ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ່ສົນທະນາກ່ຽວກັບ pH ຂອງກົດແຮງ ແລະ ເບສແຮງ
ຄ່າ pH, ຫຼື ທ່າແຮງຂອງໄຮໂດຣເຈນ, ແມ່ນການວັດແທກຄວາມເປັນກົດ ຫຼື ດ່າງຂອງສານລະລາຍ. ລະດັບ pH ມີຕັ້ງແຕ່ 0 ຫາ 14, ໂດຍຕົວເລກຕ່ຳກວ່າ 7 ໝາຍເຖິງສານລະລາຍທີ່ເປັນກົດ, ຕົວເລກສູງກວ່າ 7 ໝາຍເຖິງສານລະລາຍທີ່ເປັນພື້ນຖານ, ແລະ 7 ໝາຍເຖິງສານລະລາຍທີ່ເປັນກາງ. ໃນບົດຄວາມນີ້, ພວກເຮົາຈະປຶກສາຫາລືບັນຫາຕົວຢ່າງຫຼາຍຢ່າງກ່ຽວກັບຄ່າ pH ຂອງກົດແຮງ ແລະ ເບສແຮງ, ພ້ອມກັບສານລະລາຍຂອງມັນ.
Pendahuluan
ແນວຄວາມຄິດພື້ນຖານຂອງ pH
pH ແມ່ນມາດຕະການທີ່ໃຊ້ເພື່ອກຳນົດຄວາມເປັນກົດ ຫຼື ດ່າງຂອງສານລະລາຍໂດຍອີງໃສ່ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນໄຮໂດຣເຈນ (H+). ສູດພື້ນຖານສຳລັບການຄິດໄລ່ pH ແມ່ນ:
\[ \text{pH} = -\log{[H^+]} \]
ບ່ອນທີ່ [H+] ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນໄຮໂດຣເຈນໃນ mol/L.
ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ສຳລັບວິທີແກ້ໄຂພື້ນຖານ (ເບສທີ່ເຂັ້ມແຂງ), ພວກເຮົາສາມາດຄິດໄລ່ pOH ກ່ອນແລະຫຼັງຈາກນັ້ນປ່ຽນມັນເປັນ pH ໂດຍໃຊ້ສູດຕໍ່ໄປນີ້:
\[ \text{pOH} = -\log{[OH^-]} \]
\[ \text{pH} = 14 – \text{pOH} \]
ກົດແຮງ vs ກົດອ່ອນ
ກົດແຮງແມ່ນກົດທີ່ໄອອອນຢ່າງສົມບູນໃນສານລະລາຍທີ່ເປັນນໍ້າ. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນ H+ ໃນສານລະລາຍເທົ່າກັບຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງກົດເອງ. ຕົວຢ່າງຂອງກົດແຮງແມ່ນ HCl (ກົດໄຮໂດຣຄລໍຣິກ), HNO3 (ກົດໄນຕຣິກ), ແລະ H2SO4 (ກົດຊູນຟູຣິກ).
ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ກົດອ່ອນໆບໍ່ໄດ້ໄອອອນຢ່າງສົມບູນໃນສານລະລາຍ, ດັ່ງນັ້ນການຄິດໄລ່ pH ຂອງມັນຈະສັບສົນກວ່າ ແລະ ຕ້ອງການແນວຄວາມຄິດຂອງຄ່າຄົງທີ່ຂອງກົດ (Ka).
ພື້ນຖານທີ່ເຂັ້ມແຂງ vs ພື້ນຖານອ່ອນແອ
ເຊັ່ນດຽວກັບກົດແຮງ, ເບສແຮງກໍ່ໄອອອນເຊຊັນຢ່າງສົມບູນໃນສານລະລາຍໃນນໍ້າ. ຕົວຢ່າງຂອງເບສແຮງແມ່ນ NaOH (ໂຊດຽມໄຮດຣອກໄຊ) ແລະ KOH (ໂພແທດຊຽມໄຮດຣອກໄຊ).
