Электролиттер бойынша талқылау сұрақтарының мысалы
Электролиттер – суда немесе басқа еріткіштерде еріген кезде электр тогын өткізе алатын заттар. Электролиттер екі негізгі түрге бөлінеді: күшті электролиттер және әлсіз электролиттер. Күшті электролиттер ерітіндіде толығымен иондалады, ал әлсіз электролиттер тек ішінара иондалады. Электролиттер әртүрлі химиялық реакцияларда және күнделікті өмірде маңызды рөл атқарады. Бұл мақалада біз электролиттер туралы бірнеше мысал есептерді және олардың түсіндірмелерін талқылаймыз.
1-мысал: Иондану дәрежесін анықтау
Сұрақ: Сірке қышқылы (CH3₃COOH) ерітіндісінің концентрациясы 0,1 М және иондану дәрежесі (α) 4% екені белгілі. Ерітіндідегі иондардың концентрациясы қандай?
Талқылау:
1. Иондану дәрежесін анықтаңыз:
Иондану дәрежесі (α) - ерітіндіде иондалған заттың үлесі. α = 4% = 0.04 екенін ескерсек.
2. Сірке қышқылының иондану теңдеуі:
\[
\text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+
\]
3. Концентрацияны есептеу:
CH₃COOH бастапқы концентрациясы 0,1 М. Иондану дәрежесі 0,04 болғандықтан, онда:
\[
[\text{CH}_3\text{COO}^-] = [\text{H}^+] = 0.1 \times 0.04 = 0.004 \text{ M}
\]
Иондалмаған CH₃COOH концентрациясы:
\[
[\text{CH}_3\text{COOH}] = 0.1 \text{ M} – 0.004 \text{ M} = 0.096 \text{ M}
\]
Джавабан:
\[
[\text{CH}_3\text{COO}^-] = 0.004 \text{ M}
[\text{H}^+] = 0.004 \text{ M}
[\text{CH}_3\text{COOH}] иондалмаған = 0.096 \text{ M}
\]
2-мысал: Ksp (ерігіштік көбейтіндісін) есептеу
Сұрақ: Суда аздап еритін, ерігіштігі 1,0 × 10⁻⁵ М BaSO₄ тұзы берілген. BaSO₄-тың Ksp мөлшерін есептеңіз.
Талқылау:
1. BaSO₄ тұзының ерігіштік теңдеуі:
\[
\text{BaSO}_4 (s) \rightleftharpoons \text{Ba}^{2+} (ақ) + \text{SO}_4^{2-} (ақ)
\]
2. Ерігіштігі:
BaSO₄ ерігіштігі = 1,0 × 10⁻⁵ М ескерілген.
3. Ион концентрациясын есептеңіз:
Егер BaSO₄ ерігіштігі = s = 1,0 × 10⁻⁵ M болса, онда:
\[
[\text{Ba}^{2+}] = 1,0 \times 10^{-5} \text{ M}
\]
\[
[\text{SO}_4^{2-}] = 1,0 \times 10^{-5} \text{ M}
\]
4. Ksp есептеу:
\[
K_{sp} = [\text{Ba}^{2+}] \times [\text{SO}_4^{2-}]
\]
\[
K_{sp} = (1,0 \times 10^{-5}) \times (1,0 \times 10^{-5})
\]
\[
K_{sp} = 1,0 \times 10^{-10}
\]
Джавабан:
\[
K_{sp} \text{ BaSO₄} = 1,0 \times 10^{-10}
\]
3-мысал: Қышқыл және негіз ерітінділерінің рН мәні
Сұрақ: Концентрациясы 0,01 М HCl ерітіндісінің рН мәнін есептеңіз.
Талқылау:
1. HCl иондану теңдеуі:
\[
\text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^-
\]
HCl күшті қышқыл, сондықтан иондану аяқталды.
2. Сутегі иондарының концентрациясын есептеңіз:
HCl концентрациясы = 0,01 М дегеніміз:
\[
[\text{H}^+] = 0.01 \text{ M}
\]
3. рН есептеу:
\[
\text{pH} = -\log[\text{H}^+]
\]
\[
\text{pH} = -\log(0.01)
\]
\[
\text{pH} = 2
\]
Джавабан:
\[
\text{pH} \text{ HCl ерітіндісі} = 2
\]
4-мысал: Негізгі ерітіндінің рОХ есептеу
Сұрақ: Концентрациясы 0,001 М болатын KOH ерітіндісінің рН және рН мәндерін есептеңіз.
Талқылау:
1. KOH иондану теңдеуі:
\[
\text{KOH} \rightarrow \text{K}^+ + \text{OH}^-
\]
KOH күшті негіз болып табылады, сондықтан иондану аяқталды.
2. Гидроксид иондарының концентрациясын есептеңіз:
KOH концентрациясы = 0,001 М дегеніміз:
\[
[\text{OH}^-] = 0.001 \text{ M}
\]
3. pOH есептеу:
\[
\text{pOH} = -\log[\text{OH}^-]
\]
\[
\text{pOH} = -\log(0.001)
\]
\[
\text{pOH} = 3
\]
4. рН есептеу:
\[
\text{pH} = 14 – \text{pOH}
\]
\[
\text{pH} = 14 – 3
\]
\[
\text{pH} = 11
\]
Джавабан:
\[
\text{pOH} \text{ KOH шешімі} = 3
\text{pH} \text{ KOH шешімі} = 11
\]
5-мысал: Гидроксид иондарының концентрациясын анықтау
Сұрақ: Фторсутек қышқылы (HF) ерітіндісінің рН мәні 3-ке тең. Ерітіндідегі гидроксид иондарының (OH⁻) концентрациясы қандай?
Талқылау:
1. Сутегі иондарының концентрациясын анықтаңыз:
рН = 3 болса, онда:
\[
[\text{H}^+] = 10^{-3} \text{ M}
\]
2. рН және pOH арасындағы байланыс тұжырымдамасын қолдану:
\[
\text{pH} + \text{pOH} = 14
\]
3. pOH есептеу:
\[
\text{pOH} = 14 – \text{pH}
\]
\[
\text{pOH} = 14 – 3 = 11
\]
4. Гидроксид иондарының концентрациясын есептеңіз:
\[
[\text{OH}^-] = 10^{-\text{pOH}}
\]
\[
[\text{OH}^-] = 10^{-11} \text{ M}
\]
Джавабан:
\[
[\text{OH}^-] \text{ HF ерітіндісінде} = 1 \times 10^{-11} \text{ M}
\]
Қорытынды
Химияда электролиттер мен ерігіштіктің негізгі ұғымдарын түсіну өте маңызды. Иондану дәрежесін, Ksp, рН және pOH есептеуді білу арқылы біз электролит ерітінділеріне қатысты әртүрлі есептерді шеше аламыз. Бұл мақалада электролитке қатысты есептерді қалай шешу керектігін нақты түсіну үшін бірнеше мысал есептері және олардың шешімдері талқыланды. Бұл түсініктеме химиядағы электролиттер туралы білімдерін тереңдеткісі келетін оқырмандар үшін пайдалы болады деп үміттенеміз.
