בייַשפּיל פון זאַלץ הידראָליז דיסקוסיע פֿראגן
זאַלץ הידראָליז איז אַ כעמישע דערשיינונג וואָס באַטראַפֿט די רעאַקציע פֿון אַ זאַלץ מיט וואַסער, וואָס פּראָדוצירט אַ זויער אָדער באַזע ווי אַ בייפּראָדוקט. דער פּראָצעס איז אָפֿט אַ וויכטיקע טעמע אין כעמיע לעקציעס ווײַל פֿאַרשטיין זאַלץ הידראָליז קען צושטעלן אַ יסודותדיקע אײַנבליק אין די אייגנשאַפֿטן פֿון לייזונגען און העלפֿן באַשטימען דעם pH פֿון אַ לייזונג. אין דעם אַרטיקל וועלן מיר דיסקוטירן עטלעכע בײַשפּיל פּראָבלעמען און זייערע לייזונגען פֿאַרבונדן מיט זאַלץ הידראָליז.
גרונטלעכע קאנצעפטן פון זאלץ הידראליזיס
זאַלץ הידראָליז פּאַסירט ווען אַ זאַלץ צעפֿאַלט זיך אין וואַסער און זייַנע יאָנען רעאַגירן מיט וואַסער מאָלעקולן צו פּראָדוצירן אַ זויער אָדער באַזע. נישט אַלע זאַלץ וועלן הידראָליזירן אין וואַסער; עטלעכע זענען נייטראַל, דאָס מיינט אַז זיי טוישן נישט דעם pH פֿון דער לייזונג. אָבער, עטלעכע זאַלץ קענען פּראָדוצירן זויערע אָדער באַזישע לייזונגען, דיפּענדינג אויף דער מקור פֿון דער זויער און באַזע וואָס האָבן געשאַפֿן דעם זאַלץ.
צו פֿאַרשטיין דעם מעכאַניזם, איז וויכטיק צו וויסן אַז:
– זאלצן פון שטארקע זויערן און שטארקע באזעס (ווי NaCl) גייען געווענליך נישט דורך הידראליז און די לייזונג בלייבט נייטראל.
– זאלצן פון שוואַכע זויערן און שטאַרקע באַזעס (ווי CH3COONa) פּראָדוצירן געוויינטלעך באַזישע לייזונגען.
– זאלצן פון שטארקע זויערן און שוואַכע באַזעס (ווי NH4Cl) פּראָדוצירן געוויינטלעך זויערע לייזונגען.
– זאלצן פון שוואַכע זויערן און שוואַכע באַזעס קענען רעאַגירן מיט וואַסער און באַשטימען דעם לעצטן pH דיפּענדינג אויף די רעלאַטיווע שטאַרקייטן פון דער זויער און באַזע.
בייַשפּיל פֿראַגן און דיסקוסיע
פראגע 1: הידראליז פון קאליום אצעטאטע (CH3COOK)
פראגע:
איז קאַליום אַצעטאַט (CH3COOK) לייזונג זויער, באַזיש, אָדער נייטראַל? שרײַבט די הידראָליז רעאַקציע וואָס פּאַסירט און באַשטימט דעם pH פֿון דער לייזונג.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
קאַליום אַצעטאַט (CH3COOK) איז אַ זאַלץ פון אַ שוואַכער זויער (עסיק זויער, CH3COOH) און אַ שטאַרקער באַזע (קאַליום הידראָקסייד, KOH). פון דעם קענען מיר אויספירן אַז די CH3COOK לייזונג איז מסתּמא באַסיש ווייל דער אַצעטאַט יאָן (CH3COO⁻) קען הידראָליזירן אין וואַסער.
די רעאַקציע איז ווי פאלגנד:
\[ CH_3COO^- + H_2O \רעכטסלעפטאַרפּונז CH_3COOH + OH^- \]
אַצעטאַט יאָנען (CH3COO⁻) נעמען אָן פּראָטאָנען (H⁺) פֿון וואַסער (H2O) צו שאַפֿן עסיק זויער (CH3COOH) און הידראָקסייד יאָנען (OH⁻). די אנוועזנהייט פֿון הידראָקסייד יאָנען (OH⁻) אין לייזונג מאַכט עס באַסיש.
צו באַשטימען pH, דאַרפֿן מיר די קאָנצענטראַציע פֿון OH⁻ יאָנען. למשל, מיר האָבן אַ 0,1 M CH3COOK לייזונג און די יאָניזאַציע קאָנסטאַנט פֿון עסיק זויער (Ka) איז 1,8 × 10⁻⁵.
