Fa'ata'ita'iga o Fesili e Talanoaina ai le Malosi o Acids ma Bases
O le malosi o le 'acid ma le base o ni manatu taua i le kemisi e faʻaalia ai le lelei o le mafai e se mole mole o le 'acid poʻo le base ona foaʻi se proton (H⁺) pe talia se proton. I lenei talanoaga, o le a tatou vaʻavaʻai i ni faʻataʻitaʻiga o faʻafitauli o le a fesoasoani ia i tatou e malamalama ai i le malosi o le 'acid ma le base, faʻapea foʻi ma le auala e fuafua ai lo latou pH ma le pOH. Aʻo leʻi oʻo atu i talanoaga o faʻafitauli, seʻi o tatou malamalama muamua i mea taua o le teoria o le 'acid ma le base.
Folasaga i le Malosiaga o Acids ma Bases
E mafai ona fuafua le malosi o se 'aseta po'o se fa'avae i lona tulaga o le ionization i totonu o le vaila'au. O se 'aseta malosi o se tasi e toetoe lava a ionized atoa i totonu o le vaila'au, ae o se 'aseta vaivai e na'o sina ionized. E fa'apena fo'i mo fa'avae.
'Aseta Malolosi ma 'Aseta Vaivai
O'asā malolosi, e pei o:
– Asitala vai (HCl)
– Asitā sulfuric (H₂SO₄)
– Asitā nitrika (HNO₃)
E toetoe lava a atoatoa ona fa'aionisa i totonu o le vaila'au. Mo se fa'ata'ita'iga, o le HCl i le vai o le a toetoe lava a atoatoa ona vaevaeina i le H⁺ ma le Cl⁻.
Oona vaivai, e pei o:
– Asetika aseta (CH₃COOH)
– Asite vaifluorika (HF)
– Asitika citric (C₆H₈O₇)
ua na'o sina vaega ua fa'aionaina i totonu o le vaila'au. O lona uiga i so'o se taimi, o nisi o molela'au 'aisa e tumau pea i le tulaga molela'au ma e le fa'aeseeseina i ni ions.
Fa'avae Malolosi ma Fa'avae Vaivai
Fa'avae malolosi, e pei o:
– Sodium hydroxide (NaOH)
– Potassium hydroxide (KOH)
– Kalisiuma haidrokisa (Ca(OH)₂)
E toetoe lava a atoa ona fa'aionisa i totonu o se vai, ma maua ai le tele o OH⁻ ions.
Fa'avae vaivai, e pei o:
– Ammonia (NH₃)
– Methylamine (CH₃NH₂)
E na'o se vaega e fa'aionisa i totonu o le vaila'au, ma maua ai ni nai vaega itiiti o OH⁻ ions.
Fesili Fa'ata'ita'i ma Talanoaga
Se'i o tatou fa'ata'ita'i ni fa'ata'ita'iga o fa'afitauli ina ia malamalama atili ai i lenei manatu.
Fa'ata'ita'iga Fesili 1: Fuafuaina o le pH o se 'Aseta Malosi
Fesili:
Fuafua le pH o se vailaʻau HCl e 0,1 M.
Talanoaga:
O le HCl o se acid malosi, o lea e mafai ai ona fa'aionize atoatoa i totonu o le vaila'au:
\[ \text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
Talu ai ua atoatoa ona ionized le HCl, o le malosi o le [H⁺] e tutusa ma le malosi o le HCl:
\[ [\text{H}^+] = 0,1 \, \text{M} \]
\[ \text{pH} = -\log[\text{H}^+] \]
\[ \text{pH} = -\log(0,1) \]
\[ \text{pH} = 1 \]
O lea la, o le pH o le 0,1 M HCl solution e 1.
Fa'ata'ita'iga Fesili 2: Fuafuaina o le pH o se 'Aseta Vaivai
Fesili:
Fuafua le pH o se vaifofo CH₃COOH e 0,1 M. Ua iloa o le Ka (acid dissociation constant) o le CH₃COOH o le \(1,8 \times 10^{-5}\).
