Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè Ìjíròrò Acid-Base ti Brønsted-Lowry
Àwọn ásíìdì àti ìpìlẹ̀ jẹ́ àwọn èrò pàtàkì nínú kẹ́mísírì tí ọ̀pọ̀ àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì ti ṣe àgbékalẹ̀ àti tí wọ́n ti tún ṣe ní ọ̀pọ̀ ọdún. Ọ̀kan lára àwọn èrò tó gbajúmọ̀ jùlọ ni ẹ̀kọ́ Brønsted-Lowry, tí Johannes Nicolaus Brønsted àti Thomas Martin Lowry dábàá ní ọdún 1923. Ẹ̀kọ́ yìí fúnni ní ojú ìwòye tó gbòòrò nípa bí àwọn ásíìdì àti ìpìlẹ̀ ṣe ń ṣiṣẹ́ pọ̀ nínú àwọn ìṣesí kẹ́míkà. Nínú àpilẹ̀kọ yìí, a ó jíròrò ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ìṣòro tó ní í ṣe pẹ̀lú èrò Brønsted-Lowry nípa àwọn ásíìdì àti ìpìlẹ̀ àti bí a ṣe lè yanjú wọn.
Àwọn Ìpìlẹ̀ Àwọn Àsìdì àti Ìpìlẹ̀ Brønsted-Lowry
Gẹ́gẹ́ bí ìlànà Brønsted-Lowry, ásíìdì jẹ́ ohun kan tí ó lè fi proton (H+) fúnni, nígbà tí ìpìlẹ̀ jẹ́ ohun kan tí ó lè gba proton. Nínú àwọn ìṣesí kẹ́míkà, àwọn ásíìdì àti ìpìlẹ̀ máa ń ṣiṣẹ́ pọ̀ nípasẹ̀ ìlànà ìgbésẹ̀ proton, níbi tí ìpìlẹ̀ kan ti ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ásíìdì nípa títú proton sílẹ̀, àti ìpìlẹ̀ kejì ti ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ìpìlẹ̀ nípa gbígbà proton.
Àwọn àpẹẹrẹ ti àwọn ìṣesí Àsídì-Báse
Àpẹẹrẹ ìṣesí tó rọrùn láàrín ásíìdì àti ìpìlẹ̀ gẹ́gẹ́ bí ìlànà Brønsted-Lowry ṣe sọ ni ìṣesí láàrín copper(II) sulfate (H2SO4) àti sodium hydroxide (NaOH):
\[ \text{H}_2\text{SO}_4 + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaHSO}_4 + \text{H}_2\text{O} \]
Nínú ìṣesí yìí, sulfuric acid (H2SO4) ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí Brønsted-Lowry acid nítorí pé ó ń fi proton (H+) fún ipilẹ NaOH, èyí tí ó ń gba proton náà.
Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè àti Ìjíròrò
Ìbéèrè 1: Ṣíṣàwárí àwọn Ásídì àti Àwọn Ìpìlẹ̀
Ìbéèrè:
Ṣe idanimọ awọn acids Brønsted-Lowry ati awọn ipilẹ ninu awọn iṣe wọnyi:
\[ \text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \]
Ìjíròrò:
Nínú ìṣesí yìí, ammonia (NH3) àti omi (H2O) ni àwọn ohun tí ń ṣe àtúnṣe, nígbàtí àwọn ion ammonium (NH4+) àti àwọn ion hydroxide (OH-) ni àwọn ọjà náà. Ẹ jẹ́ kí a wo èyí tí ó ń ṣe àtúnṣe gẹ́gẹ́ bí ásíìdì àti èyí tí ó ń ṣe gẹ́gẹ́ bí ìpìlẹ̀.
– NH3 ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ìpìlẹ̀ nítorí pé ó ń gba àwọn proton (H+) láti H2O láti ṣe NH4+.
– H2O ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ásíìdì nítorí pé ó ń fi proton (H+) fún NH3 láti ṣe OH-.
Nítorí náà, nínú ìṣesí yìí:
– NH3 jẹ́ ipilẹ̀ Brønsted-Lowry.
– H2O jẹ́ àsìdì Brønsted-Lowry.
Ìbéèrè 2: Àwọn Ìdáhùn Ìṣọ̀kan Kíkọ
Ìbéèrè:
Kọ àwọn ìsopọ̀ conjugate acid-base fún àwọn ìṣesí wọ̀nyí:
\[ \text{HCl} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_3\text{O}^+ + \text{Cl}^- \]
Ìjíròrò:
Nínú ìṣesí yìí, HCl ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí àsìdì Brønsted-Lowry nípa fífi proton (H+) fún H2O. Omi (H2O) gba proton ó sì ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ìpìlẹ̀ Brønsted-Lowry. Lẹ́yìn pípadánù proton kan, HCl yóò yípadà sí Cl-, H2O yóò sì yípadà sí H3O+.
