Xây dựng giản đồ logarit nồng độ của các dung dịch đơn axit, đơn bazơ

1. Nhóm 10-

2. • Trong mư i hóa ch t hi n nay mà th gi i s n xu t ra có đ n sáu• Trong mư i hóa ch t hi n nay mà th gi i s n xu t ra có đ n sáu
ch t là axit-bazo mà chi m ph n l n và ch y u là các ch t như:
H2SO4,,NH3, H3PO4,NaOH và HNO3.Ph n ng axit-bazo là ph n ng
quan tr ng c v m t nghiên c u lí thuy t và m t ng d ng hóa h c
vào th c ti n
• Ph n l n các ph n ng hóa h c đ u di n ra trong dung d ch nư c,
đ i v i dung d ch nư c do thành ph n luôn có s hi n di n c a ion
H+ và OH-.S có m t thư ng xuyên c a hai ion này trong thành ph n
dung d ch đã có nh ng nh hư ng tr c ti p ho c gián ti p đ n cácdung d ch đã có nh ng nh hư ng tr c ti p ho c gián ti p đ n các
cân b ng trong dung d ch .
• Tính axit hay bazo c a dung d ch có nh hư ng l n đ n các quá
trình x y ra trong dung d ch như kh năng t o ph c c a ion kim
lo i,ph n ng oxi hóa-kh ,kh năng b th y phân c a các ion kim
lo i…Do đó,vi c tính toán cân b ng trong dung d ch axit-bazo gi vai
trò quan tr ng không ch đ i v i hóa phân tích mà b ng c đ i v i
hóa h c nói chung .Tuy nhiên, vi c tính toán cân trong dung d ch
axit-bazo là khá ph c t p vì trong dung d ch có nhi u cân b ng x y
ra đ ch n cân b ng nào ch y u là r t khó khăn.Trên cơ s đó
nhóm 1 chúng tôi quy t đ nh ch n đ tài : “xây d ng gi n đ logarit
n ng đ c a các dung d ch đơn axit, đơn bazơ”

3. Trong ph m vi nghiên c u c a đ tài này ,nhi m v đ t
ra là
Nghiên c u thu t toán, l p chương
trình tính và v chính xác gi n ñ
logarit n ng đ c a các ion trong dung
d ch đơn axit , đơn bazơ
1
D a vào gi n đ và phương trình điều ki n
proton tính toán cân b ng x y ra trong dung
d ch axit – bazơ (lo i b phương trình cân
b ng ph không nh hư ng nhi u đ n tính
axit bazơ c a dung d ch)
2

4. I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Xây d ng
gi n đ
logarit
n ng đ
c a các
II. Sơ lư c v ph n m m MATLAB
c a các
dung d ch
đơn axit,
đơn bazơ

5. 1
Axit mạnh (kí hiệu HY) nhường
2
Trong dung dịch ngoài
3
ion H+ do HY phân li ra làm
chuyển dịch cân bằng (3)
I: Cơ sở lý thuyết
Axit mạnh (kí hiệu HY) nhường
hoàn toàn proton cho nước:
HY + H2O => H3O+ + Y- (1)
Trong dung dịch
[HY] ≈ 0 và [Y-] = CHY
Các axit mạnh thường gặp là :HCl,
HBr, HI, HSCN, HClO3, HBrO3,
HNO3, H2SO4 (Nấc 1), HClO4....
Cân bằng (1) thường được viết
dạng đơn giản:
HY => H+ + Y- (2)
Trong dung dịch ngoài
quá trình phân li (2) còn
có quá trình phân li của
nước:
H2O +H+ + OH-
Như vậy có hai quá trình
cho proton và phương
trình ĐKP có dạng:
[H+] = [OH-] + [Y-] (3)
chuyển dịch cân bằng (3)
sang trái và [OH-] < 10-7.
=>trong trường hợp CHY
≫10-7 có thể coi [H+] = CHY
Trong trường hợp
CHY ≈ 10-7 thì phải kể đến
sự phân li của nước và phép
tính được thực hiện đơn
giản theo cân bằng phân li
của nước

6. Các axit y u phân li m t ph n và dung d ch có ph n ng axit.
Đ m nh c a các axit đư c đ c trưng b ng h ng s phân li axit
Ka ho c ch s c a h ng s phân li pKa = -lgpKa . Dĩ nhiên Ka
càng l n hay pKa càng bé thì axit càng m nh
Ví d :
Axit phân t : HCN H+ + CN- Ka = 10-9,35 , pKa =9,35
Axit cation : NH4
+ NH3 + H+ Ka = 10-9,24 , pKa= 9,24
Axit anion : HSO4
- H+ +SO4
2- Ka= 10-1,99 , pKa=1,99

