ຕົວຢ່າງຂອງຄຳຖາມສົນທະນາກ່ຽວກັບການໄຮໂດຣໄລຊິດເກືອ
ການໄຮໂດຣໄລຊິດເກືອ ແມ່ນປະກົດການທາງເຄມີທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບປະຕິກິລິຍາຂອງເກືອກັບນໍ້າ, ຜະລິດກົດ ຫຼື ເບສ ເປັນຜະລິດຕະພັນຂ້າງຄຽງ. ຂະບວນການນີ້ມັກຈະເປັນຫົວຂໍ້ທີ່ສຳຄັນໃນບົດຮຽນເຄມີສາດ ເພາະວ່າການເຂົ້າໃຈການໄຮໂດຣໄລຊິດເກືອສາມາດໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈພື້ນຖານກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດຂອງສານລະລາຍ ແລະ ຊ່ວຍໃນການກຳນົດ pH ຂອງສານລະລາຍ. ໃນບົດຄວາມນີ້, ພວກເຮົາຈະປຶກສາຫາລືບັນຫາຕົວຢ່າງຫຼາຍຢ່າງ ແລະ ສານລະລາຍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການໄຮໂດຣໄລຊິດເກືອ.
ແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານຂອງການໄຮໂດຣໄລຊິດເກືອ
ການໄຮໂດຣໄລຊິດເກືອເກີດຂຶ້ນເມື່ອເກືອເນົ່າເປື່ອຍໃນນໍ້າ ແລະ ໄອອອນຂອງມັນມີປະຕິກິລິຍາກັບໂມເລກຸນນໍ້າເພື່ອຜະລິດເປັນກົດ ຫຼື ເບສ. ບໍ່ແມ່ນເກືອທັງໝົດຈະໄຮໂດຣໄລຊິດໃນນໍ້າ; ບາງຊະນິດເປັນກາງ, ຊຶ່ງໝາຍຄວາມວ່າພວກມັນບໍ່ປ່ຽນແປງຄ່າ pH ຂອງສານລະລາຍ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເກືອບາງຊະນິດສາມາດຜະລິດສານລະລາຍທີ່ເປັນກົດ ຫຼື ເບສໄດ້, ຂຶ້ນກັບແຫຼ່ງກໍາເນີດຂອງກົດ ແລະ ເບສທີ່ປະກອບເປັນເກືອ.
ເພື່ອເຂົ້າໃຈກົນໄກນີ້, ມັນເປັນສິ່ງສຳຄັນທີ່ຈະຕ້ອງຮູ້ວ່າ:
- ເກືອຂອງກົດແຮງ ແລະ ເບສແຮງ (ເຊັ່ນ NaCl) ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວຈະບໍ່ຜ່ານການໄຮໂດຼໄລຊິສ ແລະ ສານລະລາຍຍັງຄົງເປັນກາງ.
- ເກືອຂອງກົດອ່ອນ ແລະ ເບສແຮງ (ເຊັ່ນ CH3COONa) ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວຈະຜະລິດສານລະລາຍພື້ນຖານ.
- ເກືອຂອງກົດແຮງ ແລະ ເບສອ່ອນ (ເຊັ່ນ NH4Cl) ມັກຈະຜະລິດສານລະລາຍທີ່ເປັນກົດ.
- ເກືອຂອງກົດອ່ອນ ແລະ ເບສອ່ອນສາມາດປະຕິກິລິຍາກັບນໍ້າ ແລະ ກຳນົດຄ່າ pH ສຸດທ້າຍໂດຍອີງຕາມຄວາມເຂັ້ມຂອງກົດ ແລະ ເບສ.
Contoh Soal ແລະ Pembahasan
ຄຳຖາມທີ 1: ການໄຮໂດຣໄລຊິດຂອງໂພແທດຊຽມອາເຊເຕດ (CH3COOK)
Pertanyaan:
ສານລະລາຍໂພແທດຊຽມອາເຊເຕດ (CH3COOK) ມີສະພາບເປັນກົດ, ດ່າງ, ຫຼື ເປັນກາງ? ຂຽນປະຕິກິລິຍາໄຮໂດຼໄລຊິສທີ່ເກີດຂຶ້ນ ແລະ ກຳນົດຄ່າ pH ຂອງສານລະລາຍ.
