Ceistean Eisimpleir agus Deasbad mu Aigéid is Bunaitean Arrhenius
’S e bun-bheachdan ceimigeachd a th’ ann an searbhagan is bunaitean. ’S e teòiridh Arrhenius aon de na teòiridhean as ainmeile a mhìnicheas giùlan searbhagan is bunaitean. A rèir Arrhenius, ’s e searbhag todhar a bhios, nuair a thèid a sgaoileadh ann an uisge, a’ dèanamh ianan H⁺ (no H₃O⁺), agus ’s e bunad todhar a bhios, nuair a thèid a sgaoileadh ann an uisge, a’ dèanamh ianan OH⁻. San artaigil seo, bruidhnidh sinn air grunn eisimpleirean de dhuilgheadasan a thaobh searbhagan is bunaitean a rèir teòiridh Arrhenius, còmhla ris na fuasglaidhean aca.
Eisimpleir Ceist 1
Ceist:
Tha fuasgladh 0,1 M de dh’aigéad haidreaclórach (HCl) air a sgaoileadh ann an uisge. Obraich a-mach dùmhlachd nan ianan H⁺ anns an fhuasgladh.
Deasbad:
A rèir teòiridh Arrhenius, 's e searbhag a th' ann an HCl oir bidh e a' dèanamh ianan H⁺ nuair a thèid a sgaoileadh ann an uisge. Seo mar a leanas co-aontar ianachaidh HCl ann an uisge:
[HCl gu H^+ + Cl^-]
Is e 0,1 M an dùmhlachd tùsail de HCl. Leis gur searbhag làidir a th’ ann an HCl a bhios ag ianachadh gu tur ann am fuasgladh uisgeach, bidh gach moileciuil HCl a’ toirt a-mach aon ian H⁺ agus aon ian Cl⁻. Mar sin, tha dùmhlachd nan ianan H⁺ anns an fhuasgladh cuideachd co-ionann ri dùmhlachd HCl, is iad sin:
[[H^+] = 0,1 M]
Mar sin, tha dùmhlachd ianan H⁺ ann am fuasgladh HCl 0,1 M aig 0,1 M.
Eisimpleir Ceist 2
Ceist:
Obraich a-mach pH fuasgladh 0,01 M de dh’aigéad nitric (HNO₃).
Deasbad:
'S e searbhag làidir a th' ann an HNO₃ a bhios ag ianachadh gu tur ann an uisge, agus mar sin tha an co-aontar ianachaidh airson HNO₃ mar a leanas:
[\text{HNO}_3 \to \text{H}^+ + \text{NO}_3^- \]
Is e 0,01 M an dùmhlachd a tha air a thoirt seachad de HNO₃. Leis gur searbhag làidir a th’ ann an HNO₃, bidh gach moileciuil de HNO₃ a’ toirt a-mach aon ian H⁺. Mar sin, tha dùmhlachd nan ianan H⁺ anns an fhuasgladh co-ionann ri dùmhlachd HNO₃, is e sin:
[[H^+] = 0,01 M]
Faodar pH obrachadh a-mach leis an fhoirmle:
[pH = -log [H+]
Le bhith a’ cur dùmhlachd nan ianan H⁺ a-steach don fhoirmle, gheibh sinn:
[pH = -log (0,01) = -log (10-2) = 2]
Mar sin, is e 2 pH fuasgladh 0,01 M HNO₃.
Eisimpleir Ceist 3
Ceist:
Obraich a-mach dùmhlachd nan ianan OH⁻ ann am fuasgladh NaOH 0,05 M.
Deasbad:
Tha NaOH na bhunait làidir a bhios ag ianachadh gu tur ann an uisge, agus mar sin tha an co-aontar ianachaidh airson NaOH mar a leanas:
\[ \text{NaOH} \gu \text{Na}^+ + \text{OH}^- \]
Is e 0,05 M an dùmhlachd NaOH a chaidh a thoirt seachad. Leis gur e bunait làidir a th’ ann an NaOH, bidh gach moileciuil NaOH a’ dèanamh aon ian OH⁻. Mar sin, tha dùmhlachd nan ianan OH⁻ anns an fhuasgladh co-ionann ri dùmhlachd NaOH, is e sin:
[[OH-] = 0,05 M]
Mar sin, tha dùmhlachd ianan OH⁻ ann am fuasgladh NaOH 0,05 M aig 0,05 M.
Eisimpleir Ceist 4
Ceist:
Obraich a-mach pH fuasgladh KOH 0,01 M.
