Egzanp Kesyon ak Diskisyon sou Asid ak Baz Arrhenius yo
Asid ak baz se konsèp fondamantal nan chimi. Youn nan teyori ki pi byen koni pou eksplike konpòtman asid ak baz se teyori Arrhenius la. Dapre Arrhenius, yon asid se yon konpoze ki, lè li fonn nan dlo, pwodui iyon H⁺ (oswa H₃O⁺), alòske yon baz se yon konpoze ki, lè li fonn nan dlo, pwodui iyon OH⁻. Nan atik sa a, nou pral diskite plizyè pwoblèm egzanp konsènan asid ak baz dapre teyori Arrhenius la, ansanm ak solisyon yo.
Egzanp Kesyon 1
Kesyon:
Yon solisyon asid idroklorik (HCl) 0,1 M fonn nan dlo. Kalkile konsantrasyon iyon H⁺ ki nan solisyon an.
Diskisyon:
Selon teyori Arrhenius la, HCl se yon asid paske li pwodui iyon H⁺ lè li fonn nan dlo. Ekwasyon iyonizasyon pou HCl nan dlo a se jan sa a:
\[ \tekst{HCl} \pou \tekst{H}^+ + \tekst{Cl}^- \]
Konsantrasyon inisyal HCl la se 0,1 M. Piske HCl se yon asid fò ki iyonize nèt nan solisyon akeuz, chak molekil HCl ap pwodui yon iyon H⁺ ak yon iyon Cl⁻. Se poutèt sa, konsantrasyon iyon H⁺ nan solisyon an egal tou ak konsantrasyon HCl la, sètadi:
\[ [H}^+] = 0,1 M
Kidonk, konsantrasyon iyon H⁺ nan yon solisyon HCl 0,1 M se 0,1 M.
Egzanp Kesyon 2
Kesyon:
Kalkile pH yon solisyon asid nitrique (HNO₃) 0,01 M.
Diskisyon:
HNO₃ se yon asid fò ki iyonize nèt nan dlo, kidonk ekwasyon iyonizasyon pou HNO₃ se jan sa a:
\[ \tekst{HNO}_3 \pou \tekst{H}^+ + \tekst{NO}_3^- \]
Konsantrasyon HNO₃ yo bay la se 0,01 M. Piske HNO₃ se yon asid fò, chak molekil HNO₃ ap pwodui yon iyon H⁺. Kidonk, konsantrasyon iyon H⁺ nan solisyon an egal ak konsantrasyon HNO₃ la, sètadi:
\[ [H}^+] = 0,01 M
Yo ka kalkile pH a avèk fòmil sa a:
pH = -log [H+]
Lè nou mete konsantrasyon iyon H⁺ yo nan fòmil la, nou jwenn:
pH = -log (0,01) = -log (10-2) = 2
Kidonk, pH yon solisyon HNO₃ 0,01 M se 2.
Egzanp Kesyon 3
Kesyon:
Detèmine konsantrasyon iyon OH⁻ yo nan yon solisyon NaOH 0,05 M.
Diskisyon:
NaOH se yon baz fò ki iyonize nèt nan dlo, kidonk ekwasyon iyonizasyon pou NaOH la se jan sa a:
\[ \text{NaOH} \to \text{Na}^+ + \text{OH}^- \]
Konsantrasyon NaOH yo bay la se 0,05 M. Piske NaOH se yon baz fò, chak molekil NaOH ap pwodui yon iyon OH⁻. Kidonk, konsantrasyon iyon OH⁻ nan solisyon an egal ak konsantrasyon NaOH la, sètadi:
\[ [OH}^-] = 0,05 M
Kidonk, konsantrasyon iyon OH⁻ nan yon solisyon NaOH 0,05 M se 0,05 M.
Egzanp Kesyon 4
Kesyon:
Kalkile pH yon solisyon KOH 0,01 M.
