Tính pH của dung dịch sau pha trộn (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Tính pH của dung dịch sau pha trộn lớp 11 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Tính pH của dung dịch sau pha trộn.

A. Lí thuyết và phương pháp giải

Bài toán 1: Bài toán pha loãng dung dịch

- Gọi V₁, V₂ lần lượt là thể tích dung dịch trước và sau khi pha loãng.

- Pha loãng chất điện li với nước (không có phản ứng hóa học xảy ra) thì số mol chất điện li không đổi. Áp dụng công thức:

n₁ = n₂ $\Rightarrow$ C₁.V₁ = C₂.V₂

Lưu ý:

+ Khi pha loãng dung dịch acid ra 10^a lần thì pH tăng a đơn vị.

+ Khi pha loãng dung dịch base ra 10^a lần thì pH giảm a đơn vị.

Bài toán 2: Pha trộn acid mạnh với base mạnh

Bước 1: Tính số mol (tổng số mol) H⁺, OH⁻. Bản chất của phản ứng giữa acid mạnh với base mạnh là: H⁺ + OH^- → H₂O

Bước 2: Xác định môi trường của dung dịch sau phản ứng, tính số mol H⁺ hay OH^- dư và tính toán theo yêu cầu đề bài.

- Nếu acid dư : Tính nồng độ ion H⁺ dư:   $\text{[}{H}^{+}\text{]}=\frac{n_{H^{+}}-n_{O{H}^{-}}^{}}{V_1^{}+V_2^{}}\Rightarrow pH$

- Nếu base dư: Tính nồng độ ion OH^- $\Rightarrow$ ${\text{[OH}}^{-}\text{]}=\frac{n_{O{H}^{-}}^{}-n_{H^{+}}}{V_1^{}+V_2^{}}\Rightarrow pH$

Lưu ý: V_{dd sau trộn} = V_acid + V_base = V₁ + V₂.

B. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1: Cần pha loãng dung dịch HCl có pH = 2 bao nhiêu lần để được dung dịch có pH = 3?

A. 5.

B. 100.

C. 20.

D. 10.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Gọi V₁, V₂ lần lượt là thể tích dung dịch HCl có pH = 2, pH = 3.

Do pH = 2 $\Rightarrow$ [H⁺] = ${10}^{-2}$M $\Rightarrow$ n_H⁺trước khi pha loãng= ${10}^{-2}$V₁

pH = 3 $\Rightarrow$ [H⁺] = ${10}^{-3}$M $\Rightarrow$ n_H⁺sau khi pha loãng = ${10}^{-3}$V₂

Ta có n_H⁺_{trước khi pha loãng} = n_H⁺_{sau khi pha loãng}$\Rightarrow$ ${10}^{-2}$V₁ = ${10}^{-3}$V₂

$\Rightarrow$ $\frac{V_2}{V_1}=\frac{{10}^{-2}}{{10}^{-3}}=10$. Vậy cần pha loãng acid 10 lần.

Ví dụ 2:Khi trộn những thể tích bằng nhau của dung dịch HNO₃ 0,01M và dung dịch NaOH 0,03M thì thu được dung dịch có giá trị pH bằng

A. 9.

B. 12,30.

C. 13.

D. 12.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Theo bài ra OH^- dư;

[OH^-] _dư = $\frac{0,03V-0,01V}{V+V}={10}^{-2}M$

pH = 14 + log(10^-2) = 12.

C. Bài tập minh hoạ

Câu 1: Pha loãng dung dịch HNO₃ có pH = 3 bao nhiêu lần để được dung dịch mới có pH bằng 4?

A. 5.                                 

B. 4.                                 

C. 9.                                 

D. 10.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Áp dụng công thức: V₁.C₁ = V₂.C₂

$\Rightarrow \frac{V_2}{V_1}=\frac{C_1}{C_2}=\frac{{10}^{-3}}{{10}^{-4}}=10$

Câu 2: Pha loãng 1 lít dung dịch NaOH có pH = 13 bằng bao nhiêu lít nước để được dung dịch mới có pH = 11?

A. 9.                                 

B. 99.                               

C. 10.                               

D. 100.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Áp dụng công thức: V₁.C₁ = V₂.C₂

$\Rightarrow \frac{V_2}{V_1}=\frac{C_1}{C_2}=\frac{{10}^{-1}}{{10}^{-3}}=100$ 

Lưu ý:

pH = 13 → [H⁺] = 10^-13 → [OH^-] = 10^-1M;

pH = 11 → [H⁺] = 10^-11 → [OH^-] = 10^-3M.

Câu 3: Pha loãng dung dịch 1 lít NaOH có pH = 9 bằng nước để được dung dịch mới có pH = 8. Thể tích nước cần dùng là

A. 5 lít.                             

B. 4 lít.                             

C. 9 lít.                             

D. 10 lít.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Áp dụng công thức: V₁.C₁ = V₂.C₂

$\Rightarrow \frac{V_2}{V_1}=\frac{C_1}{C_2}=\frac{{10}^{-5}}{{10}^{-6}}=10$

$\Rightarrow V_2=10.V_1=10$lít.

