Ceisteanna Samplacha a Phléann Neart Aigéid agus Bunanna
Is coincheapa tábhachtacha sa cheimic iad neart aigéid agus bonn a léiríonn cé chomh héifeachtach is féidir le móilín aigéid nó bonn prótón (H⁺) a bhronnadh nó prótón a ghlacadh, faoi seach. Sa phlé seo, féachfaimid ar roinnt fadhbanna samplacha a chabhróidh linn neart aigéid agus bonn a thuiscint, chomh maith le conas a pH agus a pOH a ríomh. Sula dtéimid isteach sa phlé fadhbanna, tuigfimid bunghnéithe theoiric an aigéid agus an bhoinn ar dtús.
Réamhrá ar Neart Aigéid agus Bunanna
Is féidir neart aigéid nó bonn a chinneadh de réir a mhéid ianúcháin i dtuaslagán. Is aigéad láidir é aigéad atá beagnach go hiomlán ianúcháin i dtuaslagán, agus ní bhíonn ach aigéad lag ianúcháin go páirteach. Tá an rud céanna fíor maidir le bunanna.
Aigéid Láidir agus Aigéid Laga
Aigéid láidre, amhail:
– Aigéad hidreaclórach (HCl)
– Aigéad sulfarach (H₂SO₄)
– Aigéad nítreach (HNO₃)
Tá sé beagnach ianaithe go hiomlán i dtuaslagán. Mar shampla, díscaoilfidh HCl in uisce i H⁺ agus Cl⁻ beagnach go hiomlán.
Aigéid laga, amhail:
– Aigéad aicéiteach (CH₃COOH)
– Aigéad hidrofluarach (HF)
– Aigéad citreach (C₆H₈O₇)
ianaithe go páirteach amháin i dtuaslagán. Ciallaíonn sé seo go bhfanann cuid de na móilíní aigéid i bhfoirm mhóilíneach ag aon am ar leith agus nach ndéanann siad dícheangal ina n-ian.
Bunáiteanna Láidre agus Bunáiteanna Laga
Bunáiteanna láidre, amhail:
– Hiodrocsaíd sóidiam (NaOH)
– Hiodrocsaíd photaisiam (KOH)
– Hiodrocsaíd chailciam (Ca(OH)₂)
Tá sé beagnach ianaithe go hiomlán i dtuaslagán uiscí, ag táirgeadh méideanna móra ian OH⁻.
Bunáiteanna laga, amhail:
– Amóinia (NH₃)
– Meitileamín (CH₃NH₂)
ní ianaíonn sé ach go páirteach i dtuaslagán, ag táirgeadh méideanna réasúnta beaga d'ian OH⁻.
Ceisteanna Samplacha agus Plé
Déanaimis iarracht roinnt fadhbanna samplacha a phlé chun an coincheap seo a thuiscint níos fearr.
Ceist Shamplach 1: Ag ríomh pH aigéid láidir
Ceist:
Ríomh pH tuaslagáin HCl 0,1 M.
Plé:
Is aigéad láidir é HCl, mar sin ianóidh sé go hiomlán i dtuaslagán:
\[ \text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
Ós rud é go bhfuil HCl ianaithe go hiomlán, tá tiúchan [H⁺] cothrom le tiúchan HCl:
\[ [\text{H}^+] = 0,1 \, \text{M} \]
[pH = -log[H+]
[pH = -log(0,1)]
\[ \téacs{pH} = 1 \]
Mar sin, is é 1 pH tuaslagáin 0,1 M HCl.
Ceist Shamplach 2: pH Aigéid Lag a Ríomh
Ceist:
Ríomh pH tuaslagáin CH₃COOH 0,1 M. Is eol gurb é Ka (tairiseach dí-chomhthiomsaithe aigéid) CH₃COOH ná 1,8 × 10⁻⁶.
