Ohatra amin'ny fanontaniana miresaka momba ny toetra sy ny foto-kevitry ny asidra sy ny foto-kevitra
Lohahevitra manan-danja amin'ny simia ny toetra sy ny foto-kevitry ny asidra sy ny foto-kevitra, izay miely patrana amin'ny sehatra isan-karazany, anisan'izany ny indostria, ny fivarotam-panafody, ary ny biokimia. Ny fahatakarana ny foto-kevitra fototra sy ny fampiharana ny toetran'ny asidra sy ny foto-kevitra dia fototra ho an'ny mpianatra sy mpikaroka. Ity lahatsoratra ity dia hiresaka momba ny olana maromaro momba ny toetra sy ny foto-kevitry ny asidra sy ny foto-kevitra, miaraka amin'ny vahaolana amin'izy ireo, mba hanomezana sary mazava kokoa ny mpamaky.
Hevitra fototra momba ny asidra sy ny fotony
Alohan'ny handinihantsika ireo fanontaniana sy ny fifanakalozan-kevitra momba azy ireo dia andeha hojerentsika ny hevitra fototra momba ny asidra sy ny fotony.
Marikivy:
– Ny asidra dia zavatra simika izay afaka manome iôna hidrôzenina (H⁺) ao anaty vahaolana.
– Manana toetra asidra ny asidra, ohatra ny tsirony marikivy (toy ny vinaingitra) ary ny fahafahana mihetsika amin'ny metaly.
Bass:
– Ny base dia fitambarana izay afaka mandray ion hidrôzenina na mitarika ion hidrôksida (OH⁻) ao anaty vahaolana.
– Manana toetra fototra ny fototra, toy ny tsiro mangidy sy ny firafiny malama (toy ny savony).
Teoria momba ny asidra-base:
– Teôrian'i Arrhenius: Ny asidra dia mamokatra H⁺ ary ny base dia mamokatra OH⁻ ao anaty rano.
– Teoria Brønsted-Lowry: Mpanome H⁺ ny asidra ary mpandray H⁺ ny base.
– Teorian'i Lewis: Ny asidra dia mpandray tsiroaroa elektrôna ary ny base dia mpanome tsiroaroa elektrôna.
Fanontaniana sy fifanakalozan-kevitra santionany
Ohatra Fanontaniana 1: Fikajiana ny pH-n'ny vahaolana asidra matanjaka
Fanontaniana:
Kajy ny pH-n'ny vahaolana HCl 0,01 M.
Dinika:
Asidra mahery ny HCl izay hisaraka tanteraka ao anaty vahaolana ka hamokatra H⁺ sy Cl⁻. Mitovy amin'ny fifantohana voalohany amin'ny HCl ny fifantohan'ny H⁺.
\[ [H⁺] = 0,01 \, M \]
Ny pH dia faritana ho logaritma 10 fototra ratsy amin'ny fifantohan'ny ion hidrôzenina:
\[ \text{pH} = -\log[H⁺] \]
\[ \text{pH} = -\log(0,01) \]
\[ \text{pH} = 2 \]
Noho izany, ny pH-n'ny vahaolana HCl 0,01 M dia 2.
Ohatra Fanontaniana 2: Fikajiana ny pH-n'ny Vahaolana Fototra Matanjaka
Fanontaniana:
Kajy ny pH-n'ny vahaolana NaOH 0,001 M.
Dinika:
Base matanjaka ny NaOH izay hisaraka tanteraka ao anaty vahaolana, ka hamokatra Na⁺ sy OH⁻. Mitovy amin'ny fifantohana voalohany amin'ny NaOH ny fifantohan'ny OH⁻.
\[ [OH⁻] = 0,001 \, M \]
Ny PoH dia faritana ho logaritma fototra 10 ratsy amin'ny fifantohan'ny ion hydroxide:
\[ \text{pOH} = -\log[OH⁻] \]
\[ \text{pOH} = -\log(0,001) \]
\[ \text{pOH} = 3 \]
Mifandray amin'ny alalan'ny fampitoviana ny pH sy ny pOH:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
\[ \text{pH} = 14 – 3 \]
\[ \text{pH} = 11 \]
Noho izany, ny pH-n'ny vahaolana NaOH 0,001 M dia 11.
Ohatra 3: Fikajiana ny pH-n'ny asidra malemy
Fanontaniana:
Kajio ny pH-n'ny vahaolana asidra asetika M (CH₃COOH) 0,1, izay manana tsy miovaovan'ny fisarahan'ny asidra (Ka) \( 1,8 \times 10^{-5} \).
