အက်ဆစ်နှင့်ဘေ့စ်များ၏အစွမ်းသတ္တိနှင့် pH ကိုဆွေးနွေးသည့် ဥပမာမေးခွန်းများ

အက်ဆစ်နှင့်ဘေ့စ်များ၏အစွမ်းသတ္တိနှင့် pH ကိုဆွေးနွေးသည့် ဥပမာမေးခွန်းများ

အက်ဆစ်-ဘေ့စ်အစွမ်းသတ္တိနှင့် pH တို့သည် ဓာတုဗေဒတွင် အထူးသဖြင့် အက်ဆစ်နှင့်ဘေ့စ်နယ်ပယ်တွင် အရေးကြီးသော အကြောင်းအရာများဖြစ်သည်။ ဤဆောင်းပါးတွင်၊ ဥပမာပြဿနာများစွာကို အသုံးပြု၍ အက်ဆစ်နှင့်ဘေ့စ်အစွမ်းသတ္တိကို မည်သို့ဆုံးဖြတ်ရမည်နှင့် ဖြေရှင်းချက်၏ pH ကို မည်သို့တွက်ချက်ရမည်ကို ဆွေးနွေးပါမည်။

အက်ဆစ်နှင့်ဘေ့စ်နိဒါန်း

အာသံ

အက်ဆစ်ဆိုသည်မှာ ရေတွင်ပျော်ဝင်သောအခါ ဟိုက်ဒရိုဂျင်အိုင်းယွန်းများ (H⁺) ကို ထုတ်လွှတ်နိုင်သော ဒြပ်ပေါင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ H⁺ အိုင်းယွန်းများ ထုတ်လွှတ်နိုင်စွမ်းအပေါ် အခြေခံ၍ အက်ဆစ်များကို အမျိုးအစားနှစ်မျိုးခွဲခြားထားသည်-

၁။ အက်ဆစ်အပြင်းစား- ပျော်ရည်တွင် ၁၀၀% ပြိုကွဲပြီး H⁺ အိုင်းယွန်းများကို လုံးဝထုတ်လွှတ်သော အက်ဆစ်။ ဥပမာ- ဟိုက်ဒရိုကလိုရစ်အက်ဆစ် (HCl)၊ ဆာလဖျူရစ်အက်ဆစ် (H₂SO₄)၊ နိုက်ထရစ်အက်ဆစ် (HNO₃)။
၂။ အက်ဆစ်အားနည်းခြင်း- ပျော်ရည်တွင် တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းသာ ပြိုကွဲသော အက်ဆစ်တစ်မျိုးဖြစ်ပြီး မော်လီကျူးအချို့သာ H⁺ အိုင်းယွန်းများကို ထုတ်လွှတ်သည်။ ဥပမာ- အက်စီတစ်အက်ဆစ် (CH₃COOH)၊ ကာဗွန်နစ်အက်ဆစ် (H₂CO₃)၊ ဟိုက်ဒရိုဆိုက်ယာနစ်အက်ဆစ် (HCN)။

ဘာဆာ

ဘေ့စ်ဆိုသည်မှာ ရေတွင်ပျော်ဝင်သောအခါ ဟိုက်ဒရောက်ဆိုဒ်အိုင်းယွန်းများ (OH⁻) ကို ထုတ်လွှတ်နိုင်သော ဒြပ်ပေါင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ OH⁻ အိုင်းယွန်းများ ထုတ်လွှတ်နိုင်စွမ်းအပေါ်အခြေခံ၍ ဘေ့စ်များကို အမျိုးအစားနှစ်မျိုးခွဲခြားထားသည်-

