Fa'ata'ita'iga o Fesili e Talanoaina ai le pH o Acids ma Bases
A tatou talanoa e uiga i acids ma bases, o se tasi o manatu taua e tatau ona tatou malamalama i ai o le pH. O le pH o se fua lea o le acidity po'o le alkalinity o se vaila'au. O se tasi o fua fa'atatau e fa'aaogaina e fuafua ai le pH o le:
\[ \text{pH} = -\log [H^+] \]
I lenei fua fa'atatau, o le \([H^+]\) o le fa'aputuga o ions hydrogen i totonu o le vaila'au e fuaina i le molarity (\(\text{mol/L}\)). I le fa'aopoopoga i le pH, o lo'o ia i tatou fo'i le \(\text{pOH}\), lea e fa'aaogaina e fuafua ai le basicity o se vaila'au:
\[ \text{pOH} = -\log [OH^-] \]
Ona pulea lea o le sootaga i le va o le pH ma le pOH e le fua faatatau lea:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
O loʻo i lalo o le a tatou talanoaina ai ni faʻataʻitaʻiga o fesili e uiga i le auala e fuafua ai le pH o vailaʻau 'āsi ma vailaʻau faʻavae, faʻatasi ai ma a latou talanoaga.
Fa'ata'ita'iga Fesili 1: Fuafuaina o le pH o se Vai Malosi Malosi
Fesili:
Fuafua le pH o se vaila'au HCl (hydrochloric acid) e 0,01 M le malosi.
Talanoaga:
O le HCl o se 'aseta malosi e mafai ona matuā fa'a'ese'esea i le vai:
\[ \text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
Talu ai ua matuā vavae ese le HCl, o le tele o ions o le haitorosene \([H^+]\) i totonu o le vaifofo o le a tutusa ma le tele muamua o le HCl, o le 0,01 M lea.
\[ [H^+] = 0,01 \, \text{M} \]
Sosoo ai, matou te faʻaaogaina le fua faʻatatau o le pH:
\[ \text{pH} = -\log [H^+] \]
\[ \text{pH} = -\log (0,01) \]
\[ \text{pH} = -\log (10^{-2}) \]
\[ \text{pH} = 2 \]
O lea la, o le pH o le 0,01 M HCl solution e 2.
Faʻataʻitaʻiga Fesili 2: Fuafuaina o le pH o se Vai Faʻavae Malosi
Fesili:
Fuafua le pH o le vaila'au NaOH (sodium hydroxide) e 0,001 M le malosi.
Talanoaga:
O le NaOH o se fa'avae malosi e matuā fa'a'ese'ese atoatoa i le vai:
\[ \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^- \]
O le malosi o ions hydroxide \([OH^-]\) i totonu o le vailaʻau o le a tutusa ma le malosi muamua o le NaOH, e 0,001 M.
\[ [OH^-] = 0,001 \, \text{M} \]
Sosoo ai, matou te fuafuaina le pOH:
\[ \text{pOH} = -\log [OH^-] \]
\[ \text{pOH} = -\log (0,001) \]
\[ \text{pOH} = -\log (10^{-3}) \]
\[ \text{pOH} = 3 \]
A maeʻa lena, matou te faʻaaogaina le sootaga i le va o le pH ma le pOH:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
\[ \text{pH} + 3 = 14 \]
\[ \text{pH} = 11 \]
O lea la, o le pH o se vailaʻau NaOH e 0,001 M e 11.
Fa'ata'ita'iga Fesili 3: Fuafuaina o le pH o se Vai Fa'a'aisa Vaivai
Fesili:
Fuafua le pH o se vailaʻau CH3COOH (acetic acid) e 0,01 M le malosi ma le dissociation constant o le \(K_a = 1,8 \times 10^{-5}\).
Talanoaga:
O le taimi lava e maua ai se 'asite vaivai, e pei o le acetic acid, lea e lē mafai ona fa'aeseese atoatoa, e tatau ona tatou fa'aogaina le fa'atulagaina o le 'asite dissociation constant (\(K_a\)) e su'e ai le tele o H+ ions i totonu o le vaila'au.
