Eisimpleirean de Cheistean a’ Deasbad Fuasglaidhean Bufair
Is e fuasgladh bufair, ris an canar gu tric bufair, fuasgladh a chumas a pH eadhon nuair a thèid meudan beaga de dh’aigéad no bonn làidir a chur ris. Tha an comas seo a’ dèanamh fuasglaidhean bufair deatamach ann an grunn thagraidhean ceimigeach, bith-eòlasach agus eadhon gnìomhachais. San artaigil seo, nì sinn sgrùdadh air eisimpleirean agus bruidhnidh sinn air fuasglaidhean bufair.
A’ Tuigsinn Fuasglaidhean Bufair
Mar as trice bidh fuasglaidhean bufair air an dèanamh suas de mheasgachadh de dh’aigéad lag agus a bhunait cho-cheangailte no bunait lag agus a dh’aigéad cho-cheangailte. Nuair a thèid searbhag no bunait a chur ris na fuasglaidhean seo, bidh an ath-bhualadh a thig às a sin a’ cuideachadh le bhith a’ cumail pH an fhuasglaidh taobh a-staigh raon sònraichte. Anns a’ cho-theacsa seo, is e tomhas de dh’aigéadachd no alcalineachd fuasglaidh a th’ ann am pH.
Gnìomh agus Cudromachd Fuasglaidhean Bufair
Tha pàirt chudromach aig fuasglaidhean bufair ann an diofar raointean:
1. Bith-cheimigeachd: Bidh mòran ath-bheachdan einsímeach is fiseòlasach a’ tachairt aig pH sònraichte, agus mar sin bidh fuasglaidhean bufair a’ cuideachadh le bhith a’ cumail suas suidheachaidhean as fheàrr.
2. Gnìomhachas: Anns na gnìomhachasan bìdh is cungaidh-leigheis, tha smachd ceart air pH deatamach do chàileachd is sàbhailteachd thoraidhean.
3. Deuchainnean Ceimigeach: Anns an obair-lann, thathar a’ cleachdadh fuasglaidhean bufair gus smachd a chumail air pH rè ath-bheachdan ceimigeach.
Mar a tha Fuasglaidhean Bufair ag Obrachadh
Bidh fuasglaidhean bufair ag obair air prionnsapal cothromachaidh. Airson fuasgladh anns a bheil searbhag lag HA agus a shalainn bonn co-cheangailte A, cuiridh cur-ris beagan searbhag no bonn air bhog ath-bhualadh gluasaid gun atharrachadh mòr ann an dùmhlachd ianan H+.
Ceistean Eisimpleir agus Deasbad
Gus tuigse nas fheàrr fhaighinn air, leig dhuinn sgrùdadh a dhèanamh air cuid de cheistean agus deasbadan co-cheangailte ri fuasglaidhean bufair.
Ceist 1: A’ tomhas pH fuasgladh bufair searbhagach
Ceist:
Tha fuasgladh bufair air a dhèanamh le bhith a’ measgachadh 0,1 mol de dh’aigéad aiseatach (CH₃COOH) le 0,1 mol de dh’aigéad sodium (CH₃COONa) ann an 1 liotar de fhuasgladh. Is e 1,8 × 10⁻5 an cunbhalachd dì-cheangailte aig aigéad aiseatach (\(K_a \)). Obraich a-mach pH an fhuasglaidh.
Deasbad:
Tha an fhuasgladh bufair seo air a dhèanamh suas de dh’aigéad lag (CH₃COOH) agus a bhunait cho-cheangailte (CH₃COO⁻). Is urrainn dhuinn co-aontar Henderson-Hasselbalch a chleachdadh gus pH an fhuasglaidh bufair obrachadh a-mach:
[pH = pK₁ + log([A₁-]}{[HA])]
Càite:
[pK_a = -log(K_a)]
[pK_a = -log (1,8 × 10-5)]
[\text{p}K_a \timcheall air 4,74 \]
Leis gu bheil dùmhlachd \( [A^-] \) agus \( [HA] \) mar an ceudna (0,1 M):
[pH = 4,74 + log([0,1]}{[0,1])]
[pH = 4,74 + log(1)]
[pH = 4,74]
Mar sin, tha pH an fhuasglaidh bufair 4,74.
Ceist 2: A’ cur searbhag ri fuasgladh bufair
Ceist:
Dè an t-atharrachadh ann am pH ma thèid 0,01 mol de HCl a chur ri 1 liotair de fhuasgladh bufair bho Cheist 1?
Deasbad:
Àrdaichidh cur HCl dùmhlachd \(H^+ \) anns an fhuasgladh. Is e seo an ath-bhualadh a thachras:
[ \text{H}^+ + \text{CH}_3\text{COO}^- \rightarrow \text{CH}_3\text{COOH} \]
Feumaidh sinn obrachadh a-mach cia mheud mol de \( H^+ \) agus mar a bheir e buaidh air dùmhlachd \( \text{CH}_3\text{COOH} \) agus \( \text{CH}_3\text{COO}^- \).
