Ceisteanna Samplacha ag Plé pH Aigéid Láidir agus Bunanna Láidir
Is tomhas ar aigéadacht nó alcaileacht tuaslagáin é pH, nó poitéinseal hidrigine. Tá an scála pH idir 0 agus 14, agus léiríonn uimhreacha faoi bhun 7 tuaslagán aigéadach, léiríonn uimhreacha os cionn 7 tuaslagán bunúsach, agus léiríonn 7 tuaslagán neodrach. San alt seo, pléifimid roinnt fadhbanna samplacha maidir le pH aigéid láidre agus bunanna láidre, mar aon lena dtuaslagáin.
Pendahuuan
Coincheapa Bunúsacha pH
Is tomhas é pH a úsáidtear chun aigéadacht nó alcaileacht tuaslagáin a chinneadh bunaithe ar thiúchan na n-ian hidrigine (H+). Is é seo an fhoirmle bhunúsach chun pH a ríomh:
[pH = -log{[H+]]
I gcás ina seasann [H+] do thiúchan na n-ian hidrigine i móil/L.
Ar an láimh eile, i gcás tuaslagán bunúsach (bunanna láidre), is féidir linn an pOH a ríomh ar dtús agus ansin é a thiontú go pH ag baint úsáide as an bhfoirmle seo a leanas:
\[ \text{pOH} = -\log{[OH^-]} \]
[pH = 14 – pOH]
Aigéad Láidir vs Aigéad Lag
Is aigéad a ianaíonn go hiomlán i dtuaslagán uiscí é aigéad láidir. Ciallaíonn sé seo go bhfuil tiúchan na n-ian H+ sa tuaslagán cothrom le tiúchan an aigéid féin. Samplaí d'aigéid láidre is ea HCl (aigéad hidreaclórach), HNO3 (aigéad nítreach), agus H2SO4 (aigéad sulfarach).
I gcodarsnacht leis sin, ní dhéanann aigéid laga ianú go hiomlán i dtuaslagán, mar sin tá a ríomhanna pH níos casta agus teastaíonn coincheap an tairiseach aigéadachta (Ka) uathu.
Bonn Láidir vs Bonn Lag
Cosúil le haigéid láidre, déanann bunanna láidre ianú go hiomlán i dtuaslagán uiscí freisin. Samplaí de bhunanna láidre is ea NaOH (hiodrocsaíd sóidiam) agus KOH (hiodrocsaíd photaisiam).
Ní bhíonn bunanna laga ianaithe ach go páirteach agus teastaíonn coincheap an tairiseach bunúsachta (Kb) uathu chun an pH a ríomh.
Ceisteanna Samplacha agus Plé
Ceist Shamplach 1: Aigéad Láidir
> Ríomh pH tuaslagáin HCl 0.01 M.
Plé:
Ós rud é gur aigéad láidir é HCl, ianóidh sé go hiomlán i dtuaslagán.
\[ \text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
Beidh tiúchan na n-ian H+ sa tuaslagán mar an gcéanna le tiúchan HCl a chuirtear ar fáil, eadhon 0.01 M.
\[ [H^+] = 0.01 \, \text{M} \]
Ag baint úsáide as an bhfoirmle pH:
[\text{pH} = -\log{[H^+]} = -\log{0.01} = -\log{10^{-2}} = 2 \]
Mar sin, is é 2 pH tuaslagáin HCl 0.01 M.
Ceist Shamplach 2: Bunáiteanna Láidir
> Ríomh pH tuaslagáin NaOH 0.001 M.
Plé:
Is bonn láidir é NaOH agus ianóidh sé go hiomlán i dtuaslagán.
\[ \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^- \]
Tá tiúchan na n-ian OH- sa tuaslagán mar an gcéanna le tiúchan NaOH, eadhon 0.001 M.
[[OH^-] = 0.001, M = 10^{-3}, M]
Ríomh pOH ar dtús:
[pOH = -log[OH-] = -log10-3 = 3]
Tiontaigh pOH go pH:
[pH = 14 – pOH = 14 – 3 = 11]
Mar sin, is é 11 pH tuaslagáin NaOH 0.001 M.
Ceist Shamplach 3: Aigéad Sulfarach (H2SO4)
> Ríomh pH tuaslagáin 0.01 M H2SO4.
Plé:
Is aigéad láidir é H2SO4 le dhá chéim ianúcháin. An chéad chéim:
\[ \text{H2SO4} \rightarrow \text{H}^+ + \text{HSO4}^- \]
Is ionann toradh ianúcháin na chéad chéime agus tiúchan H2SO4 de 0.01 M do gach H+ agus HSO4^-. Mar sin féin, táirgeann an chéad chéim dhá ian H+ ó mhóilín H2SO4 amháin.
Mar sin, beidh an tiúchan iomlán [H+] dhá oiread an tiúchana tosaigh:
\[ [H^+] = 2 \times 0.01 = 0.02 \]
Ag baint úsáide as an bhfoirmle pH:
[\text{pH} = -\log{[H^+]} = -\log{0.02} = -\log{2 \times 10^{-2}} = -(\log{2} + \log{10^{-2}}) \]
Mar eolas duit,
\[ \log{2} \thart ar 0.301 \]
Mar sin:
[pH = -(0.301 + (-2)) = 1.699]
Mar sin, is é pH tuaslagáin 0.01 M H2SO4 ná thart ar 1.699.
Ceist Shamplach 4: Bonn Láidir (Ca(OH)2)
> Ríomh pH tuaslagáin Ca(OH)2 0.005 M.
Plé:
Is bonn láidir é Ca(OH)2 agus tugann gach móilín dhá ian OH-:
[ \text{Ca(OH)2} \rightarrow \text{Ca}^{2+} + 2 \text{OH}^- \]
Beidh tiúchan OH- dhá oiread tiúchan Ca(OH)2 mar go dtáirgeann gach móilín Ca(OH)2 dhá OH-. Mar sin,
\[ [OH^-] = 2 × 0.005 = 0.01 \, \text{M} \]
Ríomh pOH ar dtús:
[pOH = -log[OH-] = -log0.01 = -log10-2 = 2]
Tiontaigh pOH go pH:
[pH = 14 – pOH = 14 – 2 = 12]
Mar sin, is é 12 pH tuaslagáin Ca(OH)2 0.005 M.
Conclúid
San alt seo, phléamar conas pH a ríomh le haghaidh roinnt samplaí de thuaslagáin aigéid láidre agus bonn láidir. Cuimhnigh, i gcás aigéid nó bonn láidir, go nglacaimid leis go bhfuil siad ianaithe go hiomlán sa tuaslagán. Dá bhrí sin, beidh tiúchan na n-ian H+ le haghaidh aigéid láidir agus na n-ian OH- le haghaidh bonn láidir cothrom le tiúchan tosaigh an aigéid nó an bhoinn, tar éis coigeartú a dhéanamh do fhachtóirí stoicheiméadracha más gá. Simplíonn sé seo ríomhanna pH ag baint úsáide as na foirmlí bunúsacha pH agus pOH.
Tá sé ríthábhachtach an coincheap seo a thuiscint, go háirithe in iarratais cheimiceacha, bíodh sé sa tsaotharlann cheimice, sa tionscal, nó sa saol laethúil. Le cleachtadh agus tuiscint mhaith, beidh sé ina thasc simplí pH aigéid agus bunanna láidre a ríomh.
