Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè Tí Ó Ń Jíròrò Agbára àti pH ti Àwọn Ásídì àti Àwọn Ìpìlẹ̀
Agbára ìpìlẹ̀ acid àti pH jẹ́ àwọn kókó pàtàkì nínú kẹ́mísírì, pàápàá jùlọ ní ẹ̀ka àwọn acids àti bases. Nínú àpilẹ̀kọ yìí, a ó jíròrò bí a ṣe lè pinnu agbára acid àti bases àti ṣírò pH ti ojutu kan nípa lílo àwọn àpẹẹrẹ ìṣòro.
Ifihan si Awọn Acids ati Awọn ipilẹ
Asamu
Ásídì jẹ́ àdàpọ̀ kan tí ó lè tú àwọn ion hydrogen (H⁺) jáde nígbà tí ó bá yọ́ nínú omi. Gẹ́gẹ́ bí agbára wọn láti tú àwọn ion H⁺ jáde, a pín àwọn ásídì sí oríṣi méjì:
1. Àsídì alágbára: Àsídì kan tí ó ń yapa nínú omi 100%, tí ó sì ń tú àwọn ion H⁺ jáde pátápátá. Àpẹẹrẹ: Àsídì Hydrochloric (HCl), Àsídì sulfuric (H₂SO₄), Àsídì nitric (HNO₃).
2. Àsídì aláìlera: Àsídì kan tí ó máa ń ya ara rẹ̀ díẹ̀ nínú omi, díẹ̀ lára àwọn mọ́lẹ́kúlù nìkan ló máa ń tú àwọn ion H⁺ jáde. Àpẹẹrẹ: Àsídì Acetic (CH₃COOH), Àsídì carbonic (H₂CO₃), Àsídì hydrocyanic (HCN).
ipilẹ
Ìpìlẹ̀ jẹ́ àdàpọ̀ kan tí ó lè tú àwọn ion hydroxide (OH⁻) jáde nígbà tí ó bá yọ́ nínú omi. Gẹ́gẹ́ bí agbára wọn láti tú àwọn ion OH⁻ jáde, a tún pín àwọn ìpìlẹ̀ sí oríṣi méjì:
1. Ìpìlẹ̀ tó lágbára: Ìpìlẹ̀ tó ń ya omi sọ́tọ̀ ní 100%, tó sì ń tú àwọn ions OH⁻ jáde pátápátá. Àpẹẹrẹ: Sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH).
2. Ìpìlẹ̀ tí kò lágbára: Ìpìlẹ̀ kan tí ó máa ń yapa díẹ̀ nínú omi, díẹ̀ lára àwọn mọ́lẹ́kúlù nìkan ló máa ń tú àwọn ions OH⁻ jáde. Àpẹẹrẹ: Amonia (NH₃), magnesium hydroxide (Mg(OH)₂).
Erongba pH
pH jẹ́ ìwọ̀n acidity tàbí alkalinity ti omi kan. A túmọ̀ rẹ̀ gẹ́gẹ́ bí logarithm odi ti ìṣọ̀kan hydrogen ion (H⁺):
\[ \text{pH} = – \log [H⁺] \]
Fún àwọn ojútùú ìpìlẹ̀, a tún lo pOH, èyí tí a túmọ̀ sí logarithm odi ti ìfọ́mọ́ ion hydroxide (OH⁻):
\[ \text{pOH} = – \log [OH⁻] \]
Ibasepo laarin pH ati pOH ni:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
A pe pH 7 ni didoju, pH ti ko to 7 ni ekikan, ati pH ti o ju 7 lọ ni alkaline.
Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè àti Ìjíròrò
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 1: Ṣíṣírò pH ti Acid Lágbára kan
Ìbéèrè: Pinnu pH ti ojutu HCl 0,01 M kan.
Ìjíròrò: HCl jẹ́ ásíìdì alágbára kan tí yóò yapa pátápátá sí àwọn ion H⁺ àti Cl⁻. Nítorí pé ó ní molarity 1:1 láàárín HCl àti H⁺, ìṣọ̀kan H⁺ jẹ́ 0,01 M.
\[ \text{pH} = – \log [H⁺] \]
\[ \text{pH} = – \log (0,01) \]
\[ \text{pH} = 2 \]
Nítorí náà, pH ti ojutu HCl 0,01 M jẹ 2.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 2: Ṣíṣírò pH ti Acid Aláìlera
Ìbéèrè: Pinnu pH ti ojutu 0,1 M CH₃COOH (acetic acid) ti \( K_a \) ti CH₃COOH jẹ \( 1,8 \igba 10^{-5} \).