ເປບບາຮາຊານ:
ໂພແທດຊຽມອາເຊເຕດ (CH3COOK) ເປັນເກືອຂອງກົດອ່ອນ (ກົດອາເຊຕິກ, CH3COOH) ແລະ ເບສແຮງ (ໂພແທດຊຽມໄຮດຣອກໄຊດ໌, KOH). ຈາກສິ່ງນີ້, ພວກເຮົາສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າສານລະລາຍ CH3COOK ອາດຈະເປັນທາດພື້ນຖານເພາະວ່າໄອອອນອາເຊເຕດ (CH3COO⁻) ສາມາດໄຮໂດຣໄລຊ໌ໃນນໍ້າໄດ້.
ປະຕິກິລິຍາມີດັ່ງນີ້:
\[ CH_3COO^- + H_2O \ຂວາຊ້າຍ CH_3COOH + OH^- \]
ໄອອອນອາຊີເຕດ (CH3COO⁻) ຮັບເອົາໂປຣຕອນ (H⁺) ຈາກນໍ້າ (H2O) ເພື່ອສ້າງກົດອາຊີເຕດ (CH3COOH) ແລະໄອອອນໄຮດຣອກໄຊດ໌ (OH⁻). ການມີໄອອອນໄຮດຣອກໄຊດ໌ (OH⁻) ໃນສານລະລາຍເຮັດໃຫ້ມັນເປັນທາດພື້ນຖານ.
ເພື່ອກຳນົດ pH, ພວກເຮົາຕ້ອງການຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນ OH⁻. ຕົວຢ່າງ, ພວກເຮົາມີສານລະລາຍ CH3COOK 0,1 M ແລະຄ່າຄົງທີ່ຂອງການໄອອອນຂອງກົດອະຊິຕິກ (Ka) ແມ່ນ 1,8 × 10⁻⁵.
ຂັ້ນຕອນທີ່ໄດ້ປະຕິບັດແມ່ນ:
1. ການໃຊ້ຄ່າຄົງທີ່ພື້ນຖານ (Kb) ສຳລັບໄອອອນ CH3COO⁻:
\[ K_b = \frac{K_w}{K_a} = \frac{10^{-14}}{1,8 \ຄູນ 10^{-5}} = 5,56 \ຄູນ 10^{-10} \]
2. ແຍກທາດໄອອອນ CH3COO⁻ ໃນສານລະລາຍ:
\[ K_b = \frac{[CH_3COOH][OH^-]}{[CH_3COO^-]} \]
ໃຫ້ລະດັບຂອງການແຍກຕົວເປັນ 'x':
\[ 5,56 \ຄູນ 10^{-10} = \frac{x^2}{0,1-x} \]
ໂດຍບໍ່ສົນໃຈຕົວຫານ \(x\) ຂະໜາດນ້ອຍໃນຕົວຫານ, ພວກເຮົາສາມາດເຮັດໃຫ້ງ່າຍດາຍໄດ້:
\[ x^2 \ປະມານ 5,56 \ຄູນ 10^{-11} \ລູກສອນຂວາ x = \sqrt{5,56 \ຄູນ 10^{-11}} = 7,45 \ຄູນ 10^{-6} \]
ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ OH⁻:
\[ [OH^-] = 7,45 \ຄູນ 10^{-6} \]
pOH ຂອງສານລະລາຍ:
\[ pOH = -\log [OH^-] = -\log (7,45 ຄູນ 10^{-6}) \ປະມານ 5,13 \]
ການໃຊ້ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງ pH ແລະ pOH:
\[ pH = 14 – pOH = 14 – 5,13 = 8,87 \]
ສະນັ້ນ, ສານລະລາຍ CH3COOK ແມ່ນມີຄ່າ pH ປະມານ 8,87.
ຄຳຖາມທີ 2: ການໄຮໂດຣໄລຊິດຂອງແອມໂມນຽມຄລໍໄຣດ໌ (NH4Cl)
Pertanyaan:
ສານລະລາຍແອມໂມນຽມຄລໍໄຣ (NH4Cl) ມີສະພາບເປັນກົດ, ດ່າງ ຫຼື ເປັນກາງ? ຂຽນປະຕິກິລິຍາໄຮໂດຼໄລຊິສທີ່ເກີດຂຶ້ນ ແລະ ກຳນົດຄ່າ pH ຂອງສານລະລາຍ.
ເປບບາຮາຊານ:
ແອມໂມນຽມຄລໍໄຣ (NH4Cl) ເປັນເກືອຂອງກົດແຮງ (HCl) ແລະ ເບສອ່ອນ (NH3). ຈາກສິ່ງນີ້, ພວກເຮົາສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າສານລະລາຍມີສະພາບກົດເພາະວ່າໄອອອນແອມໂມນຽມ (NH4⁺) ສາມາດໄຮໂດຣໄລຊ໌ໃນນໍ້າໄດ້.
