Àwọn àpẹẹrẹ ìbéèrè àti ìjíròrò nípa àwọn asíìdì aláìlera àti àwọn ìpìlẹ̀ aláìlera
Pendahuluan
Àwọn ásíìdì àti ìpìlẹ̀ jẹ́ àwọn èrò pàtàkì méjì nínú kẹ́mísírì tí ó ṣe pàtàkì láti lóye. Àwọn ásíìdì tí kò lágbára àti àwọn ìpìlẹ̀ tí kò lágbára ń kó ipa pàtàkì nínú onírúurú ìṣesí kẹ́míkà, ní àwọn ibi ìwádìí yàrá àti ní ìgbésí ayé ojoojúmọ́. Àpilẹ̀kọ yìí yóò sọ̀rọ̀ nípa àwọn ìṣòro àti ìjíròrò kíkún nípa àwọn ásíìdì tí kò lágbára àti àwọn ìpìlẹ̀ tí kò lágbára.
Lílóye Àwọn Àsíìdì Aláìlera àti Àwọn Ìpìlẹ̀ Aláìlera
Àsìdì Aláìlera
Àsídì aláìlera jẹ́ ásídì tí kò lè ya ara rẹ̀ pátápátá nínú omi. Èyí túmọ̀ sí wípé nínú omi ásídì aláìlera, ìpín díẹ̀ lára àwọn mọ́lẹ́kúlù ásídì náà ni ó máa ń ya ara wọn sí àwọn ion hydrogen (\(\text{H}^+\)) àti anion conjugate (\(\text{A}^-\)). Àpẹẹrẹ kan tí ó wọ́pọ̀ fún ásídì aláìlera ni ásídì acetic (\(\text{CH}_3\text{COOH}\)).
Ipìlẹ̀ Aláìlera
Ìpìlẹ̀ aláìlera jẹ́ ìpìlẹ̀ tí kò ní yapa pátápátá nínú omi olómi. Àwọn ìpìlẹ̀ aláìlera kàn máa ń yapa díẹ̀ sí àwọn ion hydroxide (\(\text{OH}^-\)) àti àwọn cations tí a so pọ̀. Àpẹẹrẹ kan tí ó wọ́pọ̀ ti ìpìlẹ̀ aláìlera ni ammonia (\(\text{NH}_3\)).
Àwọn Fọ́múlá Kẹ́míkà Pàtàkì fún Àwọn Ásídì Aláìlera àti Àwọn Ìpìlẹ̀ Aláìlera
Àsìdì Aláìlera
A le fi iṣiro ipinya ti acid alailagbara ninu omi han nipasẹ idogba atẹle yii:
\[
\text{HA} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{A}^-
\]
pẹ̀lú \(\text{HA}\) gẹ́gẹ́ bí ásíìdì aláìlera àti \(\text{A}^-\) gẹ́gẹ́ bí ásíìdì ìsopọ̀.
A lo iye àìyípadà sísẹ́ẹ̀tì (\(K_a\)) láti ṣàpèjúwe agbára sísẹ́ẹ̀tì aláìlera:
\[
K_a = \frac{[\text{H}^+][\text{A}^-]}{[\text{HA}]}
\]
Ipìlẹ̀ Aláìlera
A le ṣe afihan iṣeyọkuro ti ipilẹ ti ko lagbara ninu omi bi:
\[
\text{B} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{BH}^+ + \text{OH}^-
\]
pẹ̀lú \(\text{B}\) gẹ́gẹ́ bí ìpìlẹ̀ aláìlera àti \(\text{BH}^+\) gẹ́gẹ́ bí cation conjugate.
A lo ipilẹ̀ ìyapa ipinya (\(K_b\)) lati ṣapejuwe agbara ipilẹ̀ alailagbara kan:
\[
K_b = \frac{[\text{BH}^+][\text{OH}^-]}{[\text{B}]}
\]
Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè àti Ìjíròrò
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 1: Àsìdì Aláìlera
Ìbéèrè: Ṣírò pH omi acetic acid (\(\text{CH}_3\text{COOH}\)) tí \(K_a\) ti acetic acid bá jẹ́ \(1.8 \times 10^{-5}\).