Ìjíròrò: Àwọn ásídì aláìlera kìí ya ara wọn pátápátá, nítorí náà a lo àìyípadà ásídì (\( K_a \) ) láti pinnu ìṣọ̀kan H⁺. Fún CH₃COOH, ìṣètò ìpínyà ni:
\[ \text{CH₃ COOH} \rightleftharpoons \text{H⁺} + \text{CH₃ COO⁻} \]
Láti inú òfin ìṣàn omi ìpamọ́, a gbà pé \( x \) ni ìṣọ̀kan àwọn ion H⁺ tí a ṣẹ̀dá:
\[ K_a = \frac{ [H⁺][CH₃ COO⁻] }{ [CH₃ COOH] } \]
\[ 1,8 \igba 10^{-5} = \frac{ (x)(x) }{ 0,1 – x } \]
Níwọ́n ìgbà tí \( x \) kéré gan-an ní ìfiwéra pẹ̀lú 0,1 M, a lè fojú fo x nínú iyeìpín náà:
\[ 1,8 \igba 10^{-5} \approx \frac{ x^2 }{ 0,1 } \]
\[ x^2 \nf 1,8 \nigba 10^{-6} \]
\[ x \approx \sqrt{ 1,8 \times 10^{-6} } \]
\[ x \nf 1,34 \nigba 10^{-3} \]
Nítorí náà, ìṣọ̀kan H⁺ jẹ́ \( 1,34 \igba 10^{-3} \):
\[ \text{pH} = – \log [H⁺] \]
\[ \text{pH} = – \log (1,34 \times 10^{-3}) \]
\[ \text{pH} \approx 2,87 \]
Nítorí náà, pH ti ojutu 0,1 M CH₃COOH jẹ nipa 2,87.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 3: Ṣíṣírò pH ti Ìpìlẹ̀ Lílágbára
Ìbéèrè: Pinnu pH ti ojutu NaOH 0,01 M kan.
Ìjíròrò: NaOH jẹ́ ìpìlẹ̀ tó lágbára tí yóò yapa pátápátá sí àwọn ion Na⁺ àti OH⁻. Nítorí pé ó ní molarity 1:1 láàárín NaOH àti OH⁻, ìṣọ̀kan OH⁻ jẹ́ 0,01 M.
\[ \text{pOH} = – \log [OH⁻] \]
\[ \text{pOH} = – \log (0,01) \]
\[ \text{pOH} = 2 \]
Lílo ìbáṣepọ̀ \( \text{pH} + \text{pOH} = 14 \):
\[ \text{pH} = 14 – \text{pOH} \]
\[ \text{pH} = 14 – 2 \]
\[ \text{pH} = 12 \]
Nítorí náà, pH ti ojutu NaOH 0,01 M jẹ 12.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 4: Ṣíṣírò pH ti Ìpìlẹ̀ Aláìlera
Ìbéèrè: Pinnu pH ti ojutu 0,1 M NH₃ ti \( K_b \) ti NH₃ ba jẹ \( 1,8 \igba 10^{-5} \).
Ìjíròrò: Àwọn ìpìlẹ̀ tí kò lágbára kì í ya ara wọn sọ́tọ̀ pátápátá, nítorí náà a lo ìdúró ìpìlẹ̀ ìyapa (\( K_b \) ) láti pinnu ìṣọ̀kan OH⁻. Fún NH₃, ìṣètò ìpínyà ni:
\[ \text{NH₃ + H₂O} \rightleftharpoons \text{NH₄⁺ + OH⁻} \]
Ní lílo ọ̀nà kan náà gẹ́gẹ́ bí fún àwọn ásíìdì aláìlera, a gbà pé \( y \) ni ìṣọ̀kan àwọn ions OH⁻ tí a ṣẹ̀dá:
\[ K_b = \frac{ [NH₄⁺][OH⁻] }{ [NH₃] } \]
\[ 1,8 \times 10^{-5} = \ frac{ (y)(y) }{ 0,1 – y } \]
Tí a bá gbà pé \( y \) kéré, idogba náà yóò di:
\[ 1,8 \igba 10^{-5} \approx \frac{ y^2 }{ 0,1 } \]
\[ y^2 \nf 1,8 \nigba 10^{-6} \]
\[ y \approx \sqrt{ 1,8 \times 10^{-6} } \]
\[ y \nf 1,34 \nigba 10^{-3} \]
Ìwọ̀n OH⁻ jẹ́ \( 1,34 \igba 10^{-3} \):
\[ \text{pOH} = – \log [OH⁻] \]
\[ \text{pOH} = – \log (1,34 \times 10^{-3}) \]
\[ \text{pOH} \approx 2,87 \]
Lílo ìbáṣepọ̀ \( \text{pH} + \text{pOH} = 14 \):
\[ \text{pH} = 14 – 2,87 \]
\[ \text{pH} \approx 11,13 \]
Nítorí náà, pH ti ojutu 0,1 M NH₃ jẹ nipa 11,13.
Ipari
Pípín pH ojútùú àti lílóye agbára àwọn ásíìdì àti ìpìlẹ̀ jẹ́ àwọn ìpìlẹ̀ pàtàkì nínú kẹ́mísírì. Àwọn ásíìdì tó lágbára àti ìpìlẹ̀ máa ń yapa pátápátá nínú omi, nígbà tí àwọn ásíìdì tó lágbára àti ìpìlẹ̀ máa ń yapa díẹ̀. Lílo \(K_a \) àti \(K_b \) mú kí ó rọrùn láti ṣírò pH àwọn ásíìdì àti ìpìlẹ̀ tó lágbára. Àwọn ọgbọ́n wọ̀nyí ṣe pàtàkì fún lílò ní onírúurú ẹ̀ka, títí kan kẹ́mísírì ilé iṣẹ́, ti oògùn, àti àyíká. Nípa lílóye àwọn èrò àti kíkẹ́kọ̀ọ́ àwọn àpẹẹrẹ, a lè yanjú àwọn ìṣòro tó ní í ṣe pẹ̀lú agbára pH àti acid nínú ìgbésí ayé ojoojúmọ́.