၁။ ခိုင်မာသောဘေ့စ်- OH⁻ အိုင်းယွန်းများကို လုံးဝထုတ်လွှတ်ပြီး ပျော်ရည်တွင် ၁၀၀% ပြိုကွဲစေသော ဘေ့စ်။ ဥပမာ- ဆိုဒီယမ်ဟိုက်ဒရောက်ဆိုဒ် (NaOH)၊ ပိုတက်စီယမ်ဟိုက်ဒရောက်ဆိုဒ် (KOH)။
၂။ အားနည်းသောဘေ့စ်- ပျော်ရည်တွင် တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းသာ ပြိုကွဲသောဘေ့စ်ဖြစ်ပြီး မော်လီကျူးအချို့သာ OH⁻ အိုင်းယွန်းများကို ထုတ်လွှတ်သည်။ ဥပမာ- အမိုးနီးယား (NH₃)၊ မဂ္ဂနီဆီယမ်ဟိုက်ဒရောက်ဆိုဒ် (Mg(OH)₂)။

pH သဘောတရား

pH သည် ပျော်ရည်တစ်ခု၏ အက်စစ်ဓာတ် သို့မဟုတ် အယ်ကာလီဓာတ်ကို တိုင်းတာသည့် စံနှုန်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းကို ဟိုက်ဒရိုဂျင်အိုင်းယွန်း (H⁺) ပါဝင်မှု၏ အနုတ်လော်ဂရစ်သမ်အဖြစ် အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုထားသည်။

\[ \text{pH} = – \log[H⁺] \]

အခြေခံပျော်ရည်များအတွက် pOH ကိုလည်း အသုံးပြုပြီး၊ ၎င်းကို ဟိုက်ဒရောက်ဆိုဒ်အိုင်းယွန်း (OH⁻) ပါဝင်မှု၏ အနုတ်လော်ဂရစ်သမ်အဖြစ် သတ်မှတ်သည်-

\[ \text{pOH} = – \log [OH⁻] \]

pH နှင့် pOH အကြား ဆက်နွယ်မှုမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်။

\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]

pH 7 ကို ကြားနေ (neutral) လို့ခေါ်ပြီး၊ pH 7 အောက်ကို အက်ဆစ်ဓာတ် (acidic) လို့ခေါ်ပြီး pH 7 ထက်ကြီးရင် အယ်ကာလီဓာတ် (alkaline) လို့ခေါ်ပါတယ်။

နမူနာမေးခွန်းများနှင့် ဆွေးနွေးချက်

ဥပမာမေးခွန်း ၁: အပြင်းစားအက်ဆစ်၏ pH တွက်ချက်ခြင်း

မေးခွန်း: 0,01 M HCl ပျော်ရည်၏ pH ကို ဆုံးဖြတ်ပါ။

ဆွေးနွေးချက်- HCl သည် H⁺ နှင့် Cl⁻ အိုင်းယွန်းများအဖြစ် လုံးဝပြိုကွဲသွားမည့် အားကောင်းသော အက်ဆစ်တစ်မျိုးဖြစ်သည်။ HCl နှင့် H⁺ အကြားတွင် မိုလာရီ 1:1 ရှိသောကြောင့် H⁺ ၏ ပါဝင်မှုသည် 0,01 M ဖြစ်သည်။

\[ \text{pH} = – \log[H⁺] \]
\[ \text{pH} = – \log (0,01) \]
\[ \text{pH} = 2 \]

ထို့ကြောင့် 0,01 M HCl ပျော်ရည်၏ pH သည် 2 ဖြစ်သည်။

ဥပမာမေးခွန်း ၂: အက်ဆစ်အားနည်း၏ pH တွက်ချက်ခြင်း

မေးခွန်း: CH₃COOH ၏ (K_a \) သည် \(1,8 \x10^{-5} \) ဖြစ်ပါက 0,1 M CH₃COOH (acetic acid) ပျော်ရည်၏ pH ကို ဆုံးဖြတ်ပါ။

