Fa'ata'ita'iga o Fesili e Talanoa ai e uiga i le Hydrolysis o le Masima
O le hydrolysis o le masima o se mea e tupu fa'akemikolo e aofia ai le fa'agasologa o le masima ma le vai, ma maua ai se 'aisa po'o se fa'avae e fai ma oloa e maua mai ai. O lenei faiga e masani ona avea ma autu taua i lesona kemisi aua o le malamalama i le hydrolysis o le masima e mafai ona maua ai se malamalamaga taua i meatotino o fofo ma fesoasoani i le fuafuaina o le pH o fofo. I totonu o lenei tusiga, o le a tatou talanoaina ai ni fa'ata'ita'iga o fa'afitauli ma a latou fofo e feso'ota'i ma le hydrolysis o le masima.
Manatu Fa'avae o le Hydrolysis o le Masima
E tupu le hydrolysis o le masima pe a pala le masima i le vai ma tali atu ona ions ma mole mole o le vai e maua ai se acid po'o se base. E le o masima uma o le a hydrolyze i le vai; o nisi e neutral, o lona uiga latou te le suia le pH o le vaila'au. Peita'i, o nisi masima e mafai ona maua ai ni vaila'au acidic po'o ni base, e fuafua i le puna o le acid ma le base na fausia ai le masima.
Ina ia malamalama i le auala e faʻatino ai lenei galuega, e taua le iloa o mea nei:
– O masima o 'asita malolosi ma fa'avae malolosi (e pei o le NaCl) e masani ona lē fa'a'aisa ma e tumau pea le tulaga e le afaina ai le vaila'au.
– O masima o 'asi vaivai ma fa'avae malolosi (e pei o le CH3COONa) e masani ona maua mai ai ni fofo fa'avae.
– O masima o 'asita malolosi ma 'asita vaivai (e pei o le NH4Cl) e masani ona maua mai ai ni vai 'asita.
– E mafai e masima o 'asi vaivai ma fa'avae vaivai ona tali atu i le vai ma fuafua ai le pH mulimuli e fa'atatau i le malosi fa'atatau o le 'asi ma le fa'avae.
Fesili Fa'ata'ita'i ma Talanoaga
Fesili 1: Fa'a'aisa o le Potassium Acetate (CH3COOK)
Fesili:
E 'āsito, fa'avae, pe leai fo'i se vaila'au o le potassium acetate (CH3COOK)? Tusi le tali atu o le hydrolysis e tupu ma fuafua le pH o le vaila'au.
Talanoaga:
O le Potassium acetate (CH3COOK) o se masima o se acid vaivai (acetic acid, CH3COOH) ma se base malosi (potassium hydroxide, KOH). Mai lenei mea, e mafai ona tatou fa'ai'uina o le vaila'au CH3COOK e foliga mai o se base ona e mafai e le acetate ion (CH3COO⁻) ona fa'a-hydrolyze i le vai.
O le tali atu e faapenei:
\[ CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^- \]
E talia e ion acetate (CH3COO⁻) ia protons (H⁺) mai le vai (H2O) e fausia ai le acetic acid (CH3COOH) ma ion hydroxide (OH⁻). O le iai o ion hydroxide (OH⁻) i le vai e avea ai ma mea fa'avae.
Mo le fuafuaina o le pH, tatou te manaʻomia le tele o ions OH⁻. Mo se faʻataʻitaʻiga, o loʻo ia i tatou se fofo CH3COOK e 0,1 M ma le ionization constant o le acetic acid (Ka) e 1,8 × 10⁻⁵.
O laasaga ia ua faia:
1. Fa'aaogaina o le fa'avae tumau (Kb) mo le ion CH3COO⁻:
\[ K_b = \frac{K_w}{K_a} = \frac{10^{-14}}{1,8 \times 10^{-5}} = 5,56 \times 10^{-10} \]
2. Fa'avasega ese ions CH3COO⁻ i totonu o le vaila'au:
\[ K_b = \frac{[CH_3COOH][OH^-]}{[CH_3COO^-]} \]
Ia avea le tikeri o le vavaeeseina ma 'x':
\[ 5,56 \times 10^{-10} = \frac{x^2}{0,1-x} \]
I le lē amanaʻiaina o le \(x\) laʻititi i le denominator, e mafai ona tatou faafaigofieina:
\[ x^2 \approx 5,56 \times 10^{-11} \Rightarrow x = \sqrt{5,56 \times 10^{-11}} = 7,45 \times 10^{-6} \]
Fa'aputuga o le OH⁻:
\[ [OH^-] = 7,45 \times 10^{-6} \]
pOH o le fofo:
\[ pOH = -\log [OH^-] = -\log (7,45 \times 10^{-6}) \approx 5,13 \]
Fa'aaogaina o le sootaga i le va o le pH ma le pOH:
\[ pH = 14 – pOH = 14 – 5,13 = 8,87 \]
O lea la, o le vailaʻau CH3COOK o se vailaʻau faʻavae ma se pH e tusa ma le 8,87.