O le fua fa'atatau mo le fa'aeseeseina o le acetic acid i le vai:
\[ \text{CH}_3\text{COOH} \leftrightarrow \text{H}^+ + \text{CH}_3\text{COO}^- \]
Fa'aauau pea o le vavae'eseina (\(K_a\)):
\[ K_a = \frac{[H^+] [\text{CH}_3\text{COO}^-]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]} \]
Se'i tatou fa'apea o le fa'aputuga o ions haitorosene ma ions acetate e \(x\), ona:
\[ K_a = \frac{x \cdot x}{0,01 – x} \]
Talu ai e matuā laʻitiiti lava le \(K_a\), e mafai ona tatou faapea o le \(0,01 – x \approx 0,01\):
\[ 1,8 \times 10^{-5} = \frac{x^2}{0,01} \]
\[ x^2 = 1,8 \times 10^{-5} \times 0,01 \]
\[ x^2 = 1,8 \times 10^{-7} \]
\[ x = \sqrt{1,8 \times 10^{-7}} \]
\[ x \approx 1,34 \times 10^{-4} \]
O lea la, o le fa'aputuga o ions haitorosene \([H^+]\) e \(1,34 \times 10^{-4} \, \text{M}\).
Sosoo ai, matou te fuafuaina le pH:
\[ \text{pH} = -\log [H^+] \]
\[ \text{pH} = -\log (1,34 \times 10^{-4}) \]
\[ \text{pH} \pe tusa ma le 3,87 \]
O lea la, o le pH o se vailaʻau M acetic acid e 0,01 e tusa ma le 3,87.
Fa'ata'ita'iga Fesili 4: Fuafuaina o le pH o se Vai Fa'avae Vaivai
Fesili:
Fuafua le pH o se vaifofo o le NH3 (amonia) fa'atasi ai ma se malosi e 0,01 M ma se fa'avae e le suia ai le vai \(K_b = 1,8 \times 10^{-5}\).
Talanoaga:
O le NH3 o se fa'avae vaivai e lē mafai ona vavae'ese atoatoa. E tatau ona tatou fa'aogaina le fa'avae o le vavae'esega tumau (\(K_b\)) e su'e ai le tele o OH^- ions i totonu o le fofo.
Tali atu o le vavaeʻeseina o le ammonia i le vai:
\[ \text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \leftrightarrow \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \]
Fa'avae tumau o le vavae'eseina (\(K_b\)):
\[ K_b = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_3]} \]
Se'i tatou fa'apea o le fa'aputuga o ion ammonium ma ion hydroxide e \(x\), ona:
\[ K_b = \frac{x \cdot x}{0,01 – x} \]
Talu ai e matuā laʻitiiti lava le \(K_b\), e mafai ona tatou faapea o le \(0,01 – x \approx 0,01\):
\[ 1,8 \times 10^{-5} = \frac{x^2}{0,01} \]
\[ x^2 = 1,8 \times 10^{-5} \times 0,01 \]
\[ x^2 = 1,8 \times 10^{-7} \]
\[ x = \sqrt{1,8 \times 10^{-7}} \]
\[ x \approx 1,34 \times 10^{-4} \]
O lea la, o le fa'aputuga o ions hydroxide \([OH^-]\) e \(1,34 \times 10^{-4} \, \text{M}\).
Sosoo ai, matou te fuafuaina le pOH:
\[ \text{pOH} = -\log [OH^-] \]
\[ \text{pOH} = -\log (1,34 \times 10^{-4}) \]
\[ \text{pOH} \pe tusa ma le 3,87 \]
A maeʻa lena, matou te faʻaaogaina le sootaga i le va o le pH ma le pOH:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
\[ \text{pH} + 3,87 = 14 \]
\[ \text{pH} \pe tusa ma le 10,13 \]
O lea la, o le pH o se vailaʻau ammonia e 0,01 M e tusa ma le 10,13.
I'uga
I le suʻesuʻeina o le pH, e taua le malamalama i le eseesega i le va o acids ma bases malolosi ma vaivai, ma le auala e vavaeʻese ai i totonu o se fofo. E aʻafia saʻo ai le auala tatou te fuafuaina ai le pH o se fofo. O le fuafuaina o le pH e aofia ai le faʻaaogaina o logarithms ma mataupu faavae faʻavae o vailaʻau. O le malamalama i nei manatu e mafai ona fesoasoani ia i tatou i le tele o faʻaoga masani o le kemisi ma le paiolo.
