Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè àti Ìjíròrò nípa Arrhenius Acids àti Bases
Àwọn ásíìdì àti ìpìlẹ̀ jẹ́ àwọn èrò ìpìlẹ̀ nínú kẹ́mísírì. Ọ̀kan lára àwọn èrò tí a mọ̀ dáadáa láti ṣàlàyé ìwà àwọn ásíìdì àti ìpìlẹ̀ ni ẹ̀kọ́ Arrhenius. Gẹ́gẹ́ bí Arrhenius ti sọ, ásíìdì jẹ́ àdàpọ̀ kan tí, nígbà tí ó bá yọ́ nínú omi, ó ń mú àwọn ions H⁺ (tàbí H₃O⁺) jáde, nígbà tí ìpìlẹ̀ jẹ́ àdàpọ̀ kan tí, nígbà tí ó bá yọ́ nínú omi, ó ń mú àwọn ions OH⁻ jáde. Nínú àpilẹ̀kọ yìí, a ó jíròrò ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìṣòro nípa àwọn ásíìdì àti ìpìlẹ̀ gẹ́gẹ́ bí ẹ̀kọ́ Arrhenius ti sọ, pẹ̀lú àwọn ìdáhùn wọn.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 1
Ìbéèrè:
A máa yọ́ omi hydrochloric acid (HCl) tó tó 0,1 M. A máa yọ́ omi. Ṣírò iye àwọn ion H⁺ tó wà nínú omi náà.
Ìjíròrò:
Gẹ́gẹ́ bí ìlànà Arrhenius, HCl jẹ́ ásíìdì nítorí pé ó ń mú àwọn ion H⁺ jáde nígbà tí ó bá yọ́ nínú omi. Ìgbékalẹ̀ ionization fún HCl nínú omi nìyí:
\[ \text{HCl} \to \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
Ìwọ̀n ìpele àkọ́kọ́ ti HCl jẹ́ 0,1 M. Níwọ̀n ìgbà tí HCl jẹ́ ásíìdì alágbára tí ó ń yí padà pátápátá nínú omi, molecule HCl kọ̀ọ̀kan yóò mú ion H⁺ kan àti ion Cl⁻ kan jáde. Nítorí náà, ìpele àwọn ion H⁺ nínú omi náà dọ́gba pẹ̀lú ìpele HCl, èyí ni:
\[ [\text{H}^+] = 0,1 \text{ M} \]
Nítorí náà, ìṣọ̀kan àwọn ion H⁺ nínú omi HCl 0,1 M jẹ́ 0,1 M.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 2
Ìbéèrè:
Ṣírò pH ti omi nitric acid (HNO₃) ti 0,01 M.
Ìjíròrò:
HNO₃ jẹ́ ásíìdì alágbára kan tí ó ń yí padà pátápátá nínú omi, nítorí náà, ìṣètò ionization fún HNO₃ nìyí:
\[ \text{HNO}_3 \to \text{H}^+ + \text{NO}_3^- \]
Ìwọ̀n HNO₃ tí a fúnni jẹ́ 0,01 M. Níwọ̀n ìgbà tí HNO₃ jẹ́ ásíìdì alágbára, mólúkúlùkù HNO₃ yóò mú ion H⁺ kan jáde. Nítorí náà, ìwọ́n ion H⁺ nínú omi náà dọ́gba pẹ̀lú ìwọ́n ion HNO₃, èyí ni:
\[ [\text{H}^+] = 0,01 \text{ M} \]
A le ṣe iṣiro pH nipa lilo agbekalẹ yii:
\[ \text{pH} = -\log [\text{H}^+] \]
Nípa sísopọ̀ ìṣọ̀kan àwọn ion H⁺ sínú fọ́múlá náà, a rí:
\[ \text{pH} = -\log (0,01) = -\log (10^{-2}) = 2 \]
Nítorí náà, pH ti ojutu 0,01 M HNO₃ jẹ 2.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 3
Ìbéèrè:
Pinnu iye awọn ions OH⁻ ninu ojutu NaOH 0,05 M kan.
Ìjíròrò:
NaOH jẹ́ ìpìlẹ̀ tó lágbára tó ń yí ion padà pátápátá nínú omi, nítorí náà, ìṣètò ionization fún NaOH nìyí:
\[ \text{NaOH} \to \text{Na}^+ + \ọrọ{OH}^- \]
Ìwọ̀n ìṣọ̀kan NaOH tí a fúnni jẹ́ 0,05 M. Níwọ̀n ìgbà tí NaOH jẹ́ ìpìlẹ̀ tó lágbára, gbogbo molecule NaOH yóò mú ion OH⁻ kan jáde. Nítorí náà, ìṣọ̀kan àwọn ion OH⁻ nínú omi náà dọ́gba pẹ̀lú ìṣọ̀kan NaOH, èyí ni:
\[ [\text{OH}^-] = 0,05 \text{ M} \]
Nítorí náà, ìṣọ̀kan àwọn ions OH⁻ nínú omi NaOH 0,05 M jẹ́ 0,05 M.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 4
Ìbéèrè:
Ṣírò pH ti ojutu 0,01 M KOH kan.