– Àsídì (HCl) àti ìpìlẹ̀ àjọpọ̀ rẹ̀ (Cl-)
– Ìpìlẹ̀ (H2O) àti àsìdì conjugate rẹ̀ (H3O+)
Nítorí náà, bata ipilẹ̀ asíìdì oníṣọ̀kan nínú ìṣe yìí ni:
– HCl / Cl-
– H2O / H3O+
Ìbéèrè 3: Ṣíṣírò pH ti Oògùn Asíìdì Aláìlera
Ìbéèrè:
Ṣírò pH omi acetic acid (CH3COOH) 0.1 M tí a bá mọ̀ pé àìyípadà acid dissociation constant (Ka) jẹ́ \(1.8 \times 10^{-5}\).
Ìjíròrò:
Àsíìdì asíìdì jẹ́ àsíìdì aláìlera, nínú omi ó sì máa ń yí iónù díẹ̀ gẹ́gẹ́ bí ìgbékalẹ̀ wọ̀nyí:
\[ \text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+ \]
Awọn igbesẹ lati ṣe iṣiro pH jẹ bi atẹle:
1. Ṣètò ìgbékalẹ̀ ìwọ́ntúnwọ̀nsí nípa lílo ìfojúsùn àkọ́kọ́ àti ìyípadà nínú ìfojúsùn:
\[ \text{Ka} = \frac{[\text{CH}_3\text{COO}^-][\text{H}^+]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]} \]
2. Fi àwọn iye tí a mọ̀ rọ́pò kí o sì yanjú fún \([H^+]\):
\[ 1.8 \igba 10^{-5} = \frac{x^2}{0.1 – x} \]
Níwọ́n ìgbà tí \(x\) kéré gan-an ní ìfiwéra pẹ̀lú 0.1, a lè ṣe àyẹ̀wò \(0.1 – x \approx 0.1\):
\[ 1.8 \igba 10^{-5} = \frac{x^2}{0.1} \]
\[ x^2 = 1.8 \nígbà 10^{-6} \]
\[ x = \sqrt{1.8 \igba 10^{-6}} \]
\[ x \nf 1.34 \nigba 10^{-3} \]
3. Ṣírò pH náà:
\[ \text{pH} = -\log[\text{H}^+] \]
\[ \text{pH} = -\log(1.34 \times 10^{-3}) \]
\[ \text{pH} \approx 2.87 \]
Nítorí náà, pH ti ojutu 0.1 M acetic acid jẹ́ nǹkan bí 2.87.
Ìbéèrè 4: Ṣíṣàwárí Àwọn Ìdáhùn Amphiprotic
Ìbéèrè:
Ṣe àwárí omi amphiprotic nínú ìṣesí tó tẹ̀lé yìí kí o sì ṣàlàyé ìdí rẹ̀:
\[ \text{HCO}_3^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 + \text{OH}^- \]
Ìjíròrò:
Ojútùú amphiprotic jẹ́ ojútùú kan tí ó lè ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ásíìdì tàbí ìpìlẹ̀, ní ìbámu pẹ̀lú àwọn ipò ìṣesí náà. Nínú àpẹẹrẹ ìṣesí lókè yìí:
– \(\text{HCO}_3^-\) ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ìpìlẹ̀ nígbà tí ó bá gba proton láti inú \(\text{H}_2\text{O}\), tí ó ń ṣe \(\text{H}_2\text{CO}_3\).
– \(\text{HCO}_3^-\) tun le ṣiṣẹ bi ekisi labẹ awọn ipo miiran, tu proton silẹ ati ṣe agbejade \(\text{CO}_3^{2-}\).
Èyí fihàn pé ion \(\text{HCO}_3^-\) jẹ́ amphiprotic. Ó lè ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí acid (proton donor) àti base (proton acceptor), ní ìbámu pẹ̀lú ohun mìíràn tí ó ń ṣe àtúnṣe pẹ̀lú.
Pẹ̀lú àwọn ìṣòro àpẹẹrẹ wọ̀nyí, a lè lóye dáadáa bí a ṣe ń lo ìlànà Brønsted-Lowry acid-base láti ṣe àgbéyẹ̀wò àti láti sọ àsọtẹ́lẹ̀ nípa ìbáṣepọ̀ kẹ́míkà. Òye tó dájú nípa ìlànà yìí ni ìpìlẹ̀ fún ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìlò nínú kẹ́míkà, biochemistry, àti àwọn sáyẹ́ǹsì mìíràn.
