Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè Ìjíròrò Iyọ̀ Hydrolysis
Ìṣàn omi iyọ̀ jẹ́ ìṣẹ̀lẹ̀ kẹ́míkà kan tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìhùwàpadà iyọ̀ pẹ̀lú omi, tí ó ń mú kí ásíìdì tàbí ìpìlẹ̀ jáde gẹ́gẹ́ bí àbájáde mìíràn. Ìlànà yìí sábà máa ń jẹ́ kókó pàtàkì nínú ẹ̀kọ́ kẹ́mísírì nítorí pé òye ìṣàn omi iyọ̀ lè fúnni ní òye pàtàkì nípa àwọn ànímọ́ ìṣàn omi àti ìrànlọ́wọ́ ní ṣíṣe ìpinnu pH ti àwọn ìṣàn omi. Nínú àpilẹ̀kọ yìí, a ó jíròrò ọ̀pọ̀lọpọ̀ àpẹẹrẹ ìṣòro àti àwọn ìdáhùn wọn tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣàn omi iyọ̀.
Àwọn Ìpìlẹ̀ Ìlànà ti Ìyọ̀sí Iyọ̀
Ìṣàn omi iyọ̀ máa ń wáyé nígbà tí iyọ̀ bá jẹrà nínú omi, tí àwọn ion rẹ̀ sì máa ń bá àwọn molecule omi ṣiṣẹ́ láti mú kí ásíìdì tàbí ìpìlẹ̀ jáde. Kìí ṣe gbogbo iyọ̀ ni yóò yọ́ nínú omi; àwọn kan jẹ́ aláìlágbára, èyí tí ó túmọ̀ sí wípé wọn kì í yí pH omi iyọ̀ padà. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn iyọ̀ kan lè mú kí ásíìdì tàbí ìpìlẹ̀ jáde, ó sinmi lórí orísun ásíìdì àti ìpìlẹ̀ tí ó dá iyọ̀ náà.
Láti lóye bí ètò yìí ṣe rí, ó ṣe pàtàkì láti mọ̀ pé:
– Iyọ̀ àwọn ásíìdì alágbára àti àwọn ìpìlẹ̀ alágbára (bíi NaCl) kìí sábà gba omi ìtújáde àti pé omi ìtújáde náà kò ní di aláìlágbára.
– Iyọ̀ àwọn ásíìdì aláìlera àti àwọn ìpìlẹ̀ alágbára (bíi CH3COONa) sábà máa ń mú àwọn omi ìpìlẹ̀ jáde.
– Iyọ̀ àwọn ásíìdì alágbára àti àwọn ìpìlẹ̀ aláìlera (bíi NH4Cl) sábà máa ń mú àwọn omi ásíìdì jáde.
– Iyọ̀ àwọn ásídì aláìlera àti àwọn ìpìlẹ̀ aláìlera lè ṣe pẹ̀lú omi kí wọ́n sì pinnu pH ìkẹyìn ní ìbámu pẹ̀lú agbára ìbáṣepọ̀ ti ásídì àti ìpìlẹ̀.
Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè àti Ìjíròrò
Ìbéèrè 1: Ìṣàn omi Potassium Acetate (CH3COOK)
Ìbéèrè:
Ṣé omi potassium acetate (CH3COOK) jẹ́ ekikan, ipilẹ, tabi didoju? Kọ ìṣe hydrolysis ti o waye ki o si pinnu pH ti omi naa.
Ìjíròrò:
Potassium acetate (CH3COOK) jẹ́ iyọ̀ ti acid aláìlera (acetic acid, CH3COOH) àti ìpìlẹ̀ alágbára (potassium hydroxide, KOH). Láti inú èyí, a lè parí èrò sí pé omi CH3COOK ṣeé ṣe kí ó jẹ́ ipilẹ̀ nítorí pé ion acetate (CH3COO⁻) lè yọ́ nínú omi.
Iṣe naa jẹ bi atẹle:
\[ CH_3COO^- + H_2O \rightleftharpoons CH_3COOH + OH^- \]
Àwọn ion Acetate (CH3COO⁻) gba àwọn proton (H⁺) láti inú omi (H2O) láti ṣẹ̀dá acetic acid (CH3COOH) àti ion hydroxide (OH⁻). Wíwà àwọn ion hydroxide (OH⁻) nínú omi mú kí ó jẹ́ ohun tí ó rọrùn.
Láti mọ pH, a nílò ìṣọ̀kan àwọn ions OH⁻. Fún àpẹẹrẹ, a ní omi CH3COOK 0,1 M àti ìdúró ionization ti acetic acid (Ka) jẹ́ 1,8 × 10⁻⁵.
