בייַשפּיל פֿראַגן און דיסקוסיע פון אַרעניוס זויערן און באַזעס
זויערן און באזעס זענען יסודות'דיגע קאנצעפטן אין כעמיע. איינע פון די באקאנטסטע טעאריעס צו דערקלערן דאס אויפפירונג פון זויערן און באזעס איז די ארעניוס טעאריע. לויט ארעניוס, איז א זויער א פארבינדונג וואס, ווען אויפגעלייזט אין וואסער, פראדוצירט H⁺ (אדער H₃O⁺) יאנען, בשעת א באזע איז א פארבינדונג וואס, ווען אויפגעלייזט אין וואסער, פראדוצירט OH⁻ יאנען. אין דעם ארטיקל וועלן מיר דיסקוטירן עטלעכע ביישפיל פראבלעמען וועגן זויערן און באזעס לויט דער ארעניוס טעאריע, צוזאמען מיט זייערע לייזונגען.
בייַשפּיל קשיא 1
פראגע:
א 0,1 M הידראָכלאָרישע זויער (HCl) לייזונג ווערט אויפגעלייזט אין וואַסער. רעכנט אויס די קאָנצענטראַציע פון H⁺ יאָנען אין דער לייזונג.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
לויט דער אַרעניוס טעאָריע, איז HCl אַ זויער ווײַל עס פּראָדוצירט H⁺ יאָנען ווען עס ווערט אויפֿגעלייזט אין וואַסער. די יאָניזאַציע גלייכונג פֿאַר HCl אין וואַסער איז ווי פֿאָלגט:
\[ \text{HCl} \to \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
די אנפאנגליכע קאנצענטראציע פון HCl איז 0,1 M. ווייל HCl איז א שטארקע זויער וואס יאניזירט זיך אינגאנצן אין א וואסעריגער לייזונג, וועט יעדע HCl מאלעקול פראדוצירן איין H⁺ יאן און איין Cl⁻ יאן. דעריבער, די קאנצענטראציע פון H⁺ יאנען אין דער לייזונג איז אויך גלייך צו דער קאנצענטראציע פון HCl, נעמליך:
\[ [\text{H}^+] = 0,1 \text{M} \]
אַזוי, די קאָנצענטראַציע פון H⁺ יאָנען אין אַ 0,1 M HCl לייזונג איז 0,1 M.
בייַשפּיל קשיא 2
פראגע:
רעכנט אויס דעם pH פון אַ 0,01 M שטיקשטאָף-זויער (HNO₃) לייזונג.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
HNO₃ איז אַ שטאַרקע זויער וואָס יאָניזירט גאָר אין וואַסער, אַזוי די יאָניזאַציע גלייכונג פֿאַר HNO₃ איז ווי גייט:
\[ \text{HNO}_3 \to \text{H}^+ + \text{NO}_3^- \]
די געגעבענע קאנצענטראציע פון HNO₃ איז 0,01 M. ווייל HNO₃ איז א שטארקע זויער, וועט יעדע מאלעקול פון HNO₃ פראדוצירן איין H⁺ יאן. דעריבער, די קאנצענטראציע פון H⁺ יאנען אין דער לייזונג איז גלייך צו דער קאנצענטראציע פון HNO₃, נעמליך:
\[ [\text{H}^+] = 0,01 \text{M} \]
pH קען מען אויסרעכענען מיט דער פארמל:
\[ \text{pH} = -\log [\text{H}^+] \]
דורך אריינשטעקן די קאנצענטראציע פון H⁺ יאנען אין דער פארמל, באקומען מיר:
[pH = -\log (0,01) = -\log (10^{-2}) = 2]
אַזוי, דער pH פון אַ 0,01 M HNO₃ לייזונג איז 2.
בייַשפּיל קשיא 3
פראגע:
באַשטימען די קאָנצענטראַציע פון OH⁻ יאָנען אין אַ 0,05 M NaOH לייזונג.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
NaOH איז אַ שטאַרקע באַזע וואָס יאָניזירט גאָר אין וואַסער, אַזוי די ייאַניזאַציע גלייכונג פֿאַר NaOH איז ווי גייט:
\[ \טעקסט{נאַאָה} \צו \טעקסט{נאַ}^+ + \טעקסט{אָה}^- \]
די קאָנצענטראַציע פון NaOH געגעבן איז 0,05 M. ווייל NaOH איז אַ שטאַרקע באַזע, וועט יעדע NaOH מאָלעקול פּראָדוצירן איין OH⁻ יאָן. דעריבער, די קאָנצענטראַציע פון OH⁻ יאָנען אין דער לייזונג איז גלייך צו דער קאָנצענטראַציע פון NaOH, נעמליך:
\[ [\text{OH}^-] = 0,05 \text{ M} \]
אַזוי, די קאָנצענטראַציע פון OH⁻ יאָנען אין אַ 0,05 M NaOH לייזונג איז 0,05 M.