7. Các bazo mạnh
Trong dung dịch XOH mạnh có các
quá trình:
- cân bằng ion hóa của nước:
H2O H+ + OH- (1)
- cân bằng thu proton của XOH:
Các bazo mạnh
thường gặp : LiOH,
NaOH, KOH, RbOH,
CsOH, FrOH, Ca(OH)2,
Sr(OH)2…….
- cân bằng thu proton của XOH:
XOH + H+ => X+ + H2O (2)
Từ (1) và (2) ta có:
XOH + H2O => X+(H2O) + OH-
- Một cách đơn giản có thể viết các
quá trình x y ra trong dung d ch
bazơ m nh:
XOH => X+ + OH-
H2O H+ + OH-
Điều kiện proton:
[H+]= [OH-] – CX+ = [OH--] - CXOH

8. .
Các bazơ y u có th t n t i
d ng phân t , anion ho c
cation:
Bazơ phân t : NH3+H2O
NH + + OH-
Đ m nh c a các bazơ
y u ph thu c vào
h ng s bazơ Kb ho c
ch s h ng s bazơ
NH4
+ + OH-
Bazơ cation :
CaOH+ Ca2+ + OH-
Bazơ anion :
CH3COO- + H2O CH3COOH +
OH-
ch s h ng s bazơ
pKb = -lgKb
H ng s Kb đư c t
h p t h ng s phân li
c a nư c và h ng s
phân li c a axit tương
ng

9. 3 Sơ lược về phần mềm MATLAB
3.1 Giới thiệu chung về MATLAB
Matlab là môi trường tính toán số và lập trình ,được
thiết kế bởi công ty Math Works. MATLAB cho phép
tính toán số với ma trận,vẽ đồ thị hàm số hay biểu đồ
thông tin,thực hiện thuật toán tạo giao tiếp người dùngthông tin,thực hiện thuật toán tạo giao tiếp người dùng
và liên kết với những chương trình máy tính viết trên
nhiều ngôn ngữ lập trình khác .Với thư viện
Toolbox,MATLAB cho phép mô phỏng tính toán,thực
hiện nhiều mô hình thực tế và kỹ thuật . MATLAB là
viết tắt của từ “Matrix Laboratory”,được viết bằng
ngôn ngữ Fortran phát minh vào cuối thập niên 1970

10. MATLAB gồm 5 phần chính:
-Ngộn ngữ MATLAB : ngôn nữ ma trận cấp cao để điều khiển
câu lệnh ,các hàm,cấu trúc dữ liệu,nhập/xuất và các đặc tính lập
trình hướng đối tượng.Nó cho phép cả hai lập trình nhỏ để tạo
các chương trình ứng dụng phức tạp và bao quát.
-Môi trường làm việc MATLAB: đây là bộ công cụ và phần
mềm tiện ích để quản lý các thay đổi trong môi trường làm
việc cũng như nhập và xuất các dữ liệu,khai phá gỡ rối và tạo
các tập tin nền.
-Đồ hình :gồm các lệnh cao cấp cho các dữ liệu hai chiều hoặc
ba chiều xử lý hình ảnh chuyển động,hiển thị hình ảnh cũng
như các thiết kế giao diện hình ảnh chương trình đồ họa.
-Thư viện hàm toán học MATLAB:các chương trình thuật toán
như sin,cos,số phức đến ma trận…
Trình giao diện ứng dụng MATLAB: cho phép lập chương
trình theo ngôn ngữ C hoặc FORTRAN để tương tác với
MATLAB

11. 3.2 Ứng dụng của MATLAB
Nó cón đầy đủ dặc tính của máy tính cá nhân: cộng
trừ,nhân,chia; giống như máy tính kỹ thuật,nó bao gồm:số
phức,căn thức,số mũ,logarit,các phép toán lượng giác như
sin,cos,tan; nó cũng như máy tính có khả năng lập trình ,lưu
trữ ,tìm kiếm dữ liệu,tạo baỏ vệ và ghi trình tự các lệnh,so
sánh logic,điều khiển thực hiện các lệnh.Giống như máy tính
hiện đại nhất nó cho phép biểu diễn dữ liệu dưới các dạng
:biểu diễn thông thường ,ma trận đại số,các hàm tổ hợp có thể:biểu diễn thông thường ,ma trận đại số,các hàm tổ hợp có thể
tương tác với dữ liệu thường cũng như với ma trận.
Trong thực tế MATLAB ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh
vực có khả năng thân thiện với người sử dụng có khả năng
mạnh mẽ vẽ đồ họa,cung cấp môi trường phong phú cho biểu
diễn dữ liệu,có thể tạo giao diện riêng cho người sử dụng để
giải quyết vấn đề cho mình. Thêm vào đó MATLAB đưa ra
công cụ giải quyết các vấn đề đặc biệt,gọi là Toolbox (hộp
công cụ).

12. 4.Giải bài toán bằng phần mềm MATLAB

14. Giản đồ logarít mồng độ các ion trong dung dịch HCl 0.01M

16. Chương trình tính như sau:

17. Gi n đ lagarít n ng đ các ion trong dung d ch NaOH 0.01M

21. Giản đồ lagarít nồng độ các ion trong dung dịch HCOOH 0.01M

24. Giản đồ lagarít nồng độ các ion trong dung dịch CH3COOH 0.01M