Ohatra amin'ny Fanontaniana Fifanakalozan-kevitra momba ny Hidrolisisin'ny Sira
Ny hydrolysis sira dia tranga simika izay ahitana ny fihetsiky ny sira amin'ny rano, ka miteraka asidra na base ho vokatra azo avy amin'izany. Matetika ity dingana ity dia lohahevitra manan-danja amin'ny lesona simia satria ny fahatakarana ny hydrolysis sira dia afaka manome fahatakarana fototra momba ny toetran'ny vahaolana ary manampy amin'ny famaritana ny pH an'ny vahaolana. Ato amin'ity lahatsoratra ity, dia hiresaka momba ny olana maromaro sy ny vahaolana mifandraika amin'ny hydrolysis sira isika.
Hevitra fototra momba ny Hidrolisisin'ny sira
Mitranga ny hidiran'ny sira rehefa simba ao anaty rano ny sira ary mihetsika amin'ny molekiolan'ny rano ny iôna ao aminy mba hamokatra asidra na fototra. Tsy ny sira rehetra no hidiran'ny rano ao anaty rano; ny sasany tsy miandany, midika izany fa tsy manova ny pH-n'ny vahaolana izy ireo. Na izany aza, ny sira sasany dia afaka mamokatra vahaolana asidra na fototra, miankina amin'ny loharanon'ny asidra sy fototra izay namorona ny sira.
Mba hahatakarana ity mekanisma ity dia zava-dehibe ny mahafantatra fa:
– Ny sira avy amin'ny asidra mahery sy ny bazy mahery (toy ny NaCl) dia mazàna tsy mandalo hidirôliza ary mijanona ho tsy miandany ny vahaolana.
– Ny sira avy amin'ny asidra malemy sy ny bazy matanjaka (toy ny CH3COONa) dia mazàna mamokatra vahaolana fototra.
– Ny sira avy amin'ny asidra mahery sy ny bazy malemy (toy ny NH4Cl) dia mazàna mamokatra vahaolana asidra.
– Ny sira avy amin'ny asidra malemy sy ny bazy malemy dia afaka mihetsika amin'ny rano ary mamaritra ny pH farany arakaraka ny tanjaky ny asidra sy ny bazy.
Fanontaniana sy fifanakalozan-kevitra santionany
Fanontaniana 1: Hidrolisisan'ny Potasioma Asetat (CH3COOK)
Fanontaniana:
Asidra, fototra, sa tsy miandany ve ny vahaolana potasioma asetata (CH3COOK)? Soraty ny fihetsiky ny hidrolisy izay mitranga ary fantaro ny pH-n'ny vahaolana.
Dinika:
Sira avy amin'ny asidra malemy (asidra asetika, CH3COOH) sy fototra matanjaka (hidroksida potasioma, KOH) ny potasioma asetata (CH3COOK). Avy amin'izany, afaka manatsoaka hevitra isika fa azo inoana fa fototra ny vahaolana CH3COOK satria afaka mivaingana ao anaty rano ny iôna asetata (CH3COO⁻).
Toy izao ny fihetsika:
\[ CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^- \]
Manaiky prôtôna (H⁺) avy amin'ny rano (H2O) ny iôna asetaty (CH3COO⁻) mba hamorona asidra asetika (CH3COOH) sy iôna hidroksida (OH⁻). Ny fisian'ny iôna hidroksida (OH⁻) ao anaty vahaolana no mahatonga azy ho fototra.
Mba hamaritana ny pH, mila ny fifantohan'ny iôna OH⁻ isika. Ohatra, manana vahaolana CH3COOK 0,1 M isika ary ny tsy miovaovan'ny iônisation an'ny asidra asetika (Ka) dia 1,8 × 10⁻⁵.
Ireto avy ireo dingana natao:
1. Mampiasa ny tsy miovaova fototra (Kb) ho an'ny ion CH3COO⁻:
\[ K_b = \frac{K_w}{K_a} = \frac{10^{-14}}{1,8 \times 10^{-5}} = 5,56 \times 10^{-10} \]
2. Saraho ao anaty vahaolana ny iôna CH3COO⁻:
\[ K_b = \frac{[CH_3COOH][OH^-]}{[CH_3COO^-]} \]
Aoka ho 'x' ny ambaratongan'ny fisarahana:
\[ 5,56 x 10^{-10} = \frac{x^2}{0,1-x} \]
Raha tsy raharahiana ny \(x\) kely ao amin'ny denominator, dia azontsika tsorina:
\[ x^2 \approx 5,56 \times 10^{-11} \Rightarrow x = \sqrt{5,56 \times 10^{-11}} = 7,45 \times 10^{-6} \]
Fifantohana OH⁻:
\[ [OH^-] = 7,45 x 10^{-6} \]
pOH an'ny vahaolana:
pOH = -\log [OH^-] = -\log (7,45 x 10^{-6}) eo ho eo 5,13
Mampiasa ny fifandraisana misy eo amin'ny pH sy pOH:
\[ pH = 14 – pOH = 14 – 5,13 = 8,87 \]
Noho izany, ny vahaolana CH3COOK dia fototra miaraka amin'ny pH eo amin'ny 8,87 eo ho eo.
