ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ່ສົນທະນາກ່ຽວກັບ pH ຂອງກົດ ແລະ ເບສ
ເມື່ອພວກເຮົາເວົ້າກ່ຽວກັບກົດ ແລະ ເບສ, ແນວຄວາມຄິດທີ່ສຳຄັນອັນໜຶ່ງທີ່ພວກເຮົາຕ້ອງເຂົ້າໃຈຄື pH. pH ແມ່ນການວັດແທກຄວາມເປັນກົດ ຫຼື ດ່າງຂອງສານລະລາຍ. ສູດໜຶ່ງທີ່ໃຊ້ເພື່ອກຳນົດ pH ແມ່ນ:
\[ \text{pH} = -\log[H^+] \]
ໃນສູດນີ້, \([H^+]\) ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນໄຮໂດຣເຈນໃນສານລະລາຍທີ່ວັດແທກເປັນໂມລາຣິຕີ (\(\text{mol/L}\)). ນອກເໜືອໄປຈາກ pH, ພວກເຮົາຍັງມີ \(\text{pOH}\), ເຊິ່ງໃຊ້ເພື່ອກຳນົດຄວາມເປັນເບສຂອງສານລະລາຍ:
\[ \text{pOH} = -\log [OH^-] \]
ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງ pH ແລະ pOH ແມ່ນຖືກຄວບຄຸມໂດຍສົມຜົນຕໍ່ໄປນີ້:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
ຂ້າງລຸ່ມນີ້ພວກເຮົາຈະປຶກສາຫາລືຕົວຢ່າງຄຳຖາມຫຼາຍໆຂໍ້ກ່ຽວກັບວິທີການຄິດໄລ່ pH ຂອງສານລະລາຍກົດ ແລະ ເບສ, ພ້ອມກັບການສົນທະນາຂອງພວກມັນ.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 1: ການຄິດໄລ່ pH ຂອງສານລະລາຍກົດແຮງ
ຄຳຖາມ:
ຄິດໄລ່ pH ຂອງສານລະລາຍ HCl (ກົດໄຮໂດຣຄລໍຣິກ) ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ 0,01 M.
ການສົນທະນາ:
HCl ເປັນກົດແຮງທີ່ຈະແຍກຕົວອອກຢ່າງສົມບູນໃນນໍ້າ:
\[ \text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
ເນື່ອງຈາກ HCl ຖືກແຍກຕົວອອກໝົດ, ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນໄຮໂດຣເຈນ \([H^+]\) ໃນສານລະລາຍຈະຄືກັນກັບຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນເບື້ອງຕົ້ນຂອງ HCl, ເຊິ່ງແມ່ນ 0,01 M.
\[ [H^+] = 0,01 \, \text{M} \]
ຕໍ່ໄປ, ພວກເຮົາໃຊ້ສູດ pH:
\[ \text{pH} = -\log[H^+] \]
\[ ຂໍ້ຄວາມ {pH} = -\log (0,01) \]
\[ \text{pH} = -\log (10^{-2}) \]
\[ \text{pH} = 2 \]
ດັ່ງນັ້ນ, pH ຂອງສານລະລາຍ HCl 0,01 M ແມ່ນ 2.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 2: ການຄິດໄລ່ pH ຂອງສານລະລາຍເບສທີ່ແຂງແຮງ
ຄຳຖາມ:
ຄິດໄລ່ pH ຂອງສານລະລາຍ NaOH (ໂຊດຽມໄຮດຣອກໄຊດ໌) ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ 0,001 M.
