Хүчил ба шүлтийг хэрхэн тодорхойлох вэ
Хүчил ба суурийг тодорхойлох нь химийн хичээлийн үндсэн боловч чухал ур чадвар бөгөөд сургуулийн даалгавар, лабораторийн туршилт эсвэл өдөр тутмын хэрэглээнд зориулагдсан байдаг. Бидний гэрт тулгардаг олон материал, тухайлбал цуу, цитрус жимс, саван, угаалгын нунтаг зэрэг нь хүчиллэг эсвэл шүлтлэг шинж чанартай байдаг. Тэдгээрийг хэрхэн танихыг ойлгох нь бидэнд химийн бодисуудтай илүү аюулгүй ажиллах, химийн урвалыг илүү хялбар ойлгох, тодорхой зорилгоор материалыг илүү нарийвчлалтай сонгоход тусалдаг. Энэ нийтлэлд хүчил ба суурийн утга учир , тэдгээрийн шинж чанар, тэдгээрийг тодорхойлох практик болон шинжлэх ухааны аргуудын талаар авч үзэх болно.
Хүчил ба шүлтийг ойлгох нь
Ерөнхийдөө хүчил гэдэг нь усанд ууссан үед устөрөгчийн ион (H⁺) ялгаруулж чаддаг бодис бол суурь нь ашигласан онолоос хамааран гидроксид ион (OH⁻) үүсгэх эсвэл протон (H⁺) хүлээн авах чадвартай бодис юм.
Ихэнхдээ ашиглагддаг зарим онолууд:
1. Аррениус: Хүчил нь усанд H⁺, суурь нь усанд OH⁻ үүсгэдэг.
2. Брёнстед-Лоури: Хүчил нь протоны донор, суурь нь протоны акцептор юм.
3. Льюис: Хүчил нь электрон хосыг хүлээн авдаг бол суурь нь электрон хосыг өгдөг.
Өдөр тутмын практикт хүчил ба суурийг тодорхойлох ажлыг ерөнхийдөө индикаторын өнгөний өөрчлөлт , рН-ийн утга, амт зэрэг хэд хэдэн онцлог шинж чанарт үндэслэн хийдэг (гэхдээ үүнийг шууд туршиж болохгүй, учир нь энэ нь аюултай).
Тодорхойлох түлхүүр болох рН-ийн тухай ойлголт
Бодисын хүчиллэг эсвэл шүлтлэг эсэхийг тодорхойлох хамгийн хялбар аргуудын нэг бол рН-ийн утгыг харах явдал юм. рН нь уусмал дахь H⁺ ионуудын концентрацийн хэмжүүр юм.
– рН < 7: хүчиллэг уусмал – рН = 7: төвийг сахисан (жишээ нь цэвэр ус) – рН > 7: үндсэн уусмал
рН-ийн утга 7-оос хол байх тусам хүчил эсвэл суурь нь илүү хүчтэй байдаг. Жишээлбэл, рН нь 1-тэй уусмал нь рН нь 5-тай уусмалаас хамаагүй илүү хүчиллэг байдаг. Үүнтэй адил рН нь 13 нь рН нь 9-өөс илүү шүлтлэг байдаг.
Хүчлийн шинж чанар
Хүчиллэгийн зарим ерөнхий шинж чанарууд нь:
1. Цитрус эсвэл цуу шиг исгэлэн амттай (гэхдээ лабораторид химийн бодисын амтыг мэдэрдэггүй).
2. Зарим металлуудтай (жишээ нь цайр эсвэл магни) урвалд орж устөрөгчийн хий үүсгэж чаддаг.
3. Индикаторын өнгийг өөрчлөх: хүчиллэг нөхцөлд олон индикатор улаан эсвэл улбар шар өнгөтэй болно.
4. Өндөр концентрацид идэмхий, жишээлбэл, хүхрийн хүчил (H₂SO₄).
5. Уусмал (электролит)-д цахилгаан дамжуулдаг, учир нь энэ нь ион үүсгэдэг.
