PHƯƠNG PHÁP ACID-BASE

Bài giảng pptx các môn ngành Y
dược hay nhất có tại “tài liệu
ngành dược hay nhất”;
/>er_home.php?use_id=7046916


Mục tiêu
1. Nêu được thuyết Bronsted và kết quả.
2. Trình bày được phản ứng acid – base xảy ra trong
các dung mơi có proton hoạt động.
3. Sử dụng được các cơng thức để tính pH của các
dung dịch có tính acid – base.
4. Trình bày được phương pháp chuẩn độ trung hòa
với các loại acid-base và biết cách chọn các chỉ thị
màu.
5. Nêu định nghĩa, thành phần, cơ chế và mục đích sử
dụng dung dịch đệm.
6. Giải thích được phản ứng acid – base trong môi
trường khan.
7. Ứng dụng được phương pháp acid – base để định
lương các hoạt chất có trong dược phẩm.
2


DÀN BÀI
1. Thuyết Bronsted và kết quả.

2. Phản ứng acid – base xảy ra trong các dung mơi có H+ hoạt động
3. Sự trung hòa acid-base.

4. Khảo sát các đường biểu diễn định lượng acid-base.
5. Dung dịch đệm.
6. Ứng dụng của phương pháp acid-base.
7. Định lượng acid-base trong môi trường khan.

3


KHÁI NIỆM ACID-BASE
- Theo Arrhenius:
Acid là những chất chứa H và khi hòa tan vào nước cho H+
Base là những chất chứa OH và khi hòa tan vào nước cho OHVd: HCl, H2SO4, NaOH, Ca(OH)2
- Theo Lewis:
Acid là chất có khả năng nhận đôi điện tử tự do.
Base là chất có khả năng cho đơi điện tử tự do.
Vd: CH3COOH, C6H5SO3H, CH3NH2, C6H5NH2

4


1.Thuyết Bronsted và kết quả.

CH 3COOH  NH 3



CH 3 COO  NH

CH3COOH, NH4+: acid
NH3, CH3COO-: base



4

H+

CH3COOH/NH3; NH4+/CH3COO-: cặp acid base
NH3 trong H2O & CH3COOH trong H2O
NH3 + H2O ↔ NH4 + OHNH4, H2O: acid
NH3, OH-: base
-

5


Thuyết Bronsted
– Acid là chất có khả năng cho proton
– Base là chất có khả năng nhận proton
HA
B

HA

H+
+ H+

+ B

A-


(1)
(2)

HB+

HB+

+A-

HA/A-, BH+/B tạo thành 1 cặp acid base liên hợp

6


Kết quả
–Không xem acid-base là những khái niệm riêng lẻ mà
là 1 cặp acid-base→ H+ không bao giờ hiện hữu ở
trạng thái tự do mà phải có 1 cặp cho và 1 cặp nhận.
–Mở rộng khái niệm: acid và base có thể là phân tử mà
cũng có thể là ion.
–Dung môi ảnh hưởng rõ trên sự cho và nhận H +, nhờ
đó giải thích được ảnh hưởng của dung mơi trên
cường độ các acid-base.
7


2. Phản ứng acid-base xảy ra trong dung
mơi có proton hoạt động.
Dung mơi có proton hoạt động
Dung mơi có proton hoạt động là dung mơi có tính acid hay base

tác động lên chất tan acid hay base
dung mơi đóng vai trị là 1
acid hay 1 base.
SH:ký hiệu dung mơi có proton hoạt động
SH + SH

S- + SH2+

Hằng số ion hóa của dung môi:
Ki =[S-][SH2+]=Kx[SH]2

8


Lực của acid-base trong dung mơi có proton hoạt động:
a. Trường hợp 1 acid:
HA + SH

A- + SH2+

[ A  ][ SH 2  ] [ Base ][ SH 2  ]
Ka 

[ HA]
[ Acid ]

Hằng số ka hoặc pKa nói lên lực acid-base của 1 chất (cặp acid/base)

Acid càng mạnh khi pKa càng nhỏ, lực của base liên hợp A- càng yếu


9


b. Trường hợp 1 base:
B + SH

S- + BH+

[ S  ][ BH  ] [ Acid ][ BH  ]
Kb 

[ B]
[ Base]



2

[ S ][ SH ]  K i
[acid ] [ SH 2 ]

