Bài 3. Ôn tập chương 1

a) Biểu thức K:

K = [N₂O₄] / [NO₂]²

b) Tính K:

K = 0.8 / (0.4)² = 0.8 / 0.16 = 5

c) Chiều chuyển dịch:

1. Tăng nhiệt độ:

• Phản ứng tỏa nhiệt (ΔH < 0)
• Tăng T → Cân bằng chuyển theo chiều thu nhiệt
• → Cân bằng chuyển sang trái (←)
• → Tăng NO₂, giảm N₂O₄

2. Tăng áp suất:

• Trái: 2 mol khí; Phải: 1 mol khí
• Tăng P → Cân bằng chuyển theo chiều giảm số mol
• → Cân bằng chuyển sang phải (→)
• → Tăng N₂O₄, giảm NO₂

3. Thêm NO₂:

• Tăng [NO₂] → Cân bằng chuyển theo chiều giảm NO₂
• → Cân bằng chuyển sang phải (→)
• → Tạo thêm N₂O₄

a) Tính pH sau khi trộn:

Bước 1: Tính số mol

n(H₂SO₄) = 0.2 × 0.05 = 0.01 mol

H₂SO₄ → 2H⁺ → n(H⁺) = 2 × 0.01 = 0.02 mol

n(NaOH) = 0.3 × 0.1 = 0.03 mol

NaOH → OH⁻ → n(OH⁻) = 0.03 mol

Bước 2: Phản ứng trung hòa

H⁺ + OH⁻ → H₂O

OH⁻ dư: 0.03 - 0.02 = 0.01 mol

Bước 3: Tính nồng độ OH⁻ dư

V(tổng) = 200 + 300 = 500 ml = 0.5 L

[OH⁻] = 0.01 / 0.5 = 0.02 = 2×10⁻² M

Bước 4: Tính pH

pOH = -log(2×10⁻²) ≈ 1.7

pH = 14 - 1.7 = 12.3

b) Thêm nước để pH = 12:

pH = 12 → pOH = 2 → [OH⁻] = 10⁻² M

n(OH⁻) = 0.01 mol (không đổi)

V(mới) = n / C = 0.01 / 0.01 = 1 L

V(thêm) = 1 - 0.5 = 0.5 L = 500 ml

Đáp án: a) pH ≈ 12.3; b) Thêm 500 ml nước

a) Tính [H⁺]:

pH = 4.5

[H⁺] = 10⁻⁴·⁵ ≈ 3.16×10⁻⁵ M

b) Tính khối lượng CaCO₃:

Bước 1: Tính [H⁺] ban đầu và sau khi xử lý

[H⁺](ban đầu) = 10⁻⁴·⁵ ≈ 3.16×10⁻⁵ M

[H⁺](sau) = 10⁻⁶·⁵ ≈ 3.16×10⁻⁷ M

Bước 2: Tính số mol H⁺ cần trung hòa

V = 10000 m³ = 10⁷ L

n(H⁺) cần trung hòa = (3.16×10⁻⁵ - 3.16×10⁻⁷) × 10⁷

≈ 3.16×10⁻⁵ × 10⁷ = 316 mol

(Bỏ qua phần nhỏ)

Bước 3: Phản ứng trung hòa

CaCO₃ + 2H⁺ → Ca²⁺ + H₂O + CO₂

n(CaCO₃) = n(H⁺) / 2 = 316 / 2 = 158 mol

Bước 4: Tính khối lượng

M(CaCO₃) = 100 g/mol

m(CaCO₃) = 158 × 100 = 15800 g = 15.8 kg

c) Cơ chế và biện pháp:

Cơ chế axit hóa:

• Mưa axit chứa H₂SO₄, HNO₃
• Nguồn: SO₂, NO₂ từ khí thải công nghiệp, xe cộ
• SO₂ + H₂O → H₂SO₃ → H₂SO₄
• 2NO₂ + H₂O → HNO₃ + HNO₂

Cơ chế trung hòa bằng CaCO₃:

• CaCO₃ (đá vôi) là bazơ yếu
• Phản ứng với axit: CaCO₃ + 2H⁺ → Ca²⁺ + H₂O + CO₂
• Nâng pH từ 4.5 lên 6.5
• An toàn, không độc hại

Biện pháp ngắn hạn:

• Rải CaCO₃ (vôi bột) lên mặt hồ
• Khuấy trộn để phản ứng đều
• Theo dõi pH định kỳ
• Bổ sung thêm nếu cần

Biện pháp dài hạn:

1. Giảm nguồn gây mưa axit:

• Lọc khí thải nhà máy (loại SO₂, NO₂)
• Sử dụng nhiên liệu sạch (khí tự nhiên, năng lượng tái tạo)
• Giảm phương tiện giao thông chạy xăng dầu
• Trồng cây xanh hấp thụ khí độc

2. Bảo vệ hồ nước:

• Xây dựng hệ thống lọc nước mưa
• Tạo vùng đệm xung quanh hồ
• Trồng thực vật thủy sinh hấp thụ axit
• Kiểm tra pH thường xuyên

3. Giáo dục cộng đồng:

• Nâng cao nhận thức về mưa axit
• Khuyến khích sử dụng phương tiện công cộng
• Tiết kiệm năng lượng

Kết luận:

• Cần 15.8 kg CaCO₃ để xử lý ngay
• Giải pháp dài hạn: Giảm phát thải SO₂, NO₂
• Kết hợp nhiều biện pháp để bảo vệ môi trường nước