Công Cụ Này Làm Gì
Khi bạn trộn một axit mạnh đơn chức (như HCl) với một bazơ mạnh đơn chức (như NaOH), chúng trung hòa lẫn nhau theo tỉ lệ mol 1:1. Công cụ này tính pH của dung dịch thu được bằng cách xác định chất nào còn dư và lượng dư là bao nhiêu sau phản ứng trung hòa. Phép tính giả định các chất phân li hoàn toàn, đều là loại đơn chức (một H+ hoособ một OH-), không hiệu chỉnh theo nhiệt độ, và thể tích được cộng dồn.
Cách Sử Dụng
Nhập nồng độ axit (Ca) và thể tích (Va), sau đó nhập nồng độ bazơ (Cb) và thể tích (Vb). Công cụ sẽ tính số mol của mỗi chất, lấy số lớn trừ số nhỏ để ra phần dư, chia cho tổng thể tích hỗn hợp để được nồng độ ion còn lại, rồi chuyển đổi thành pH.
Giải Thích Công Thức
Số mol axit = \(\text{Ca} \times \text{Va}\); số mol bazơ = \(\text{Cb} \times \text{Vb}\). Số mol dư = \(|\text{Ca}\cdot\text{Va} - \text{Cb}\cdot\text{Vb}|\). Lấy phần dư chia cho tổng thể tích \((\text{Va} + \text{Vb})\) sẽ ra nồng độ mol của ion còn thừa. Nếu axit dư, đây chính là [H+] và
$$\text{pH} = -\log_{10}\!\left(\frac{|n_a - n_b|}{V_a + V_b}\right)$$Nếu bazơ dư, đây là [OH-], khi đó pOH = \(-\log_{10}[\text{OH}^-]\) và pH = 14 − pOH:
$$\text{pH} = 14 + \log_{10}\!\left(\frac{|n_a - n_b|}{V_a + V_b}\right)$$Nếu lượng axit và bazơ bằng nhau đúng tỉ lệ, hỗn hợp trung tính:
$$\text{pH} = 7 \quad \text{when}\quad \text{Ca}\cdot\text{Va} = \text{Cb}\cdot\text{Vb}$$(pH 7 ở 25 độ C).
Ví Dụ Minh Họa
Trộn 0,05 L dung dịch HCl 0,1 mol/L với 0,05 L dung dịch NaOH 0,05 mol/L. Số mol axit = 0,005, số mol bazơ = 0,0025. Phần dư = 0,0025 mol H+. Tổng thể tích = 0,1 L, nên [H+] = 0,025 mol/L.
$$\text{pH} = -\log_{10}(0{,}025) = 1{,}602$$Dung dịch có tính axit.
Câu Hỏi Thường Gặp
Công cụ này có dùng được cho axit yếu hoặc bazơ yếu không? Không. Axit và bazơ yếu chỉ phân li một phần nên cần đến hằng số Ka/Kb và phép tính dung dịch đệm. Công cụ này chỉ dành cho axit mạnh và bazơ mạnh.
Điều gì xảy ra khi axit và bazơ trung hòa nhau hoàn toàn? Kết quả là pH 7, vì lúc này chỉ còn lại nước và một muối trung tính ở 25 độ C.
Tại sao phải chia cho tổng thể tích? Khi trộn hai dung dịch lại, mọi thứ đều bị pha loãng, nên các ion còn dư sẽ phân bố trên toàn bộ thể tích hỗn hợp (Va + Vb).