Diskisyon:
KOH se yon baz fò ki iyonize nèt nan dlo. Ekwasyon iyonizasyon pou KOH nan dlo a se jan sa a:
\[ \tekst{KOH} \pou \tekst{K}^+ + \tekst{OH}^- \]
Konsantrasyon KOH yo bay la se 0,01 M. Piske KOH se yon baz fò, chak molekil KOH ap pwodui yon iyon OH⁻. Kidonk, konsantrasyon iyon OH⁻ nan solisyon an egal ak konsantrasyon KOH la, sètadi:
\[ [OH}^-] = 0,01 M
pH se yon mezi konsantrasyon iyon H⁺ nan yon solisyon. Nou ka itilize relasyon ki genyen ant pH, iyon H⁺, ak iyon OH⁻ yo bay nan pwodui iyon dlo a (Kw):
Kw = [H+][OH-] = 1 fwa 10-14
Lè nou konnen valè [OH⁻], nou ka kalkile [H⁺]:
\[ [H}^+] = \frac{\text{Kw}}{[OH}^-]} = \frac{1 \times 10^{-14}}{0,01} = 1 \times 10^{-12} \text{ M} \]
Yo ka kalkile pH a avèk fòmil sa a:
pH = -log [H+]
Lè nou mete konsantrasyon iyon H⁺ yo nan fòmil la, nou jwenn:
pH = -log (1 fwa 10-12) = 12
Kidonk, pH yon solisyon KOH 0,01 M se 12.
Egzanp Kesyon 5
Kesyon:
Yon solisyon gen yon pH = 3. Kalkile konsantrasyon iyon H⁺ nan solisyon an.
Diskisyon:
pH se yon mezi konsantrasyon iyon H⁺ nan yon solisyon epi li ka eksprime pa fòmil sa a:
pH = -log [H+]
Pou kalkile konsantrasyon iyon H⁺ yo, nou chanje fòmil la pou l vin:
\[ [H}^+] = 10^{-pH}} \]
Lè nou mete valè pH yo, nou jwenn:
\[ [H}^+] = 10^{-3} = 0,001 M]
Kidonk, konsantrasyon iyon H⁺ nan yon solisyon ki gen pH = 3 se 0,001 M.
Egzanp Kesyon 6
Kesyon:
Solisyon NH₄OH la gen yon konsantrasyon 0,1 M. Kalkile pH solisyon an si valè Kb pou NH₄OH la se 1,8 x 10⁻⁵.
Diskisyon:
NH₄OH se yon baz fèb ki pa iyonize nèt nan dlo. Ekwasyon iyonizasyon pou NH₄OH nan dlo a se jan sa a:
\[ \tekst{NH}_4\tekst{OH} \leftrightarrow \tekst{NH}_4^+ + \tekst{OH}^- \]
Konstan ekilib pou iyonizasyon NH₄OH la rele Kb epi li bay pa:
\[ K_b = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_4\text{OH}} \]
Piske NH₄OH se yon baz fèb, nou itilize Kb pou kalkile konsantrasyon iyon OH⁻ yo. Sipoze \(x\) se konsantrasyon NH₄OH iyonize a, ekwasyon iyonizasyon an vin tounen:
\[ K_b = \frac{x^2}{0,1 – x} \apeprè \frac{x^2}{0,1} \]
Piske valè Kb a piti anpil, nou sipoze \(0,1 – x \approx 0,1\):
\[ 1,8 \ fwa 10^{-5} = \frac{x^2}{0,1} \]
\[ x^2 = 1,8 \fwa 10^{-6} \]
\[ x = \sqrt{1,8 \times 10^{-6}} \]
\[ x \anviwon 1,34 \fwa 10^{-3} \text{ M} \]
Kidonk, konsantrasyon iyon OH⁻ yo se \(1,34 \times 10^{-3} \text{ M}\).
Apati konsantrasyon sa a, nou ka kalkile konsantrasyon iyon H⁺ yo lè nou itilize Kw:
\[ [\text{H}^+] = \frac{1 \times 10^{-14}}{1,34 \times 10^{-3}} \]
\[ [H}^+] = 7,46 \fwa 10^{-12} \text{ M} \]
pH:
pH = -log (7,46 fwa 10-12)
pH apeprè 11,13
Kidonk, pH yon solisyon NH₄OH 0,1 M se anviwon 11,13.
Konklizyon
Teyori Arrhenius la bay yon fondasyon enpòtan pou konprann kijan asid ak baz yo konpòte yo nan solisyon. Nan diskisyon sa a, nou te gade plizyè pwoblèm egzanp ki ilistre kijan konsèp sa yo ka itilize pou kalkile konsantrasyon iyon H⁺ ak OH⁻ yo ansanm ak pH divès solisyon yo. Konprann teyori sa a esansyèl pou nenpòt moun k ap pouswiv yon karyè nan chimi, kit se nan lekòl segondè oswa nan nivo edikasyon siperyè.
