בייַשפּיל פֿראַגעס דיסקוטירן די pH פון שטאַרקע זויערן און שטאַרקע באַזעס
pH, אדער פּאָטענציאַל פון וואַסערשטאָף, איז אַ מאָס פון דער זויערקייט אדער אַלקאַליניטי פון אַ לייזונג. די pH סקאַלע גייט פון 0 ביז 14, מיט נומערן אונטער 7 וואָס ווייַזן אויף אַ זויערע לייזונג, נומערן העכער 7 וואָס ווייַזן אויף אַ באַזישע לייזונג, און 7 וואָס ווייַזן אויף אַ נייטראַלע לייזונג. אין דעם אַרטיקל וועלן מיר דיסקוטירן עטלעכע בייַשפּיל פּראָבלעמען וועגן דעם pH פון שטאַרקע זויערן און שטאַרקע באַזעס, צוזאַמען מיט זייערע לייזונגען.
הקדמה
גרונטלעכע קאנצעפטן פון pH
pH איז אַ מאָס געניצט צו באַשטימען די זויערקייט אָדער אַלקאַליניטי פון אַ לייזונג באַזירט אויף די קאַנסאַנטריישאַן פון וואַסערשטאָף יאָנען (H+). די גרונט פאָרמולע פֿאַר קאַלקולירן pH איז:
\[ \text{pH} = -\log{[H^+]} \]
וואו [H+] איז די וואַסערשטאָף יאָן קאָנצענטראַציע אין מאָל/ל.
אויף דער אנדערער האַנט, פֿאַר באַזישע לייזונגען (שטאַרקע באַזעס), קענען מיר ערשט אויסרעכענען די pOH און דערנאָך קאָנווערטירן עס צו pH מיט דער פאלגענדער פאָרמולע:
\[ \text{pOH} = -\log{[OH^-]} \]
[pH = 14 – pOH]
שטאַרקע זויער קעגן שוואַך זויער
א שטאַרקע זויער איז אַ זויער וואָס יאָניזירט זיך גאָר אין אַ וואַסעריקער לייזונג. דאָס מיינט אַז די קאָנצענטראַציע פון H+ יאָנען אין דער לייזונג איז גלייך צו דער קאָנצענטראַציע פון דער זויער אַליין. ביישפילן פון שטאַרקע זויערן זענען HCl (הידראָטשלאָריק זויער), HNO3 (שטיקלשטאָף זויער), און H2SO4 (שוועבל זויער).
אין קאנטראסט, שוואַכע זויערן יאָניזירן נישט אינגאנצן אין לייזונג, אַזוי זייערע pH חשבונות זענען מער קאָמפּליצירט און דאַרפן דעם באַגריף פון אַ זויערקייט קאָנסטאַנט (Ka).
שטאַרקע באַזע קעגן שוואַכע באַזע
ווי שטאַרקע זויערן, שטאַרקע באַזעס יאָניזירן זיך אויך גאָר אין וואַסעריקער לייזונג. ביישפילן פון שטאַרקע באַזעס זענען NaOH (נאַטריום הידראָקסייד) און KOH (קאַליום הידראָקסייד).
שוואַכע באַזעס זענען נאָר טיילווייז יאָניזירט און דאַרפן דעם באַגריף פון אַ באַזיסיטי קאָנסטאַנט (Kb) צו רעכענען pH.
בייַשפּיל פֿראַגן און דיסקוסיע
בייַשפּיל קשיא 1: שטאַרקע זויער
> רעכנט אויס דעם pH פון א 0.01 M HCl לייזונג.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
זינט HCl איז אַ שטאַרקע זויער, וועט עס גאָר יאָניזירן אין לייזונג.
\[ \text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
די קאָנצענטראַציע פון H+ יאָנען אין דער לייזונג וועט זיין די זעלבע ווי די קאָנצענטראַציע פון HCl וואָס ווערט צוגעשטעלט, נעמלעך 0.01 M.
\[ [H^+] = 0.01 \, \text{M} \]
ניצן די pH פאָרמולע:
\[ \text{pH} = -\log{[H^+]} = -\log{0.01} = -\log{10^{-2}} = 2 \]
אַזוי, די pH פון אַ 0.01 M HCl לייזונג איז 2.
