Công cụ này dùng để làm gì
Máy tính pH của dung dịch bazơ yếu giúp bạn ước tính nhanh pH, pOH và nồng độ ion hydroxit khi đã biết hằng số phân ly bazơ (Kb) cùng nồng độ mol ban đầu (C) của dung dịch. Các bazơ yếu như amoniac, metylamin hay pyridin chỉ ion hóa một phần trong nước, nên ta cần dùng biểu thức cân bằng để xác định dung dịch thực sự có tính bazơ mạnh đến mức nào.
Cách sử dụng
Bạn nhập giá trị Kb của bazơ (ví dụ \(1{,}8\times10^{-5}\) đối với amoniac) và nồng độ ban đầu tính bằng mol trên lít. Công cụ sẽ trả về nồng độ hydroxit \([\text{OH}^-]\), giá trị pOH và pH cuối cùng. Mọi kết quả đều giả định nhiệt độ 25 °C, khi đó hằng số của nước cho ta hệ thức \(\text{pH} + \text{pOH} = 14\).
Giải thích công thức
Với một bazơ yếu B phản ứng theo phương trình \(\text{B} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{BH}^+ + \text{OH}^-\), hằng số cân bằng là \(\text{Kb} = \frac{[\text{BH}^+][\text{OH}^-]}{[\text{B}]}\). Khi mức ion hóa nhỏ, ta có \([\text{BH}^+] \approx [\text{OH}^-] = x\) và \([\text{B}] \approx C\), dẫn đến \(\text{Kb} \approx \frac{x^2}{C}\). Giải tìm \(x\) ta được công thức gần đúng
$$\begin{gathered} \text{pH} = 14 - \left(-\log_{10}[\text{OH}^-]\right) \\[1.5em] \text{where}\quad [\text{OH}^-] = \sqrt{\text{Kb} \times \text{Concentration}} \end{gathered}$$Sau đó \(\text{pOH} = -\log[\text{OH}^-]\) và \(\text{pH} = 14 - \text{pOH}\).
Ví dụ minh họa
Với dung dịch amoniac 0,1 M có \(\text{Kb} = 1{,}8\times10^{-5}\):
$$[\text{OH}^-] = \sqrt{1{,}8\times10^{-5} \times 0{,}1} = \sqrt{1{,}8\times10^{-6}} \approx 1{,}342\times10^{-3}\ \text{mol/L}$$\(\text{pOH} = -\log(1{,}342\times10^{-3}) \approx 2{,}87\), vậy \(\text{pH} = 14 - 2{,}87 \approx 11{,}13\) — một dung dịch có tính bazơ trung bình.
Câu hỏi thường gặp
Khi nào công thức gần đúng cho kết quả chính xác? Công thức này đáng tin cậy khi bazơ đủ yếu và nồng độ không quá thấp, để \(x\) nhỏ hơn nhiều so với \(C\) (thường dưới khoảng 5%).
Tôi có thể dùng Ka thay cho Kb không? Bạn hãy chuyển đổi bằng công thức \(\text{Kb} = \frac{\text{Kw}}{\text{Ka}} = \frac{1{,}0\times10^{-14}}{\text{Ka}}\), rồi nhập giá trị Kb đó vào đây.
Vì sao pH lớn hơn 7? Bazơ tạo ra lượng dư ion hydroxit, làm giảm pOH và đẩy pH lên cao hơn giá trị trung tính là 7.