Түгээмэл тохиолддог хүчлүүдийн жишээ: цууны хүчил (цуу), нимбэгийн хүчил (цитрус жимс), давсны хүчил (ходоодны хүчил) болон нүүрстөрөгчийн хүчил (хий ундаа).
Суурийн шинж чанарууд
Суурь нь хүчлүүдийн шинж чанаруудаас ихэвчлэн эсрэг шинж чанартай байдаг:
1. Энэ нь гашуун амттай бөгөөд саван шиг гулгамтгай мэдрэмж төрүүлдэг (гэхдээ хэлээрээ туршиж үзэх хэрэггүй).
2. Заагчийн өнгийг өөрчлөх: олон заагч үндсэн нөхцөлд цэнхэр, ногоон эсвэл нил ягаан өнгөтэй болно.
3. Хүчлийг саармагжуулж давс, ус үүсгэж чадна (саармагжуулах урвал).
4. Өндөр концентрацитай үед идэмхий бодис, жишээлбэл натрийн гидроксид (NaOH).
5. Ион үүсгэдэг тул уусмалд цахилгаан дамжуулдаг.
Өдөр тутмын хэрэглээний суурь жишээ: саван, угаалгын нунтаг, хүнсний сода (натрийн бикарбонат), аммиак, ус зайлуулах хоолой цэвэрлэх уусмал.
Хүчил ба шүлтийг тодорхойлох аргууд
1. Лакмус цаас ашиглах
Лакмусын цаас нь сургуулиудад маш түгээмэл хэрэглэгддэг индикатор юм. Улаан лакмус ба цэнхэр лакмус гэсэн хоёр төрөл байдаг.
– Хүчил нь цэнхэр лакмусыг улаан өнгөтэй болгодог.
– Суурь нь улаан лакмусыг цэнхэр болгож өөрчилдөг.
– Төвийг сахисан бодисууд аль алиных нь өнгийг өөрчилдөггүй.
Хэрэглэх алхамууд нь маш энгийн: лакмус цаасыг уусмалд дүрээд хэдэн секунд хүлээгээд дараа нь өнгөний өөрчлөлтийг ажиглана уу.
2. Бүх нийтийн индикаторуудыг ашиглах нь
Бүх нийтийн индикаторууд нь ихэвчлэн рН-ийн хэмжээс дээр янз бүрийн өнгийг харуулдаг цаас эсвэл уусмалууд байдаг. Лакмусаас давуу тал нь рН-ийн утгыг илүү нарийвчлалтай харуулж чаддагт оршино.
Мисалня:
– рН 1–3: улаан (хүчтэй хүчил)
– рН 4–6: шар (сул хүчил)
– рН 7: ногоон (төвийг сахисан)
– рН 8–11: цэнхэр (шүлтлэг)
– рН 12–14: нил ягаан (хүчтэй суурь)
Бүх нийтийн индикаторууд нь хурдан танихад тохиромжтой боловч ойролцоо хэвээр байна.
3. рН хэмжигч ашиглах
Илүү нарийвчлалтай үр дүнд хүрэхийн тулд рН-ийг шууд хэмждэг электрон төхөөрөмж болох рН тоолуурыг ашиглаарай. рН тоолуурыг лаборатори, хүнсний үйлдвэрлэл, хөдөө аж ахуй (хөрсний шинжилгээ), ус цэвэршүүлэхэд түгээмэл ашигладаг.
Үүнийг хэрхэн ашиглах вэ:
1. рН тоолуурыг дараах аргаар тохируулна уу буфер уусмал (рН 4, 7 ба/эсвэл 10).
2. Электродуудыг нэрмэл усаар зайлна.
3. Электродыг дээжийн уусмалд дүрнэ.
4. Тоо тогтворжих хүртэл хүлээгээд дараа нь рН-ийн утгыг тэмдэглэнэ үү.
рН тоолуурын давуу тал нь нарийвчлалтай бөгөөд уншихад хялбар байдаг. Сул тал нь засвар үйлчилгээ, тохируулга шаарддаг.
4. Ашиглах Байгалийн үзүүлэлтүүд
Хиймэл индикаторуудаас гадна бид антоцианин гэх мэт тодорхой пигмент агуулсан ургамлын байгалийн индикаторуудыг ашиглаж болно.
