Trả lời nhanh
Đáp án đúng là C. 100 mL. HCl có pH = 1 nên [H+] = 0,1 M; trong 10 mL có nHCl = 0,1 × 0,01 = 10−3 mol. NaOH có pH = 12 nên [OH−] = 0,01 M. Trung hòa vừa đủ cần nNaOH = 10−3 mol, vậy V = 10−3 / 0,01 = 0,1 lít = 100 mL.
Đề bài và bốn phương án
Số ml dung dịch NaOH có pH = 12 cần để trung hòa 10 ml dung dịch HCl có pH = 1 là
- A. 12 mL
- B. 10 mL
- C. 100 mL
- D. 1 mL
Lưu ý: thứ tự phương án có thể khác trong đề của em. Em đối chiếu bằng số mililit, không chỉ nhìn chữ C.
Đây là bài đổi pH ra nồng độ mol, rồi dùng tỉ lệ mol của phản ứng trung hòa. HCl và NaOH đều là chất điện li mạnh, phản ứng một mol axit với một mol bazơ. Thể tích đề cho phải đổi sang lít trước khi nhân với nồng độ.
Vì sao cần 100 mL dung dịch NaOH
Bước 1. Tìm nồng độ HCl. pH = 1 nghĩa là [H+] = 10−1 = 0,1 mol/L. HCl là axit mạnh, một nấc, nên CHCl = 0,1 M.
Bước 2. Tìm số mol HCl. V = 10 mL = 0,01 L. nHCl = C × V = 0,1 × 0,01 = 0,001 mol = 10−3 mol.
Bước 3. Tìm nồng độ NaOH. pH = 12 nên pOH = 14 − 12 = 2. [OH−] = 10−2 = 0,01 mol/L. NaOH là bazơ mạnh, một nấc, nên CNaOH = 0,01 M.
Bước 4. Viết phương trình và tính thể tích.
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Tỉ lệ mol là 1 : 1. Muốn trung hòa hết 10−3 mol HCl thì cần đúng 10−3 mol NaOH. VNaOH = n / C = 10−3 / 10−2 = 10−1 L = 0,1 × 1000 = 100 mL.
Thử lại bằng số mol: 0,01 mol/L × 0,1 L = 0,001 mol NaOH, đúng bằng số mol HCl. Sau phản ứng không dư axit, không dư bazơ, dung dịch trung tính. Chọn C.
Vì sao từng phương án còn lại sai
A. 12 mL là phép cộng hai số trong đề: 10 + 2, hoặc đọc “pH 12” thành 12 mL. pH là chỉ số logarit, không phải thể tích. 12 mL NaOH 0,01 M chỉ chứa 0,01 × 0,012 = 1,2 × 10−4 mol, nhỏ hơn 10−3 mol HCl khoảng tám lần, chưa đủ trung hòa.
B. 10 mL lấy cùng thể tích với dung dịch HCl. Cách này chỉ đúng khi hai dung dịch cùng nồng độ. Ở đây HCl 0,1 M đậm hơn NaOH 0,01 M đúng mười lần, nên thể tích NaOH phải lớn hơn mười lần, không thể bằng 10 mL. 10 mL NaOH chỉ có 10−4 mol, trung hòa được một phần mười lượng axit.
D. 1 mL là kết quả đảo tỉ lệ nồng độ: lấy 10 mL chia 10, hoặc tính 10−3 / 0,1. Mẫu số 0,1 là nồng độ HCl, không phải nồng độ NaOH. 1 mL NaOH 0,01 M chỉ có 10−5 mol, càng không đủ.
Cách loại nhanh: nồng độ HCl gấp 10 lần nồng độ NaOH, cùng số mol thì thể tích NaOH phải gấp 10 lần thể tích HCl. 10 mL × 10 = 100 mL. Chỉ phương án C thỏa tỉ lệ ấy.
Công thức cần nhớ khi đề cho pH
- Axit mạnh một nấc: pH = −log Ca, nên Ca = 10−pH.
- Bazơ mạnh một nấc: pOH = 14 − pH, Cb = 10−pOH.
- n = C × V, với V tính bằng lít. 1 mL = 0,001 L, 10 mL = 0,01 L, 100 mL = 0,1 L.
- Trung hòa vừa đủ HCl và NaOH: nH+ = nOH−.
Em dễ nhầm pH = 12 thành [OH−] = 10−12. Đó là nồng độ H+ còn lại trong dung dịch bazơ, không phải nồng độ NaOH. Muốn có nồng độ bazơ phải đi qua pOH. Với pH = 12, [H+] = 10−12 còn [OH−] = 10−2.
Một lỗi đơn vị khác: nhân 0,1 mol/L với 10 mL ra 1, rồi tưởng đó là số mol. 10 chưa được đổi sang lít. 0,1 × 10 mL không phải 0,1 × 10 L. Luôn viết 10 mL = 10−2 L trước khi thế vào n = C × V.
Ba bài luyện cùng dạng
Bài 1. Cần bao nhiêu mL dung dịch NaOH có pH = 13 để trung hòa 20 mL dung dịch HCl có pH = 2?
Đáp án: CHCl = 10−2 M, n = 0,01 × 0,02 = 2 × 10−4 mol. NaOH pH = 13 nên pOH = 1, C = 0,1 M. V = 2 × 10−4 / 0,1 = 0,002 L = 2 mL.
Bài 2. Cần bao nhiêu mL dung dịch HCl có pH = 1 để trung hòa 50 mL dung dịch NaOH có pH = 12?
Đáp án: CNaOH = 0,01 M, n = 0,01 × 0,05 = 5 × 10−4 mol. CHCl = 0,1 M. V = 5 × 10−4 / 0,1 = 0,005 L = 5 mL.
Bài 3. Trộn 10 mL HCl 0,1 M với 100 mL NaOH 0,01 M. Dung dịch sau phản ứng còn dư axit hay bazơ?
Đáp án: nHCl = 0,001 mol, nNaOH = 0,001 mol. Hai lượng bằng nhau, phản ứng vừa đủ, không dư axit cũng không dư bazơ. Đây chính là cặp dung dịch của đề gốc.
Câu hỏi thường gặp
Số ml dung dịch NaOH pH = 12 cần để trung hòa 10 ml HCl pH = 1 là bao nhiêu?
100 mL. HCl 0,1 M trong 0,01 L có 10 mũ −3 mol; NaOH pH 12 có nồng độ 0,01 M, nên thể tích cần dùng là 0,1 L.
Vì sao pH = 12 lại ra nồng độ NaOH bằng 0,01 M?
pH = 12 thì pOH = 2, nên nồng độ OH− bằng 10 mũ −2 mol/L. NaOH mạnh một nấc nên nồng độ dung dịch cũng là 0,01 M.
Vì sao không chọn 10 mL?
10 mL chỉ đúng nếu NaOH cùng nồng độ với HCl. NaOH loãng hơn mười lần nên phải dùng thể tích lớn hơn mười lần, tức 100 mL.
Đổi 10 mL sang lít bằng bao nhiêu trước khi tính số mol?
10 mL = 0,01 L. Quên đổi sẽ nhân nhầm nồng độ với số 10 và số mol bị lớn gấp một nghìn lần.
Phản ứng trung hòa HCl với NaOH có tỉ lệ mol thế nào?
Một mol HCl phản ứng vừa đủ với một mol NaOH, tạo muối NaCl và nước. Vì vậy số mol hai chất bằng nhau khi trung hòa hết.