Vậy V_nước = V₂ – V₁ = 10 -1 = 9 lít.

Câu 4: Trung hòa 300 ml dung dịch hỗn hợp HCl và HNO₃ có pH = 2 cần V ml dung dịch NaOH0,02M. Giá trị của V là

A. 300.                             

B. 150.                             

C. 200.                             

D. 250

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

pH = 2 $\Rightarrow$ [H⁺] = 10^-2M $\Rightarrow$ n_H⁺ = 0,3.10^-2= 3.10^-3 mol

n_OH^- = n_H⁺ hay 3.10^-3 = V.0,02 $\Rightarrow$ V = 0,15 lít = 150 ml.

Câu 5: Trộn 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm H₂SO₄ 0,05M và HCl 0,1M với 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,2M và Ba(OH)₂ 0,1M, thu được dung dịch X. Dung dịch X có pH bằng

A. 1,2.

B. 1,0.

C. 12,8.

D. 13,0.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

n_H⁺ = 2.0,1.0,05 + 0,1.0,1 = 0,02 mol

n_OH^- = 0,1.0,2 + 2.0,1.0,1 = 0,04 mol

H⁺ + OH^- → H₂O

Vậy OH^- dư; [OH^-] _dư= $\frac{0,04-0,02}{0,1+0,1}=$ 0,1M

pH = 14 + log 0,1 = 13.

Câu 6: Trộn 200 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO₃ 0,3M và HClO₄ 0,5M với 200 ml dung dịch Ba(OH)₂ aM, thu được dung dịch có pH = 3. Vậy a có giá trị là

A. 0,39.                            

B. 3,999.                          

C. 0,399.                          

D. 0,398.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

pH = 3 → [H⁺] _dư = 10^-3M

$\Rightarrow \frac{(0,2.0,3+0,5.0,2)-2.0,2.a}{0,2+0,2}={10}^{-3}\Rightarrow a=0,399.$ 

Câu 7: Trộn 100 ml dung dịch có pH = 1 gồm HCl và HNO₃ với 100 ml dung dịch NaOH nồng độ a (mol/l), thu được 200 ml dung dịch có pH = 12. Giá trị của a là

A. 0,15.                            

B. 0,30.                            

C. 0,03.                            

D. 0,12.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Dung dịch thu được có pH = 12 → [OH^-] dư  = 10^-2M

$\Rightarrow \frac{0,1.a-0,1.0,1}{0,2}={10}^{-2}\Rightarrow a=0,12M.$

Câu 8: Trộn 250 ml dung dịch chứa hỗn hợp HCl 0,08M và H₂SO₄ 0,01M với 250 ml dung dịch NaOH aM thu được 500 ml dung dịch có pH = 12. Giá trị a là

A. 0,13M.                        

B. 0,12M.                         

C. 0,14M.                        

D. 0.10M.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

pH = 12 → [OH^-] _dư = 10^-2M

$\Rightarrow \frac{0,25a-(0,25.0,08+2.0,25.0,01)}{0,5}={10}^{-2}\Rightarrow a=0,12M.$

Câu 9: Trộn hai dung dịch H₂SO₄ 0,1M và HCl 0,3M với những thể tích bằng nhau, thu được dung dịch X. Lấy 450 ml dung dịch X cho tác dụng với V lít dung dịch Y gồm NaOH 0,15M và KOH 0,05M, thu được dung dịch Z có pH = 1. Giá trị của V là

A. 0,225.                          

B. 0,155.                          

C. 0,450.                          

D. 0,650.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

450ml X do trộn 225 ml HCl và 225 ml H₂SO₄ → n_H⁺ = 0,1125 mol.

Có n_OH^- = 0,2V (mol)

Do Z có pH = 1 $\Rightarrow$ [H⁺] dư = 0,1M.

$\Rightarrow \frac{0,1125-0,2V}{0,45+V}=0,1\Rightarrow V=0,225\left(L\right).$

Câu 10: Cho a lít dung dịch KOH có pH = 12 vào 8 lít dung dịch HCl có pH = 3 thu được dung dịch Y có pH = 11. Giá trị của a là

A. 0,12.

B. 1,6.

C. 1,78.

D. 0,8.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Dung dịch KOH có pH = 12 → [OH^-] = 10^-2M.

Dung dịch HCl có pH = 3 → [H⁺] = 10^-3M.

Sau trộn thu được dung dịch có pH = 11 → [OH^-] dư = 10^-3M.

$\Rightarrow \frac{{10}^{-2}.a-{8.10}^{-3}}{a+8}={10}^{-3}\Rightarrow a=1,78\left(L\right).$

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học 11 hay, chi tiết khác:

• Tính pH của dung dịch acid mạnh, base mạnh
• Bài tập chuẩn độ acid, base
• Bài tập tổng hợp ammonia (NH₃)
• Bài tập về tính oxi hoá của HNO₃
• Bài tập về tính acid của H₂SO₄ loãng
• Bài tập về tính oxi hoá của H₂SO₄ đặc

---