בייַשפּיל קשיא 2: שטאַרקע באַזעס
> רעכנט אויס דעם pH פון א 0.001 M NaOH לייזונג.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
NaOH איז אַ שטאַרקע באַזע און וועט גאָר יאָניזירן אין לייזונג.
\[ \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^- \]
די קאָנצענטראַציע פון OH- יאָנען אין דער לייזונג איז די זעלבע ווי די קאָנצענטראַציע פון NaOH, נעמלעך 0.001 M.
\[ [OH^-] = 0.001 \, \text{M} = 10^{-3} \, \text{M} \]
רעכן ערשט אויס די pOH:
\[ \text{pOH} = -\log[OH^-] = -\log{10^{-3}} = 3 \]
קאָנווערטירן pOH צו pH:
[pH = 14 – pOH = 14 – 3 = 11]
אַזוי, דער pH פון אַ 0.001 M NaOH לייזונג איז 11.
בייַשפּיל קשיא 3: שוועבל זויער (H2SO4)
> רעכנט אויס דעם pH פון א 0.01 M H2SO4 לייזונג.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
H2SO4 איז אַ שטאַרקע זויער מיט צוויי סטאַגעס פון יאָניזאַציע. די ערשטע סטאַגע:
\[ \text{H2SO4} \rightarrow \text{H}^+ + \text{HSO4}^- \]
דער רעזולטאַט פון דער ערשטער שטאַפּל פון יאָניזאַציע איז גלייך צו דער H2SO4 קאָנצענטראַציע פון 0.01 M פֿאַר יעדן H+ און HSO4^-. אָבער, דער ערשטער שטאַפּל פּראָדוצירט צוויי H+ יאָנען פון איין H2SO4 מאָלעקול.
אַלזאָ, די גאַנצע [H+] וועט זײַן צוויי מאָל די אָנהייב קאָנצענטראַציע:
\[ [H^+] = 2 × 0.01 = 0.02 \]
ניצן די pH פאָרמולע:
\[ \text{pH} = -\log{[H^+]} = -\log{0.02} = -\log{2 \times 10^{-2}} = -(\log{2} + \log{10^{-2}}) \]
פֿאַר אייער אינפֿאָרמאַציע,
\[ \log{2} \aprox 0.301 \]
אַזוי:
\[ \text{pH} = -(0.301 + (-2)) = 1.699 \]
אַזוי, דער pH פון אַ 0.01 M H2SO4 לייזונג איז וועגן 1.699.
בייַשפּיל פֿראַגע 4: שטאַרקע באַזע (Ca(OH)2)
> רעכנט אויס דעם pH פון א 0.005 M Ca(OH)2 לייזונג.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
Ca(OH)2 איז אַ שטאַרקע באַזע און יעדע מאָלעקול גיט צוויי OH- יאָנען:
\[ \text{Ca(OH)2} \rightarrow \text{Ca}^{2+} + 2\text{OH}^- \]
די קאנצענטראציע פון OH- וועט זיין צוויי מאל די קאנצענטראציע פון Ca(OH)2 ווייל יעדע מאלעקול פון Ca(OH)2 פראדוצירט צוויי OH-. ממילא,
\[ [OH^-] = 2 × 0.005 = 0.01 \, \text{M} \]
רעכן ערשט אויס די pOH:
\[ \text{pOH} = -\log{[OH^-]} = -\log{0.01} = -\log{10^{-2}} = 2 \]
קאָנווערטירן pOH צו pH:
[pH = 14 – pOH = 14 – 2 = 12]
אַזוי, דער pH פון אַ 0.005 M Ca(OH)2 לייזונג איז 12.
קעסימפּולאַן
אין דעם אַרטיקל, האָבן מיר דיסקוטירט ווי צו רעכענען pH פֿאַר עטלעכע ביישפילן פון שטאַרקע זויער און שטאַרקע באַזע לייזונגען. געדענקט אַז פֿאַר שטאַרקע זויערן אָדער באַזעס, נעמען מיר אָן אַז זיי זענען גאָר יאָניזירט אין לייזונג. דעריבער, די קאָנצענטראַציע פון H+ יאָנען פֿאַר אַ שטאַרקן זויער און OH- יאָנען פֿאַר אַ שטאַרקע באַזע וועט זיין גלייך צו דער אָנהייב קאָנצענטראַציע פון דער זויער אָדער באַזע, נאָך אַדזשאַסטינג פֿאַר סטאָיכיאָמעטרישע פאַקטאָרן אויב נייטיק. דאָס סימפּליפייז pH חשבונות ניצן די גרונט pH און pOH פאָרמולעס.
פֿאַרשטיין דעם באַגריף איז קריטיש, ספּעציעל אין כעמישע אַפּליקאַציעס, צי אין דער כעמיע לאַבאָראַטאָריע, אינדוסטריע, צי וואָכעדיק לעבן. מיט פּראַקטיק און אַ גוטן פֿאַרשטאַנד, וועט רעכענען דעם pH פֿון שטאַרקע זויערן און באַזעס ווערן אַ פּשוטע אויפֿגאַבע.