Àwọn ìgbésẹ̀ tí a gbé ni:
1. Lílo ìdúró ipilẹ (Kb) fún ion CH3COO⁻:
\[ K_b = \frac{K_w}{K_a} = \frac{10^{-14}}{1,8 \igba 10^{-5}} = 5,56 \igba 10^{-10} \]
2. Ya àwọn ion CH3COO⁻ sọ́tọ̀ nínú omi:
\[ K_b = \frac{[CH_3COOH][OH^-]}{[CH_3COO^-]} \]
Jẹ ki iwọn ipinya jẹ 'x':
\[ 5,56 \igba 10^{-10} = \frac{x^2}{0,1-x} \]
Tí a bá fojú fo kékeré \(x\) tó wà nínú iyeida, a lè mú un rọrùn:
\[ x^2 \nf 5,56 \nf 10^{-11} \Ọtun-ọtun x = \sqrt{5,56 \nf 10^{-11}} = 7,45 \nf 10^{-6} \]
Ìwọ̀n OH⁻:
\[ [OH^-] = 7,45 \igba 10^{-6} \]
pOH ti ojutu naa:
\[ pOH = -\log [OH^-] = -\log (7,45 \igba 10^{-6}) \nnọ́mbà 5,13 \]
Lilo ibasepọ laarin pH ati pOH:
\[ pH = 14 – pOH = 14 – 5,13 = 8,87 \]
Nítorí náà, ojutu CH3COOK jẹ́ ipilẹ̀ pẹ̀lú pH tó tó 8,87.
Ìbéèrè 2: Ìṣàn omi Ammonium Chloride (NH4Cl)
Ìbéèrè:
Ṣé omi ammonium chloride (NH4Cl) jẹ́ ekikan, ipilẹ, tabi didoju? Kọ ìṣe hydrolysis ti o waye ki o si pinnu pH ti omi naa.
Ìjíròrò:
Ammonium chloride (NH4Cl) jẹ́ iyọ̀ ti acid líle (HCl) ati ipilẹ alailagbara (NH3). Láti inú èyí, a le parí èrò sí pé ojutu naa jẹ́ acid nitori pe ammonium ion (NH4⁺) le di hydrolyze ninu omi.
Iṣe naa jẹ bi atẹle:
\[ NH_4^+ + H_2O \rightleftharpoons NH_3 + H_3O^+ \]
Àwọn ion ammonium (NH4⁺) ń fi protons (H⁺) fún àwọn molecule omi (H2O) láti ṣẹ̀dá ammonia (NH3) àti àwọn ion hydronium (H3O⁺). Wíwà àwọn ion hydronium (H3O⁺) nínú omi yìí ń mú kí omi náà jẹ́ ekikan.
Fún àpẹẹrẹ, a ní omi 0,1 M NH4Cl. Ìdúró ionization ipilẹ (Kb) fun NH3 jẹ 1,8 × 10⁻⁵.
Àwọn ìgbésẹ̀ tí a gbé ni:
1. Lílo àìyípadà ásíìdì (Ka) fún ion NH4⁺:
\[ K_a = \frac{K_w}{K_b} = \frac{10^{-14}}{1,8 \igba 10^{-5}} = 5,56 \igba 10^{-10} \]
2. Ya àwọn ion NH4⁺ sọ́tọ̀ nínú omi:
\[ K_a = \ frac {[NH_3][H_3O^+]}{[NH_4^+]} \]
Jẹ ki iwọn ipinya jẹ 'x':
\[ 5,56 \igba 10^{-10} = \frac{x^2}{0,1-x} \]
Tí a bá fojú fo kékeré \(x\) tó wà nínú iyeida, a lè mú un rọrùn:
\[ x^2 \nf 5,56 \nf 10^{-11} \Ọtun-ọtun x = \sqrt{5,56 \nf 10^{-11}} = 7,45 \nf 10^{-6} \]
Ìwọ̀n H3O⁺:
\[ [H_3O^+] = 7,45 \igba 10^{-6} \]
pH ti ojutu:
\[ pH = -\log [H_3O^+] = -\log (7,45 \igba 10^{-6}) \nnọ́mbà 5,13 \]
Nítorí náà, omi NH4Cl jẹ́ ekikan pẹ̀lú pH tó tó 5,13.
Nínú àwọn àpẹẹrẹ méjèèjì lókè yìí, a rí bí mímọ irú hydrolysis ṣe lè ran wá lọ́wọ́ láti mọ irú ojútùú kan. Nípa lílo constant ionization balance constant (Ka tàbí Kb) àti àwọn àbá díẹ̀ tó rọrùn, a lè yanjú àwọn ìṣòro wọ̀nyí ní ìrọ̀rùn.
Ìjíròrò yìí nípa ìṣòro ìṣàn omi iyọ̀ kìí ṣe pé ó ń kọ́ àwọn ọgbọ́n ìṣàyẹ̀wò nínú ìṣirò ìṣirò nìkan, ṣùgbọ́n ó tún ń mú kí òye àwọn èrò ìpìlẹ̀ nípa kẹ́mísírì omi jinlẹ̀ sí i. Lílóye bí àwọn ion láti oríṣiríṣi orísun ṣe ń ṣe àfikún àwọn proton tàbí àwọn acceptors sí àwọn molecule omi, àti bí èyí ṣe ń nípa lórí pH ti omi, jẹ́ pàtàkì láti mọ ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn kókó ẹ̀kọ́ tó ti pẹ́ nínú kẹ́mísírì.
