Chọn đáp án đúng: Dung dịch nước của một chất tan bay hơi không điện li sôi ở 105,2°C. Nồng độ molan của dung dịch này là: (hằng số nghiệm sôi của nước Ks = 0,52)

Câu hỏi yêu cầu chọn các phát biểu sai trong ba phát biểu đã cho. Chúng ta sẽ phân tích từng phát biểu:

(1) Chỉ các chất điện li mạnh mới cần sử dụng khái niệm hoạt độ (A) thay cho nồng độ trong biểu thức định luật tác dụng khối lượng. - Sai. Hoạt độ được sử dụng cho cả chất điện li mạnh và yếu khi nồng độ đủ lớn để độ lệch so với lý tưởng trở nên đáng kể. Đối với dung dịch loãng của chất điện li yếu, có thể coi hệ số hoạt độ gần bằng 1 và sử dụng nồng độ thay cho hoạt độ, nhưng về nguyên tắc, hoạt độ vẫn được định nghĩa cho cả hai.

(2) Khi pha loãng dung dịch thì hệ số hoạt độ (f) tăng. - Sai. Khi pha loãng dung dịch, lực ion giảm, các ion ít tương tác với nhau hơn, dung dịch tiến gần đến trạng thái lý tưởng hơn, do đó hệ số hoạt độ tiến gần đến 1 (tăng nếu f < 1 và giảm nếu f > 1, nhưng thường thì f < 1).

(3) Các dung dịch chất điện li yếu luôn có hệ số hoạt độ (f) bằng 1. - Sai. Hệ số hoạt độ bằng 1 chỉ đúng cho dung dịch lý tưởng hoặc dung dịch rất loãng. Ngay cả với chất điện li yếu, khi nồng độ tăng, tương tác giữa các ion vẫn xảy ra và hệ số hoạt độ sẽ khác 1.

Vậy cả ba phát biểu đều sai.

Đầu tiên, tính nồng độ của NaOH sau khi thêm vào nước: [NaOH] = 0,01 mol / 100 L = 10^-4 M. Vì NaOH là một base mạnh, nó sẽ phân ly hoàn toàn trong nước: NaOH → Na⁺ + OH^-. Vậy, [OH^-] = [NaOH] = 10^-4 M.

Tiếp theo, tính pOH của dung dịch: pOH = -log[OH^-] = -log(10^-4) = 4.

Sau đó, tính pH của dung dịch: pH + pOH = 14. Vậy, pH = 14 - pOH = 14 - 4 = 10.

pH của nước ban đầu là 7. Vậy, độ thay đổi pH là: 10 - 7 = 3.

Do thêm base vào nước, pH tăng lên 3 đơn vị.

Đầu tiên, tính số mol của các chất:
n(KOH) = 0.1 L * 0.01 M = 0.001 mol
n(CH₃COOH) = 0.1 L * 0.02 M = 0.002 mol
n(NaOH) = 0.01 L * 0.015 M = 0.00015 mol

Phản ứng xảy ra:
KOH + CH₃COOH → CH₃COOK + H₂O
0.001 → 0.001 → 0.001
NaOH + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O
0.00015 → 0.00015 → 0.00015

Sau phản ứng:
n(CH₃COOH) dư = 0.002 - 0.001 - 0.00015 = 0.00085 mol
n(CH₃COOK) = 0.001 mol
n(CH₃COONa) = 0.00015 mol
Tổng số mol CH₃COO⁻ = 0.001 + 0.00015 = 0.00115 mol

Hệ đệm CH₃COOH/CH₃COO⁻
pH = pKa + log([CH₃COO⁻]/[CH₃COOH])
pH = 4.75 + log(0.00115/0.00085)
pH = 4.75 + log(1.3529)
pH = 4.75 + 0.131
pH ≈ 4.88

Vì giá trị pH tính toán được gần nhất với 4.75, tuy nhiên các đáp án khác lại không phù hợp, có thể có sai số trong quá trình tính toán hoặc làm tròn. Cách tính là như trên, nên mình chọn đáp án gần đúng nhất.

(1) Đúng. Dung dịch đệm có khả năng duy trì pH ổn định khi thêm một lượng nhỏ acid hoặc base mạnh do sự cân bằng giữa acid yếu và base liên hợp của nó (hoặc base yếu và acid liên hợp của nó).
(2) Sai. Để tạo dung dịch đệm, cần acid yếu và base liên hợp của nó (hoặc base yếu và acid liên hợp của nó), nhưng tỉ lệ pha trộn không nhất thiết phải là 1:1. Tỉ lệ này ảnh hưởng đến khả năng đệm của dung dịch.
(3) Sai. Dung dịch NaH₂PO₄ và Na₂HPO₄ là một hệ đệm. NaH₂PO₄ là acid yếu và Na₂HPO₄ là base liên hợp của nó.
(4) Đúng. Cơ chế tác dụng của dung dịch đệm tuân theo nguyên lý chuyển dịch cân bằng Le Châtelier. Khi thêm acid hoặc base, cân bằng sẽ chuyển dịch để trung hòa sự thay đổi pH.

Vậy, các phát biểu đúng là (1) và (4).