ဆွေးနွေးချက်- အက်ဆစ်အားနည်းများသည် လုံးဝပြိုကွဲမသွားသောကြောင့် H⁺ ၏ ပါဝင်မှုကို ဆုံးဖြတ်ရန် အက်ဆစ်ပြိုကွဲမှု ကိန်းသေ (\(K_a\)) ကို အသုံးပြုပါသည်။ CH₃COOH အတွက်၊ ပြိုကွဲညီမျှခြင်းသည်-

\[ \text{CH₃ COOH} \rightleftharpoons \text{H⁺} + \text{CH₃ COO⁻} \]

buffer solution rule အရ၊ \( x \) သည် ဖွဲ့စည်းထားသော H⁺ အိုင်းယွန်းများ၏ ပြင်းအားဖြစ်သည်ဟု ယူဆပါသည်။

\[ K_a = \frac{ [H⁺][CH₃ COO⁻] }{ [CH₃ COOH] } \]
\[ ၁.၈ \x၁၀^{-၅} = \frac{ (x)(x) }{ ၀.၁ – x } \]

0,1 M နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက \( x \) သည် အလွန်သေးငယ်သောကြောင့်၊ ပိုင်းခြေရှိ x ကို လျစ်လျူရှုနိုင်ပါသည်။

\[ ၁.၈ \x ၁၀^{-၅} \frac{ x^2 }{ ၀.၁ } \]
\[ x^2 \ခန့်မှန်းခြေ ၁.၈ \x၁၀^{-၆} \]
\[ x \approx \sqrt{ ၁.၈ \x ၁၀^{-၆} } \]
\[ x \ခန့်မှန်းခြေ ၁.၃၄ x ၁၀^{-၃} \]

ထို့ကြောင့် H⁺ ၏ ပါဝင်မှုသည် \( 1,34 \times 10^{-3} \) ဖြစ်သည်။

\[ \text{pH} = – \log[H⁺] \]
\[ pH = – log (၁.၃၄ x ၁၀^{-၃}) \]
\[ pH 2,87 ခန့် \]

ထို့ကြောင့် 0,1 M CH₃COOH ပျော်ရည်၏ pH သည် 2,87 ခန့်ဖြစ်သည်။

ဥပမာမေးခွန်း ၃: အခြေခိုင်သောအလွှာ၏ pH တွက်ချက်ခြင်း

မေးခွန်း: 0,01 M NaOH ပျော်ရည်၏ pH ကို ဆုံးဖြတ်ပါ။

ဆွေးနွေးချက်- NaOH သည် Na⁺ နှင့် OH⁻ အိုင်းယွန်းများအဖြစ် လုံးဝပြိုကွဲသွားမည့် အားကောင်းသော အခြေတစ်ခုဖြစ်သည်။ NaOH နှင့် OH⁻ အကြား မိုလာရီ 1:1 ရှိသောကြောင့် OH⁻ ၏ ပါဝင်မှုသည် 0,01 M ဖြစ်သည်။

\[ \text{pOH} = – \log [OH⁻] \]
\[ \text{pOH} = – \log (0,01) \]
\[ \text{pOH} = 2 \]

\( \text{pH} + \text{pOH} = 14 \) ဆက်နွယ်မှုကို အသုံးပြု၍:

\[ \text{pH} = 14 – \text{pOH} \]
\[ pH = ၁၄ – ၃ \]
\[ \text{pH} = 12 \]

ထို့ကြောင့် 0,01 M NaOH ပျော်ရည်၏ pH သည် 12 ဖြစ်သည်။

ဥပမာမေးခွန်း ၄: အားနည်းသောဘေ့စ်၏ pH တွက်ချက်ခြင်း

မေးခွန်း- NH₃ ၏ (K_b) သည် (1,8 x 10^{-5}) ဖြစ်ပါက 0,1 M NH₃ ပျော်ရည်၏ pH ကို ဆုံးဖြတ်ပါ။

ဆွေးနွေးချက်- အားနည်းသောဘေ့စ်များသည် လုံးဝကွဲထွက်ခြင်းမရှိသောကြောင့် OH⁻ ၏ ပါဝင်မှုကို ဆုံးဖြတ်ရန် အခြေခံကွဲထွက်မှု ကိန်းသေ (\( K_b \) ) ကို အသုံးပြုပါသည်။ NH₃ အတွက်၊ ကွဲထွက်မှုညီမျှခြင်းသည်-

\[ \စာသား{NH₃ + H₂O} \ညာဘက်ဘယ်ဘက်ထောင့်များ \စာသား{NH₄⁺ + OH⁻} \]

