Su dung phan mem matlab xay dung gian do lograit nong do va tinh p h trong dung dich da axit da bazo

Chủ đề : Sử dụng phần mềm Matlab xây dựng
giản đồ lograit nồng độ và tính pH trong dung
dịch đa axit, đa bazo

Nội dung
Các phương pháp gi i bài toán đa axit,
bazo
1
S d ng ph n m m Matlab2
Tài li u tham kh o3
Nội dung

I / Các giải các bài toán đa axit, đa bazo
1/ Dung dịch đa axit H3PO4 0,1M
a/ Giải bài toán theo phương pháp proton
• Các cân bằng trong dung dịch:
H2O H+ + OH- KW= 10-14
H3PO4 H+ + H2PO4
- (1) pK1 =2,12 => K1= 10-2,12
H2PO4
- H+ + HPO4
2- (2) pK2=7,21 => K2= 10-7,21
HPO 2- H+ + PO 3- (3) pK =12,36 => K = 10-12,36HPO4
2- H+ + PO4
3- (3) pK3=12,36 => K3= 10-12,36
Có 5 ẩn số cần tìm là:
[H+],[OH- ],[H2PO4
- ],[HPO4
2- ], [PO43- ]
• Điều kiện proton:
[H+] = [OH- ] +[ H2PO4
-] +[HPO4
2- ] + [PO4
3- ]

4/ Đa bazo Na3PO4 0,1M
Tính pH c a dung d ch Na3PO---4 0,1 M. Bi t pK1= 2,12;
pK2= 7,21; pK3=12,36.
Phương trình ph n ng:
Na3PO4= 3Na+ + PO-4
3- CB= 0,1M
• ta có:
1
14
1,64
12,36
3
10
10
10
W
B
K
K
K
−
−
−
= = =
3 10K
2
14
6,79
7,21
2
10
10
10
W
B
K
K
K
−
−
−
= = =
3
14
11,88
2,12
1
10
10
10
W
B
K
K
K
−
−
−
= = =
Như vậy 1BK >> 2BK >> 3BK ta chỉ xét nấc 1 của bazo PO4
3-
.

Lại có: CB.KB=10-2,64
>>KW= 10-14
=> có thể bỏ qua OH-
do nước phân ly.
Xét cân bằng :
3 2
4 2 4PO H O HPO OH− − −
+ +⇀↽ 1
1,64
10BK −
=
C: 0,1 _ _
[]: 0,1-x x x đk: 0<x<0,1
2
X 2
1,64
10
0,1
X
X
=
−
Hay : 2 1,64 2,64
.10 10 0X X − −
+ − =
2 2 3
2,29 .10 2,29.10 0X X − −
+ − =
Giải được 2
1 3,775.10 ;X −
= 2
2 6,07.10X −
= − <0 (loại)

Vậy: 2
1 3,775.10X OH − −
 = =  (M)
=>
14
13
2
10
2,65.10
3,775.10
H
−
+ −
−
  = ≈  (M)
=> pH=12,58.

Kết luận, nhận xét
a. Ưu điểm của phương pháp bảo toàn proton
• Tính được pH của dung dịch
• Đơn giản, ít ẩn số
• Tính pH thuận tiện với phương trình bậc cao một ẩn số
(n≥2)(n≥2)
• Xác định nồng độ các ion trong dung dịch tại điểm cân
bằng
b. Nhược điểm của phương pháp bảo toàn proton
• Cần chú ý chọn mức “O” cho phù hợp
• Cồng kềnh, khó giải, mắc sai số trong khi giải

2.Sử dụng phần mềm Matlab
2.1. Giới thiệu chung về Matlab
• MATLAB là vi t t t t "Matrix Laboratory", đư c
phát minh vào cu i th p niên 1970 b i Cleve
Moler và sau đó là ch nhi m khoa máy tính t iMoler và sau đó là ch nhi m khoa máy tính t i
Đ i h c New Mexico. MATLAB, nguyên sơ đư c
vi t b i ngôn ng Fortran
• Matlab là m t trư ng toán s v l p trình, đư c
thi t k b i công ty MathWorks

MATLAB gồm 5 phần chính
Ngôn ng MATLAB1
Môi trư ng làm vi c MATLAB2 Môi trư ng làm vi c MATLAB2
Đ hình3
Thư vi n hàm toán h c MATLAB4
Trình giao di n ng d ng MATLAB5
MATLAB

