Enghraifft o Gwestiynau Trafod ar Electrolytau
Mae electrolytau yn sylweddau sy'n gallu dargludo trydan pan gânt eu hydoddi mewn dŵr neu doddyddion eraill. Rhennir electrolytau yn ddau brif fath: electrolytau cryf ac electrolytau gwan. Mae electrolytau cryf yn ïoneiddio'n llwyr mewn hydoddiant, tra bod electrolytau gwan yn ïoneiddio'n rhannol yn unig. Mae electrolytau'n chwarae rhan hanfodol mewn amrywiol adweithiau cemegol a bywyd bob dydd. Yn yr erthygl hon, byddwn yn trafod sawl problem enghreifftiol a'u hesboniadau ynghylch electrolytau.
Cwestiwn Enghraifft 1: Pennu Gradd Ioneiddio
Cwestiwn: Mae'n hysbys bod gan doddiant asid asetig (CH₃COOH) grynodiad o 0,1 M a gradd ïoneiddio (α) o 4%. Beth yw crynodiad yr ïonau yn y toddiant?
Trafodaeth:
1. Penderfynwch ar radd yr ïoneiddio:
Gradd yr ïoneiddio (α) yw cyfran y sylwedd sy'n cael ei ïoneiddio mewn hydoddiant. O ystyried bod α = 4% = 0.04.
2. Hafaliad ïoneiddio asid asetig:
\[
\text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+
\]
3. Cyfrifo crynodiad:
Crynodiad cychwynnol CH₃COOH yw 0,1 M. Gan fod gradd yr ïoneiddio yn 0,04, yna:
\[
[\text{CH}_3\text{COO}^-] = [\text{H}^+] = 0.1 \times 0.04 = 0.004 \text{ M}
\]
Crynodiad CH₃COOH heb ei ïoneiddio:
\[
[\text{CH}_3\text{COOH}] = 0.1 \text{ M} – 0.004 \text{ M} = 0.096 \text{ M}
\]
Ateb:
\[
[\text{CH}_3\text{COO}^-] = 0.004 \text{ M}
[\text{H}^+] = 0.004 \text{M}
[\text{CH}_3\text{COOH}] heb ei ïoneiddio = 0.096 \text{ M}
\]
Cwestiwn Enghraifft 2: Cyfrifo Ksp (Cynnyrch Hydoddedd)
Cwestiwn: O ystyried halen, BaSO₄, sydd ychydig yn hydawdd mewn dŵr gyda hydoddedd o 1,0 × 10⁻⁵ M. Cyfrifwch Ksp BaSO₄.
Trafodaeth:
1. Hafaliad hydoddedd halen BaSO₄:
\[
\text{BaSO}_4(s) \rightleftharpoons \text{Ba}^{2+} (d) + \text{SO}_4^{2-} (d)
\]
2. Hydoddedd:
O ystyried hydoddedd BaSO₄ = 1,0 × 10⁻⁵ M.
3. Cyfrifwch grynodiad yr ïon:
Os yw hydoddedd BaSO₄ = s = 1,0 × 10⁻⁵ M, yna:
\[
[\text{Ba}^{2+}] = 1,0 \times 10^{-5} \text{ M}
\]
\[
[\text{SO}_4^{2-}] = 1,0 \times 10^{-5} \text{ M}
\]
4. Cyfrifo Ksp:
\[
K_{sp} = [\text{Ba}^{2+}] \times [\text{SO}_4^{2-}]
\]
\[
K_{sp} = (1,0 × 10^{-5}) × (1,0 × 10^{-5})
\]
\[
K_{sp} = 1,0 \times 10^{-10}
\]
Ateb:
\[
K_{sp} \text{ BaSO₄} = 1,0 \times 10^{-10}
\]
Cwestiwn Enghraifft 3: pH Toddiannau Asid a Bas
Cwestiwn: Cyfrifwch pH hydoddiant HCl gyda chrynodiad o 0,01 M.
