Намунаи саволҳои баҳсӣ оид ба электролитҳо
Электролитҳо моддаҳое мебошанд, ки ҳангоми ҳал шудан дар об ё дигар ҳалкунандаҳо метавонанд барқро гузаронанд. Электролитҳо ба ду намуди асосӣ тақсим мешаванд: электролитҳои қавӣ ва электролитҳои заиф. Электролитҳои қавӣ дар маҳлул пурра ион мешаванд, дар ҳоле ки электролитҳои заиф танҳо қисман ион мешаванд. Электролитҳо дар аксуламалҳои гуногуни кимиёвӣ ва ҳаёти ҳаррӯза нақши муҳим доранд. Дар ин мақола мо якчанд мисолҳои масъалаҳо ва шарҳҳои онҳоро дар бораи электролитҳо баррасӣ хоҳем кард.
Намунаи саволи 1: Муайян кардани дараҷаи ионизатсия
Савол: Маълум аст, ки маҳлули кислотаи сирко (CH₃COOH) дорои консентратсияи 0,1 М ва дараҷаи ионизатсия (α) 4% мебошад. Консентратсияи ионҳо дар маҳлул чанд аст?
Муҳокима:
1. Дараҷаи ионизатсияро муайян кунед:
Дараҷаи ионизатсия (α) ин таносуби моддаест, ки дар маҳлул ионизатсия шудааст. Бо назардошти он, ки α = 4% = 0.04.
2. Муодилаи ионизатсияи кислотаи сирко:
\[
\text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+
\]
3. Ҳисоб кардани консентратсия:
Консентратсияи ибтидоии CH₃COOH 0,1 М аст. Азбаски дараҷаи ионизатсия 0,04 аст, пас:
\[
[\text{CH}_3\text{COO}^-] = [\text{H}^+] = 0.1 \times 0.04 = 0.004 \text{ M}
\]
Консентратсияи CH₃COOH-и ионнашуда:
\[
[\text{CH}_3\text{COOH}] = 0.1 \text{ M} – 0.004 \text{ M} = 0.096 \text{ M}
\]
Ҷавобон:
\[
[\text{CH}_3\text{COO}^-] = 0.004 \text{ M}
[\text{H}^+] = 0.004 \text{ M}
[\text{CH}_3\text{COOH}] ионнашуда = 0.096 \text{ M}
\]
Намунаи саволи 2: Ҳисоб кардани Ksp (маҳсули ҳалшавандагӣ)
Савол: Намаки BaSO₄ дода шудааст, ки дар об каме ҳалшаванда буда, қобилияти ҳалшавии он 1,0 × 10⁻⁵ M аст. Ksp-и BaSO₄-ро ҳисоб кунед.
Муҳокима:
1. Муодилаи ҳалшавандагии намаки BaSO₄:
\[
\text{BaSO}_4 (s) \rightleftharpoons \text{Ba}^{2+} (aq) + \text{SO}_4^{2-} (aq)
\]
2. Ҳалшавандагӣ:
Бо назардошти ҳалшавандагии BaSO₄ = 1,0 × 10⁻⁵ M.
3. Консентратсияи ионро ҳисоб кунед:
Агар ҳалшавандагии BaSO₄ = s = 1,0 × 10⁻⁵ M, пас:
\[
[\text{Ba}^{2+}] = 1,0 \times 10^{-5} \text{ M}
\]
\[
[\text{SO}_4^{2-}] = 1,0 \times 10^{-5} \text{ M}
\]
4. Ҳисоб кардани Ksp:
\[
K_{sp} = [\text{Ba}^{2+}] \times [\text{SO}_4^{2-}]
\]
\[
K_{sp} = (1,0 \times 10^{-5}) \times (1,0 \times 10^{-5})
\]
\[
K_{sp} = 1,0 \times 10^{-10}
\]
Ҷавобон:
\[
K_{sp} \text{ BaSO₄} = 1,0 \times 10^{-10}
\]
Намунаи саволи 3: рН-и маҳлулҳои кислота ва асос
Савол: РН-и маҳлули HCl-ро бо консентратсияи 0,01 М ҳисоб кунед.