בייַשפּיל קשיא 4
פראגע:
רעכנט אויס דעם pH פון אַ 0,01 M KOH לייזונג.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
KOH איז אַ שטאַרקע באַזע וואָס יאָניזירט זיך גאָר אין וואַסער. די יאָניזאַציע גלייכונג פֿאַר KOH אין וואַסער איז ווי פאלגט:
\[ \טעקסט{KOH} \צו \טעקסט{K}^+ + \טעקסט{OH}^- \]
די געגעבענע KOH קאנצענטראציע איז 0,01 M. ווייל KOH איז א שטארקע באזע, וועט יעדע KOH מאלעקול פראדוצירן איין OH⁻ יאן. דעריבער, די קאנצענטראציע פון OH⁻ יאנען אין דער לייזונג איז גלייך צו דער קאנצענטראציע פון KOH, נעמליך:
\[ [\text{OH}^-] = 0,01 \text{ M} \]
pH איז א מאָס פון דער קאָנצענטראַציע פון H⁺ יאָנען אין אַ לייזונג. מיר קענען נוצן די באַציִונג צווישן pH, H⁺ יאָנען, און OH⁻ יאָנען געגעבן דורך די וואַסער יאָן פּראָדוקט (Kw):
\[ \טעקסט{קװ} = [\טעקסט{H}^+][\טעקסט{OH}^-] = 1 \מאַל 10^{-14} \]
וויסנדיק דעם ווערט פון [OH⁻], קענען מיר אויסרעכענען [H⁺]:
\[ [\text{H}^+] = \frac{\text{Kw}}{[\text{OH}^-]} = \frac{1 \times 10^{-14}}{0,01} = 1 \times 10^{-12} \text{M} \]
pH קען מען אויסרעכענען מיט דער פארמל:
\[ \text{pH} = -\log [\text{H}^+] \]
דורך אריינשטעקן די קאנצענטראציע פון H⁺ יאנען אין דער פארמל, באקומען מיר:
[pH = -log (1 × 10-12) = 12]
אַזוי, דער pH פון אַ 0,01 M KOH לייזונג איז 12.
בייַשפּיל קשיא 5
פראגע:
א לייזונג האט א pH = 3. רעכנט אויס די קאנצענטראציע פון H⁺ יאנען אין דער לייזונג.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
pH איז א מאָס פון דער קאָנצענטראַציע פון H⁺ יאָנען אין אַ לייזונג און קען אויסגעדריקט ווערן דורך דער פאָרמולע:
\[ \text{pH} = -\log [\text{H}^+] \]
צו רעכענען די קאנצענטראציע פון H⁺ יאנען, טוישן מיר די פארמל צו:
\[ [\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}} \]
דורך אריינשטעקן די געגעבענע pH ווערטן, באקומען מיר:
\[ [\טעקסט{H}^+] = 10^{-3} = 0,001 \טעקסט{M} \]
אַזוי, די קאָנצענטראַציע פון H⁺ יאָנען אין אַ לייזונג מיט pH = 3 איז 0,001 M.
בייַשפּיל קשיא 6
פראגע:
די NH₄OH לייזונג האט א קאנצענטראציע פון 0,1 M. רעכנט אויס דעם pH פון דער לייזונג אויב דער Kb ווערט פאר NH₄OH איז 1,8 x 10⁻⁵.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
NH₄OH איז אַ שוואַכע באַזע וואָס יאָניזירט זיך נישט גאָר אין וואַסער. די יאָניזאַציע גלייכונג פֿאַר NH₄OH אין וואַסער איז ווי פאלגט:
\[ \text{NH}_4\text{OH} \leftrightarrow \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \]
די גלייכגעוויכט קאָנסטאַנט פֿאַר דער ייאַניזאַציע פֿון NH₄OH ווערט גערופֿן Kb און ווערט געגעבן דורך:
\[ K_b = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_4\text{OH}} \]
זינט NH₄OH איז אַ שוואַכע באַזע, ניצן מיר Kb צו רעכענען די קאָנצענטראַציע פון OH⁻ יאָנען. אויב מיר נעמען אָן אַז \(x\) איז די קאָנצענטראַציע פון יאָניזירטן NH₄OH, ווערט די יאָניזאַציע גלייכונג:
[K_b = \frac{x^2}{0,1 – x} \aprox \frac{x^2}{0,1} \]
זינט דער ווערט פון Kb איז זייער קליין, נעמען מיר אן Σ(0,1 – x Σaprox 0,1):
[1,8 מאָל 10⁻⁵ = x²/0,1]
\[ x^2 = 1,8 \מאל 10^{-6} \]
[x = 1,8 × 10⁻⁶]
[x \אומגעפער 1,34 \מאל 10^{-3} \טעקסט{ M} \]
אַזוי, די קאָנצענטראַציע פון OH⁻ יאָנען איז 1,34 × 10⁻⁴ M).
פֿון דעם קאָנצענטראַציע קענען מיר אויסרעכענען די קאָנצענטראַציע פֿון H⁺ יאָנען ניצנדיק Kw:
\[ [\text{H}^+] = \frac{1 \times 10^{-14}}{1,34 \times 10^{-3}} \]
\[ [\טעקסט{H}^+] = 7,46 \מאל 10^{-12} \טעקסט{M} \]
pH:
[pH = -לאָג (7,46 מאָל 10-12)]
pH איז אומגעפער 11,13
אַזוי, דער pH פון אַ 0,1 M NH₄OH לייזונג איז אַרום 11,13.
קעסימפּולאַן
די אַרעניוס טעאָריע גיט אַ ווערטפולע יסוד פֿאַר פֿאַרשטיין ווי זויערן און באַזעס זיך אויפֿפֿירן אין לייזונג. אין דעם דיסקוסיע, האָבן מיר געקוקט אויף עטלעכע בייַשפּיל פּראָבלעמען וואָס אילוסטרירן ווי די קאָנצעפּטן קענען ווערן גענוצט צו רעכענען די קאָנצענטראַציעס פון H⁺ און OH⁻ יאָנען און די pH פון פֿאַרשידענע לייזונגען. פֿאַרשטיין די טעאָריע איז וויכטיק פֿאַר ווער עס יז וואָס פֿאַרפֿאָלגט אַ קאַריערע אין כעמיע, צי אויף דער הויך שולע אָדער העכערער בילדונג מדרגה.
