Brønsted-Lowry အက်ဆစ်-ဘေ့စ် ဆွေးနွေးမှု မေးခွန်းများ ဥပမာ
အက်ဆစ်နှင့် ဘေ့စ်များသည် ဓာတုဗေဒတွင် အရေးကြီးသော အယူအဆများဖြစ်ပြီး နှစ်ပေါင်းများစွာ သိပ္ပံပညာရှင်များစွာမှ တီထွင်ပြီး ပြုပြင်ခဲ့ကြသည်။ အလွန်ရေပန်းစားသော သီအိုရီများထဲမှ တစ်ခုမှာ ၁၉၂၃ ခုနှစ်တွင် Johannes Nicolaus Brønsted နှင့် Thomas Martin Lowry တို့မှ တင်ပြခဲ့သော Brønsted-Lowry သီအိုရီဖြစ်သည်။ ဤသီအိုရီသည် အက်ဆစ်နှင့် ဘေ့စ်များသည် ဓာတုဗေဒတုံ့ပြန်မှုများတွင် မည်သို့ အပြန်အလှန် သက်ရောက်မှုရှိသည်ကို ပိုမိုကျယ်ပြန့်သော အမြင်တစ်ခု ပေးပါသည်။ ဤဆောင်းပါးတွင်၊ Brønsted-Lowry ၏ အက်ဆစ်နှင့် ဘေ့စ် သဘောတရားနှင့် ဆက်စပ်သော ဥပမာပြဿနာများစွာနှင့် ၎င်းတို့ကို မည်သို့ဖြေရှင်းရမည်ကို ဆွေးနွေးပါမည်။
Brønsted-Lowry အက်ဆစ်နှင့်ဘေ့စ်များ၏ အခြေခံသဘောတရားများ
Brønsted-Lowry သီအိုရီအရ အက်ဆစ်ဆိုသည်မှာ ပရိုတွန် (H+) ကို လှူဒါန်းနိုင်သော အရာဖြစ်ပြီး၊ ဘေ့စ်ဆိုသည်မှာ ပရိုတွန်ကို လက်ခံနိုင်သော အရာဖြစ်သည်။ ဓာတုဓာတ်ပြုမှုများတွင် အက်ဆစ်နှင့် ဘေ့စ်တို့သည် ပရိုတွန်လွှဲပြောင်းမှု လုပ်ငန်းစဉ်မှတစ်ဆင့် အပြန်အလှန် ဓါတ်ပြုကြပြီး၊ ဒြပ်ပေါင်းတစ်ခုသည် ပရိုတွန်ကို ထုတ်လွှတ်ခြင်းဖြင့် အက်ဆစ်အဖြစ် လုပ်ဆောင်ပြီး အခြားဒြပ်ပေါင်းတစ်ခုသည် ပရိုတွန်ကို လက်ခံခြင်းဖြင့် ဘေ့စ်အဖြစ် လုပ်ဆောင်ကြသည်။
အက်ဆစ်-ဘေ့စ် တုံ့ပြန်မှုများ၏ ဥပမာများ
Brønsted-Lowry သီအိုရီအရ အက်ဆစ်နှင့် အယ်ကာလိုင်းအကြား ရိုးရှင်းသော ဓာတ်ပြုမှု၏ ဥပမာတစ်ခုမှာ ကြေးနီ(II) ဆာလဖိတ် (H2SO4) နှင့် ဆိုဒီယမ်ဟိုက်ဒရောက်ဆိုဒ် (NaOH) အကြား ဓာတ်ပြုမှုဖြစ်သည်။
\[ \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaHSO}_4 + \text{H}_2\text{O} \]
ဤဓာတ်ပြုမှုတွင်၊ ဆာလ်ဖျူရစ်အက်ဆစ် (H2SO4) သည် ပရိုတွန် (H+) ကို ပရိုတွန်ကိုလက်ခံသော ဘေ့စ် NaOH သို့ ပေးသောကြောင့် Brønsted-Lowry အက်ဆစ်အဖြစ် လုပ်ဆောင်သည်။
နမူနာမေးခွန်းများနှင့် ဆွေးနွေးချက်များ
မေးခွန်း ၁: အက်ဆစ်နှင့် ဘေ့စ်များကို ခွဲခြားသတ်မှတ်ခြင်း
မေးခွန်း:
အောက်ပါ ဓာတ်ပြုမှုများတွင် Brønsted-Lowry အက်ဆစ်များနှင့် အယ်ကာလိုင်းများကို ဖော်ထုတ်ပါ-
\[ \text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \]
ဆွေးနွေးချက်:
ဤဓာတ်ပြုမှုတွင် အမိုးနီးယား (NH3) နှင့် ရေ (H2O) တို့သည် ဓာတ်ပြုပစ္စည်းများဖြစ်ပြီး အမိုးနီးယားအိုင်းယွန်းများ (NH4+) နှင့် ဟိုက်ဒရောက်ဆိုဒ်အိုင်းယွန်းများ (OH-) တို့သည် ထုတ်ကုန်များဖြစ်သည်။ မည်သည့်အရာသည် အက်ဆစ်အဖြစ် လုပ်ဆောင်ပြီး မည်သည့်အရာသည် အယ်ကာလိုင်းအဖြစ် လုပ်ဆောင်သည်ကို ကြည့်ရအောင်။
- NH3 သည် H2O မှ ပရိုတွန် (H+) များကို လက်ခံပြီး NH4+ ဖွဲ့စည်းသောကြောင့် base အဖြစ် လုပ်ဆောင်သည်။
- H2O သည် ပရိုတွန် (H+) ကို NH3 သို့ ပေး၍ OH- ကို ဖွဲ့စည်းပေးသောကြောင့် အက်ဆစ်အဖြစ် လုပ်ဆောင်သည်။
ဒါကြောင့် ဒီတုံ့ပြန်မှုမှာ-
– NH3 သည် Brønsted-Lowry အခြေစိုက်စခန်းဖြစ်သည်။
– H2O သည် Brønsted-Lowry အက်ဆစ် ဖြစ်သည်။
မေးခွန်း ၂: ကြိယာဆက်စပ် တုံ့ပြန်မှုများ ရေးသားခြင်း
မေးခွန်း:
အောက်ပါဓာတ်ပြုမှုများအတွက် conjugate acid-base pairs များကိုရေးပါ။
\[ \text{HCl} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_3\text{O}^+ + \text{Cl}^- \]
ဆွေးနွေးချက်:
ဤဓာတ်ပြုမှုတွင် HCl သည် ပရိုတွန် (H+) ကို H2O သို့ ပေးခြင်းဖြင့် Brønsted-Lowry အက်ဆစ်အဖြစ် လုပ်ဆောင်သည်။ ရေ (H2O) သည် ပရိုတွန်ကိုလက်ခံပြီး Brønsted-Lowry အခြေအဖြစ် လုပ်ဆောင်သည်။ ပရိုတွန်ဆုံးရှုံးပြီးနောက် HCl သည် Cl- အဖြစ်သို့ပြောင်းလဲသွားပြီး H2O သည် ပရိုတွန်ရရှိပြီးနောက် H3O+ အဖြစ်သို့ပြောင်းလဲသွားသည်။
– အက်ဆစ် (HCl) နှင့် ၎င်း၏ ပေါင်းစပ်အခြေခံ (Cl-)
– ဘေ့စ် (H2O) နှင့် ၎င်း၏ ကွန်ဂျူဂိတ် အက်ဆစ် (H3O+)
ထို့ကြောင့်၊ ဤတုံ့ပြန်မှုတွင် conjugate acid-base pair သည်-
– HCl / Cl-
– ရေ/ရေ ၃O+
မေးခွန်း ၃: အက်ဆစ်အားနည်းသော ပျော်ရည်၏ pH တွက်ချက်ခြင်း
မေးခွန်း:
အက်ဆစ်ပြိုကွဲမှု ကိန်းသေ (Ka) သည် \(1.8 \x 10^{-5}\) ဖြစ်ကြောင်း သိရှိပါက အက်စီတစ်အက်ဆစ် (CH3COOH) ၏ 0.1 M ပျော်ရည်၏ pH ကို တွက်ချက်ပါ။
ဆွေးနွေးချက်:
အက်စီတစ်အက်ဆစ်သည် အက်ဆစ်အပျော့စားဖြစ်ပြီး ရေတွင် အောက်ပါညီမျှခြင်းအရ တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းသာ အိုင်းယွန်းအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲသည်-
\[ \text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+ \]
pH တွက်ချက်ရန် အဆင့်များမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်။
၁။ ကနဦး செறிவுနှင့် செறிவுပြောင်းလဲမှုကို အသုံးပြု၍ မျှခြေဖော်ပြချက်ကို စီစဉ်ပါ။
\[ \text{Ka} = \frac{[\text{CH}_3\text{COO}^-][\text{H}^+]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]} \]