2.2: Ứng dụng của MATLAB
• Giống như các máy tính cơ bản, MATLAB làm tất cả các phép tính toán học cơ bản
như cộng, trừ, nhân, chia…
• Giống như máy tính kỹ thuật, MATLAB dùng để tính toán các phương trình bao
gồm: số phức, căn thức, số mũ, logarit, …
• Giống như máy tính MATLAB khả năng lập trình, có thể lưu trữ, tìm kiếm lại dữ liệu,
cũng có thể tạo, bảo vệ và ghi trình tự các lệnh để tự động phép toán khi giải quyếtcũng có thể tạo, bảo vệ và ghi trình tự các lệnh để tự động phép toán khi giải quyết
các vấn đề
• MATLAB còn cho phép biểu diễn dữ liệu dưới nhiều dạng như: biểu diễn thông
thường, ma trận đại số, các hàm tổ hợp…
• Ngoài ra MATLAB cung cấp một môi trường phong phú cho biểu diễn dữ liệu, và có
khả năng mạnh mẽ về đồ họa, có thể tạo các giao diện riêng cho người sử dụng
(GUIs) để giải quyết những vấn đề riêng cho mình

II / S d ng ph n m m Matlab tính pH c a dung d ch
1/ Dung dich H3PO4 0,1M
• >> ka3=10^-11.88;
• >> ka2=10^-6.79;
• >> ka1=10^-1.64;
• >> p=0:1/1:14;
• >>ms=ka1*ka2*ka3+ka1*ka2.*10.^-p+ka1.*10.^(-p.*2)+10.^(-p.*3);
• >> m1=10.^-p;
• >> m2=10.^(p-14);
• >> m3=0.1.*ka1*ka1*ka3./ms;• >> m3=0.1.*ka1*ka1*ka3./ms;
• >> m4=0.1.*ka1*ka2.*10.^-p./ms;
• >> m5=0.1.*ka1.*10.^(-p.*2)./ms;
• >> m6=0.1.*10.^(-p*3)./ms;
• >> y1=log(m1);
• >> y2=log(m2);
• >> y3=log(m3);
• >> y4=log(m4);

• >> y5=log(m5);
• >> y6=log(m6);
• >> plot(p,y1,p,y2,p,y3,p,y4,p,y5,p,y6);
• >>grid on;
• >>title('GIAN DO LOGARIT NONG DO CAC ION
TRONG DUNG DICH H_3PO_4 0,1M');
• >>xlabel('pH cua dung dich');
• >>ylabel('log[i]');• >>ylabel('log[i]');
• >>gtext('leftarrow log[H^+]');
• >>gtext('leftarrow log[OH^-]');
• >>gtext('leftarrow log[H_3PO_4]');
• >>gtext('leftarrow log[H_2PO_4^-]');
• >>gtext('leftarrow log[HPO_4^2^-]');
• >>gtext('leftarrow log[PO_4^3^-]');

Giản đồ logarit của H3PO4

• Kết luận:
• Ta th y t i v trí lg[H2PO4
- ] = lg[H+] thì [OH-], [PO4
3-]
và [HPO4
2-] nh hơn r t nhi u so v i [H2PO4
-]. Vì v y
khi tính PH c a dung d ch b qua (2) và (3) chỉ cần xét
nấc (1) như sau:
PTPƯ:
H3PO4 H+ + H2PO4
- K1=10-2,12
t=0 : 0,01 _ _
[ ] : 0,01-h h h ĐK: 0 < h < 0,01
h2 + h.10-2,12 -7,58.10-4 = 0
h1=0,0239 (M) (t/m) và h2= -0,0319 (M) (loại)
Vậy pH= -lg [H+] = - lg h1 = -lg (0,0239) = 1,62
[ ]
2
2 4 2,12
1
3 4
10
0,1
H H PO h
K
H PO h
+ −
−
      = = =
−

2/ dung dịch Na2CO3 0,1M
• » ka1=10^-6.35;
• » ka2=10^-10.33;
• » p=0:1/1:14;
• » ms=ka1*ka2+ka1.*10.^-p+10.^(-p.*2);
• » m1=10.^-p;
• » m2=10.^(p-14);
• » m3=0.1.*ka1.*10.^-p./ms;
• » m4=0.2*10.^(-p.*2)./ms;
• » m5=0.1.*ka1*ka2./ms;
• » y1=log10(m1);
• » y2=log10(m2);
• » y3=log10(m3);
• » y4=log10(m4);• » y4=log10(m4);
• » y5=log10(m5);
• » plot(p,y1,p,y2,p,y3,p,y4,p,y5);
• » grid on;
• » title('GIAN DO LOGARIT NONG DO CAC ION TRONG DUNG DICH Na_2CO_3 0,1M');
• » xlabel('pH cua dung dich');
• » ylabel('lg[i]');
• » gtext('leftarrow lg[H^+]');
• » gtext('leftarrow lg[OH^-]');
• » gtext('leftarrow lg(2.[H_2CO_3])');
• » gtext('leftarrow lg[HCO_3^-]');
• » gtext('leftarrow lg[CO_3^2^-]');