Talanoaga:
Mo ni 'asiti vaivai, e tatau ona amana'ia le tulaga o le ionization. O le fua fa'atatau paleni mo le dissociation o le acetic acid e fa'apea:
\[ \text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{CH}_3\text{COO}^- \]
I le fa'aaogaina o Ka:
\[ \text{Ka} = \frac{[\text{H}^+][\text{CH}_3\text{COO}^-]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]} \]
Fa'apea o le vavae'eseina [H⁺] = [CH₃COO⁻] = x ma o le [CH₃COOH] muamua e 0,1 M, ona:
\[ 1,8 \times 10^{-5} = \frac{x^2}{0,1 – x} \]
Talu ai e la'ititi Ka, e mafai ona le amana'ia le x pe a fa'atusatusa i le 0,1:
\[ 1,8 \times 10^{-5} \approx \frac{x^2}{0,1} \]
\[ x^2 = 1,8 \times 10^{-6} \]
\[ x = \sqrt{1,8 \times 10^{-6}} \]
\[ x \approx 1,34 \times 10^{-3} \]
Ona, [H⁺] ≈ \(1,34 \times 10^{-3} \):
\[ \text{pH} = -\log[\text{H}^+] \]
\[ \text{pH} = -\log(1,34 \times 10^{-3}) \]
\[ \text{pH} \pe tusa ma le 2,87 \]
O lea la, o le pH o se vailaʻau e 0,1 M CH₃COOH e tusa ma le 2,87.
Fa'ata'ita'iga Fesili 3: Fuafuaina o le pOH ma le pH o Fa'avae Malosi
Fesili:
Fuafua le pOH ma le pH o se vailaʻau NaOH e 0,01 M.
Talanoaga:
O le NaOH o se fa'avae malosi e fa'aionaina atoatoa i le vai:
\[ \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^- \]
Talu ai ua atoatoa ona ionized le NaOH, o le malosi o le [OH⁻] e tutusa ma le malosi o le NaOH:
\[ [\text{OH}^-] = 0,01 \, \text{M} \]
\[ \text{pOH} = -\log[\text{OH}^-] \]
\[ \text{pOH} = -\log(0,01) \]
\[ \text{pOH} = 2 \]
Ua iloa o le pH ma le pOH e fesoʻotaʻi e ala i le fua faʻatatau:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
O lea la,
\[ \text{pH} = 14 – \text{pOH} \]
\[ \text{pH} = 14 – 2 \]
\[ \text{pH} = 12 \]
O lea la, o le pOH o se vailaʻau NaOH e 0,01 M e 2, ma o le pH e 12.
Fa'ata'ita'iga Fesili 4: Fuafuaina o le pH o se Fa'avae Vaivai
Fesili:
Fuafua le pH o se vaifofo NH₃ e 0,1 M. Ua iloa o le Kb (base dissociation constant) o le NH₃ e \(1,76 \times 10^{-5}\).
Talanoaga:
E tali atu le NH₃ i le vai e maua ai le NH₄⁺ ma le OH⁻:
\[ \text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \]
I le fa'aaogaina o le Kb,
\[ \text{Kb} = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_3]} \]
Fa'apea o le dissociation [OH⁻] = [NH₄⁺] = x, ma o le [NH₃] muamua e 0,1 M, ona:
\[ 1,76 \times 10^{-5} = \frac{x^2}{0,1 – x} \]
I se manatu, e matuā laʻititi lava le x pe a faʻatusatusa i le 0,1:
\[ 1,76 \times 10^{-5} \approx \frac{x^2}{0,1} \]
\[ x^2 = 1,76 \times 10^{-6} \]
\[ x = \sqrt{1,76 \times 10^{-6}} \]
\[ x \approx 1,33 \times 10^{-3} \]
Ona, [OH⁻] ≈ \(1,33 \times 10^{-3}\):
\[ \text{pOH} = -\log[\text{OH}^-] \]
\[ \text{pOH} = -\log(1,33 \times 10^{-3}) \]
\[ \text{pOH} \pe tusa ma le 2,88 \]
Ona fuafuaina lea o le pH e ala i le:
\[ \text{pH} = 14 – \text{pOH} \]
\[ \text{pH} = 14 – 2,88 \]
\[ \text{pH} \pe tusa ma le 11,12 \]
O lea la, o le pH o se vailaʻau e 0,1 M NH₃ e tusa ma le 11,12.
I'uga
O le malamalama i le malosi o 'asi ma fa'avae e taua tele i le kemisi. O le malamalama i le auala e fuafua ai le pH ma le pOH, ma le iloa o le auala e iloa ai 'asi ma fa'avae vaivai ma malolosi, o le a sili atu lou saunia e foia le tele o fa'afitauli kemisi e aofia ai fofo. O fa'ata'ita'iga o lo'o tu'uina atu e fa'amoemoe o le a fa'amaninoina ai nei manatu ma maua ai se fa'avae mautu mo nisi su'esu'ega.