၂။ သိထားသောတန်ဖိုးများကို အစားထိုးပြီး \([H^+]\ အတွက် ဖြေရှင်းပါ-
\[ ၁.၈ x ၁၀^{-၅} = x^2}{0.1 – x} \]
\(x\) သည် 0.1 နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက အလွန်သေးငယ်သောကြောင့်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် \(0.1 – x \approx 0.1\ ကို ခန့်မှန်းနိုင်သည်-
\[ ၁.၈ x ၁၀^{-၅} = x^၂}{၀.၁} \]
\[ x^2 = 1.8 x 10^{-6} \]
\[ x = \sqrt{1.8 \x10^{-6}} \]
\[ x \ခန့်မှန်းခြေ ၁.၃၄ x ၁၀^{-၃} \]
၃။ pH ကို တွက်ချက်ပါ-
\[ \text{pH} = -\log[\text{H}^+] \]
\[ pH = -\log(၁.၃၄ x ၁၀^{-၃}) \]
\[ pH 2.87 ခန့် \]
ထို့ကြောင့် 0.1 M အက်စီတစ်အက်ဆစ် ပျော်ရည်၏ pH သည် 2.87 ခန့်ဖြစ်သည်။
မေးခွန်း ၄: အမ်ဖီပရိုတစ် ဖြေရှင်းချက်များကို ဖော်ထုတ်ခြင်း
မေးခွန်း:
အောက်ပါတုံ့ပြန်မှုတွင် amphiprotic solution ကိုဖော်ထုတ်ပြီး အကြောင်းရင်းကိုရှင်းပြပါ။
\[ \text{HCO}_3^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 + \text{OH}^- \]
ဆွေးနွေးချက်:
အမ်ဖစ်ပရိုတစ် ပျော်ရည်ဆိုသည်မှာ ဓာတ်ပြုမှု အခြေအနေပေါ် မူတည်၍ အက်ဆစ် သို့မဟုတ် အယ်ကာလိုင်း အဖြစ် လုပ်ဆောင်နိုင်သော ပျော်ရည် တစ်မျိုး ဖြစ်သည်။ အထက်ပါ ဓာတ်ပြုမှု ဥပမာတွင်-
– \(\text{HCO}_3^-\) သည် \(\text{H}_2\text{O}\ မှ ပရိုတွန်ကို လက်ခံသောအခါတွင် base အဖြစ်လုပ်ဆောင်ပြီး \(\text{H}_2\text{CO}_3\) ကို ထုတ်လုပ်ပေးသည်။
– \(\text{HCO}_3^-\) သည် အခြားအခြေအနေများတွင်လည်း အက်ဆစ်အဖြစ် လုပ်ဆောင်နိုင်ပြီး ပရိုတွန်တစ်ခုကို ထုတ်လွှတ်ကာ \(\text{CO}_3^{2-}\) ကို ထုတ်လုပ်ပေးနိုင်သည်။
၎င်းက \(\text{HCO}_3^-\) အိုင်းယွန်းသည် အမ်ဖီပရိုတစ်ဖြစ်ကြောင်း ပြသသည်။ ၎င်းသည် အခြားဓာတ်ပြုမှုပေါ် မူတည်၍ အက်ဆစ် (ပရိုတွန်ပေးသူ) နှင့် ဘေ့စ် (ပရိုတွန်လက်ခံသူ) နှစ်မျိုးလုံးအဖြစ် လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။
ဤဥပမာပြဿနာများဖြင့်၊ Brønsted-Lowry အက်ဆစ်-ဘေ့စ်သီအိုရီကို ဓာတုဗေဒ အပြန်အလှန် သက်ရောက်မှုများကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာရန်နှင့် ခန့်မှန်းရန် မည်သို့အသုံးပြုသည်ကို ကျွန်ုပ်တို့ ပိုမိုနားလည်နိုင်ပါသည်။ ဤသီအိုရီကို ခိုင်မာစွာနားလည်ခြင်းသည် ဓာတုဗေဒ၊ ဇီဝဓာတုဗေဒနှင့် အခြားသိပ္ပံများတွင် အသုံးချမှုများစွာအတွက် အခြေခံအုတ်မြစ်ဖြစ်သည်။
