Ohatra amin'ny fanontaniana miresaka momba ny tanjaky ny asidra sy ny fotony ary ny pH-ny
Lohahevitra manan-danja amin'ny simia ny tanjaky ny asidra-base sy ny pH, indrindra eo amin'ny sehatry ny asidra sy base. Ato amin'ity lahatsoratra ity, dia hiresaka momba ny fomba hamaritana ny tanjaky ny asidra sy base ary hikajiana ny pH-n'ny vahaolana amin'ny fampiasana ohatra maromaro isika.
Fampidirana ny asidra sy ny fotony
Assam
Ny asidra dia fitambarana izay afaka mamoaka iôna hidrôzenina (H⁺) rehefa levona anaty rano. Mifototra amin'ny fahafahany mamoaka iôna H⁺, ny asidra dia sokajiana ho karazany roa:
1. Asidra mahery: Asidra izay misaraka 100% ao anaty vahaolana, ka mamoaka tanteraka ny iôna H⁺. Ohatra: Asidra hidrôklôrika (HCl), asidra solifara (H₂SO₄), asidra nitrika (HNO₃).
2. Asidra malemy: Asidra izay misaraka ampahany fotsiny ao anaty vahaolana, ny molekiola sasany ihany no mamoaka iôna H⁺. Ohatra: Asidra asetika (CH₃COOH), asidra karbonika (H₂CO₃), asidra hidrosianika (HCN).
fototra
Ny fototra dia fitambarana izay afaka mamoaka iôna hidrôksida (OH⁻) rehefa levona anaty rano. Mifototra amin'ny fahafahany mamoaka iôna OH⁻, ny fototra dia sokajiana ho karazany roa ihany koa:
1. Base matanjaka: Base izay misaraka 100% ao anaty vahaolana, ka mamoaka tanteraka ny ion OH⁻. Ohatra: Sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH).
2. Base malemy: Base izay misaraka ampahany fotsiny ao anaty vahaolana, ny molekiola sasany ihany no mamoaka ion OH⁻. Ohatra: Ammonia (NH₃), magnesium hydroxide (Mg(OH)₂).
Hevitra momba ny pH
Ny pH dia fandrefesana ny asidra na ny alkalinity an'ny vahaolana. Faritana ho logaritma ratsy amin'ny fifantohan'ny ion hidrôzenina (H⁺) izany:
\[ \text{pH} = – \log [H⁺] \]
Ho an'ny vahaolana fototra, ampiasaina ihany koa ny pOH, izay faritana ho logaritma ratsy amin'ny fifantohan'ny ion hydroxide (OH⁻):
\[ \text{pOH} = – \log [OH⁻] \]
Ny fifandraisana misy eo amin'ny pH sy ny pOH dia:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
Ny pH 7 dia antsoina hoe tsy miandany, ny pH latsaky ny 7 dia asidra, ary ny pH mihoatra ny 7 dia alkaline.
Fanontaniana sy fifanakalozan-kevitra santionany
Ohatra Fanontaniana 1: Fikajiana ny pH-n'ny Asidra Mahery
Fanontaniana: Fantaro ny pH-n'ny vahaolana HCl 0,01 M.
Dinika: Asidra mahery ny HCl izay hisaraka tanteraka ho iôna H⁺ sy Cl⁻. Koa satria manana molarity 1:1 eo anelanelan'ny HCl sy H⁺ izy, dia 0,01 M ny fifantohan'ny H⁺.
\[ \text{pH} = – \log [H⁺] \]
\[ \text{pH} = – \log (0,01) \]
\[ \text{pH} = 2 \]
Noho izany, ny pH an'ny vahaolana HCl 0,01 M dia 2.
Ohatra Fanontaniana 2: Fikajiana ny pH-n'ny Asidra Malemy
Fanontaniana: Fantaro ny pH-n'ny vahaolana CH₃COOH (asidra asetika) 0,1 M raha toa ka ny \( K_a \) an'ny CH₃COOH dia \( 1,8 \x 10^{-5} \).
Dinika: Tsy misaraka tanteraka ny asidra malemy, ka mampiasa ny tsy miovaovan'ny fisarahana asidra ( \( K_a \) ) isika mba hamaritana ny fifantohan'ny H⁺. Ho an'ny CH₃COOH, ny fitoviana fisarahana dia:
\[ \text{CH₃ COOH} \rightleftharpoons \text{H⁺} + \text{CH₃ COO⁻} \]
Avy amin'ny fitsipiky ny vahaolana buffer, dia heverintsika fa ny \( x \) no fifantohan'ny ion H⁺ niforona:
\[ K_a = \frac{ [H⁺][CH₃ COO⁻] }{ [CH₃ COOH] } \]
\[ 1,8 x 10^{-5} = \frac{ (x)(x) }{ 0,1 – x } \]
Koa satria kely dia kely ny \( x \) raha oharina amin'ny 0,1 M, dia azontsika atao ny tsy miraharaha ny x ao amin'ny denominator:
\[ 1,8 x 10^{-5} \eo ho eo \frac{ x^2 }{ 0,1 } \]
\[ x^2 \eo ho eo 1,8 \in'ny 10^{-6} \]
\[ x \ eo ho eo \sqrt{ 1,8 \times 10^{-6} } \]
\[ x \ eo ho eo 1,34 \ fotoana 10^{-3} \]
Koa, ny fifantohan'ny H⁺ dia \( 1,34 \x 10^{-3} \):
\[ \text{pH} = – \log [H⁺] \]
\[ \text{pH} = – \log (1,34 \times 10^{-3}) \]
\[ \text{pH} \eo amin'ny 2,87 eo ho eo \]
Noho izany, ny pH-n'ny vahaolana CH₃COOH 0,1 M dia eo amin'ny 2,87 eo ho eo.