Giản đồ logarit của Na2CO3

3/ Dung dịch Na3PO4 0,1M
• >> ka1=10^-2.12;
• >> ka2=10^-7.21;
• >> ka3=10^-12.36;
• >> p=0:1/1:14;
• >>ms=ka1*ka2*ka3+ka1*ka2.*10.^-p+ka1.*10.^(-p.*2)+10.^(-p.*3);
• >> m1=10.^-p;
• >> m2=10.^(p-14);
• >> m3=0.1.*ka1*ka1*ka3./ms;
• >> m4=0.1.*ka1*ka2.*10.^-p./ms;
• >> m5=0.1.*ka1.*10.^(-p.*2)./ms;
• >> m6=0.1.*10.^(-p*3)./ms;
• >> y1=log(m1);
• >> y2=log(m2);
• >> y3=log(m3);>> y3=log(m3);
• >> y4=log(m4);
• >> y5=log(m5);
• >> y6=log(m6);
• >> plot(p,y1,p,y2,p,y3,p,y4,p,y5,p,y6);
• >>grid on;
• >>title('GIAN DO LOGARIT NONG DO CAC ION TRONG DUNG DICH Na_3PO_4 0,1M');
• >>xlabel('pH cua dung dich');
• >>ylabel('log[i]');
• >>gtext('leftarrow log[H^+]');
• >>gtext('leftarrow log[OH^-]');
• >>gtext('leftarrow log[Na_3PO_4]');
• >>gtext('leftarrow log[H_2PO_4^-]');
• >>gtext('leftarrow log[HPO_4^2^-]');
• >>gtext('leftarrow log[PO_4^3^-]');

Giản đồ logarit của Na3PO4 0,1M

4/ Dung dịch H2CO3 0,1 M
• » ka1=10^-10,33;
• » ka2=10^-6,32;
• » p=0:1/1:14;
• » ms=ka1*ka2+ka1.*10.^-p+10.^(-p.*2);
• » m1=10.^-p;
• » m2=10.^(p-14);
• » m3=0.1.*ka1.*10.^-p./ms;
• » m4=0.2*10.^(-p.*2)./ms;
• » m5=0.1.*ka1*ka2./ms;
• » y1=log10(m1);
• » y2=log10(m2);
• » y3=log10(m3);
• » y4=log10(m4);• » y4=log10(m4);
• » y5=log10(m5);
• » plot(p,y1,p,y2,p,y3,p,y4,p,y5);
• » grid on;
• » title('GIAN DO LOGARIT NONG DO CAC ION TRONG DUNG DICH H_2CO_3 0,1M');
• » xlabel('pH cua dung dich');
• » ylabel('lg[i]');
• » gtext('leftarrow lg[H^+]');
• » gtext('leftarrow lg[OH^-]');
• » gtext('leftarrow lg([H_2CO_3])');
• » gtext('leftarrow lg[HCO_3^-]');
• » gtext('leftarrow lg[CO_3^2^-]');

Giản đồ logarit của dung dịch H2CO3 0,1M

TÀI LI U THAM KH O
1. Hóa phân tích I: Cân bằng ion trong dung
dịch – Dương Văn Hiển & Hoàng Thị Tuệ
Minh.Minh.
2. Hóa phân tích I: Cân bằng ion trong dung
dịch – Nguyễn Tinh Dung.
3. MATLAB toàn tập – SinhvienIT.net.

Su dung phan mem matlab xay dung gian do lograit nong do va tinh p h trong dung dich da axit da bazo

Su dung phan mem matlab xay dung gian do lograit nong do va tinh p h trong dung dich da axit da bazo

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Su dung phan mem matlab xay dung gian do lograit nong do va tinh p h trong dung dich da axit da bazo

Similar to Su dung phan mem matlab xay dung gian do lograit nong do va tinh p h trong dung dich da axit da bazo (20)

More from Nguyen Thanh Tu Collection

More from Nguyen Thanh Tu Collection (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (15)

Su dung phan mem matlab xay dung gian do lograit nong do va tinh p h trong dung dich da axit da bazo