Chọn phương án đúng: Tính hằng số cân bằng của phản ứng: NH4Cl(dd) + Na2S(dd) + H2O = NH4OH(dd) + NaHS(dd) + NaCl(dd). (Biết hằng số điện ly của H2S Ka1 = 1 ×10– 6,99, Ka2 = 1 ×10–12,89, hằng số điện ly của NH4OH Kb = 1 ×10–4,76 và tích số ion của nước Kn = 1 ×10

Đáp án đúng: C

Để tính hằng số cân bằng K của phản ứng:

NH₄Cl(dd) + Na₂S(dd) + H₂O ⇌ NH₄OH(dd) + NaHS(dd) + NaCl(dd)

Ta cần xem xét các cân bằng liên quan và hằng số của chúng:

NH₄⁺ ⇌ NH₃ + H⁺ ; K_a(NH₄⁺) = K_n/K_b(NH₄OH) = 10^-14/10^-4.76 = 10^-9.24

S^2- + H₂O ⇌ HS^- + OH^- ; K_b1 = K_n/K_a2(H₂S) = 10^-14/10^-12.89 = 10^-1.11

Phản ứng có thể được viết lại như sau:

NH₄⁺ + S^2- + H₂O ⇌ NH₄OH + HS^-

Hằng số cân bằng của phản ứng là:

K = [NH₄OH][HS^-]/[NH₄⁺][S^2-]

Ta có thể biểu diễn K qua các hằng số điện ly:

K = (K_b(NH₄OH) * K_b1(S^2-))/K_n

K = (10^-4.76 * 10^-1.11)

Do phản ứng tạo thành HS^- từ S^2-, ta dùng Kb1 của S^2-.

K = K_a(NH₄⁺) * K_b1(S^2-) = 10^-9.24 * 10^-1.11 = 10^-10.35

Tuy nhiên, do NH₄Cl và Na₂S là các chất điện ly mạnh, ta xét phản ứng:

NH₄⁺ + S^2- + H₂O ⇌ NH₃ + H⁺ + HS^- + OH^-

K = [NH₃][H⁺][HS^-][OH^-]/[NH₄⁺][S^2-]

K = (K_n/K_b) * (K_n/K_a2)/K_n= (10^-9.24*10^-1.11) = 10^-10.35

Nhưng vì phản ứng có sự tạo thành NH4OH nên cần hiệu chỉnh.

Xét phản ứng:

NH₄⁺ + S^2- + H₂O -> NH₄OH + HS^-

K = [NH₄OH] [HS^-] / ([NH₄⁺] [S^2-])

Ta có thể viết:

K = Kb(NH₄OH) * Kb1(S^2-) / Kn

K = (10^-4.76 * 10^-1.11) / 10^-14 = 10^8.13

Vì không có đáp án phù hợp với các tính toán trên, ta xem xét đến một cách tiếp cận khác.

Ta có phản ứng:

NH₄⁺ + S^2- + H₂O ⇌ NH₄OH + HS^-

Hằng số cân bằng của phản ứng trên có thể được tính từ hằng số axit của NH₄⁺ và hằng số baz của S^2-:

K = Ka(NH₄⁺) * Kb(S^2-) = (Kw / Kb(NH₃)) * (Kw / Ka2(H₂S))

K = (10^-14 / 10^-4.76) * (10^-14 / 10^-12.89) = 10^-9.24 * 10^-1.11 = 10^-10.35

Đáp án gần đúng nhất là 1 ×10^–10,64