Fanontaniana 2: Hidrolisisan'ny Ammonium Chloride (NH4Cl)
Fanontaniana:
Asidra, fototra, sa tsy miandany ve ny vahaolana ammonium klôro (NH4Cl)? Soraty ny fihetsiky ny hydrolyse izay mitranga ary fantaro ny pH-n'ny vahaolana.
Dinika:
Sira avy amin'ny asidra mahery (HCl) sy ny fotony malemy (NH3) ny klôriôma amôniôma (NH4Cl). Avy amin'izany, azontsika tsoahina fa asidra ny vahaolana satria afaka mivaingana ao anaty rano ny iôna amôniôma (NH4⁺).
Toy izao ny fihetsika:
\[ NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 + H_3O^+ \]
Manome prôtôna (H⁺) ho an'ny molekiolan'ny rano (H2O) ny iôna amôniôma (NH4⁺) mba hamorona amoniaka (NH3) sy iôna hidroniôma (H3O⁺). Ny fisian'ny iôna hidroniôma (H3O⁺) ao anatin'ity vahaolana ity dia mahatonga ny vahaolana ho asidra.
Ohatra, manana vahaolana NH4Cl 0,1 M isika. Ny tsy miovaovan'ny ionisation fototra (Kb) ho an'ny NH3 dia 1,8 × 10⁻⁵.
Ireto avy ireo dingana natao:
1. Mampiasa ny tsy miovaovan'ny asidra (Ka) ho an'ny iôna NH4⁺:
\[ K_a = \frac{K_w}{K_b} = \frac{10^{-14}}{1,8 \times 10^{-5}} = 5,56 \times 10^{-10} \]
2. Saraho ireo iôna NH4⁺ ao anaty vahaolana:
\[ K_a = \frac{[NH_3][H_3O^+]}{[NH_4^+]} \]
Aoka ho 'x' ny ambaratongan'ny fisarahana:
\[ 5,56 x 10^{-10} = \frac{x^2}{0,1-x} \]
Raha tsy raharahiana ny \(x\) kely ao amin'ny denominator, dia azontsika tsorina:
\[ x^2 \approx 5,56 \times 10^{-11} \Rightarrow x = \sqrt{5,56 \times 10^{-11}} = 7,45 \times 10^{-6} \]
Fifantohana H3O⁺:
\[ [H_3O^+] = 7,45 x 10^{-6} \]
pH an'ny vahaolana:
pH = -\log [H_3O^+] = -\log (7,45 x 10^{-6}) eo ho eo 5,13
Noho izany, asidra ny vahaolana NH4Cl miaraka amin'ny pH eo amin'ny 5,13 eo ho eo.
Amin'ireo ohatra roa etsy ambony ireo, dia hitantsika ny fomba ahafahan'ny famantarana ny karazana hydrolysis manampy amin'ny famaritana ny toetran'ny vahaolana iray. Amin'ny fampiharana ny tsy miovaovan'ny ionization equilibrium (Ka na Kb) sy ny fiheverana tsotra vitsivitsy, dia afaka mamaha ireo olana ireo mora foana isika.
Ity fifanakalozan-kevitra momba ny olana momba ny hydrolysis sira ity dia tsy vitan'ny hoe mampiofana fahaiza-manao famakafakana amin'ny kajy matematika fa mampitombo ihany koa ny fahatakarana ny foto-kevitra fototra momba ny simia vahaolana. Ny fahatakarana ny fomba fandraisan'anjaran'ny ion avy amin'ny fiaviana samihafa amin'ny prôtôna na mpandray amin'ny molekiola rano, ary ny fiantraikan'izany amin'ny pH an'ny vahaolana, dia fototra amin'ny fifehezana lohahevitra mandroso maro amin'ny simia.