[base]
Ka

Ki
[S ] 
[ SH 2 ]


Ki

[ SH 2 ]
Kb 
x
Ka
[ SH 2 ]

Kb x Ka = Ki
Khi đề cặp đến lực acid base chỉ nói Ka khơng nói Kb
10


Dự đoán phản ứng
Xét pKa của 2 cặp acid-base:
Cặp acid acetic/acetat : pKa1=4,74
và cặp amoni/ammoniac :pKa2=9,2

CH 3 COOH  NH 3

CH 3COO   NH 4
[CH 3 COO  ][ NH 4 ] ?????
 K
[CH 3 COOH ][ NH 3 ]





[CH 3 COO ][ H ]
K a1 
10  4,74

[CH 3 COOH ]


K a1

[CH 3COO ]

 
[CH 3COOH ]
[H ]

[ NH 3 ][ H  ]
 9, 2
K a2 
10

[ NH 4 ]

[ NH 4 ] [ H  ]


[ NH 3 ] K a2

[CH 3 COO  ][ NH 4 ] K a1
K

10 4,5
[CH 3 COOH ][ NH 3 ] K a2

11



[CH 3 COO  ][ NH 4 ] K a1
K

10 4,5
[CH 3 COOH ][ NH 3 ] K a2

TÍNH ACID

Phản ứng càng dịch chuyển về phía phải thì Ka1
càng nhỏ nghĩa là pKa2-pKa1 càng lớn

Ka2

càng lớn và Ka2
Ka1

12


Khái niệm về pH của Henderson-Hasselbalch
(Sorensen-Hasselbach)
[acid ] [ SH 2 ]
[acid ]


 [ SH 2 ]  K a
[base]
Ka

[base]
pH= -lg[H+] : thế hydrogen của dung môi hay pH

[base]
pH  pKa  lg
[acid ]
Thay đổi pH:
–Theo acid hay theo base
–Đường cong pH
–Theo nhiệt độ

13


Các yếu tố bên ngồi ảnh hưởng đến acid-base:
Hịa HA hoặc B trong dung mơi có proton hoạt động:
HCl trong CH3COOH & HCl trong pyridin
Amin, alkaloid trong a.acetic khan & amin, alkaloid trong nước

HCl

HCOO
H

acid

H2O

NH3


NaOH

base

14


Các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến acid-base:
a. Phát hiện tính acid, base và phát hiện lực acid, base của chất tan:
• Dung mơi có khả năng nhận proton càng cao thì acid càng mạnh
• Dung mơi có khả năng cho proton càng cao thì base càng mạnh
b. Tính tương đối của khái niệm acid-base:
• Dung mơi có khả năng nhận proton mạnh nhất thì chất tan sẽ là acid
• Dung mơi có khả năng cho proton tốt nhất thì chất tan sẽ là base

15


Dùng cơng thức để tính được pH của các
dung dịch có tính acid-base.
1. Cơng thức tổng qt:
[base]
pH  pKa  lg
[acid ]
2. Cơng thức gần đúng : có giá trị đối với những chất
phân ly H+ yếu
a. pH của 1 acid yếu: pH = 1/2 pKa - 1/2lgc
b. pH của muối của acid mạnh và base yếu: pH = 1/2 pKa - 1/2lgc
c. pH của 1 base yếu: pH = 7+ 1/2 pKa +1/2lgc
d. pH của muối của acid yếu và base mạnh: pH = 7+1/2 pKa +1/2lgc

e. pH của muối của acid yếu và base yếu: pH = 1/2 pKa +1/2pKbH+
16


a. pH của 1 acid yếu: pH = 1/2 pKa - 1/2lgc
Cho 1 acid yếu Ha, nồng độ ban đầu là c trong dung môi nước:
Acid phân ly từng phần theo phương trình: Ha  H+ + a-, H2O  H+ +
OH-

[ H  ][a  ]
Ka 
[ Ha]

c [ Ha ]  [ a ]

[ H  ] [ H  ] H 2o  [ H  ] Ha

c = [Ha] + [a-]  [Ha]

[ H  ] [ H  ]H 2o  [ H  ]Ha [a  ]



