Eisimpleirean de Cheistean a’ Deasbad Neart agus pH Aigéid is Bhunaidean
Tha neart searbhag-bonn agus pH nan cuspairean cudromach ann an ceimigeachd, gu h-àraidh ann an raon searbhagan is bonnan. San artaigil seo, bruidhnidh sinn air mar a dh’aithnicheas sinn neart searbhag is bonn agus obraichidh sinn a-mach pH fuasglaidh le bhith a’ cleachdadh grunn eisimpleirean de dhuilgheadasan.
Ro-ràdh do Aigéid is Bunaitean
Assam
'S e todhar a th' ann an searbhag a dh'fhaodas ianan haidridean (H⁺) a leigeil ma sgaoil nuair a thèid a sgaoileadh ann an uisge. A rèir an comas ianan H⁺ a leigeil ma sgaoil, tha searbhagan air an seòrsachadh ann an dà sheòrsa:
1. Aigéad làidir: Aigéad a bhios a’ dealachadh 100% ann am fuasgladh, a’ leigeil ma sgaoil ianan H⁺ gu tur. Eisimpleirean: Aigéad haidreaclòrach (HCl), aigéad sulfarach (H₂SO₄), aigéad nitric (HNO₃).
2. Aigéad lag: Aigéad nach sgar ach gu ìre ann am fuasgladh, chan eil ach cuid de na moileciuilean a’ leigeil ma sgaoil ianan H⁺. Eisimpleirean: Aigéad aiseatach (CH₃COOH), aigéad carbonach (H₂CO₃), aigéad haidreacyanach (HCN).
bonn
Is e todhar a th’ ann am bonn a dh’fhaodas ianan haidreocsaid (OH⁻) a leigeil ma sgaoil nuair a thèid a sgaoileadh ann an uisge. A rèir an comas ianan OH⁻ a leigeil ma sgaoil, tha bunaitean air an seòrsachadh ann an dà sheòrsa cuideachd:
1. Bunait làidir: Bunait a bhios a’ dealachadh 100% ann am fuasgladh, a’ leigeil ma sgaoil ianan OH⁻ gu tur. Eisimpleirean: haidreocsaid sodium (NaOH), haidreocsaid potaisium (KOH).
2. Bonn lag: Bonn nach sgar ach gu ìre ann am fuasgladh, chan eil ach cuid de na moileciuilean a’ leigeil ma sgaoil ianan OH⁻. Eisimpleirean: Amonia (NH₃), magnesium hydroxide (Mg(OH)₂).
bun-bheachd pH
'S e tomhas de searbhachd no alcalineachd fuasglaidh a th' ann am pH. Tha e air a mhìneachadh mar an logarithm àicheil de dùmhlachd an ian haidridein (H⁺):
[pH = – log [H⁺]]
Airson fuasglaidhean bunaiteach, thathar a’ cleachdadh pOH cuideachd, a tha air a mhìneachadh mar an logaritam àicheil de dùmhlachd an ian haidreocsaid (OH⁻):
[pOH = – log [OH⁻]]
Seo an dàimh eadar pH agus pOH:
[pH + pOH = 14]
Canar neodrach ri pH 7, searbhagach ri pH nas lugha na 7, agus alcalin ri pH nas àirde na 7.
Ceistean Eisimpleir agus Deasbad
Eisimpleir Ceist 1: A’ tomhas pH searbhag làidir
Ceist: Obraich a-mach pH fuasgladh HCl 0,01 M.
Deasbad: 'S e searbhag làidir a th' ann an HCl a sgaras gu tur ann an ianan H⁺ agus Cl⁻. Leis gu bheil molarachd 1:1 aige eadar HCl agus H⁺, tha dùmhlachd H⁺ aig 0,01 M.
[pH = – log [H⁺]]
[pH = – log (0,01)]
[pH = 2]
Mar sin, is e 2 pH fuasgladh HCl 0,01 M.
Eisimpleir Ceist 2: A’ tomhas pH searbhag lag
Ceist: Obraich a-mach pH fuasgladh 0,1 M CH₃COOH (aigéad aiseatach) ma tha \(K_a \) CH₃COOH \( 1,8 \times 10^{-5} \).
