Eisimpleirean de Cheistean a’ Deasbad pH Aigéid is Bhunaidean
Nuair a bhios sinn a’ bruidhinn mu dheidhinn searbhagan is bunaitean, is e pH aon bhun-bheachd chudromach a dh’fheumas sinn a thuigsinn. Is e tomhas de searbhachd no alcalineachd fuasglaidh a th’ ann am pH. Is e aon fhoirmle a thathar a’ cleachdadh gus pH a dhearbhadh:
[pH = -log[H+]]
Anns an fhoirmle seo, 's e \([H^+]\) dùmhlachd nan ianan haidridean anns an fhuasgladh air a thomhas ann am molarity (\(\text{mol/L}\)). A bharrachd air pH, tha \(\text{pOH}\ againn cuideachd, a thathas a’ cleachdadh gus bunaiteachd fuasglaidh a dhearbhadh:
[pOH = -log [OH-]
An uairsin, tha an dàimh eadar pH agus pOH air a riaghladh leis a’ cho-aontar a leanas:
[pH + pOH = 14]
Gu h-ìosal bruidhnidh sinn air grunn cheistean eisimpleireach a thaobh mar a nì thu obrachadh a-mach pH fuasglaidhean searbhagach is bunaiteach, còmhla ris na còmhraidhean aca.
Eisimpleir Ceist 1: A’ tomhas pH fuasgladh searbhag làidir
Ceist:
Obraich a-mach pH fuasgladh HCl (aigéad haidreaclòrach) le dùmhlachd de 0,01 M.
Deasbad:
'S e searbhag làidir a th' ann an HCl a sgaras gu tur ann an uisge:
[\text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
Leis gu bheil HCl air a sgaradh gu tur, bidh dùmhlachd nan ianan haidridean \([H^+]\) anns an fhuasgladh mar an ceudna ris a’ chiad dùmhlachd de HCl, is e sin 0,01 M.
\[ [H^+] = 0,01 \, \text{M} \]
An ath rud, bidh sinn a’ cleachdadh foirmle pH:
[pH = -log[H+]]
[pH = -log (0,01)]
[pH = -log(10-2)]
[pH = 2]
Mar sin, is e 2 pH fuasgladh HCl 0,01 M.
Eisimpleir Ceist 2: A’ tomhas pH fuasgladh bunait làidir
Ceist:
Obraich a-mach pH fuasgladh NaOH (sodium hydroxide) le dùmhlachd de 0,001 M.
Deasbad:
Tha NaOH na bhunait làidir a bhios a’ dealachadh gu tur ann an uisge:
[\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^- \]
Bidh dùmhlachd nan ianan haidreocsaid \([OH^-]\) anns an fhuasgladh mar an ceudna ris a’ chiad dùmhlachd de NaOH, is e sin 0,001 M.
\[ [OH^-] = 0,001 \, \text{M} \]
An ath rud, bidh sinn a’ tomhas an pOH:
[pOH = -log [OH-]
[pOH = -log (0,001)]
[pOH = -log(10-3)]
\[ \text{pOH} = 3 \]
Às dèidh sin, cleachdaidh sinn an dàimh eadar pH agus pOH:
[pH + pOH = 14]
[pH + 3 = 14]
[pH = 11]
Mar sin, is e 11 pH fuasgladh NaOH 0,001 M.
Eisimpleir Ceist 3: A’ tomhas pH fuasgladh searbhag lag
Ceist:
Obraich a-mach pH fuasgladh CH3COOH (aigéad aiseatach) le dùmhlachd de 0,01 M agus cunbhalach dì-cheangal de (K_a = 1,8 × 10-5).
Deasbad:
Cho luath ‘s a bhios searbhag lag againn, leithid searbhag aiseatach, nach eil a’ dealachadh gu tur, feumaidh sinn an cunbhalach dealachaidh searbhag (\(K_a\)) a chleachdadh gus dùmhlachd ianan H+ anns an fhuasgladh a lorg.