[ H  ]2
Ka 
c

[ H  ]2  K a c

17



b. pH của muối của acid mạnh và base yếu: pH = 1/2 pKa - 1/2lgc

HA + b  bH+A
bH+A-  bH+ + AAcid bH+ có lực thật sự
pH của dung dịch acid yếu

18


c. pH của 1 base yếu: pH = 7+ 1/2 pKa +1/2lgc
Một dung dịch- nước+ của base b (nồng độ đầu = c)
b + H2O OH + bH
bH  b + H và hằng
số
+

+

[OH  ] [OH  ] H 2O  [OH  ]b

c [b ]  [bH  ] [b ]
[ H  ]c [ H  ]2 c
Ka 


Ke
[OH ]


[ H  ][b]
Ka 
[bH  ]
c = [b] + [bH+]

[OH  ] [OH  ] H 2o  [OH  ]b [OH ]b [bH  ]

Ka Ke
[H ] 
c
 2

 14
K
10
[OH  ]  e  
[H ] [H ]

19


d. pH của muối của acid yếu và base mạnh: pH = 7+1/2 pKa +1/2lgc

Ha + B BH+ + aBH+a-  BH+ + aBH+ là acid liên hợp với một base mạnh B nên coi như acid có lực bỏ
qua
Base a- liên hợp với một acid yếu Ha được coi như một base có lực thật
sự:
1 base yếu → pH của base yếu

20



e. pH của muối của acid yếu và base yếu: pH = 1/2 pKa +1/2KbH+
b + Ha  bHa  bH+ + a-

[ H  ][a  ]
Ka 
[ Ha]

a- + H2O OH- + Ha



bH+ + H2O H3O+ + b

K a K bH 

K bH 

[ H  ]2 [a  ][b]

[ Ha ][bH  ]

c = [bH+]

+

c = [a-] +

[ H ][b]


[bH  ]

[b]

[Ha]

[bH+] = c – [b] và [a-] = c – [Ha]. Do vậy [bH+]  [a-].

K a K bH  [ H  ]2

21


Kết quả thực nghiệm khảo sát liên quan giữa pH và pKa:
Có sự chuyển dịch tương hổ giữa acid và base:
 1 acid mạnh đuổi 1 acid yếu từ muối của nó và 1 base mạnh
đuổi 1 base yếu từ muối của nó.
 Khi thêm 1 acid mạnh HA, acid này bị phân ly hoàn toàn sẽ làm
tăng [H+] nhưng vẫn giữ nguyên Ka
Muối BH+a- bị phân ly thành B & Ha → NaHCO3: Na+ & HCO3Ha bị phân ly thành H+ & a- → HCO3-: H & CO32HA + a-(Muối)  Ha + A- với → HCl + CO32- → HCO3- + Cl-

22


Những chất lưỡng tính/dung mơi phân ly
Chất lưỡng tính (ampholyte=amphotère) là chất cùng
lúc có thể coi như 1 acid hay 1 base:
• Các anion có H+ (dẫn chất của polyacid)
• Các hydroxyd kim loại (Zn, Al)

• Các phân tử hữu cơ mang cùng lúc nhóm cho H+ :
-COOH, -SO3H, phenol và những nhóm nhận H+ như
amin.
Tính chất :
HBA :tượng trưng cho chất lưỡng tính

23


a. Tính acid của chất lưỡng tính:

HAB + SH  SH2+ + BA

cặp HAB/ BA-



[ H ][ BA ]
Ka1 
[ HBA]
Ví dụ: Glycerin NH2CH2COOH (tính acid) có thể phản ứng với nước
theo:
NH2CH2COOH + H2O  NH2CH2COO- + H3O+

[ H 3 O  ][ NH 2 CH 2 COO  ]
K a1 
[ NH 2 CH 2 COOH ]
24



b. Tính base của chất lưỡng tính:

HAB + SH  S- + HABH+

cặp acid và base HABH+/HAB



[ H ][ HAB ]
Ka 2 
[ HBAH  ]
Ví dụ: Glycerin NH2CH2COOH (tính acid) có thể phản ứng với nước theo:
NH2CH2COOH + H3O+ NH3+CH2COOH + H2O

K a2 
c. Liên quan giữa 2 tính chất:

[ H 3 O  ][ NH 2 CH 2 COOH ]


[ NH 3 CH 2 COOH ]


[ BA ]
pKa1  pKa 2 2 pH  lg

[ HABH ]
25