ເບສທີ່ອ່ອນແອຈະຖືກໄອອອນພຽງບາງສ່ວນເທົ່ານັ້ນ ແລະ ຕ້ອງການແນວຄວາມຄິດຂອງຄ່າຄົງທີ່ຂອງຄວາມເປັນພື້ນຖານ (Kb) ເພື່ອຄິດໄລ່ pH.
Contoh Soal ແລະ Pembahasan
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 1: ກົດແຮງ
> ຄິດໄລ່ pH ຂອງສານລະລາຍ HCl 0.01 M.
ເປບບາຮາຊານ:
ເນື່ອງຈາກ HCl ເປັນກົດແຮງ, ມັນຈະເກີດປະຕິກິລິຍາໄອອອນຢ່າງສົມບູນໃນສານລະລາຍ.
\[ \text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນ H+ ໃນສານລະລາຍຈະຄືກັນກັບຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ HCl ທີ່ສະໜອງໃຫ້, ຄື 0.01 M.
\[ [H^+] = 0.01 \, \text{M} \]
ການໃຊ້ສູດ pH:
\[ \text{pH} = -\log{[H^+]} = -\log{0.01} = -\log{10^{-2}} = 2 \]
ດັ່ງນັ້ນ, pH ຂອງສານລະລາຍ HCl 0.01 M ແມ່ນ 2.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 2: ພື້ນຖານທີ່ເຂັ້ມແຂງ
> ຄິດໄລ່ຄ່າ pH ຂອງສານລະລາຍ NaOH 0.001 M.
ເປບບາຮາຊານ:
NaOH ເປັນເບສທີ່ແຂງແຮງ ແລະ ຈະໄອອອນເຊສຢ່າງສົມບູນໃນສານລະລາຍ.
\[ \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^- \]
ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນ OH- ໃນສານລະລາຍແມ່ນຄືກັນກັບຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ NaOH, ຄື 0.001 M.
\[ [OH^-] = 0.001 \, \text{M} = 10^{-3} \, \text{M} \]
ຄິດໄລ່ pOH ກ່ອນ:
\[ \text{pOH} = -\log[OH^-] = -\log{10^{-3}} = 3 \]
ປ່ຽນ pOH ເປັນ pH:
\[ \text{pH} = 14 – \text{pOH} = 14 – 3 = 11 \]
ດັ່ງນັ້ນ, pH ຂອງສານລະລາຍ NaOH 0.001 M ແມ່ນ 11.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 3: ກົດຊູນຟູຣິກ (H2SO4)
> ຄິດໄລ່ pH ຂອງສານລະລາຍ H2SO4 ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ 0.01 M.
ເປບບາຮາຊານ:
H2SO4 ເປັນກົດແຮງທີ່ມີສອງຂັ້ນຕອນຂອງການໄອອອນໄນເຊຊັນ. ຂັ້ນຕອນທຳອິດ:
\[ \text{H2SO4} \rightarrow \text{H}^+ + \text{HSO4}^- \]
ຜົນໄດ້ຮັບຂອງການໄອອອນໄນເຊຊັນຂັ້ນຕອນທຳອິດແມ່ນເທົ່າກັບຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ H2SO4 ທີ່ 0.01 M ສຳລັບແຕ່ລະ H+ ແລະ HSO4^-. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຂັ້ນຕອນທຳອິດຜະລິດສອງໄອອອນ H+ ຈາກໂມເລກຸນ H2SO4 ໜຶ່ງໂມເລກຸນ.