די טריט וואָס מען נעמט זענען:
1. ניצן די באַזע קאָנסטאַנט (Kb) פֿאַר די CH3COO⁻ יאָן:
[K_b = \frac{K_w}{K_a} = \frac{10^{-14}}{1,8 × 10^{-5}} = 5,56 × 10^{-10} \]
2. דיסאָסיאַטירן CH3COO⁻ יאָנען אין לייזונג:
\[ K_b = \frac{[CH_3COOH][OH^-]}{[CH_3COO^-]} \]
לאָמיר דעם גראַד פון דיסאָסיאַציע זיין 'x':
[5,56 × 10⁻⁷ = x²/0,1⁻⁷]
איגנארירנדיג דעם קליינעם \(x\) אין דעם נענער, קענען מיר פארפּשוטן:
[x^2 \אומגעפער 5,56 \מאל 10^{-11} \רעכטער אַרראָו x = \sqrt{5,56 \מאל 10^{-11}} = 7,45 \מאל 10^{-6} \]
OH⁻ קאָנצענטראַציע:
\[ [OH^-] = 7,45 \× 10^{-6} \]
pOH פון דער לייזונג:
\[ pOH = -\log [OH^-] = -\log (7,45 × 10^{-6}) \אַפּפּראָקס 5,13 \]
ניצן די באַציִונג צווישן pH און pOH:
\[ פּה = 14 - פּאָה = 14 - 5,13 = 8,87 \]
אַזוי, די CH3COOK לייזונג איז באַסיש מיט אַ pH פון בערך 8,87.
פראגע 2: הידראליז פון אמאניום כלוריד (NH4Cl)
פראגע:
איז אַמאָוניום קלאָריד (NH4Cl) לייזונג זויער, באַזיש, אָדער נייטראַל? שרײַבט די הידראָליז רעאַקציע וואָס פּאַסירט און באַשטימט דעם pH פון דער לייזונג.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
אַמאָניום קלאָריד (NH4Cl) איז אַ זאַלץ פון אַ שטאַרקער זויער (HCl) און אַ שוואַכער באַזע (NH3). פון דעם קענען מיר אויספירן אַז די לייזונג איז זויער ווייל דער אַמאָניום יאָן (NH4⁺) קען כיידראָליזירן אין וואַסער.
די רעאַקציע איז ווי פאלגנד:
\[ NH_4^+ + H_2O \רעכטסלעפטהארפונס NH_3 + H_3O^+ \]
אַמאָניום יאָנען (NH4⁺) שענקען פּראָטאָנען (H⁺) צו וואַסער מאָלעקולן (H2O) צו שאַפֿן אַמאָניום (NH3) און הידראָניום יאָנען (H3O⁺). די בייַזייַן פון הידראָניום יאָנען (H3O⁺) אין דער לייזונג מאַכט די לייזונג זויער.
למשל, מיר האָבן אַ 0,1 M NH4Cl לייזונג. די באַזע יאָניזאַציע קאָנסטאַנט (Kb) פֿאַר NH3 איז 1,8 × 10⁻⁵.
די טריט וואָס מען נעמט זענען:
1. ניצן די זויער קאנסטאנט (Ka) פארן NH4⁺ יאן:
[K_a = \frac{K_w}{K_b} = \frac{10^{-14}}{1,8 \times 10^{-5}} = 5,56 \times 10^{-10} \]
2. דיסאָסיִירן NH4⁺ יאָנען אין לייזונג:
\[ ק_אַ = \frac{[נה_3][ה_3אָ^+]}{[נה_4^+]} \]
לאָמיר דעם גראַד פון דיסאָסיאַציע זיין 'x':
[5,56 × 10⁻⁷ = x²/0,1⁻⁷]
איגנארירנדיג דעם קליינעם \(x\) אין דעם נענער, קענען מיר פארפּשוטן:
[x^2 \אומגעפער 5,56 \מאל 10^{-11} \רעכטער אַרראָו x = \sqrt{5,56 \מאל 10^{-11}} = 7,45 \מאל 10^{-6} \]
H3O⁺ קאנצענטראציע:
\[ [H_3O^+] = 7,45 \× 10^{-6} \]
pH פון דער לייזונג:
[pH = -\log [H_3O^+] = -\log (7,45 × 10^{-6}) \אומגעפער 5,13 \]
אַזוי, אַ NH4Cl לייזונג איז זויער מיט אַ pH פון בערך 5,13.
אין ביידע ביישפילן פון אויבן, זעען מיר ווי אידענטיפיצירן דעם טיפ הידראליז קען העלפן באשטימען די נאטור פון א לייזונג. דורך אנווענדן די יאניזאציע גלייכגעוויכט קאנסטאנט (Ka אדער Kb) און א פאר פשוטע אנווייזונגען, קענען מיר גאנץ לייכט לייזן די פראבלעמען.
די דיסקוסיע פון זאַלץ הידראָליז פּראָבלעמען ניט בלויז טרענירט אַנאַליטישע סקילז אין מאַטעמאַטישע קאַלקולאַציעס, נאָר אויך פֿאַרטיפֿט דאָס פֿאַרשטאַנד פֿון די גרונט קאָנצעפּטן פֿון לייזונג כעמיע. פֿאַרשטיין ווי יאָנען פֿון פֿאַרשידענע אָפּשטאַמונגען ביישטייערן פּראָטאָןן אָדער אַקסעפּטאָרן צו וואַסער מאָלעקולן, און ווי דאָס אַפֿעקטירט דעם pH פֿון אַ לייזונג, איז יסודותדיק צו באַהערשן פֿילע פֿאָרגעשריטענע טעמעס אין כעמיע.