Deasbad:
'S e bunait làidir a th' ann an KOH a bhios ag ianachadh gu tur ann an uisge. Seo mar a leanas co-aontar ianachaidh KOH ann an uisge:
[ \text{KOH} \to \text{K}^+ + \text{OH}^- \]
Is e 0,01 M an dùmhlachd KOH a chaidh a thoirt seachad. Leis gur e bunait làidir a th’ ann an KOH, bidh gach moileciuil KOH a’ dèanamh aon ian OH⁻. Mar sin, tha dùmhlachd nan ianan OH⁻ anns an fhuasgladh co-ionann ri dùmhlachd KOH, is e sin:
[[OH-] = 0,01 M]
'S e tomhas de dùmhlachd ianan H⁺ ann am fuasgladh a th' ann am pH. Is urrainn dhuinn an dàimh eadar pH, ianan H⁺, agus ianan OH⁻ a chleachdadh, a tha air a thoirt seachad leis an toradh ian uisge (Kw):
[Kw = [H+][OH-] = 1 × 10-14]
Le fios againn air luach [OH⁻], is urrainn dhuinn [H⁺] obrachadh a-mach:
[[H^+] = \frac{Kw}}{[OH^-]} = \frac{1 × 10^{-14}}{0,01} = 1 × 10^{-12} M]
Faodar pH obrachadh a-mach leis an fhoirmle:
[pH = -log [H+]
Le bhith a’ cur dùmhlachd nan ianan H⁺ a-steach don fhoirmle, gheibh sinn:
[pH = -log (1 x 10-12) = 12]
Mar sin, tha pH fuasgladh KOH 0,01 M aig 12.
Eisimpleir Ceist 5
Ceist:
Tha pH = 3 aig fuasgladh. Obraich a-mach dùmhlachd ianan H⁺ anns an fhuasgladh.
Deasbad:
'S e tomhas a th' ann am pH de dùmhlachd ianan H⁺ ann am fuasgladh agus faodar a chur an cèill leis an fhoirmle:
[pH = -log [H+]
Gus dùmhlachd ianan H⁺ obrachadh a-mach, bidh sinn ag atharrachadh na foirmle gu:
[[H^+] = 10^{-pH}}]
Le bhith a’ cur a-steach na luachan pH a chaidh a thoirt seachad, gheibh sinn:
[[H^+] = 10^{-3} = 0,001 M]
Mar sin, tha dùmhlachd ianan H⁺ ann am fuasgladh le pH = 3 aig 0,001 M.
Eisimpleir Ceist 6
Ceist:
Tha dùmhlachd de 0,1 M aig fuasgladh NH₄OH. Obraich a-mach pH an fhuasglaidh ma tha luach Kb airson NH₄OH 1,8 x 10⁻⁵.
Deasbad:
'S e bunait lag a th' ann an NH₄OH nach eil ag ianachadh gu tur ann an uisge. Seo co-aontar ianachaidh airson NH₄OH ann an uisge:
[ \text{NH}_4\text{OH} \leftrightarrow \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \]
Canar Kb ris an cunbhalachd cothromachaidh airson ianachadh NH₄OH agus tha e air a thoirt seachad le:
[K_b = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_4\text{OH}} \]
Leis gur bunait lag a th’ ann an NH₄OH, bidh sinn a’ cleachdadh Kb gus dùmhlachd nan ianan OH⁻ obrachadh a-mach. A’ gabhail ris gur e \(x\) dùmhlachd NH₄OH ianaichte, bidh an co-aontar ianachaidh mar a leanas:
[K_b = \frac{x^2}{0,1 – x} \approx \frac{x^2}{0,1} \]
Leis gu bheil luach Kb glè bheag, tha sinn a’ gabhail ris \(0,1 – x \approx 0,1\):
[1,8 × 10⁻⁶ = [x²/0,1]]
[x² = 1,8 × 10⁻⁶]
[x = 1,8 × 10-6]
[x timcheall air 1,34 × 10-3 M]
Mar sin, is e dùmhlachd nan ianan OH⁻ 1,34 × 10⁻⁻ M.
Bhon dùmhlachd seo, is urrainn dhuinn dùmhlachd ianan H⁺ obrachadh a-mach a’ cleachdadh Kw:
[[H^+] = \frac{1 × 10^{-14}}{1,34 × 10^{-3}}]
[[H^+] = 7,46 × 10^{-12} M]
pH:
[pH = -log (7,46 uair 10-12)]
pH timcheall air 11,13
Mar sin, tha pH fuasgladh 0,1 M NH₄OH mu 11,13.
Co-dhùnadh
Tha teòiridh Arrhenius a’ toirt seachad bunait luachmhor airson tuigse fhaighinn air mar a bhios searbhagan is bunaitean gan giùlan fhèin ann am fuasgladh. Anns a’ chòmhradh seo, tha sinn air sùil a thoirt air grunn eisimpleirean de dhuilgheadasan a tha a’ sealltainn mar as urrainnear na bun-bheachdan seo a chleachdadh gus dùmhlachd ianan H⁺ agus OH⁻ agus pH diofar fhuasglaidhean obrachadh a-mach. Tha tuigse air an teòiridh seo riatanach do dhuine sam bith a tha a’ leantainn dreuchd ann an ceimigeachd, ge bith an ann aig ìre àrd-sgoile no foghlaim àrd-ìre.
