Đề bài: Nêu một số nguyên nhân có thể dẫn đến sai số trong quá trình chuẩn độ.

Lời giải:

Một số nguyên nhân gây sai số:

• Đọc thể tích burette không chính xác (không để mắt ngang vạch chia, đọc nhầm vạch).
• Có bọt khí trong burette hoặc pipette làm sai thể tích dung dịch.
• Nhỏ NaOH quá nhanh, vượt quá điểm tương đương trước khi kịp nhận biết.
• Lượng phenolphthalein cho quá nhiều hoặc quá ít → khó nhận biết chính xác thời điểm đổi màu.
• Dụng cụ chưa được tráng đúng cách, còn dính nước hoặc dung dịch khác làm thay đổi nồng độ.
• Dung dịch NaOH bị thay đổi nồng độ do hấp thụ $\text{CO}_2$ từ không khí.
• Cân, đong hoá chất ban đầu chưa chính xác.

ThS. Lê Thị Mai Nhi

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT

Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