Deasbad: Chan eil searbhagan lag a’ dealachadh gu tur, agus mar sin bidh sinn a’ cleachdadh an cunbhalach dealachaidh searbhag (\(K_a \) ) gus dùmhlachd H⁺ a dhearbhadh. Airson CH₃COOH, is e seo co-aontar an dealachaidh:
[ \text{CH₃ COOH} \rightleftharpoons \text{H⁺} + \text{CH₃ COO⁻} \]
Bho riaghailt an fhuasglaidh bufair, tha sinn a’ gabhail ris gur e \(x \) dùmhlachd nan ianan H⁺ a chaidh a chruthachadh:
[K_a = \frac{ [H⁺][CH₃ COO⁻] }{ [CH₃ COOH] }]
[1,8 × 10⁻⁵ = (x)(x)/0,1 – x]
Leis gu bheil \(x \) glè bheag an taca ri 0,1 M, is urrainn dhuinn dearmad a dhèanamh air x san ainmiche:
[1,8 × 10⁻⁶ x² = 0,1]
[x² timcheall air 1,8 × 10⁻⁶]
[x timcheall air 1,8 × 10-6]
[x timcheall air 1,34 × 10-3]
Mar sin, is e dùmhlachd H⁺ (1,34 × 10⁻³):
[pH = – log [H⁺]]
[pH = – log (1,34 × 10-3)]
pH timcheall air 2,87
Mar sin, tha pH fuasgladh 0,1 M CH₃COOH mu 2,87.
Eisimpleir Ceist 3: A’ tomhas pH Bunait Làidir
Ceist: Obraich a-mach pH fuasgladh NaOH 0,01 M.
Deasbad: Tha NaOH na bhunait làidir a sgaras gu tur ann an ianan Na⁺ agus OH⁻. Leis gu bheil molarachd 1:1 aige eadar NaOH agus OH⁻, tha dùmhlachd OH⁻ 0,01 M.
[pOH = – log [OH⁻]]
[pOH = – log (0,01)]
\[ \text{pOH} = 2 \]
A’ cleachdadh a’ chàirdeis (pH + pOH = 14):
[pH = 14 – pOH]
[pH = 14 – 2]
[pH = 12]
Mar sin, tha pH fuasgladh NaOH 0,01 M aig 12.
Eisimpleir Ceist 4: A’ tomhas pH Bunait Lag
Ceist: Obraich a-mach pH fuasgladh NH₃ 0,1 M ma tha \(K_b \) NH₃ \( 1,8 \times 10^{-5} \).
Deasbad: Chan eil bunaitean lag a’ dealachadh gu tur, agus mar sin bidh sinn a’ cleachdadh cunbhalachd dealachaidh a’ bhunait (\(K_b \) ) gus dùmhlachd OH⁻ a dhearbhadh. Airson NH₃, is e seo co-aontar an dealachaidh:
\[ \text{NH₃ + H₂O} \rightleftharpoons \text{NH₄⁺ + OH⁻} \]
A’ cleachdadh an aon dhòigh ’s a tha againn airson aigéid lag, tha sinn a’ gabhail ris gur e \(y \) dùmhlachd nan ianan OH⁻ a chaidh a chruthachadh:
[K_b = \frac{ [NH₄⁺][OH⁻] }{ [NH₃] }]
\[ 1,8 \times 10^{-5} = \frac{ (y)(y)}{ 0,1 – y } \]
A’ gabhail ris gu bheil \(y \) beag, bidh an co-aontar mar a leanas:
[1,8 × 10⁻⁶ + 5⁻¹ gu ≤ y² = 0,1]
[y² timcheall air 1,8 × 10⁻⁶]
[y timcheall air 1,8 × 10-6]
[y timcheall air 1,34 × 10-3]
Is e dùmhlachd OH⁻ 1,34 × 10⁻³:
[pOH = – log [OH⁻]]
[pOH = – log (1,34 × 10-3)]
\[ \text{pOH} \timcheall air 2,87 \]
A’ cleachdadh a’ chàirdeis (pH + pOH = 14):
[pH = 14 – 2,87]
pH timcheall air 11,13
Mar sin, tha pH fuasgladh 0,1 M NH₃ mu 11,13.
Co-dhùnadh
Tha a bhith a’ dearbhadh pH fuasglaidh agus a’ tuigsinn neartan aigéid is bhunaitean nam bunaitean riatanach ann an ceimigeachd. Bidh aigéid is bhunaitean làidir a’ dealachadh gu tur ann am fuasgladh, agus chan eil aigéid is bhunaitean lag a’ dealachadh ach gu ìre. Le bhith a’ cleachdadh \(K_a \) agus \(K_b \) tha e furasta pH aigéid is bhunaitean lag obrachadh a-mach. Tha na sgilean seo riatanach airson tagraidhean ann an diofar raointean, a’ gabhail a-steach ceimigeachd gnìomhachais, cungaidh-leigheis agus àrainneachd. Le bhith a’ tuigsinn nam bun-bheachdan agus a’ sgrùdadh eisimpleirean, is urrainn dhuinn fuasgladh fhaighinn air duilgheadasan co-cheangailte ri pH agus neart searbhag-bonn ann am beatha làitheil nas fhasa.