Trafodaeth:
1. Hafaliad ïoneiddio HCl:
\[
\text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^-
\]
Mae HCl yn asid cryf, felly mae'r ïoneiddio wedi'i gwblhau.
2. Cyfrifwch grynodiad yr ïon hydrogen:
Crynodiad HCl = 0,01 M yn golygu:
\[
[\text{H}^+] = 0.01 \text{M}
\]
3. Cyfrifo pH:
\[
\text{pH} = -\log[\text{H}^+]
\]
\[
\text{pH} = -\log(0.01)
\]
\[
\text{pH} = 2
\]
Ateb:
\[
\text{pH} \text{ hydoddiant HCl} = 2
\]
Cwestiwn Enghraifft 4: Cyfrifo pOH Toddiant Sylfaenol
Cwestiwn: Cyfrifwch pOH a pH hydoddiant KOH gyda chrynodiad o 0,001 M.
Trafodaeth:
1. Hafaliad ïoneiddio KOH:
\[
\text{KOH} \rightarrow \text{K}^+ + \text{OH}^-
\]
Mae KOH yn sylfaen gref, felly mae'r ïoneiddio wedi'i gwblhau.
2. Cyfrifwch grynodiad yr ïonau hydrocsid:
Crynodiad KOH = 0,001 M yn golygu:
\[
[\text{OH}^-] = 0.001 \text{ M}
\]
3. Cyfrifo pOH:
\[
\text{pOH} = -\log[\text{OH}^-]
\]
\[
\text{pOH} = -\log(0.001)
\]
\[
\text{pOH} = 3
\]
4. Cyfrifo pH:
\[
\text{pH} = 14 – \text{pOH}
\]
\[
\text{pH} = 14 – 3
\]
\[
\text{pH} = 11
\]
Ateb:
\[
\text{pOH} \text{ hydoddiant KOH} = 3
\text{pH} \text{ hydoddiant KOH} = 11
\]
Cwestiwn Enghraifft 5: Pennu Crynodiad Ionau Hydrocsid
Cwestiwn: Mae gan doddiant asid hydrofflworig (HF) pH o 3. Beth yw crynodiad yr ïonau hydrocsid (OH⁻) yn y toddiant?
Trafodaeth:
1. Penderfynwch grynodiad yr ïonau hydrogen:
O ystyried pH = 3, yna:
\[
[\text{H}^+] = 10^{-3} \text{M}
\]
2. Gan ddefnyddio'r cysyniad o'r berthynas rhwng pH a pOH:
\[
\text{pH} + \text{pOH} = 14
\]
3. Cyfrifo pOH:
\[
\text{pOH} = 14 – \text{pH}
\]
\[
\text{pOH} = 14 – 3 = 11
\]
4. Cyfrifwch grynodiad yr ïonau hydrocsid:
\[
[\text{OH}^-] = 10^{-\text{pOH}}
\]
\[
[\text{OH}^-] = 10^{-11} \text{ M}
\]
Ateb:
\[
[\text{OH}^-] \text{ mewn hydoddiant HF} = 1 \times 10^{-11} \text{ M}
\]
Casgliad
Mae deall cysyniadau sylfaenol electrolytau a hydoddedd yn hanfodol mewn cemeg. Drwy wybod sut i gyfrifo gradd ïoneiddio, Ksp, pH, a pOH, gallwn ddatrys amrywiol broblemau sy'n gysylltiedig â thoddiannau electrolyt. Mae'r erthygl hon wedi trafod sawl problem enghreifftiol a'u hatebion i roi dealltwriaeth glir o sut i ddatrys problemau sy'n gysylltiedig ag electrolytau. Gobeithio bod yr esboniad hwn yn ddefnyddiol i ddarllenwyr sydd eisiau dyfnhau eu gwybodaeth am electrolytau mewn cemeg.
