Trong phòng thí nghiệm, một nhóm học sinh nghiên cứu sự biến đổi thành phần của dung dịch kiềm khi tiếp xúc với không khí. Nhóm sử dụng dung dịch NaOH ban đầu (dung dịch X) và tiến hành thí nghiệm như sau:
Lần 1 (ngay sau khi pha): Lấy 10,0 mL dung dịch X, thêm vài giọt phenolphthalein rồi chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,10 M đến khi dung dịch mất màu hồng. Thể tích HCl trung bình là 10,0 mL.
Lần 2 (sau 15 ngày để hở trong không khí):
Thí nghiệm 1: Lấy 10,0 mL dung dịch X, thêm vài giọt phenolphthalein rồi chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,10M đến khi dung dịch mất màu hồng. Thể tích HCl trung bình là 9,5 mL.
Thí nghiệm 2: Lấy 10,0 mL dung dịch X, thêm 15,0 mL dung dịch HCl 0,10 M, đun nóng để đuổi hết khí CO2, thu được dung dịch Y. Chuẩn độ toàn bộ dung dịch Y bằng dung dịch NaOH 0,05 M đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 30 giây. Thể tích NaOH trung bình là 10,0 mL.
a) Sau 15 ngày, số chất trong dung dịch thể hiện tính base không thay đổi so với ban đầu.
b) Sau khi đun nóng, toàn bộ CO2 sinh ra đã bị loại khỏi hệ nên không ảnh hưởng đến kết quả chuẩn độ.
c) Kết quả thí nghiệm chứng tỏ dung dịch X sau khi tiếp xúc với không khí 15 ngày, lượng NaOH đã bị biến đổi trên 5% so với ban đầu.
d) Trong quá trình chuẩn độ ở lần 1, dung dịch HCl 0,10 M được chứa trong burette.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai, ban đầu dung dịch chỉ có NaOH thể hiện tính base, sau 15 ngày, dung dịch có NaOH và Na2CO3 thể hiện tính base (do CO32- bị thủy phân tạo OH-).
(b) Đúng, độ tan của chất khí giảm mạnh khi nhiệt độ tăng, vì vậy khi đun nóng CO2 hòa tan sẽ thoát ra ngoài hết, không ảnh hưởng đến kết quả chuẩn độ (CO2 có phản ứng với dung dịch chuẩn NaOH nên nếu chưa bị đuổi đi hết thì lượng NaOH tiêu tốn thực tế sẽ lớn hơn).
(c) Đúng:
Lần 1: Phản ứng chuẩn độ là
NaOH + HCl —> NaCl + H2O
CM NaOH = 0,10.10/10 = 0,10M
Lần 2:
Sau 15 ngày dung dịch X chứa NaOH, Na2CO3. Lưu ý ngoài hấp thụ CO2, dung dịch có thể hấp thụ thêm hơi nước hoặc bị bay bớt hơi nước nên cùng là 10 mL X số mol Na+ có thể khác 10 mL X lần 1. Vì vậy không nên dùng kết quả của lần 1 cho lần 2 nếu chưa kiểm chứng.
Thí nghiệm 1 dùng chất chỉ thị phenolphthalein nên phản ứng chuẩn độ là:
NaOH + HCl —> NaCl + H2O
Na2CO3 + HCl —> NaCl + NaHCO3
Đặt x, y là số mol NaOH, Na2CO3 trong 10 mL
—> x + y = 9,5.0,1 (1)
Thí nghiệm 2:
NaOH + HCl —> NaCl + H2O
Na2CO3 + 2HCl —> 2NaCl + CO2 + H2O
Sau đó chuẩn độ HCl dư bằng dung dịch NaOH.
—> x + 2y + 0,05.10 = 0,1.15 (2)
(1)(2) —> x = 0,9; y = 0,05
%NaOH bị chuyển hóa = 2y/(x + 2y) = 10%
(d) Đúng, theo như cách tiến hành thì chỉ thị màu cho vào X nên X phải trong bình tam giác, HCl được chứa trong burette. Ban đầu dung dịch trong bình tam giác có màu hồng, chuẩn độ bằng HCl đến khi mất màu hồng.