Dung môi pyridin (C5H5N) là một baz yếu (đây là chất gây ung thư, có mùi hắc khó chịu) a) Viết phương trình phân ly của pyridin trong nước. b) Tính nồng độ cân bằng của ion pyridinium (C5H5NH+ ) và pH của dung dịch nước chứa 0,005 mol ammoniac và 0,005 mol pyridine trong 200 ml. Cho biết: Kb của ammoniac = 1,8.10- 5; Kb của pyridin là 1,5.10– 9

Đáp án:

$C_5H_5N+H_2O\rightleftharpoons C_5H_5NH^++OH^-\quad K_{b_1}=1,5.10^{-9}$ 

$NH_3+H_2O\rightleftharpoons NH_4^++OH^-\quad K_{b_2}=1,8.10^{-5}$

$H_2O\rightleftharpoons H^++OH^-\quad K_W=10^{-14}$

$C_{C_5H_5N}=C_{NH_3}=\dfrac{0,005}{0,2}=0,025M$

$C_{C_5H_5N}.K_{b_1}>>K_W$ và $C_{NH_3}K_{b_2}>>K_W$ nên bỏ qua nồng độ $OH^-$ sinh ra từ nước. 

Ta có: $[OH^-]=[C_5H_5NH^+]+[NH_4^+]$

$\Rightarrow [OH^-]=\dfrac{K_{b_1}C_{C_5H_5N}}{[OH^-]}+\dfrac{K_{b_2}C_{NH_3}}{[OH^-]}$ 

$\Rightarrow [OH^-]=\sqrt{ K_{b_1}C_{C_5H_5N}+K_{b_2}C_{NH_3}}=\sqrt{ 1,5.10^{-9}.0,025+1,8.10^{-5}.0,025}=6,708.10^{-4}M$

$[H^+]=\dfrac{K_W}{[OH^-]}=1,491.10^{-11}M<<[OH^-]$ 

$\Rightarrow$ bỏ qua $[OH^-]$ của nước là đúng 

Vậy $pH=14+\log[OH^-]=10,8$ 

Ta có $K_{b_1}=\dfrac{[C_5H_5NH^+]oh}{C_{b_1}-[C_5H_5NH^+]}$ 

$\Rightarrow (C_{b_1}-[C_5H_5NH^+])K_{b_1}=oh[C_5H_5NH^+]$ 

$\Rightarrow [C_5H_5NH^+]=\dfrac{C_{b_1}K_{b_1}}{oh+K_{b_1}}=\dfrac{0,025.10^{-8,82}}{6,75.10^{-4}+10^{-8,82}}=5,61.10^{-8}M$