အက်ဆစ်အားနည်းများအတွက် အသုံးပြုသည့် နည်းလမ်းအတိုင်း၊ \( y \) ကို ဖွဲ့စည်းထားသော OH⁻ အိုင်းယွန်းများ၏ ပါဝင်မှုဟု ယူဆပါသည်-

\[ K_b = \frac{ [NH₄⁺][OH⁻] }{ [NH₃] } \]
\[ 1,8 \ အမြှောက် 10^{-5} = \frac{ (y)(y)}{ 0,1 – y } \]

\( y \) သည် သေးငယ်သည်ဟု ယူဆပါက၊ ညီမျှခြင်းသည် အောက်ပါအတိုင်း ဖြစ်လာသည်-

\[ ၁.၈ \x ၁၀^{-၅} \approx \frac{ y^2 }{ ၀.၁ } \]
\[ y^2 \ခန့်မှန်းခြေ ၁.၈ \x၁၀^{-၆} \]
\[ y \approx \sqrt{ ၁.၈ \x၁၀^{-၆} } \]
\[ y \ခန့်မှန်းခြေ ၁.၃၄ \x၁၀^{-၃} \]

OH⁻ ၏ ပါဝင်မှုမှာ \( 1,34 \x10^{-3} \): ဖြစ်သည်။

\[ \text{pOH} = – \log [OH⁻] \]
\[ \text{pOH} = – \log (၁.၃၄ x ၁၀^{-၃}) \]
\[ \text{pOH} \ခန့်မှန်းခြေ ၃.၀၂ \]

\( \text{pH} + \text{pOH} = 14 \) ဆက်နွယ်မှုကို အသုံးပြု၍:

\[ pH = ၁၄ – ၃ \]
\[ pH 11,13 ခန့် \]

ထို့ကြောင့် 0,1 M NH₃ ပျော်ရည်၏ pH သည် 11,13 ခန့်ဖြစ်သည်။

နိဂုံး

ပျော်ရည်တစ်ခု၏ pH ကို ဆုံးဖြတ်ခြင်းနှင့် အက်ဆစ်နှင့်ဘေ့စ်တို့၏ အစွမ်းသတ္တိများကို နားလည်ခြင်းသည် ဓာတုဗေဒတွင် မရှိမဖြစ် အခြေခံများဖြစ်သည်။ အားကောင်းသော အက်ဆစ်နှင့်ဘေ့စ်များသည် ပျော်ရည်တွင် လုံးဝပြိုကွဲသွားပြီး အားနည်းသော အက်ဆစ်နှင့်ဘေ့စ်များသည် တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းသာ ပြိုကွဲကြသည်။ \(K_a \) နှင့် \(K_b \) ကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် အားနည်းသော အက်ဆစ်နှင့်ဘေ့စ်များ၏ pH ကို တွက်ချက်ရန် လွယ်ကူစေသည်။ ဤကျွမ်းကျင်မှုများသည် စက်မှုလုပ်ငန်း၊ ဆေးဝါးနှင့် ပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာ ဓာတုဗေဒ အပါအဝင် နယ်ပယ်အမျိုးမျိုးတွင် အသုံးချမှုများအတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သည်။ သဘောတရားများကို နားလည်ခြင်းနှင့် ဥပမာများကို လေ့လာခြင်းဖြင့် pH နှင့် အက်ဆစ်-ဘေ့စ်အစွမ်းသတ္တိနှင့် ဆက်စပ်သော ပြဿနာများကို နေ့စဉ်ဘဝတွင် ပိုမိုလွယ်ကူစွာ ဖြေရှင်းနိုင်ပါသည်။