Ìjíròrò:
1. Kọ idogba ipinya:
\[
\text{CH}_3\text{COOH} \rightleftharpoons \text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}^+
\]
2. Pinnu ifọkansi akọkọ ati iyipada ninu ifọkansi ninu tabili ICE (Ibẹrẹ, Iyipada, Iwontunwonsi).
| | \(\text{CH}_3\text{COOH}\) | \(\text{CH}_3\text{COO}^-\) | \(\text{H}^+\) |
|——-|———————————-|——————————-|———————–|
| Àkọ́kọ́ | 0.1 M | 0 | 0 |
| Ìyípadà | -x | +x | +x |
| Ìwọ̀ntúnwọ̀nsì | 0.1 – x | x | x |
3. So \(K_a\) pọ̀ mọ́ ìfọ́pọ̀ ní ìwọ̀ntúnwọ̀nsì:
\[
K_a = \frac{[H^+][CH_3COO^-]}{[CH_3COOH]} = \frac{x \cdot x}{0.1 – x}
\]
Nítorí pé \(K_a\) kéré, àbá náà \(x \ll 0.1\) sábà máa ń wúlò:
\[
K_a \approx \frac{x^2}{0.1}
\]
\[
1.8 \igba 10^{-5} = \frac{x^2}{0.1}
\]
\[
x^2 = 1.8 \nígbà 10^{-6}
\]
\[
x = 1.34 \igba 10^{-3}
\]
4. Ṣírò pH:
\[
\text{pH} = -\log[H^+] = -\log(1.34 \igba 10^{-3}) = 2.87
\]
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 2: Àwọn Ìpìlẹ̀ Aláìlera
Ìbéèrè: Ṣírò pOH ti omi ammonia 0.05 M (\(\text{NH}_3\)) tí \(K_b\) ti ammonia bá jẹ́ \(1.8 \times 10^{-5}\).
Ìjíròrò:
1. Kọ idogba ipinya:
\[
\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_4^+ + \text{OH}^-
\]
2. Pinnu ifọkansi akọkọ ati iyipada ninu ifọkansi ninu tabili ICE:
| | \(\text{NH}_3\) | \(\text{NH}_4^+\) | \(\text{OH}^-\) |
|——-|———————–|———————-|———————|
| Àkọ́kọ́ | 0.05 M | 0 | 0 |
| Ìyípadà | -x | +x | +x |
| Ìwọ̀ntúnwọ̀nsì | 0.05 – x | x | x |
3. So \(K_b\) pọ̀ mọ́ ìfọ́pọ̀ ní ìwọ̀ntúnwọ̀nsì:
\[
K_b = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_3]} = \frac{x \cdot x}{0.05 – x}
\]
Tí a bá gbà pé \(x \ll 0.05\):
\[
K_b \approx \frac{x^2}{0.05}
\]
\[
1.8 \igba 10^{-5} = \frac{x^2}{0.05}
\]
\[
x^2 = 9 \nígbà 10^{-7}
\]
\[
x = 3 \igba 10^{-4}
\]
4. Ṣe iṣirò pOH:
\[
\text{pOH} = -\log[OH^-] = -\log(3 \nígbà 10^{-4}) = 3.52
\]
5. Yipada si pH ti o ba nilo:
\[
\text{pH} = 14 – \text{pOH} = 14 – 3.52 = 10.48
\]
Ipari
Lílóye àwọn ásíìdì aláìlera àti àwọn ìpìlẹ̀ aláìlera nípasẹ̀ àwọn ìṣòro àpẹẹrẹ wúlò gan-an ní sísọtẹ́lẹ̀ ìwà kẹ́míkà wọn nínú ojutuu. Nípa lílóye àwọn èrò ti \(K_a\) àti \(K_b\) àti bí a ṣe lè yí àwọn ìfọ́pọ̀ ion padà sí pH tàbí pOH, a lè ṣàyẹ̀wò onírúurú ojutuu ní àwọn àyíká ẹ̀kọ́ àti ti ilé-iṣẹ́. Tẹ̀síwájú láti máa ṣe adaṣe pẹ̀lú onírúurú iṣoro láti mú kí òye àti òye rẹ nínú itupalẹ kẹ́míkà jinlẹ̀ sí i.