Ìjíròrò:
KOH jẹ́ ìpìlẹ̀ tó lágbára tó ń yí ion padà pátápátá nínú omi. Ìgbékalẹ̀ ionization fún KOH nínú omi nìyí:
\[ \text{KOH} \to \text{K}^+ + \text{OH}^- \]
Ìwọ̀n KOH tí a fúnni jẹ́ 0,01 M. Níwọ̀n ìgbà tí KOH jẹ́ ìpìlẹ̀ tó lágbára, molecule KOH kọ̀ọ̀kan yóò mú ion OH⁻ kan jáde. Nítorí náà, ìwọ́n ions OH⁻ nínú omi náà dọ́gba pẹ̀lú ìwọ́n KOH, èyí ni:
\[ [\text{OH}^-] = 0,01 \text{ M} \]
pH jẹ́ ìwọ̀n ìṣọ̀kan àwọn ion H⁺ nínú omi. A lè lo ìbáṣepọ̀ láàárín pH, àwọn ion H⁺, àti àwọn ion OH⁻ tí ọjà ion omi (Kw) fúnni:
\[ \text{Kw} = [\text{H}^+][\text{OH}^-] = 1 \times 10^{-14} \]
Ní mímọ iye [OH⁻], a le ṣírò [H⁺]:
\[ [\text{H}^+] = \frac{\text{Kw}}{[\text{OH}^-]} = \frac{1 \times 10^{-14}}{0,01} = 1 \times 10^{-12} \text{ M} \]
A le ṣe iṣiro pH nipa lilo agbekalẹ yii:
\[ \text{pH} = -\log [\text{H}^+] \]
Nípa sísopọ̀ ìṣọ̀kan àwọn ion H⁺ sínú fọ́múlá náà, a rí:
\[ \text{pH} = -\log (1 \times 10^{-12}) = 12 \]
Nitorinaa, pH ti ojutu 0,01 M KOH jẹ 12.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 5
Ìbéèrè:
Ojútùú kan ní pH = 3. Ṣírò ìṣọ̀kan àwọn ion H⁺ nínú omi náà.
Ìjíròrò:
pH jẹ́ ìwọ̀n ìfojúsùn àwọn ion H⁺ nínú omi kan, a sì lè fi fọ́múlá náà hàn:
\[ \text{pH} = -\log [\text{H}^+] \]
Láti ṣírò ìṣọ̀kan àwọn ion H⁺, a yí agbekalẹ náà padà sí:
\[ [\text{H}^+] = 10^{-\text{pH}} \]
Nipa fifi awọn iye pH ti a fun sinu, a gba:
\[ [\text{H}^+] = 10^{-3} = 0,001 \text{ M} \]
Nítorí náà, ìṣọ̀kan àwọn ion H⁺ nínú omi pẹ̀lú pH = 3 jẹ́ 0,001 M.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 6
Ìbéèrè:
Omi NH₄OH ní ìṣọ̀kan 0,1 M. Ṣírò pH omi náà tí iye Kb fún NH₄OH bá jẹ́ 1,8 x 10⁻⁵.
Ìjíròrò:
NH₄OH jẹ́ ìpìlẹ̀ aláìlera tí kò ní ion nínú omi pátápátá. Ìgbékalẹ̀ ionization fún NH₄OH nínú omi nìyí:
\[ \text{NH}_4\text{OH} \leftrightarrow \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \]
A pe Kb ní Kb, a sì fún un ní ìdúróṣinṣin ìwọ́ntúnwọ̀nsì fún ionization ti NH₄OH:
\[ K_b = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_4\text{OH}} \]
Níwọ́n ìgbà tí NH₄OH jẹ́ ìpìlẹ̀ aláìlera, a lo Kb láti ṣírò ìṣọ̀kan àwọn ions OH⁻. Tí a bá gbà pé \(x\) ni ìṣọ̀kan NH₄OH tí a ti fi ion ṣe, ìṣọ̀kan ionization yóò di:
\[ K_b = \frac{x^2}{0,1 – x} \approx \frac{x^2}{0,1} \]
Nítorí pé iye Kb kéré gan-an, a rò pé \(0,1 – x \approx 0,1\):
\[ 1,8 \igba 10^{-5} = \frac{x^2}{0,1} \]
\[ x^2 = 1,8 \nígbà 10^{-6} \]
\[ x = \sqrt{1,8 \igba 10^{-6}} \]
\[ x \nọ́mbà 1,34 \nígbà 10^{-3} \ọ̀rọ̀{ M} \]
Nítorí náà, ìṣọ̀kan àwọn ions OH⁻ jẹ́ \(1,34 \times 10^{-3} \text{ M}\).
Láti inú ìṣọ̀kan yìí, a lè ṣírò ìṣọ̀kan àwọn ion H⁺ nípa lílo Kw:
\[ [\text{H}^+] = \frac{1 \times 10^{-14}}{1,34 \times 10^{-3}} \]
\[ [\text{H}^+] = 7,46 \times 10^{-12} \text{ M} \]
pH:
\[ \text{pH} = -\log (7,46 \times 10^{-12}) \]
\[ \text{pH} \approx 11,13 \]
Nítorí náà, pH ti ojutu 0,1 M NH₄OH jẹ nipa 11,13.
Ipari
Ìlànà Arrhenius pèsè ìpìlẹ̀ tó wúlò fún òye bí àwọn acids àti base ṣe ń hùwà nínú ojutuu. Nínú ìjíròrò yìí, a ti wo ọ̀pọ̀lọpọ̀ àpẹẹrẹ ìṣòro tó ń ṣàfihàn bí a ṣe lè lo àwọn èrò wọ̀nyí láti ṣírò ìṣọ̀kan àwọn ions H⁺ àti OH⁻ àti pH ti onírúurú ojutuu. Lílóye èrò yìí ṣe pàtàkì fún ẹnikẹ́ni tó bá ń lépa iṣẹ́ kemistri, yálà ní ilé-ẹ̀kọ́ gíga tàbí ní ilé-ẹ̀kọ́ gíga.
