Eisimpleir de Cheistean Deasbaid Hiodrolaisis Salainn
'S e rud ceimigeach a th' ann an hydrolysis salainn anns a bheil salann ag ath-bhualadh le uisge, a' dèanamh searbhag no bonn mar thoradh air. 'S e cuspair cudromach a th' anns a' phròiseas seo ann an leasanan ceimigeachd oir faodaidh tuigse air hydrolysis salainn lèirsinn bhunasach a thoirt seachad air feartan fhuasglaidhean agus cuideachadh le bhith a' dearbhadh pH fhuasglaidhean. San artaigil seo, bruidhnidh sinn air grunn eisimpleirean de dhuilgheadasan agus na fuasglaidhean aca co-cheangailte ri hydrolysis salainn.
Bun-bheachdan Bunasach air Hiodrolysis Salainn
Bidh hiodrolaiseachadh salainn a’ tachairt nuair a bhios salann a’ lobhadh ann an uisge agus bidh na h-ianan aige ag ath-fhreagairt le moileciuilean uisge gus searbhag no bonn a thoirt gu buil. Cha bhith a h-uile salann a’ hiodrolaiseachadh ann an uisge; tha cuid neodrach, a’ ciallachadh nach atharraich iad pH an fhuasglaidh. Ach, faodaidh cuid de shalainn fuasglaidhean searbhagach no bunaiteach a thoirt gu buil, a rèir stòr an searbhag agus a’ bhunait a chruthaich an salann.
Gus tuigse fhaighinn air a’ mheacanism seo, tha e cudromach fios a bhith agad air na leanas:
– Mar as trice cha bhith salainn aigéid làidir agus bhunaitean làidir (leithid NaCl) a’ dol tro hydrolysis agus bidh am fuasgladh neodrach.
– Mar as trice bidh salainn aigéid lag agus bhunait làidir (leithid CH3COONa) a’ toirt a-mach fuasglaidhean bunaiteach.
– Mar as trice bidh salainn aigéid làidir agus bhunaitean lag (leithid NH4Cl) a’ toirt a-mach fuasglaidhean searbhagach.
– Faodaidh salainn aigéid lag agus bhunait lag freagairt le uisge agus an pH mu dheireadh a dhearbhadh a rèir neartan coimeasach an aigéid agus a’ bhunait.
Ceistean Eisimpleir agus Deasbad
Ceist 1: Hidrealaiseachadh Acetate Potasium (CH3COOK)
Ceist:
A bheil fuasgladh potasium acetate (CH3COOK) searbhagach, bunaiteach, no neodrach? Sgrìobh an ath-bhualadh hydrolysis a thachras agus obraich a-mach pH an fhuasglaidh.
Deasbad:
'S e salann de dh'aigéad lag (aigéad aiseatach, CH3COOH) agus bonn làidir (potasium hydroxide, KOH) a th' ann an potasium acetate (CH3COOK). Bho seo, is urrainn dhuinn a cho-dhùnadh gu bheil am fuasgladh CH3COOK dualtach bunaiteach leis gu bheil an ian acetate (CH3COO⁻) comasach air hydrolysis a dhèanamh ann an uisge.
Seo mar a leanas an ath-bhualadh:
[CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^- \]
Bidh ianan aiseataid (CH3COO⁻) a’ gabhail ri pròtainean (H⁺) bho uisge (H2O) gus searbhag aiseataid (CH3COOH) agus ianan haidreocsaid (OH⁻) a chruthachadh. Tha làthaireachd ianan haidreocsaid (OH⁻) ann am fuasgladh ga dhèanamh bunaiteach.
Gus pH a dhearbhadh, feumaidh sinn dùmhlachd nan ianan OH⁻. Mar eisimpleir, tha fuasgladh CH3COOK 0,1 M againn agus tha cunbhalachd ianachaidh searbhag aiseatach (Ka) 1,8 × 10⁻⁵.