Муҳокима:
1. Муодилаи ионизатсияи HCl:
\[
\text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^-
\]
HCl кислотаи қавӣ аст, бинобар ин ионизатсия пурра аст.
2. Консентратсияи ионҳои гидрогенро ҳисоб кунед:
Консентратсияи HCl = 0,01 M маънои онро дорад, ки:
\[
[\text{H}^+] = 0.01 \text{ M}
\]
3. Ҳисоб кардани рН:
\[
\text{pH} = -\log[\text{H}^+]
\]
\[
\text{pH} = -\log(0.01)
\]
\[
\text{pH} = 2
\]
Ҷавобон:
\[
\text{pH} \text{ маҳлули HCl} = 2
\]
Намунаи саволи 4: Ҳисоб кардани pOH-и маҳлули асосӣ
Савол: РН ва рН-и маҳлули KOH-ро бо консентратсияи 0,001 М ҳисоб кунед.
Муҳокима:
1. Муодилаи ионизатсияи KOH:
\[
\text{KOH} \rightarrow \text{K}^+ + \text{OH}^-
\]
KOH як пойгоҳи мустаҳкам аст, аз ин рӯ ионизатсия пурра аст.
2. Консентратсияи ионҳои гидроксидро ҳисоб кунед:
Консентратсияи KOH = 0,001 M маънои онро дорад, ки:
\[
[\text{OH}^-] = 0.001 \text{ M}
\]
3. Ҳисоб кардани pOH:
\[
\text{pOH} = -\log[\text{OH}^-]
\]
\[
\text{pOH} = -\log(0.001)
\]
\[
\text{pOH} = 3
\]
4. Ҳисоб кардани рН:
\[
\text{pH} = 14 – \text{pOH}
\]
\[
\text{pH} = 14 – 3
\]
\[
\text{pH} = 11
\]
Ҷавобон:
\[
\text{pOH} \text{ ҳалли KOH} = 3
\text{pH} \text{ ҳалли KOH} = 11
\]
Намунаи саволи 5: Муайян кардани консентратсияи ионҳои гидроксид
Савол: Маҳлули кислотаи гидрофторӣ (HF) рН-и 3 дорад. Консентратсияи ионҳои гидроксидӣ (OH⁻) дар маҳлул чанд аст?
Муҳокима:
1. Консентратсияи ионҳои гидрогенро муайян кунед:
Агар рН = 3 дода шавад, пас:
\[
[\text{H}^+] = 10^{-3} \text{ M}
\]
2. Бо истифода аз мафҳуми робитаи байни рН ва pOH:
\[
\text{pH} + \text{pOH} = 14
\]
3. Ҳисоб кардани pOH:
\[
\text{pOH} = 14 – \text{pH}
\]
\[
\text{pOH} = 14 – 3 = 11
\]
4. Консентратсияи ионҳои гидроксидро ҳисоб кунед:
\[
[\text{OH}^-] = 10^{-\text{pOH}}
\]
\[
[\text{OH}^-] = 10^{-11} \text{ M}
\]
Ҷавобон:
\[
[\text{OH}^-] \text{ дар ҳалли HF} = 1 \times 10^{-11} \text{ M}
\]
Хулоса
Фаҳмидани мафҳумҳои асосии электролитҳо ва ҳалшавандагӣ дар химия муҳим аст. Бо донистани тарзи ҳисоб кардани дараҷаи ионизатсия, Ksp, рН ва pOH, мо метавонем масъалаҳои гуногуни марбут ба маҳлулҳои электролитро ҳал кунем. Дар ин мақола якчанд мисолҳои масъала ва роҳҳои ҳалли онҳо баррасӣ шудаанд, то фаҳмиши равшани чӣ гуна ҳалли мушкилоти марбут ба электролитҳоро таъмин намоянд. Умедворем, ки ин шарҳ барои хонандагоне, ки мехоҳанд дониши худро дар бораи электролитҳо дар химия амиқтар кунанд, муфид хоҳад буд.