ດັ່ງນັ້ນ, ທັງໝົດ [H+] ຈະເປັນສອງເທົ່າຂອງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນເບື້ອງຕົ້ນ:
\[ [H^+] = 2 \ຄູນ 0.01 = 0.02 \]
ການໃຊ້ສູດ pH:
\[ \text{pH} = -\log{[H^+]} = -\log{0.02} = -\log{2 \ຄູນ 10^{-2}} = -(\log{2} + \log{10^{-2}}) \]
ສໍາລັບຂໍ້ມູນຂອງທ່ານ,
\[ \log{2} \ປະມານ 0.301 \]
ດັ່ງນັ້ນ:
\[ pH = -(0.301 + (-2)) = 1.699 ]
ດັ່ງນັ້ນ, pH ຂອງສານລະລາຍ H2SO4 0.01 M ແມ່ນປະມານ 1.699.
ຕົວຢ່າງຄຳຖາມທີ 4: ເບສທີ່ເຂັ້ມແຂງ (Ca(OH)2)
> ຄິດໄລ່ຄ່າ pH ຂອງສານລະລາຍ Ca(OH)2 ທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ 0.005 M.
ເປບບາຮາຊານ:
Ca(OH)2 ເປັນເບສທີ່ແຂງແຮງ ແລະ ແຕ່ລະໂມເລກຸນໃຫ້ສອງໄອອອນ OH-:
\[ \text{Ca(OH)2} \rightarrow \text{Ca}^{2+} + 2\text{OH}^- \]
ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ OH- ຈະເປັນສອງເທົ່າຂອງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ Ca(OH)2 ເພາະວ່າແຕ່ລະໂມເລກຸນຂອງ Ca(OH)2 ຜະລິດ OH- ສອງອັນ. ດັ່ງນັ້ນ,
\[ [OH^-] = 2 \ຄູນ 0.005 = 0.01 \, \text{M} \]
ຄິດໄລ່ pOH ກ່ອນ:
\[ \text{pOH} = -\log{[OH^-]} = -\log{0.01} = -\log{10^{-2}} = 2 \]
ປ່ຽນ pOH ເປັນ pH:
\[ \text{pH} = 14 – \text{pOH} = 14 – 2 = 12 \]
ດັ່ງນັ້ນ, pH ຂອງສານລະລາຍ Ca(OH)2 0.005 M ແມ່ນ 12.
ສະຫຼຸບ
ໃນບົດຄວາມນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ສົນທະນາກ່ຽວກັບວິທີການຄິດໄລ່ pH ສຳລັບຕົວຢ່າງຫຼາຍໆຢ່າງຂອງສານລະລາຍກົດແຮງ ແລະ ເບສແຮງ. ຈົ່ງຈື່ໄວ້ວ່າ ສຳລັບກົດແຮງ ຫຼື ເບສແຮງ, ພວກເຮົາສົມມຸດວ່າພວກມັນຖືກໄອອອນຢ່າງສົມບູນໃນສານລະລາຍ. ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງໄອອອນ H+ ສຳລັບກົດແຮງ ແລະ ໄອອອນ OH- ສຳລັບເບສແຮງຈະເທົ່າກັບຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນເບື້ອງຕົ້ນຂອງກົດ ຫຼື ເບສ, ຫຼັງຈາກປັບຕົວສຳລັບປັດໄຈ stoichiometric ຖ້າຈຳເປັນ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ການຄິດໄລ່ pH ງ່າຍຂຶ້ນໂດຍໃຊ້ສູດ pH ແລະ pOH ພື້ນຖານ.
ການເຂົ້າໃຈແນວຄວາມຄິດນີ້ແມ່ນມີຄວາມສໍາຄັນຫຼາຍ, ໂດຍສະເພາະໃນການນໍາໃຊ້ທາງເຄມີ, ບໍ່ວ່າຈະຢູ່ໃນຫ້ອງທົດລອງເຄມີ, ອຸດສາຫະກໍາ, ຫຼືຊີວິດປະຈໍາວັນ. ດ້ວຍການປະຕິບັດ ແລະ ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ໜັກແໜ້ນ, ການຄິດໄລ່ pH ຂອງກົດ ແລະ ເບສທີ່ເຂັ້ມຂຸ້ນຈະກາຍເປັນວຽກທີ່ງ່າຍດາຍ.