Байгалийн үзүүлэлтүүдийн жишээ:
– Нил ягаан байцаа: хүчилд улаан болж, шүлтэд хөх ногоон өнгөтэй болдог.
– Турмерик: суурь дээр улаавтар хүрэн өнгөтэй болдог бол хүчилд шар өнгөтэй хэвээр үлддэг.
– Хибискус: рН-ээс хамааран өнгөө өөрчилж чаддаг.
Нил ягаан байцааны индикатор хийх хялбар арга:
1. Нил ягаан байцааны хэрчимүүдийг усанд буцалгана.
2. Буцалсан усыг (нил ягаан) шүүнэ.
3. Дээжийн уусмалыг жижиг шилэн аяганд хийнэ.
4. Өнгөний өөрчлөлтийг ажигла.
Энэ арга нь гэртээ энгийн практик дасгал хийх эсвэл ангид үзүүлэхэд маш тохиромжтой.
5. Энгийн химийн урвалыг ажиглах
Хүчил эсвэл суурийг тодорхойлоход туслах хэд хэдэн урвал байдаг боловч тэдгээрийг болгоомжтой хийх шаардлагатай байдаг.
– Хүчил ба металлын урвал: устөрөгчийн хийн бөмбөлөг үүснэ.
– Хүчил нь карбонат/бикарбонаттай (жишээ нь хүнсний сода) урвалд орсноор: хөөс хэлбэрээр харагдах нүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO₂) үүсдэг.
– Саармагжуулах: хүчил ба суурийг холиход давс ба ус үүсч, экзотермик урвалын улмаас температур нэмэгдэж болно.
Энэ арга нь найрлага нь тодорхойгүй бодисуудад тийм ч тохиромжтой биш бөгөөд зааврын дагуу хийх ёстой.
Хүчил ба суурийг турших үеийн аюулгүй байдал
Хүчил ба шүлтийг тодорхойлохыг үл тоомсорлож болохгүй. Аюулгүй байдлын урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ авах хэрэгтэй. Зарим хүчил ба шүлтүүд нь идэмхий бөгөөд арьс, нүд, амьсгалын замыг гэмтээж болно.
Аюулгүй байдлын зөвлөмжүүд:
- Дадлагын үеэр бээлий, хамгаалалтын шил зүү.
– Ямар ч уусмалыг амталж болохгүй.
– Химийн уурыг шууд амьсгалахаас зайлсхий (шаардлагатай бол агааржуулалтын аргыг ашиглаарай).
– Хэрэв арьсанд хүрвэл урсгал усаар зайлна.
- Химийн бодисыг шошготой саванд хадгална.
Аюулгүй байдал нь шинжлэх ухааны ур чадварын чухал хэсэг юм.
Хаах
Хүчил ба суурийг тодорхойлох нь лакмус цаас гэх мэт энгийн аргуудаас эхлээд рН хэмжигч гэх мэт илүү нарийвчлалтай аргууд хүртэл янз бүрийн аргаар хийгдэж болно. рН-ийг ойлгох, хүчил ба суурийн шинж чанарыг таних, байгалийн индикаторуудыг ашиглах нь тодорхойлох ажлыг илүү хялбар, аюулгүй болгоход тусалдаг. Эдгээр ур чадварын тусламжтайгаар бид химийн ойлголтуудыг илүү сайн ойлгоод зогсохгүй өдөр тутмын хэрэглээний материалыг, ялангуяа эрүүл ахуй, хоол хүнс, эрүүл мэндтэй холбоотой материалыг ашиглахдаа илүү ухаалаг болдог. Дадлага, ажиглалтын тусламжтайгаар хүчил ба суурийг ялгах чадвар нь олон нөхцөл байдалд маш хэрэгтэй мэдлэг болно.
Хэрэв та хүсвэл би энэ нийтлэлийн бага, дунд, ахлах сургуульд зориулсан жишээ асуултууд болон энгийн туршилтуудын хамт хувилбарыг нь бичиж өгч болно.