ການສົນທະນາ:
NaOH ເປັນເບສທີ່ແຂງແກ່ນທີ່ແຍກຕົວອອກຢ່າງສົມບູນໃນນໍ້າ:
\[ \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^- \]
ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນໄຮດຣອກໄຊດ໌ \([OH^-]\) ໃນສານລະລາຍຈະຄືກັນກັບຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນເບື້ອງຕົ້ນຂອງ NaOH, ຄື 0,001 ໂມລາ.
\[ [OH^-] = 0,001 \, \text{M} \]
ຕໍ່ໄປ, ພວກເຮົາຄິດໄລ່ pOH:
\[ \text{pOH} = -\log [OH^-] \]
\[ \text{pOH} = -\log (0,001) \]
\[ \text{pOH} = -\log (10^{-3}) \]
\[ \text{pOH} = 3 \]
ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາໃຊ້ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງ pH ແລະ pOH:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
pH + 3 = 14
\[ \text{pH} = 11 \]
ດັ່ງນັ້ນ, pH ຂອງສານລະລາຍ NaOH 0,001 M ແມ່ນ 11.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 3: ການຄິດໄລ່ pH ຂອງສານລະລາຍກົດອ່ອນ
ຄຳຖາມ:
ຄິດໄລ່ຄ່າ pH ຂອງສານລະລາຍ CH3COOH (ກົດອະຊິຕິກ) ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ 0,01 M ແລະຄ່າຄົງທີ່ການແຍກຕົວຂອງ \(K_a = 1,8 \times 10^{-5}\).
ການສົນທະນາ:
ເມື່ອພວກເຮົາມີກົດອ່ອນໆ ເຊັ່ນ ກົດອະຊິຕິກ ເຊິ່ງບໍ່ແຍກຕົວອອກໝົດ, ພວກເຮົາຕ້ອງໃຊ້ຄ່າຄົງທີ່ການແຍກຕົວຂອງກົດ (Ka)) ເພື່ອຊອກຫາຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນ H+ ໃນສານລະລາຍ.
ສົມຜົນສຳລັບການແຍກຕົວຂອງກົດອະຊິຕິກໃນນ້ຳ:
\[ \text{CH}_3\text{COOH} \leftrightarrow \text{H}^+ + \text{CH}_3\text{COO}^- \]
ຄ່າຄົງທີ່ຂອງການແຍກຕົວ (\(K_a\)):
\[ K_a = \frac{[H^+] [\text{CH}_3\text{COO}^-]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]} \]
ໃຫ້ພວກເຮົາສົມມຸດວ່າຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນໄຮໂດຣເຈນ ແລະ ໄອອອນອາຊີເຕດແມ່ນ \(x\), ຫຼັງຈາກນັ້ນ:
\[ K_a = \frac{x \cdot x}{0,01 – x} \]
ເນື່ອງຈາກ \(K_a\) ມີຂະໜາດນ້ອຍຫຼາຍ, ພວກເຮົາສາມາດສົມມຸດວ່າ \(0,01 – x \approx 0,01\):
\[ 1,8 \ຄູນ 10^{-5} = \frac{x^2}{0,01} \]
x^2 = 1,8 ຄູນ 10^{-5} ຄູນ 0,01
x^2 = 1,8 ຄູນ 10^{-7}
x = 1,8 ຄູນ 10^{-7}}
x = ປະມານ 1,34 ຄູນ 10^{-4}
ສະນັ້ນ, ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນໄຮໂດຣເຈນ \([H^+]\) ແມ່ນ \(1,34 \times 10^{-4} \, \text{M}\).
ຕໍ່ໄປ, ພວກເຮົາຄິດໄລ່ pH:
\[ \text{pH} = -\log[H^+] \]
\[ pH = -\log (1,34 ຄູນ 10^{-4})]
\[ \text{pH} \ປະມານ 3,87 \]
ດັ່ງນັ້ນ, pH ຂອງສານລະລາຍກົດອະຊິຕິກ 0,01 M ແມ່ນປະມານ 3,87.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 4: ການຄິດໄລ່ pH ຂອງສານລະລາຍເບສທີ່ອ່ອນແອ
ຄຳຖາມ:
ຄິດໄລ່ຄ່າ pH ຂອງສານລະລາຍ NH3 (ແອມໂມເນຍ) ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ 0,01 M ແລະຄ່າຄົງທີ່ການແຍກຕົວຂອງເບສ \(K_b = 1,8 \times 10^{-5}\).
