Brønsted-Lowry Turşu-Qələvi Müzakirə Suallarına Nümunə
Turşular və əsaslar kimyada illər ərzində bir çox alim tərəfindən inkişaf etdirilən və təkmilləşdirilən vacib anlayışlardır. Ən populyar nəzəriyyələrdən biri 1923-cü ildə Yohannes Nikolaus Bronsted və Tomas Martin Louri tərəfindən irəli sürülən Bronsted-Louri nəzəriyyəsidir. Bu nəzəriyyə turşuların və əsasların kimyəvi reaksiyalarda necə qarşılıqlı təsir göstərdiyinə dair daha geniş bir mənzərə təqdim edir. Bu məqalədə Bronsted-Lourinin turşular və əsaslar konsepsiyası ilə bağlı bir neçə nümunə problemi və onların necə həll ediləcəyini müzakirə edəcəyik.
Brønsted-Lowry turşuları və əsaslarının əsas anlayışları
Brønsted-Lowry nəzəriyyəsinə görə, turşu proton (H+) bağışlaya bilən maddə, əsas isə proton qəbul edə bilən maddədir. Kimyəvi reaksiyalarda turşular və əsaslar proton ötürmə prosesi vasitəsilə qarşılıqlı təsir göstərir, burada bir birləşmə proton buraxaraq turşu, digər birləşmə isə proton qəbul edərək əsas kimi çıxış edir.
Turşu-qələvi reaksiyalarına nümunələr
Brønsted-Lowry nəzəriyyəsinə görə turşu və əsas arasındakı sadə reaksiyaya misal olaraq mis (II) sulfat (H2SO4) və natrium hidroksid (NaOH) arasındakı reaksiyanı göstərmək olar:
\[ \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaHSO}_4 + \text{H}_2\text{O} \]
Bu reaksiyada sulfat turşusu (H2SO4), protonu qəbul edən əsas NaOH-a bir proton (H+) bağışladığı üçün Brønsted-Lowry turşusu kimi çıxış edir.
Nümunə Suallar və Müzakirələr
Sual 1: Turşuların və Qələvilərin Müəyyən Edilməsi
Sual:
Aşağıdakı reaksiyalarda Brønsted-Lowry turşularını və əsaslarını təyin edin:
\[ \text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \]
Müzakirə:
Bu reaksiyada ammonyak (NH3) və su (H2O) reaktivlər, ammonium ionları (NH4+) və hidroksid ionları (OH-) isə məhsullardır. Gəlin görək hansı turşu, hansı isə əsas rolunu oynayır.
– NH3, H2O-dan protonları (H+) qəbul edərək NH4+ əmələ gətirdiyinə görə əsas rolunu oynayır.
– H2O, OH- əmələ gətirmək üçün NH3-ə proton (H+) bağışladığı üçün turşu kimi təsir göstərir.
Beləliklə, bu reaksiyada:
– NH3 Brønsted-Lowry bazasıdır.
– H2O Brønsted-Lowry turşusudur.
Sual 2: Konjugasiya Reaksiyalarının Yazılması
Sual:
Aşağıdakı reaksiyalar üçün konjugat turşu-qələvi cütlərini yazın:
\[ \text{HCl} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_3\text{O}^+ + \text{Cl}^- \]
Müzakirə:
Bu reaksiyada HCl, H2O-ya bir proton (H+) bağışlayaraq Brønsted-Lowry turşusu kimi çıxış edir. Su (H2O) protonu qəbul edir və Brønsted-Lowry əsası kimi çıxış edir. Bir proton itirdikdən sonra HCl Cl-ə, bir proton qazandıqdan sonra isə H2O isə H3O+-a çevrilir.
– Turşu (HCl) və onun birləşmə əsası (Cl-)
– Əsas (H2O) və onun birləşmə turşusu (H3O+)
Beləliklə, bu reaksiyada konjugat turşu-əsas cütü aşağıdakı kimidir:
– HCl / Cl-
– H2O / H3O+
Sual 3: Zəif Turşu Məhlulunun pH-nın hesablanması
Sual:
Əgər turşu dissosiasiya sabitinin (Ka) \(1.8 \times 10^{-5}\) olduğu məlumdursa, 0.1 M sirkə turşusu məhlulunun (CH3COOH) pH-nı hesablayın.
Müzakirə:
Sirkə turşusu zəif bir turşudur və suda aşağıdakı tənliyə görə yalnız qismən ionlaşır:
\[ \text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+ \]
pH-ı hesablamaq üçün addımlar aşağıdakılardır:
1. İlkin konsentrasiya və konsentrasiyanın dəyişməsindən istifadə edərək tarazlıq ifadəsini qurun:
\[ \text{Ka} = \frac{[\text{CH}_3\text{COO}^-][\text{H}^+]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]} \]
2. Məlum qiymətləri əvəz edin və \([H^+]\) tənliyini həll edin:
\[ 1.8 \times 10^{-5} = \frac{x^2}{0.1 – x} \]
\(x\) 0.1 ilə müqayisədə çox kiçik olduğundan, \(0.1 – x \təxmini 0.1\) təxmini olaraq hesablaya bilərik:
\[ 1.8 \times 10^{-5} = \frac{x^2}{0.1} \]
\[ x^2 = 1.8 \times 10^{-6} \]
\[ x = \sqrt{1.8 \times 10^{-6}} \]
\[ x \təxminən 1.34 \times 10^{-3} \]
3. pH-ı hesablayın:
\[ \text{pH} = -\log[\text{H}^+] \]
\[ \text{pH} = -\log(1.34 \times 10^{-3}) \]
\[ \text{pH} \təxminən 2.87 \]
Beləliklə, 0.1 M sirkə turşusu məhlulunun pH dəyəri təxminən 2.87-dir.
Sual 4: Amfiprotik Həllərin Müəyyən Edilməsi
Sual:
Aşağıdakı reaksiyada amfiprotik məhlulu müəyyən edin və səbəbini izah edin:
\[ \text{HCO}_3^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 + \text{OH}^- \]
Müzakirə:
Amfiprotik məhlul, reaksiya şəraitindən asılı olaraq ya turşu, ya da qələvi kimi çıxış edə bilən bir məhluldur. Yuxarıdakı nümunə reaksiyasında:
– \(\text{HCO}_3^-\), \(\text{H}_2\text{O}\-dən proton qəbul etdikdə əsas rolunu oynayır və \(\text{H}_2\text{CO}_3\) əmələ gətirir.
– \(\text{HCO}_3^-\) digər şərtlər altında da turşu kimi çıxış edə bilər, proton buraxaraq \(\text{CO}_3^{2-}\) əmələ gətirə bilər.
Bu, \(\text{HCO}_3^-\) ionunun amfiprotik olduğunu göstərir. Reaksiyaya girdiyi digər maddədən asılı olaraq, həm turşu (proton donoru), həm də əsas (proton akseptoru) kimi çıxış edə bilər.
Bu nümunə məsələlərlə, Brønsted-Lowry turşu-qələvi nəzəriyyəsinin kimyəvi qarşılıqlı təsirləri təhlil etmək və proqnozlaşdırmaq üçün necə istifadə edildiyini daha yaxşı başa düşə bilərik. Bu nəzəriyyənin möhkəm başa düşülməsi kimya, biokimya və digər elmlərdə bir çox tətbiq üçün təməldir.
