Egzanp Kesyon ki diskite sou pH asid ak baz yo
Lè n ap pale de asid ak baz, yon konsèp enpòtan nou dwe konprann se pH. pH se yon mezi asidite oswa alkalinite yon solisyon. Yon fòmil yo itilize pou detèmine pH se:
pH = -log [H^+]
Nan fòmil sa a, \([H^+]\) se konsantrasyon iyon idwojèn nan solisyon an mezire an molarite (\(\text{mol/L}\)). Anplis pH, nou genyen tou \(\text{pOH}\), ki itilize pou detèmine bazik yon solisyon:
pOH = -log [OH^-]
Lè sa a, relasyon ki genyen ant pH ak pOH la gouvène pa ekwasyon sa a:
pH + pOH = 14
Anba a, nou pral diskite plizyè egzanp kesyon konsènan kijan pou kalkile pH solisyon asid ak baz, ansanm ak diskisyon sou yo.
Egzanp Kesyon 1: Kalkile pH yon Solisyon Asid Fò
Kesyon:
Kalkile pH yon solisyon HCl (asid kloridrik) ki gen yon konsantrasyon 0,01 M.
Diskisyon:
HCl se yon asid fò ki pral disosye nèt nan dlo:
\[ \tekst{HCl} \rightarrow \tekst{H}^+ + \tekst{Cl}^- \]
Piske HCl konplètman disosye, konsantrasyon iyon idwojèn yo \([H^+]\) nan solisyon an ap menm ak konsantrasyon inisyal HCl la, ki se 0,01 M.
\[ [H^+] = 0,01 \, \text{M} \]
Apre sa, nou itilize fòmil pH la:
pH = -log [H^+]
pH = -log (0,01)
pH = -log (10-2)
pH = 2
Kidonk, pH yon solisyon HCl 0,01 M se 2.
Egzanp Kesyon 2: Kalkile pH yon Solisyon Baz Fò
Kesyon:
Kalkile pH yon solisyon NaOH (idwoksid sodyòm) ki gen yon konsantrasyon 0,001 M.
Diskisyon:
NaOH se yon baz fò ki disosye nèt nan dlo:
\[ \tekst{NaOH} \rightarrow \tekst{Na}^+ + \tekst{OH}^- \]
Konsantrasyon iyon idroksid yo \([OH^-]\) nan solisyon an ap menm ak konsantrasyon inisyal NaOH la, sètadi 0,001 M.
\[ [OH^-] = 0,001 \, \text{M} \]
Apre sa, nou kalkile pOH la:
pOH = -log [OH^-]
pOH = -log (0,001)
pOH = -log (10-3)
pOH = 3
Apre sa, nou itilize relasyon ki genyen ant pH ak pOH:
pH + pOH = 14
pH + 3 = 14
pH = 11
Kidonk, pH yon solisyon NaOH 0,001 M se 11.
Egzanp Kesyon 3: Kalkile pH yon Solisyon Asid Fèb
Kesyon:
Kalkile pH yon solisyon CH3COOH (asid asetik) ki gen yon konsantrasyon 0,01 M epi yon konstan disosyasyon \(K_a = 1,8 \times 10^{-5}\).
Diskisyon:
Yon fwa nou gen yon asid fèb, tankou asid asetik, ki pa disosye nèt, nou dwe itilize konstan disosyasyon asid la (\(K_a\)) pou nou jwenn konsantrasyon iyon H+ yo nan solisyon an.
Ekwasyon pou disosyasyon asid asetik nan dlo:
\[ \tekst{CH}_3\tekst{COOH} \leftrightarrow \tekst{H}^+ + \tekst{CH}_3\tekst{COO}^- \]
Konstan disosyasyon (\(K_a\)):
\[ K_a = \frac{[H^+] [\text{CH}_3\text{COO}^-]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]} \]
Ann sipoze ke konsantrasyon iyon idwojèn yo ak iyon asetat yo se \(x\), alò:
K_a = \frac{x \cdot x}{0,01 – x}
Piske \(K_a\) piti anpil, nou ka sipoze ke \(0,01 – x \approx 0,01\):
\[ 1,8 \ fwa 10^{-5} = \frac{x^2}{0,01} \]
\[ x^2 = 1,8 \times 10^{-5} \times 0,01 \]
\[ x^2 = 1,8 \fwa 10^{-7} \]
\[ x = \sqrt{1,8 \times 10^{-7}} \]
\[ x \anviwon 1,34 \fwa 10^{-4} \]
Kidonk, konsantrasyon iyon idwojèn yo \([H^+]\) se \(1,34 \times 10^{-4} \, \text{M}\).
Apre sa, nou kalkile pH la:
pH = -log [H^+]
pH = -log (1,34 fwa 10-4)
pH apeprè 3,87
Kidonk, pH yon solisyon asid asetik 0,01 M se anviwon 3,87.
Egzanp Kesyon 4: Kalkile pH yon Solisyon Baz Fèb
Kesyon:
Kalkile pH yon solisyon NH3 (amonnyak) ki gen yon konsantrasyon 0,01 M epi ki gen yon konstan disosyasyon baz \(K_b = 1,8 \times 10^{-5}\).
Diskisyon:
NH3 se yon baz fèb ki pa disosye nèt. Nou dwe itilize konstan disosyasyon baz la (\(K_b\)) pou jwenn konsantrasyon iyon OH^- yo nan solisyon an.
Reyaksyon disosyasyon amonyak nan dlo:
\[ \tekst{NH}_3 + \tekst{H}_2\tekst{O} \leftrightarrow \tekst{NH}_4^+ + \tekst{OH}^- \]
Konstan disosyasyon baz (\(K_b\)):
\[ K_b = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_3]} \]
Ann sipoze ke konsantrasyon iyon amonyòm yo ak iyon idroksid yo se \(x\), alò:
\[ K_b = \frac{x \cdot x}{0,01 – x} \]
Piske \(K_b\) piti anpil, nou ka sipoze ke \(0,01 – x \approx 0,01\):
\[ 1,8 \ fwa 10^{-5} = \frac{x^2}{0,01} \]
\[ x^2 = 1,8 \times 10^{-5} \times 0,01 \]
\[ x^2 = 1,8 \fwa 10^{-7} \]
\[ x = \sqrt{1,8 \times 10^{-7}} \]
\[ x \anviwon 1,34 \fwa 10^{-4} \]
Kidonk, konsantrasyon iyon idroksid yo \([OH^-]\) se \(1,34 \times 10^{-4} \, \text{M}\).
Apre sa, nou kalkile pOH la:
pOH = -log [OH^-]
pOH = -log (1,34 fwa 10-4)
\[ \text{pOH} \anviwon 3,87 \]
Apre sa, nou itilize relasyon ki genyen ant pH ak pOH:
pH + pOH = 14
pH + 3,87 = 14
pH apeprè 10,13
Kidonk, pH yon solisyon amonyak 0,01 M se anviwon 10,13.
Konklizyon
Nan etid pH la, li enpòtan pou konprann diferans ki genyen ant asid ak baz fò ak fèb, epi kijan chak disosye nan solisyon. Sa afekte dirèkteman fason nou kalkile pH yon solisyon. Kalkile pH enplike itilizasyon logaritm ak prensip chimik debaz yo. Konprann konsèp sa yo ka ede nou nan yon varyete aplikasyon chak jou nan chimi ak byoloji.