Plé:
I gcás aigéid laga, ní mór an méid ianúcháin a chur san áireamh. Is é seo an chothromóid chothromaíochta le haghaidh dícheangal aigéid aicéitigh:
\[ \text{CH}_3 \text{COOH} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{CH}_3 \text{COO}^- \]
Trí úsáid a bhaint as Ka:
\[ \text{Ka} = \frac{[\text{H}^+][\text{CH}_3\text{COO}^-]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]} \]
Glac leis go bhfuil an díthiomsú [H⁺] = [CH₃COO⁻] = x agus go bhfuil an [CH₃COOH] tosaigh 0,1 M, ansin:
[1,8 × 10⁻⁴ = \frac{x²}{0,1 – x}]
Ós rud é go bhfuil Ka beag, is féidir neamhaird a dhéanamh de x i gcomparáid le 0,1:
[1,8 × 10⁻⁶ × 5⁻¹ × 0,1]
[x^2 = 1,8 × 10^{-6}]
[x = \sqrt{1,8 \times 10^{-6}}]
[x thart ar 1,34 × 10-3]
Ansin, [H⁺] ≈ (1,34 × 10-3):
[pH = -log[H+]
[pH = -log(1,34 × 10-3)]
pH thart ar 2,87
Mar sin, is é pH tuaslagáin CH₃COOH 0,1 M ná thart ar 2,87.
Ceist Shamplach 3: pOH agus pH Bunanna Láidir a Ríomh
Ceist:
Ríomh an pOH agus an pH i dtuaslagán NaOH 0,01 M.
Plé:
Is bonn láidir é NaOH atá ianaithe go hiomlán in uisce:
\[ \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^- \]
Ós rud é go bhfuil NaOH ianaithe go hiomlán, tá tiúchan [OH⁻] cothrom le tiúchan NaOH:
\[ [\text{OH}^-] = 0,01 \, \text{M} \]
\[ \text{pOH} = -\log[\text{OH}^-] \]
[pOH = -log(0,01)]
\[ \text{pOH} = 2 \]
Is eol go bhfuil pH agus pOH gaolmhar tríd an gcothromóid:
[pH + pOH = 14]
Mar sin,
[pH = 14 – pOH]
[pH = 14 – 2]
\[ \téacs{pH} = 12 \]
Mar sin, is é 2 pOH tuaslagáin NaOH 0,01 M, agus is é 12 an pH.
Ceist Shamplach 4: pH Bonn Lag a Ríomh
Ceist:
Ríomh pH tuaslagáin NH₃ 0,1 M. Is eol gurb é Kb (tairiseach díthiomsúcháin bonn) NH₃ ≥ 1,76 × 10⁻⁶.
Plé:
Imoibríonn NH₃ in uisce chun NH₄⁺ agus OH⁻ a tháirgeadh:
\[ \text{NH}_3 + \text{H}_2 \text{O} \text{leftharpoons \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \]
Trí úsáid a bhaint as Kb,
\[ \text{Kb} = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_3]} \]
Glac leis go bhfuil an díthiomsú [OH⁻] = [NH₄⁺] = x, agus go bhfuil an [NH₃] tosaigh 0,1 M, ansin:
[1,76 × 10⁻⁴ = \frac{x²}{0,1 – x}]
Mar thoimhde, tá x beag go neamhbhríoch i gcomparáid le 0,1:
[1,76 × 10⁻⁶ × 5⁻¹ × 0,1]
[x^2 = 1,76 × 10^{-6}]
[x = \sqrt{1,76 \times 10^{-6}}]
[x thart ar 1,33 × 10-3]
Ansin, [OH⁻] ≈ (1,33 × 10-3):
\[ \text{pOH} = -\log[\text{OH}^-] \]
[pOH = -log(1,33 × 10-3)]
\[ \text{pOH} \thart ar 2,88 \]
Ansin, ríomhtar an pH trí:
[pH = 14 – pOH]
[pH = 14 – 2,88]
pH thart ar 11,12
Mar sin, is é pH tuaslagáin NH₃ 0,1 M ná thart ar 11,12.
Conclúid
Tá tuiscint ar neart aigéid agus bunanna bunúsach don cheimic. Trí thuiscint a fháil ar conas pH agus pOH a ríomh, agus trí eolas a bheith agat ar conas aigéid agus bunanna laga agus láidre a aithint, beidh tú níos fearr ullmhaithe chun dul i ngleic le réimse fadhbanna ceimice a bhaineann le réitigh. Tá súil againn go soiléireoidh na samplaí a chuirtear ar fáil na coincheapa seo agus go soláthróidh siad bunús láidir le haghaidh tuilleadh staidéir.