Dinika:
Tsy misaraka tanteraka ao anaty vahaolana ny asidra malemy. Mba hikajiana ny pH, dia tsy maintsy faritana aloha ny fifantohan'ny iôna H⁺ amin'ny fampiasana ny sandan'ny Ka.
\[ CH_3COOH \rightleftharpoons H^+ + CH_3COO^- \]
Raha ny \( x \) no fifantohan'ny H⁺ vokarina:
\[ Ka = \frac{{[H^+][CH_3COO^-]}}{{[CH_3COOH]}} \]
\[ Ka = \frac{{x \cdot x}}{{0,1 – x}} \]
Satria asidra malemy izy io, dia hevero fa kely dia kely ny \( x \) ka ny \( 0,1 – x \approx 0,1 \):
\[ 1,8 x 10^{-5} = \frac{x^2}{0,1} \]
\[ x^2 = 1,8 x 10^{-6} \]
\[ x = \sqrt{1,8 \times 10^{-6}} \]
\[ x \ eo ho eo 1,34 \ fotoana 10^{-3} \]
Ny fifantohan'ny iôna H⁺ dia eo amin'ny \( 1,34 \times 10^{-3} \):
\[ \text{pH} = -\log[H^+] \]
\[ \text{pH} = -\log(1,34 \x 10^{-3}) \]
\[ \text{pH} \eo amin'ny 2,87 eo ho eo \]
Noho izany, ny pH-n'ny vahaolana CH₃COOH 0,1 M dia eo amin'ny 2,87 eo ho eo.
Ohatra Fanontaniana 4: Fikajiana ny pH-n'ny Base Malemy
Fanontaniana:
Kajio ny pH-n'ny vahaolana amoniaka (NH₃) 0,05 M, izay manana tsy miovaovan'ny fisaraham-bazana fototra (Kb) \( 1,8 \times 10^{-5} \).
Dinika:
Tsy misaraka tanteraka ao anaty vahaolana ny fototra malemy. Mba hikajiana ny pH, dia tsy maintsy faritana aloha ny fifantohan'ny iôna OH⁻ amin'ny fampiasana ny sandan'ny Kb.
\[ NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^- \]
Raha ny fifantohan'ny OH⁻ vokarina no \( x \):
\[ Kb = \frac{{[NH_4^+][OH^-]}}{{[NH_3]}} \]
\[ Kb = \frac{{x \cdot x}}{{0,05 – x}} \]
Aoka hatao hoe kely dia kely ny \( x \) ka ny \( 0,05 – x \approx 0,05 \):
\[ 1,8 x 10^{-5} = \frac{x^2}{0,05} \]
\[ x^2 = 9,0 x 10^{-7} \]
\[ x = \sqrt{9,0 \times 10^{-7}} \]
\[ x \ eo ho eo 9,49 \ fotoana 10^{-4} \]
Ny fifantohan'ny iôna OH⁻ dia eo amin'ny \( 9,49 \times 10^{-4} \):
\[ \text{pOH} = -\log[OH^-] \]
\[ \text{pOH} = -\log(9,49 \times 10^{-4}) \]
\[ \text{pOH} \eo amin'ny 3,02 eo ho eo \]
Mifandray amin'ny alalan'ny fampitoviana ny pH sy ny pOH:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
\[ \text{pH} = 14 – 3,02 \]
\[ \text{pH} \eo amin'ny 10,98 eo ho eo \]
Ohatra Fanontaniana 5: Fanafoanana ny asidra sy ny fotony
Fanontaniana:
Firy ny habetsahan'ny vahaolana NaOH 0,1 M ilaina mba hanalefahana 50 mL amin'ny vahaolana HCl 0,1 M?
Dinika:
Ny fihetsiky ny asidra sy ny fotony dia miteraka rano sy sira:
\[ HCl + NaOH \ rightarrow NaCl + H_2O \]
Isan'ny môlan'ny HCl:
\[ n_{HCl} = Molarity x Volume \]
\[ n_{HCl} = 0,1 \, M x 0,05 \, L \]
\[ n_{HCl} = 0,005 \, mol \]
Satria ny môlan'ny HCl tsirairay dia mihetsika amin'ny môlan'ny NaOH iray, dia mitovy ny isan'ny môlan'ny NaOH ilaina, izany hoe môla 0,005.
Habetsaky ny NaOH ilaina:
\[ n_{NaOH} = Molarity_{NaOH} x Volume \]
\[ Habeny_{NaOH} = \frac{n_{NaOH}}{Molarity_{NaOH}} \]
\[ Habetsahana_{NaOH} = \frac{0,005 \, mol}{0,1 \, M} \]
\[ Volume_{NaOH} = 0,05 \, L \]
\[ Volume_{NaOH} = 50 \, mL \]
Noho izany, ilaina ny vahaolana NaOH 0,1 M 50 mL mba hanalefahana ny vahaolana HCl 0,1 M 50 mL.
Amin'ny alalan'ny fifanakalozan-kevitra momba ireo fanontaniana etsy ambony ireo, manantena izahay fa niha-mazava kokoa ny fahatakarantsika ny toetra sy ny foto-kevitry ny asidra sy ny foto-kevitra. Ireo toetra sy foto-kevitra ireo dia tena ilaina amin'ny fampiharana simia isan-karazany andavanandro, manomboka amin'ny famakafakana laboratoara ka hatramin'ny indostria.