An toiseach:
[[CH_3COO^-] = 0,1, mol
[[CH3COOH] = 0,1, mol
Às dèidh 0,01 mol de HCl a chur ris:
[[CH_3COO^-] = 0,1 – 0,01 = 0,09, mol
[[CH3COOH] = 0,1 + 0,01 = 0,11, mol
Cleachd co-aontar Henderson-Hasselbalch gus am pH ùr obrachadh a-mach:
[pH = pK₁ + log([A₁-]}{[HA])]
[pH = 4,74 + log(0,09}{0,11)]
[pH = 4,74 + log(0,818)]
[pH = 4,74 + (-0,088)]
[pH = 4,65]
Mar sin, bidh pH an fhuasglaidh bufair an dèidh HCl a chur ris ag atharrachadh bho 4,74 gu 4,65.
Ceist 3: A’ cur bunait ri fuasgladh bufair
Ceist:
Dè an t-atharrachadh ann am pH ma thèid 0,01 mol de NaOH a chur ri 1 liotair de fhuasgladh bufair bho Cheist 1?
Deasbad:
Lùghdaichidh cur-ris NaOH dùmhlachd H⁺ anns an fhuasgladh le OH⁻ bho NaOH. An ath-bhualadh a thachras:
[ \text{OH}^- + \text{CH}_3\text{COOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}_2\text{O} \]
An toiseach:
[[CH3COOH] = 0,1, mol
[[CH_3COO^-] = 0,1, mol
Às dèidh 0,01 mol de NaOH a chur ris:
[[CH3COOH] = 0,1 – 0,01 = 0,09, mol
[[CH_3COO-] = 0,1 + 0,01 = 0,11, mol
Cleachd co-aontar Henderson-Hasselbalch gus am pH ùr obrachadh a-mach:
[pH = pK₁ + log([A₁-]}{[HA])]
[pH = 4,74 + log(0,11}{0,09)]
[pH = 4,74 + log(1,222)]
[pH = 4,74 + 0,087]
[pH = 4,83]
Mar sin, bidh pH an fhuasglaidh bufair an dèidh NaOH a chur ris ag atharrachadh bho 4,74 gu 4,83.
Ceist 4: A’ dearbhadh co-dhèanamh bufair le pH sònraichte
Ceist:
Gus 1 liotair de fhuasgladh bufair a dhèanamh le pH 5,0 a’ cleachdadh searbhag aiseatach (CH₃COOH) agus acetate sodium (CH₃COONa), cia mheud mòl de gach pàirt a tha a dhìth? Tha \( K_a \) de dh’ searbhag aiseatach \( 1,8 \times 10^{-5} \) ann.
Deasbad:
Cleachd co-aontar Henderson-Hasselbalch:
[pH = pK₁ + log([A₁-]}{[HA])]
An toiseach, obraich a-mach pKₐ:
[pK_a = -log (1,8 × 10-5)]
[\text{p}K_a \timcheall air 4,74 \]
An uairsin, cuir a-steach an luach pH a tha thu ag iarraidh:
[5,0 = 4,74 + log([A-]}{[HA])]
[0,26 = log([A-]}{[HA])]
A’ cleachdadh feartan logarithmean:
\[ \frac{[A^-]}{[HA]} = 10 ^{0,26} \]
\[ \frac{[A^-]}{[HA]} \timcheall air 1,82 \]
Tha seo a’ ciallachadh, airson gach 1 mhòl de CH₃COOH, gu bheil feum air 1,82 mhòl de CH₃COONa. Airson a’ cho-mheas seo ann an 1 liotair:
Mar eisimpleir, canaidh sinn CH₃COOH = x mol, agus mar sin CH₃COONa = 1,82x mol. Is e an tomhas-lìonaidh iomlan (x + 1.82x) = 2,82x mol, leis gu bheil sinn a’ dèanamh 1 liotair de bhufair, agus mar sin:
[x + 1.82x = 1]
\[2.82x = 1 \]
[x = \frac{1}{2.82} \approx 0.355 \]
Mar sin, an co-dhèanamh a tha a dhìth:
– CH₃COOH: 0,355 mol
– CH₃COONa: 1,82 0,355 ≈ 0,646 mol
Mar sin feumaidh sinn 0,355 mol de dh’aigéad aiseatach agus 0,646 mol de aicéatáit sodium gus 1 liotair de fhuasgladh bufair a dhèanamh le pH 5,0.
Tha an t-artaigil seo a’ taisbeanadh diofar eisimpleirean de dhuilgheadasan co-cheangailte ri fuasglaidhean bufair agus na còmhraidhean mun deidhinn gus tuigse nas doimhne a thoirt seachad air a’ bhun-bheachd seo. Tha sinn an dòchas gu bheil am fiosrachadh seo feumail ann a bhith a’ tuigsinn mar a tha fuasglaidhean bufair ag obair agus mar a chleachdar iad ann an diofar cho-theacsan.
