एरेनियस एसिड र आधारहरूको उदाहरण प्रश्नहरू र छलफल
एसिड र क्षारहरू रसायनशास्त्रमा आधारभूत अवधारणाहरू हुन्। एसिड र क्षारहरूको व्यवहारलाई व्याख्या गर्ने सबैभन्दा प्रसिद्ध सिद्धान्तहरू मध्ये एक एरेनियस सिद्धान्त हो। एरेनियसका अनुसार, एसिड एक यौगिक हो जुन पानीमा घुल्दा H⁺ (वा H₃O⁺) आयनहरू उत्पादन गर्दछ, जबकि बेस एक यौगिक हो जुन पानीमा घुल्दा OH⁻ आयनहरू उत्पादन गर्दछ। यस लेखमा, हामी एरेनियस सिद्धान्त अनुसार एसिड र क्षारहरू सम्बन्धी धेरै उदाहरण समस्याहरू, तिनीहरूको समाधानहरू सहित छलफल गर्नेछौं।
उदाहरण प्रश्न ३
प्रश्न:
०.१ M हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) को घोल पानीमा घुल्छ। घोलमा H⁺ आयनहरूको सांद्रता गणना गर्नुहोस्।
छलफल:
एरेनियस सिद्धान्त अनुसार, HCl एक एसिड हो किनभने यसले पानीमा घुल्दा H⁺ आयनहरू उत्पादन गर्छ। पानीमा HCl को लागि आयनीकरण समीकरण निम्नानुसार छ:
\[ \text{HCl} \देखि \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
HCl को प्रारम्भिक सांद्रता ०.१ M छ। HCl एक बलियो एसिड हो जुन जलीय घोलमा पूर्ण रूपमा आयोनाइज हुन्छ, प्रत्येक HCl अणुले एउटा H⁺ आयन र एउटा Cl⁻ आयन उत्पादन गर्नेछ। त्यसकारण, घोलमा H⁺ आयनहरूको सांद्रता पनि HCl को सांद्रता बराबर हुन्छ, अर्थात्:
\[ [\पाठ{H}^+] = ०.०१ \पाठ{M} \]
त्यसैले, ०.१ M HCl घोलमा H⁺ आयनहरूको सांद्रता ०.१ M हुन्छ।
उदाहरण प्रश्न ३
प्रश्न:
०.०१ M नाइट्रिक एसिड (HNO₃) घोलको pH गणना गर्नुहोस्।
छलफल:
HNO₃ एक बलियो एसिड हो जुन पानीमा पूर्ण रूपमा आयोनाइज हुन्छ, त्यसैले HNO₃ को लागि आयनाइजेशन समीकरण निम्नानुसार छ:
\[ \text{HNO}_3 \देखि \text{H}^+ + \text{NO}_3^- \]
दिइएको HNO₃ को सांद्रता ०.०१ M छ। HNO₃ एक बलियो एसिड भएकोले, HNO₃ को प्रत्येक अणुले एक H⁺ आयन उत्पादन गर्नेछ। त्यसकारण, घोलमा H⁺ आयनहरूको सांद्रता HNO₃ को सांद्रता बराबर हुन्छ, अर्थात्:
\[ [\पाठ{H}^+] = ०.०१ \पाठ{M} \]
pH सूत्र प्रयोग गरेर गणना गर्न सकिन्छ:
\[ \पाठ{pH} = -\लग [\पाठ{H}^+] \]
सूत्रमा H⁺ आयनहरूको सांद्रता प्लग गरेर, हामी पाउँछौं:
\[ \पाठ{pH} = -\लग (०.०१) = -\लग (१०^{-२}) = २ \]
त्यसैले, ०.०१ M HNO₃ घोलको pH २ हुन्छ।
उदाहरण प्रश्न ३
प्रश्न:
०.०५ M NaOH घोलमा OH⁻ आयनहरूको सांद्रता निर्धारण गर्नुहोस्।
छलफल:
NaOH एउटा बलियो आधार हो जुन पानीमा पूर्ण रूपमा आयोनाइज हुन्छ, त्यसैले NaOH को लागि आयनाइजेशन समीकरण निम्नानुसार छ:
\[ \text{NaOH} \to \text{Na}^+ + \text{OH}^- \]
दिइएको NaOH को सांद्रता ०.०५ M छ। NaOH एक बलियो आधार भएकोले, प्रत्येक NaOH अणुले एउटा OH⁻ आयन उत्पादन गर्नेछ। त्यसकारण, घोलमा OH⁻ आयनहरूको सांद्रता NaOH को सांद्रता बराबर हुन्छ, अर्थात्:
\[ [\पाठ{OH}^-] = ०.०१ \पाठ{ M} \]
त्यसैले, ०.०५ M NaOH घोलमा OH⁻ आयनहरूको सांद्रता ०.०५ M हुन्छ।
उदाहरण प्रश्न ३
प्रश्न:
०.०१ M KOH घोलको pH गणना गर्नुहोस्।
छलफल:
KOH एउटा बलियो आधार हो जुन पानीमा पूर्ण रूपमा आयोनाइज हुन्छ। पानीमा KOH को लागि आयनाइजेशन समीकरण यस प्रकार छ:
\[ \text{KOH} \देखि \text{K}^+ + \text{OH}^- \]
दिइएको KOH सांद्रता ०.०१ M छ। KOH एक बलियो आधार भएकोले, प्रत्येक KOH अणुले एउटा OH⁻ आयन उत्पादन गर्नेछ। त्यसकारण, घोलमा OH⁻ आयनहरूको सांद्रता KOH को सांद्रता बराबर हुन्छ, अर्थात्:
\[ [\पाठ{OH}^-] = ०.०१ \पाठ{ M} \]
pH भनेको घोलमा H⁺ आयनहरूको सांद्रताको मापन हो। हामी पानी आयन उत्पादन (Kw) द्वारा दिइएको pH, H⁺ आयनहरू, र OH⁻ आयनहरू बीचको सम्बन्ध प्रयोग गर्न सक्छौं:
\[ \text{Kw} = [\text{H}^+][\text{OH}^-] = १ \गुणा १०^{-१४} \]
[OH⁻] को मान थाहा पाएर, हामी [H⁺] गणना गर्न सक्छौं:
\[ [\text{H}^+] = \frac{\text{Kw}}{[\text{OH}^-]} = \frac{१ \पटक १०^{-१४}}{०.०१} = १ \पटक १०^{-१२} \टेक्स्ट{ M} \]
pH सूत्र प्रयोग गरेर गणना गर्न सकिन्छ:
\[ \पाठ{pH} = -\लग [\पाठ{H}^+] \]
सूत्रमा H⁺ आयनहरूको सांद्रता प्लग गरेर, हामी पाउँछौं:
\[ \पाठ{pH} = -\लग (१ \गुणा १०^{-१२}) = १२ \]
त्यसैले, ०.०१ M KOH घोलको pH १२ हुन्छ।
उदाहरण प्रश्न ३
प्रश्न:
घोलको pH = ३ हुन्छ। घोलमा H⁺ आयनहरूको सांद्रता गणना गर्नुहोस्।
छलफल:
pH भनेको घोलमा H⁺ आयनहरूको सांद्रताको मापन हो र यसलाई सूत्रद्वारा व्यक्त गर्न सकिन्छ:
\[ \पाठ{pH} = -\लग [\पाठ{H}^+] \]
H⁺ आयनहरूको सांद्रता गणना गर्न, हामी सूत्रलाई निम्नमा परिवर्तन गर्छौं:
\[ [\पाठ{H}^+] = १०^{-\पाठ{pH}} \]
दिइएको pH मानहरू प्लग इन गरेर, हामी पाउँछौं:
\[ [\पाठ{H}^+] = १०^{-३} = ०.००१ \पाठ{ M} \]
त्यसैले, pH = 3 भएको घोलमा H⁺ आयनहरूको सांद्रता 0,001 M हुन्छ।
उदाहरण प्रश्न ३
प्रश्न:
NH₄OH घोलको सांद्रता ०.१ M छ। यदि NH₄OH को लागि Kb मान १.८ x १०⁻⁵ छ भने घोलको pH गणना गर्नुहोस्।
छलफल:
NH₄OH एउटा कमजोर आधार हो जुन पानीमा पूर्ण रूपमा आयोनाइज हुँदैन। पानीमा NH₄OH को लागि आयोनाइजेशन समीकरण निम्नानुसार छ:
\[ \text{NH}_4\text{OH} \leftrightarrow \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \]
NH₄OH को आयनीकरणको लागि सन्तुलन स्थिरांकलाई Kb भनिन्छ र यो निम्न द्वारा दिइएको छ:
\[ K_b = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_4\text{OH}} \]
NH₄OH कमजोर आधार भएकोले, हामी OH⁻ आयनहरूको सांद्रता गणना गर्न Kb प्रयोग गर्छौं। \(x\) लाई आयनीकृत NH₄OH को सांद्रता मान्दा, आयनीकरण समीकरण बन्छ:
\[ K_b = \frac{x^2}{0,1 – x} \लगभग \frac{x^2}{0,1} \]
Kb को मान धेरै सानो भएकोले, हामी मान्दछौं \(0,1 – x \लगभग 0,1\):
\[ १.८ \गुणा १०^{-५} = \frac{x^2}{०.१} \]
\[ x^२ = १.८ \गुणा १०^{-६} \]
\[ x = \sqrt{१.८ \गुणा १०^{-६}} \]
\[ x \लगभग १.३४ \गुणा १०^{-३} \पाठ{ M} \]
त्यसैले, OH⁻ आयनहरूको सांद्रता \(1,34 \times 10^{-3} \text{ M}\) हो।
यस सांद्रताबाट, हामी Kw प्रयोग गरेर H⁺ आयनहरूको सांद्रता गणना गर्न सक्छौं:
\[ [\text{H}^+] = \frac{१ \गुणा १०^{-१४}}{१.३४ \गुणा १०^{-३}} \]
\[ [\text{H}^+] = ७.४६ \गुणा १०^{-१२} \text{ M} \]
pH:
\[ \पाठ{pH} = -\लग (७.४६ \गुणा १०^{-१२}) \]
\[ \पाठ{pH} \लगभग २.८७ \]
त्यसैले, ०.१ M NH₄OH घोलको pH लगभग ११.१३ हुन्छ।
केसिम्पुलन
एरेनियस सिद्धान्तले एसिड र क्षारहरूले घोलमा कसरी व्यवहार गर्छन् भनेर बुझ्नको लागि एक बहुमूल्य आधार प्रदान गर्दछ। यस छलफलमा, हामीले धेरै उदाहरण समस्याहरू हेरेका छौं जसले H⁺ र OH⁻ आयनहरूको सांद्रता र विभिन्न घोलहरूको pH गणना गर्न यी अवधारणाहरू कसरी प्रयोग गर्न सकिन्छ भनेर चित्रण गर्दछ। यो सिद्धान्त बुझ्नु रसायन विज्ञानमा करियर बनाउने जो कोहीको लागि आवश्यक छ, चाहे उच्च विद्यालय वा उच्च शिक्षा स्तरमा।