Is iad na ceumannan a chaidh a ghabhail:
1. A’ cleachdadh an cunbhalachd bunaiteach (Kb) airson an ian CH3COO⁻:
[K_b = \frac{K_w}{K_a} = \frac{10^{-14}}{1,8 × 10^{-5}} = 5,56 × 10^{-10}]
2. Sgar na h-ianan CH3COO⁻ ann am fuasgladh:
[K_b = \frac{[CH_3COOH][OH^-]}{[CH_3COO^-]}]
Biodh ìre an dealachaidh 'x':
[5,56 × 10⁻⁷ = \frac{x²}{0,1-x}]
A’ seachnadh an \(x\) bheag san ainmiche, is urrainn dhuinn sìmpleachadh:
[x² timcheall air 5,56 × 10⁻⁹ ] Saighead Deas x = 5,56 × 10⁻⁹ = 7,45 × 10⁻⁹
dùmhlachd OH⁻:
[[OH^-] = 7,45 × 10^{-6}]
pOH an fhuasglaidh:
[pOH = -log [OH-] = -log (7,45 × 10-6) timcheall air 5,13]
A’ cleachdadh a’ chàirdeis eadar pH agus pOH:
\[ pH = 14 – pOH = 14 – 5,13 = 8,87 \]
Mar sin, tha fuasgladh CH3COOK bunaiteach le pH de mu 8,87.
Ceist 2: Hidrealais Chlòraid Amoiniam (NH4Cl)
Ceist:
A bheil fuasgladh clòraid ammonium (NH4Cl) searbhagach, bunaiteach, no neodrach? Sgrìobh an ath-bhualadh hydrolysis a thachras agus obraich a-mach pH an fhuasglaidh.
Deasbad:
'S e salann de dh'aigéad làidir (HCl) agus bonn lag (NH3) a th' ann an clòraid amóiniam (NH4Cl). Bho seo, is urrainn dhuinn a cho-dhùnadh gu bheil am fuasgladh searbhagach leis gu bheil an ian amóiniam (NH4⁺) comasach air hydrolysis a dhèanamh ann an uisge.
Seo mar a leanas an ath-bhualadh:
[NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 + H_3O^+ \]
Bidh ianan amóiniam (NH4⁺) a’ toirt seachad protonan (H⁺) do mholacilean uisge (H2O) gus amòiniam (NH3) agus ianan haidròniam (H3O⁺) a chruthachadh. Tha làthaireachd ianan haidròniam (H3O⁺) san fhuasgladh seo ag adhbhrachadh gum bi an fhuasgladh searbhagach.
Mar eisimpleir, tha fuasgladh NH4Cl 0,1 M againn. Is e 1,8 × 10⁻⁵ an cunbhalachd ianachaidh bunaiteach (Kb) airson NH3.
Is iad na ceumannan a chaidh a ghabhail:
1. A’ cleachdadh an cunbhalach searbhagach (Ka) airson an ian NH4⁺:
[K_a = \frac{K_w}{K_b} = \frac{10^{-14}}{1,8 × 10^{-5}} = 5,56 × 10^{-10}]
2. Sgar na h-ianan NH4⁺ ann am fuasgladh:
\[ K_a = \frac{[NH_3][H_3O^+]}{[NH_4^+]} \]
Biodh ìre an dealachaidh 'x':
[5,56 × 10⁻⁷ = \frac{x²}{0,1-x}]
A’ seachnadh an \(x\) bheag san ainmiche, is urrainn dhuinn sìmpleachadh:
[x² timcheall air 5,56 × 10⁻⁹ ] Saighead Deas x = 5,56 × 10⁻⁹ = 7,45 × 10⁻⁹
Dùmhlachd H3O⁺:
[[H_3O^+] = 7,45 × 10^{-6}]
pH an fhuasglaidh:
[pH = -log [H3O] = -log (7,45 × 10⁻⁶) timcheall air 5,13]
Mar sin, tha fuasgladh NH4Cl searbhagach le pH de mu 5,13.
Anns an dà eisimpleir gu h-àrd, chì sinn mar a chuidicheas aithneachadh an seòrsa hydrolysis le bhith a’ dearbhadh nàdar fuasglaidh. Le bhith a’ cur an cunbhalachd cothromachaidh ianachaidh (Ka no Kb) agus beagan barailean sìmplidh an sàs, is urrainn dhuinn na duilgheadasan seo fhuasgladh gu math furasta.
Chan e a-mhàin gu bheil an deasbad seo air duilgheadasan hydrolysis salainn a’ trèanadh sgilean anailis ann an àireamhachadh matamataigeach ach bidh e cuideachd a’ doimhneachadh tuigse air bun-bheachdan ceimigeachd fuasglaidh. Tha tuigse air mar a bhios ianan de dhiofar thùsan a’ cur protonan no gabhadairean ri moileciuilean uisge, agus mar a bheir seo buaidh air pH fuasglaidh, deatamach airson mòran chuspairean adhartach ann an ceimigeachd a mhaighstir.
