ביישפילן פון פראגעס און דיסקוסיע וועגן שוואַכע זויערן און שוואַכע באַזעס
הקדמה
זויערן און באזעס זענען צוויי יסודות'דיגע קאנצעפטן אין כעמיע וואס זענען וויכטיג צו פארשטיין. שוואכע זויערן און שוואכע באזעס שפילן וויכטיגע ראלעס אין פארשידענע כעמישע רעאקציעס, סיי אין לאבאראטאריע און סיי אין טעגליכן לעבן. דער ארטיקל וועט באהאנדלען ביישפיל פראבלעמען און א דעטאלירטע דיסקוסיע פון שוואכע זויערן און שוואכע באזעס.
פֿאַרשטיין שוואַכע זויערן און שוואַכע באַזעס
שוואַכע זויער
א שוואַכע זויער איז אַ זויער וואָס צעלאָזט זיך נישט גאָר אין אַ וואַסעריקער לייזונג. דאָס מיינט אַז אין אַ שוואַכער זויער לייזונג צעלאָזט זיך נאָר אַ קליין טייל פון די זויער מאָלעקולן אין וואַסערשטאָף יאָנען (\(\text{H}^+\)) און דעם קאָניוגאַטן אַניאָן (\(\text{A}^-\)). א געוויינטלעכער בייַשפּיל פון אַ שוואַכן זויער איז עסיק זויער (\(\text{CH}_3\text{COOH}\)).
שוואַכע באַזע
א שוואַכע באַזע איז אַ באַזע וואָס צעלאָזט זיך נישט גאָר אין אַ וואַסעריקער לייזונג. שוואַכע באַזעס צעלאָזן זיך נאָר אַ ביסל אין הידראָקסייד יאָנען (OH-) און קאָניוגאַט קאַטיאָנען. א געוויינטלעכער בייַשפּיל פון אַ שוואַכער באַזע איז אַמאָניאַק (NH3).
גרונטלעכע כעמישע פאָרמולעס פֿאַר שוואַכע זויערן און שוואַכע באַזעס
שוואַכע זויער
די דיסאָסיאַציע רעאַקציע פון אַ שוואַכער זויער אין וואַסער קען אויסגעדריקט ווערן דורך דער פאלגענדער גלייכונג:
\[
\text{HA} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{A}^-
\]
מיט \(\text{HA}\) ווי אַ שוואַכע זויער און \(\text{A}^-\) ווי דער קאָניוגאַט אַניאָן.
די זויער דיסאָסיאַציע קאָנסטאַנט (\(K_a\)) ווערט גענוצט צו באַשרײַבן די שטאַרקייט פון אַ שוואַכן זויער:
\[
ק_a = \frac{[\text{H}^+][\text{A}^-]}{[\text{HA}]}
\]
שוואַכע באַזע
די דיסאָסיאַציע רעאַקציע פון אַ שוואַכער באַזע אין וואַסער קען אויסגעדריקט ווערן ווי:
\[
\טעקסט{B} + \טעקסט{H}_2\טעקסט{O} \רעכטסלעפטהאַרפּונז \טעקסט{BH}^+ + \טעקסט{OH}^-
\]
מיט \(\text{B}\) ווי אַ שוואַכע באַזע און \(\text{BH}^+\) ווי דער קאָניוגאַט קאַטיאָן.
די באַזע דיסאָסיאַציע קאָנסטאַנט (\(K_b\)) ווערט גענוצט צו באַשרײַבן די שטאַרקייט פון אַ שוואַכער באַזע:
\[
K_b = \frac{[\text{BH}^+][\text{OH}^-]}{[\text{B}]}
\]
בייַשפּיל פֿראַגן און דיסקוסיע
בייַשפּיל קשיא 1: שוואַכע זויער
פראגע: רעכנט אויס דעם pH פון א 0.1 M לייזונג פון עסיק זויער (CH3 COOH) אויב די Kα פון עסיק זויער איז 1.8 מאל 10-5).