Fesili 2: Fa'a'aisa o le Ammonium Chloride (NH4Cl)
Fesili:
E 'āsito, fa'avae, pe le 'e le'i fa'aitu'au le vaila'au 'ammonium chloride (NH4Cl)? Tusi le tali atu o le hydrolysis e tupu ma fuafua le pH o le vaila'au.
Talanoaga:
O le ammonium chloride (NH4Cl) o se masima o se 'asite malosi (HCl) ma se 'base vaivai (NH3). Mai lenei mea, e mafai ona tatou fa'ai'uina o le vaila'au e 'asite ona e mafai e le ammonium ion (NH4⁺) ona fa'a-hydrolyse i le vai.
O le tali atu e faapenei:
\[ NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 + H_3O^+ \]
E foa'i atu e ion ammonium (NH4⁺) ia protons (H⁺) i molela'au vai (H2O) e fausia ai le ammonia (NH3) ma ion hydronium (H3O⁺). O le iai o ion hydronium (H3O⁺) i totonu o lenei vaila'au e mafua ai ona 'āsi le vaila'au.
Mo se faʻataʻitaʻiga, o loʻo ia i tatou se vaifofo NH4Cl e 0,1 M. O le base ionization constant (Kb) mo le NH3 e 1,8 × 10⁻⁵.
O laasaga ia ua faia:
1. Fa'aaogaina o le acid constant (Ka) mo le NH4⁺ ion:
\[ K_a = \frac{K_w}{K_b} = \frac{10^{-14}}{1,8 \times 10^{-5}} = 5,56 \times 10^{-10} \]
2. Fa'avasega ese NH4⁺ ions i totonu o le vaila'au:
\[ K_a = \frac{[NH_3][H_3O^+]}{[NH_4^+]} \]
Ia avea le tikeri o le vavaeeseina ma 'x':
\[ 5,56 \times 10^{-10} = \frac{x^2}{0,1-x} \]
I le lē amanaʻiaina o le \(x\) laʻititi i le denominator, e mafai ona tatou faafaigofieina:
\[ x^2 \approx 5,56 \times 10^{-11} \Rightarrow x = \sqrt{5,56 \times 10^{-11}} = 7,45 \times 10^{-6} \]
Fa'aputuga o le H3O⁺:
\[ [H_3O^+] = 7,45 \times 10^{-6} \]
pH o le vaifofo:
pH = -\log [H_3O^+] = -\log (7,45 \times 10^{-6}) \approx 5,13 \]
O lea la, o le vailaʻau NH4Cl e ʻāsi ma lona pH e tusa ma le 5,13.
I faʻataʻitaʻiga uma e lua o loʻo i luga, tatou te vaʻaia ai le auala e mafai ai e le faʻailoaina o le ituaiga o le hydrolysis ona fesoasoani e fuafua le natura o se fofo. I le faʻaaogaina o le ionization equilibrium constant (Ka poʻo Kb) ma ni nai manatu faigofie, e mafai ona tatou foia nei faʻafitauli ma le faigofie.
O lenei talanoaga e uiga i faʻafitauli o le hydrolysis masima e le gata ina aʻoaʻoina ai tomai faʻapitoa i fuafuaga faʻamatematika ae faʻalauteleina ai foʻi le malamalama i manatu faʻavae o le kemisi o fofo. O le malamalama i le auala e fesoasoani ai ions o amataga eseese i protons poʻo acceptors i molelaʻau vai, ma le auala e aʻafia ai le pH o se fofo, e taua tele i le puleaina o le tele o mataupu maualuluga i le kemisi.