An co-aontar airson dealachadh searbhag aiseatach ann an uisge:
[ \text{CH}_3\text{COOH} \leftrightarrow \text{H}^+ + \text{CH}_3\text{COO}^- \]
Cunbhalach dì-cho-cheangail (\(K_a\)):
[K_a = \frac{[H^+] [\text{CH}_3\text{COO}^-]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]}]
Gabhamaid ris gu bheil dùmhlachd nan ianan haidridein agus nan ianan acetate co-ionann ri \(x\), an uairsin:
[K_a = \frac{x \cdot x}{0,01 – x}]
Leis gu bheil \(K_a\) glè bheag, is urrainn dhuinn a bhith den bheachd gu bheil \(0,01 – x \approx 0,01\):
[1,8 × 10⁻⁶ = [x²/0,01]]
[x² = 1,8 × 10⁻⁶ × 0,01]
[x² = 1,8 × 10⁻⁶]
[x = 1,8 × 10-7]
[x timcheall air 1,34 × 10-4]
Mar sin, is e dùmhlachd nan ianan haidridean \([H^+]\) \(1,34 \times 10^{-4} \, \text{M}\).
An ath rud, bidh sinn a’ tomhas pH:
[pH = -log[H+]]
[pH = -log (1,34 uair 10-4)]
pH timcheall air 3,87
Mar sin, tha pH fuasgladh searbhag aiseatach 0,01 M mu 3,87.
Eisimpleir Ceist 4: A’ tomhas pH fuasgladh bonn lag
Ceist:
Obraich a-mach pH fuasgladh de NH3 (ammonia) le dùmhlachd de 0,01 M agus cunbhalachd dì-cheangal bonn (K_b = 1,8 × 10-5).
Deasbad:
'S e bonn lag a th' ann an NH3 nach eil a' dealachadh gu tur. Feumaidh sinn an cunbhalach dealachaidh bonn (\(K_b\)) a chleachdadh gus dùmhlachd nan ianan OH^- ann am fuasgladh a lorg.
Ath-bhualadh dì-cheangal ammonia ann an uisge:
[\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \leftrightarrow \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \]
Cunbhalach dì-cheangal bonn (\(K_b\)):
[K_b = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_3]}]
Gabhamaid ris gu bheil dùmhlachd nan ianan ammonium agus nan ianan haidreocsaid co-ionann ri \(x\), an uairsin:
[K_b = \frac{x \cdot x}{0,01 – x}]
Leis gu bheil \(K_b\) glè bheag, is urrainn dhuinn a bhith den bheachd gu bheil \(0,01 – x \approx 0,01\):
[1,8 × 10⁻⁶ = [x²/0,01]]
[x² = 1,8 × 10⁻⁶ × 0,01]
[x² = 1,8 × 10⁻⁶]
[x = 1,8 × 10-7]
[x timcheall air 1,34 × 10-4]
Mar sin, is e dùmhlachd nan ianan haidreocsaid \([OH^-]\) \(1,34 \times 10^{-4} \, \text{M}\).
An ath rud, bidh sinn a’ tomhas an pOH:
[pOH = -log [OH-]
[pOH = -log (1,34 uair 10-4)]
\[ \text{pOH} \timcheall air 3,87 \]
Às dèidh sin, cleachdaidh sinn an dàimh eadar pH agus pOH:
[pH + pOH = 14]
[pH + 3,87 = 14]
pH timcheall air 10,13
Mar sin, tha pH fuasgladh ammonia 0,01 M mu 10,13.
Co-dhùnadh
Ann an sgrùdadh pH, tha e cudromach an diofar eadar searbhagan is bunaitean làidir is lag a thuigsinn, agus mar a bhios gach fear dhiubh a’ dealachadh ann am fuasgladh. Tha seo a’ toirt buaidh dhìreach air mar a bhios sinn a’ tomhas pH fuasglaidh sònraichte. Tha cleachdadh logarithman agus phrionnsabalan ceimigeach bunaiteach an lùib obrachadh a-mach pH. Faodaidh tuigse air na bun-bheachdan seo ar cuideachadh ann an grunn thagraidhean làitheil ceimigeachd agus bith-eòlas.