ປະຕິກິລິຍາມີດັ່ງນີ້:
\[ NH_4^+ + H_2O \ຂວາຊ້າຍ harpoons NH_3 + H_3O^+ \]
ໄອອອນແອມໂມນຽມ (NH4⁺) ບໍລິຈາກໂປຣຕອນ (H⁺) ໃຫ້ກັບໂມເລກຸນນໍ້າ (H2O) ເພື່ອສ້າງເປັນໄອອອນແອມໂມເນຍ (NH3) ແລະ ໄອອອນໄຮໂດຣນຽມ (H3O⁺). ການມີໄອອອນໄຮໂດຣນຽມ (H3O⁺) ໃນສານລະລາຍນີ້ເຮັດໃຫ້ສານລະລາຍມີສະພາບກົດ.
ຕົວຢ່າງ, ພວກເຮົາມີສານລະລາຍ NH4Cl 0,1 M. ຄ່າຄົງທີ່ການໄອອອນໄນເຊຊັນພື້ນຖານ (Kb) ສຳລັບ NH3 ແມ່ນ 1,8 × 10⁻⁵.
ຂັ້ນຕອນທີ່ໄດ້ປະຕິບັດແມ່ນ:
1. ການໃຊ້ຄ່າຄົງທີ່ຂອງກົດ (Ka) ສຳລັບໄອອອນ NH4⁺:
\[ K_a = \frac{K_w}{K_b} = \frac{10^{-14}}{1,8 \ຄູນ 10^{-5}} = 5,56 \ຄູນ 10^{-10} \]
2. ແຍກທາດ NH4⁺ ອອກຈາກສານລະລາຍ:
\[ K_a = \frac{[NH_3][H_3O^+]}{[NH_4^+]} \]
ໃຫ້ລະດັບຂອງການແຍກຕົວເປັນ 'x':
\[ 5,56 \ຄູນ 10^{-10} = \frac{x^2}{0,1-x} \]
ໂດຍບໍ່ສົນໃຈຕົວຫານ \(x\) ຂະໜາດນ້ອຍໃນຕົວຫານ, ພວກເຮົາສາມາດເຮັດໃຫ້ງ່າຍດາຍໄດ້:
\[ x^2 \ປະມານ 5,56 \ຄູນ 10^{-11} \ລູກສອນຂວາ x = \sqrt{5,56 \ຄູນ 10^{-11}} = 7,45 \ຄູນ 10^{-6} \]
ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ H3O⁺:
\[ [H_3O^+] = 7,45 \ຄູນ 10^{-6} \]
pH ຂອງສານລະລາຍ:
pH = -\log [H_3O^+] = -\log (7,45 x 10^{-6}) ປະມານ 5,13
ດັ່ງນັ້ນ, ສານລະລາຍ NH4Cl ແມ່ນມີກົດທີ່ມີ pH ປະມານ 5,13.
ໃນຕົວຢ່າງທັງສອງຂ້າງເທິງ, ພວກເຮົາເຫັນວ່າການລະບຸປະເພດຂອງການໄຮໂດຼໄລຊິສສາມາດຊ່ວຍກຳນົດລັກສະນະຂອງສານລະລາຍໄດ້ແນວໃດ. ໂດຍການນຳໃຊ້ຄ່າຄົງທີ່ສົມດຸນໄອອອນໄນເຊຊັນ (Ka ຫຼື Kb) ແລະ ສົມມຸດຕິຖານງ່າຍໆສອງສາມຢ່າງ, ພວກເຮົາສາມາດແກ້ໄຂບັນຫາເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍ.
ການສົນທະນາກ່ຽວກັບບັນຫາການໄຮໂດຼໄລຊິດເກືອນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ຝຶກທັກສະການວິເຄາະໃນການຄິດໄລ່ທາງຄະນິດສາດເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງເຮັດໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານຂອງເຄມີສາດສານລະລາຍເລິກເຊິ່ງຂຶ້ນ. ການເຂົ້າໃຈວ່າໄອອອນທີ່ມີຕົ້ນກຳເນີດຕ່າງໆປະກອບສ່ວນໂປຣຕອນ ຫຼື ຕົວຮັບໃຫ້ກັບໂມເລກຸນນ້ຳແນວໃດ, ແລະ ສິ່ງນີ້ມີຜົນກະທົບຕໍ່ pH ຂອງສານລະລາຍແນວໃດ, ແມ່ນພື້ນຖານໃນການຮຽນຮູ້ຫົວຂໍ້ຂັ້ນສູງຫຼາຍຢ່າງໃນເຄມີສາດ.
