Cách tính độ pH của dung dịch đệm – Thầy Tuấn chia sẻ bí kíp!

Chào các em học sinh thân yêu! Thầy Tuấn lại gặp lại các em trong bài học Hóa học thú vị ngày hôm nay. Hẳn là các em đã không còn xa lạ với khái niệm độ pH – thước đo thể hiện tính axit hay bazơ của một dung dịch. Nhưng các em đã bao giờ tự hỏi cách tính độ pH của dung dịch đệm chưa?

Dung dịch đệm đóng vai trò vô cùng quan trọng trong cả nghiên cứu và đời sống thường ngày. Vậy dung dịch đệm là gì mà “thần thánh” đến vậy? Làm thế nào để tính toán chính xác độ pH của chúng? Hãy cùng thầy Tuấn khám phá nhé!

Dung dịch đệm là gì? Vai trò của dung dịch đệm?

Trước khi đi sâu vào công thức tính toán, chúng ta hãy cùng ôn lại một chút kiến thức cơ bản.

Dung dịch đệm (hay còn gọi là dung dịch cân bằng) là dung dịch có khả năng kháng lại sự thay đổi pH khi pha loãng hoặc thêm một lượng nhỏ axit hay bazơ. Nói cách khác, dung dịch đệm giúp duy trì độ pH ổn định.

Vai trò của dung dịch đệm:

• Trong cơ thể sinh vật, dung dịch đệm giúp duy trì pH ổn định của máu, dịch tế bào,… Điều này đảm bảo cho các hoạt động sống diễn ra bình thường. Ví dụ, dung dịch đệm H2CO3/HCO3- trong máu người giúp giữ pH máu luôn ở mức 7.35-7.45.
• Trong công nghiệp, dung dịch đệm được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất thực phẩm, dược phẩm, xử lý nước thải,…

Phân loại dung dịch đệm

Dựa vào thành phần cấu tạo, dung dịch đệm được chia thành hai loại chính:

• Dung dịch đệm axit: được tạo thành từ một axit yếu và muối của nó với bazơ mạnh. Ví dụ: CH3COOH/CH3COONa.
• Dung dịch đệm bazơ: được tạo thành từ một bazơ yếu và muối của nó với axit mạnh. Ví dụ: NH3/NH4Cl.

Cách tính độ pH của dung dịch đệm

Để tính độ pH của dung dịch đệm, chúng ta thường sử dụng phương trình Henderson-Hasselbalch.

Công thức chung:

pH = pKa + log ([bazơ liên hợp]/[axit])

Trong đó:

• pH là độ pH của dung dịch đệm.
• pKa là – logarit của hằng số phân li axit (Ka) của axit yếu.
• [bazơ liên hợp] là nồng độ mol/l của bazơ liên hợp.
• [axit] là nồng độ mol/l của axit yếu.

Ví dụ minh họa:

Tính pH của dung dịch đệm gồm 0,2M CH3COOH và 0,1M CH3COONa. Biết Ka của CH3COOH là 1,8.10^-5.

Giải:

• Ta có: pKa = -log(Ka) = -log(1,8.10^-5) = 4,74
• Áp dụng công thức Henderson-Hasselbalch:
  pH = pKa + log ([CH3COO-]/[CH3COOH])
  pH = 4,74 + log (0,1/0,2) = 4,44

Vậy độ pH của dung dịch đệm là 4,44.

Những yếu tố ảnh hưởng đến độ pH của dung dịch đệm

Độ pH của dung dịch đệm không phải là một giá trị cố định mà có thể thay đổi bởi một số yếu tố, bao gồm:

• Nồng độ của axit yếu và bazơ liên hợp: Nồng độ càng cao, khả năng đệm càng lớn, pH càng ít thay đổi.
• Nhiệt độ: Hằng số phân li axit (Ka) phụ thuộc vào nhiệt độ. Do đó, nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến pH của dung dịch đệm.
• Ảnh hưởng của ion cùng tên: Sự có mặt của ion cùng tên có thể làm thay đổi cân bằng của dung dịch đệm, từ đó ảnh hưởng đến pH.

Ứng dụng của dung dịch đệm trong đời sống

Dung dịch đệm có vai trò vô cùng quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống, từ y học, nông nghiệp đến công nghiệp:

• Y học: Dung dịch đệm được sử dụng để pha chế thuốc tiêm, thuốc uống, dịch truyền,… giúp đảm bảo pH ổn định và an toàn cho cơ thể.
• Nông nghiệp: Dung dịch đệm được sử dụng trong trồng trọt để điều chỉnh pH của đất, giúp cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt hơn.
• Công nghiệp: Dung dịch đệm được ứng dụng trong sản xuất thực phẩm, nước giải khát, mỹ phẩm,…

Kết luận

Bài học hôm nay đã giúp các em hiểu rõ hơn về dung dịch đệm và cách tính độ pH của chúng. Thầy hy vọng rằng các em đã nắm vững kiến thức và có thể áp dụng vào giải bài tập cũng như trong cuộc sống.

Các em đừng quên để lại bình luận bên dưới nếu có bất kỳ thắc mắc nào hoặc chia sẻ bài viết này đến bạn bè nhé! Hẹn gặp lại các em trong các bài học tiếp theo!