פֿאַרעפֿנטלעכט:
1. שרייב די דיסאָסיאַציע גלייכונג:
\[
\text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+
\]
2. באַשטימט די אָנהייב קאָנצענטראַציע און ענדערונג אין קאָנצענטראַציע אין דער ICE (אָנהייב, ענדערונג, גלייכגעוויכט) טאַבעלע.
| | \(\טעקסט{CH}_3\טעקסט{COOH}\) | \(\טעקסט{CH}_3\טעקסט{COO}^-\) | \(\טעקסט{H}^+\) |
|——-|——————————-|————————-|———————–|
| אנפאנג | 0.1 מיליאָן | 0 | 0 |
| טוישן | -x | +x | +x |
| גלייכגעוויכט | 0.1 – x | x | x |
3. פֿאַרבינדט \(K_a\) מיט דער קאָנצענטראַציע בײַ גלייכגעוויכט:
\[
ק_a = \frac{[H^+][CH_3COO^-]}{[CH_3COOH]} = \frac{x ⋅ x}{0.1 – x}
\]
זינט \(K_a\) איז קליין, איז די הנחה \(x \ll 0.1\) אָפט גילטיק:
\[
ק_a \aפּראָקס \frac{x^2}{0.1}
\]
\[
1.8 × 10⁻⁵ = x²/0.1
\]
\[
x^2 = 1.8 × 10^{-6}
\]
\[
x = 1.34 × 10⁻³
\]
4. אויסרעכענען pH:
\[
pH = -\log[H^+] = -\log(1.34 × 10^{-3}) = 2.87
\]
בייַשפּיל קשיא 2: שוואַכע באַזעס
פראגע: רעכנט אויס די pOH פון א 0.05 M אַמאָניאַק לייזונג (NH3) אויב די Kb פון אַמאָניאַק איז 1.8 מאָל 10-5.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
1. שרייב די דיסאָסיאַציע גלייכונג:
\[
\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_4^+ + \text{OH}^-
\]
2. באַשטימען די אָנהייב קאָנצענטראַציע און ענדערונג אין קאָנצענטראַציע אין דער ICE טאַבעלע:
| | \(\טעקסט{NH}_3\) | \(\טעקסט{NH}_4^+\) | \(\טעקסט{OH}^-\) |
|——-|——————–|——————-|———————|
| אנפאנג | 0.05 מ | 0 | 0 |
| טוישן | -x | +x | +x |
| גלייכגעוויכט | 0.05 – x | x | x |
3. פֿאַרבינד \(K_b\) מיט דער קאָנצענטראַציע בײַ גלייכגעוויכט:
\[
K_b = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_3]} = \frac{x ≈ x}{0.05 – x}
\]
אַננעמענדיג Σ(x ≥ 0.05):
\[
K_b \aprox²}{0.05}
\]
\[
1.8 × 10⁻⁵ = x²/0.05
\]
\[
x^2 = 9 × 10^{-7}
\]
\[
x = 3 × 10⁻³
\]
4. אויסרעכענען pOH:
\[
\text{pOH} = -\log[OH^-] = -\log(3 × 10^{-4}) = 3.52
\]
5. קאָנווערטירן צו pH אויב נייטיק:
\[
pH = 14 – pOH = 14 – 3.52 = 10.48
\]
קעסימפּולאַן
פֿאַרשטיין שוואַכע זויערן און שוואַכע באַזעס דורך בייַשפּיל פּראָבלעמען איז זייער נוצלעך אין פאָרויסזאָגן זייער כעמיש נאַטור אין לייזונג. דורך פֿאַרשטיין די קאָנצעפּטן פון \(K_a\) און \(K_b\) און ווי צו קאָנווערטירן יאָן קאַנסאַנטריישאַנז צו pH אָדער pOH, קענען מיר אַנאַליזירן אַ פאַרשיידנקייט פון לייזונגען אין ביידע אַקאַדעמישע און אינדוסטריעלע קאָנטעקסטן. פאָרזעצן פּראַקטיצירן מיט פאַרשידענע פּראָבלעמען צו פֿאַרטיפֿן דיין פֿאַרשטאַנד און סקילז אין כעמישער אַנאַליז.