ການສົນທະນາ:
NH3 ເປັນເບສທີ່ອ່ອນແອທີ່ບໍ່ແຍກຕົວອອກຢ່າງສົມບູນ. ພວກເຮົາຕ້ອງໃຊ້ຄ່າຄົງທີ່ການແຍກຕົວຂອງເບສ (\(K_b\)) ເພື່ອຊອກຫາຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນ OH^- ໃນສານລະລາຍ.
ປະຕິກິລິຍາການແຍກຕົວຂອງແອມໂມເນຍໃນນໍ້າ:
\[ \text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \leftrightarrow \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \]
ຄ່າຄົງທີ່ຂອງການແຍກຕົວຂອງພື້ນຖານ (\(K_b\)):
\[ K_b = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_3]} \]
ໃຫ້ພວກເຮົາສົມມຸດວ່າຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນແອມໂມນຽມ ແລະ ໄອອອນໄຮດຣອກໄຊດ໌ ແມ່ນ \(x\), ຫຼັງຈາກນັ້ນ:
\[ K_b = \frac{x \cdot x}{0,01 – x} \]
ເນື່ອງຈາກ \(K_b\) ມີຂະໜາດນ້ອຍຫຼາຍ, ພວກເຮົາສາມາດສົມມຸດວ່າ \(0,01 – x \approx 0,01\):
\[ 1,8 \ຄູນ 10^{-5} = \frac{x^2}{0,01} \]
x^2 = 1,8 ຄູນ 10^{-5} ຄູນ 0,01
x^2 = 1,8 ຄູນ 10^{-7}
x = 1,8 ຄູນ 10^{-7}}
x = ປະມານ 1,34 ຄູນ 10^{-4}
ສະນັ້ນ, ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນໄຮດຣອກໄຊດ໌ \([OH^-]\) ແມ່ນ \(1,34 \times 10^{-4} \, \text{M}\).
ຕໍ່ໄປ, ພວກເຮົາຄິດໄລ່ pOH:
\[ \text{pOH} = -\log [OH^-] \]
\[ \text{pOH} = -\log (1,34 \ຄູນ 10^{-4}) \]
\[ \text{pOH} \ປະມານ 3,87 \]
ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາໃຊ້ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງ pH ແລະ pOH:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
pH + 3,87 = 14
\[ \text{pH} \ປະມານ 10,13 \]
ດັ່ງນັ້ນ, pH ຂອງສານລະລາຍແອມໂມເນຍ 0,01 M ແມ່ນປະມານ 10,13.
ສະຫຼຸບ
ໃນການສຶກສາກ່ຽວກັບ pH, ມັນເປັນສິ່ງສຳຄັນທີ່ຈະຕ້ອງເຂົ້າໃຈຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງກົດ ແລະ ເບສທີ່ແຮງ ແລະ ອ່ອນ, ແລະ ວິທີການທີ່ແຕ່ລະອັນແຍກຕົວໃນສານລະລາຍ. ສິ່ງນີ້ມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ວິທີທີ່ພວກເຮົາຄິດໄລ່ pH ຂອງສານລະລາຍທີ່ກຳນົດໃຫ້. ການຄິດໄລ່ pH ກ່ຽວຂ້ອງກັບການໃຊ້ logarithm ແລະ ຫຼັກການທາງເຄມີພື້ນຖານ. ການເຂົ້າໃຈແນວຄວາມຄິດເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຊ່ວຍພວກເຮົາໃນການນຳໃຊ້ເຄມີສາດ ແລະ ຊີວະວິທະຍາໃນທຸກໆມື້ໄດ້ຫຼາກຫຼາຍ.
