Tính pH của dung dịch sau phản ứng giữa axit sunfuric đặc và NaOH:
Phản ứng giữa axit sunfuric đặc và NaOH là phản ứng trung hòa axit-baz, tạo ra muối sunfat natri (Na2SO4) và nước. Phương trình hóa học của phản ứng là:
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
Trong phản ứng này, axit sunfuric đặc (H2SO4) hoà tan trong nước và cung cấp ion H+. Trong khi đó, NaOH cung cấp ion OH- và tạo thành nước. Vì phản ứng là phản ứng trung hòa, nồng độ H+ và OH- trong dung dịch sẽ bằng nhau, và pH của dung dịch được tính bằng công thức:
pH = 14 - pOH
Trong đó, pOH được tính bằng công thức:
pOH = -log[OH-]
Với 10g axit sunfuric đặc và 40g NaOH, nồng độ mol/lit của dung dịch NaOH là:
Khối lượng mol của NaOH: 40g/40g/mol = 1mol
Thể tích dung dịch là 1L
Nồng độ mol/lit của dung dịch NaOH là: 1mol/1L = 1 M
Do phản ứng trung hòa, nồng độ mol/lit của H+ và OH- trong dung dịch sẽ bằng nhau và bằng 1/2 nồng độ mol/lit của dung dịch NaOH. Do đó, nồng độ mol/lit của H+ và OH- trong dung dịch đều là 0.5 M. Vì vậy, pOH = -log(0.5) = 0.3, và pH = 14 - 0.3 = 13.7. Do đó, pH của dung dịch là 13.7.


3. Xác định thời gian bán hoà tan hoàn toàn 15g hỗn hợp Mg và Zn vào dung dịch HNO3 đặc và nồng độ 8M. Biết tỷ lệ khối lượng giữa Mg và Zn là 1:1. Giả sử chỉ có một kim loại phản ứng trong phản ứng này.
Phản ứng giữa Mg/Zn và HNO3 là một phản ứng oxi-hoá khử. Trong phản ứng này, kim loại Mg/Zn bị oxi hóa thành ion Mg2+/Zn2+, và HNO3 bị khử thành NO. Phương trình hóa học của phản ứng là:
Mg/Zn + 4HNO3 → Mg2+/Zn2+ + 4NO2- + 2H2O
Ta có tỷ lệ khối lượng giữa Mg và Zn là 1:1. Vì vậy, khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp là 7.5g. Ta cần tính số mol của Mg/Zn trong hỗn hợp. Do tỷ lệ khối lượng của Mg và Zn bằng nhau và khối lượng nguyên tử của Mg và Zn gần bằng nhau, nên số mol của Mg/Zn sẽ gần bằng nhau. Ta giả sử số mol của Mg/Zn trong hỗn hợp là x mol.
Mặt khác, khối lượng mol của Mg/Zn là 24.3g/mol. Vì vậy, số mol của Mg/Zn cần để hoà tan trong dung dịch là 15g/24.3g/mol = 0.617 mol.
Do tỷ lệ khối lượng giữa Mg và Zn là 1:1, nồng độ mol/lit của dung dịch HNO3 cần để hoà tan hoàn toàn hỗn hợp sẽ là 0.617 mol/lit.
Theo phương trình phản ứng, mỗi mol Mg/Zn cần 4 mol HNO3 để phản ứng hoàn toàn. Vì vậy, số mol HNO3 cần để phản ứng hoàn toàn với 0.617 mol Mg/Zn là 2.468 mol.
Giả sử dung dịch HNO3 có thể hoà tan hoàn toàn Mg/Zn trong 1 giờ, thì thời gian cần để hoà tan hoàn toàn 0.617 mol Mg/Zn là:
Thời gian = (số mol HNO3 cần) / (nồng độ mol/lit của dung dịch HNO3)
Thời gian = 2.468 mol / 0.617 mol/lit = 4 giờ
Vậy thời gian cần để hoà tan hoàn toàn 15g hỗn hợp Mg và Zn vào dung dịch HNO3 đặc và nồng độ 8M là 4 giờ.