Ohatra Fanontaniana 3: Fikajiana ny pH-n'ny Base Matanjaka
Fanontaniana: Fantaro ny pH-n'ny vahaolana NaOH 0,01 M.
Dinika: Ny NaOH dia fototra matanjaka izay hisaraka tanteraka ho iôna Na⁺ sy OH⁻. Koa satria manana molarity 1:1 eo anelanelan'ny NaOH sy OH⁻ izy, ny fifantohan'ny OH⁻ dia 0,01 M.
\[ \text{pOH} = – \log [OH⁻] \]
\[ \text{pOH} = – \log (0,01) \]
\[ \text{pOH} = 2 \]
Mampiasa ny fifandraisana \( \text{pH} + \text{pOH} = 14 \):
\[ \text{pH} = 14 – \text{pOH} \]
\[ \text{pH} = 14 – 2 \]
\[ \text{pH} = 12 \]
Noho izany, ny pH an'ny vahaolana NaOH 0,01 M dia 12.
Ohatra Fanontaniana 4: Fikajiana ny pH-n'ny Base Malemy
Fanontaniana: Fantaro ny pH-n'ny vahaolana NH3 0,1 M raha toa ka 1,8 x 10^{-5} ny \( K_b \)-n'ny NH3.
Dinika: Tsy misaraka tanteraka ny fotony malemy, ka mampiasa ny tsy miovaovan'ny fisarahana fotony ( \( K_b \) ) isika mba hamaritana ny fifantohan'ny OH⁻. Ho an'ny NH₃, ny fampitoviana fisarahana dia:
\[ \text{NH₃ + H₂O} \rightleftharpoons \text{NH₄⁺ + OH⁻} \]
Amin'ny fampiasana fomba mitovy amin'ny amin'ny asidra malemy, dia heverintsika fa ny \( y \) no fifantohan'ny iôna OH⁻ miforona:
\[ K_b = \frac{ [NH₄⁺][OH⁻] }{ [NH₃] } \]
\[ 1,8 \times 10^{-5} = \frac{ (y)(y) }{ 0,1 – y } \]
Raha heverina fa kely ny \( y \), dia lasa toy izao ny fampitoviana:
\[ 1,8 \times 10^{-5} \approx \frac{ y^2 }{ 0,1 } \]
\[ y^2 \ eo ho eo 1,8 \x 10^{-6} \]
\[ y \ eo ho eo \sqrt{ 1,8 \times 10^{-6} } \]
\[ y \ eo ho eo 1,34 \ fotoana 10^{-3} \]
Ny fifantohan'ny OH⁻ dia \( 1,34 \x 10^{-3} \):
\[ \text{pOH} = – \log [OH⁻] \]
\[ \text{pOH} = – \log (1,34 \times 10^{-3}) \]
\[ \text{pOH} \eo amin'ny 2,87 eo ho eo \]
Mampiasa ny fifandraisana \( \text{pH} + \text{pOH} = 14 \):
\[ \text{pH} = 14 – 2,87 \]
\[ \text{pH} \eo amin'ny 11,13 eo ho eo \]
Noho izany, ny pH-n'ny vahaolana NH3 0,1 M dia eo amin'ny 11,13 eo ho eo.
Famaranana
Ny famaritana ny pH-n'ny vahaolana sy ny fahatakarana ny tanjaky ny asidra sy ny fotony dia fototra tena ilaina amin'ny simia. Ny asidra sy ny fotony matanjaka dia misaraka tanteraka ao anaty vahaolana, raha ny asidra sy ny fotony malemy kosa dia misaraka ampahany fotsiny. Ny fampiasana \( K_a \) sy \( K_b \) dia manamora ny kajy ny pH-n'ny asidra sy ny fotony malemy. Ireo fahaiza-manao ireo dia tena ilaina amin'ny fampiharana amin'ny sehatra isan-karazany, anisan'izany ny simia indostrialy, fanafody ary tontolo iainana. Amin'ny alàlan'ny fahatakarana ireo foto-kevitra sy ny fandalinana ohatra, dia afaka mamaha mora kokoa ny olana mifandraika amin'ny pH sy ny tanjaky ny asidra-fotony amin'ny fiainana andavanandro isika.
