Àwọn Ìbéèrè Àpẹẹrẹ Nípa Ṣíṣàlàyé pH ti Àwọn Ásídì àti Àwọn Ìpìlẹ̀
Nígbà tí a bá ń sọ̀rọ̀ nípa àwọn ásíìdì àti àwọn ìpìlẹ̀, èrò pàtàkì kan tí a gbọ́dọ̀ lóye ni pH. pH jẹ́ ìwọ̀n àsíìdì tàbí àláìní omi. Fọ́múlá kan tí a lò láti pinnu pH ni:
\[ \text{pH} = -\log [H^+] \]
Nínú fọ́múlá yìí, \([H^+]\) ni ìṣọ̀kan àwọn ion hydrogen nínú omi tí a wọ̀n ní molarity (\(\text{mol/L}\)). Ní àfikún sí pH, a tún ní \(\text{pOH}\), èyí tí a lò láti pinnu ìpìlẹ̀ omi kan:
\[ \text{pOH} = -\log [OH^-] \]
Lẹhinna, ibasepo laarin pH ati pOH ni a ṣakoso nipasẹ idogba atẹle:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
Ní ìsàlẹ̀ yìí, a ó jíròrò ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìbéèrè nípa bí a ṣe lè ṣírò pH ti àwọn omi acid àti base, pẹ̀lú àwọn ìjíròrò wọn.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 1: Ṣíṣírò pH ti Omi Àsìdì Líle
Ìbéèrè:
Ṣírò pH ti ojutu HCl (hydrochloric acid) pẹlu ifọkansi 0,01 M.
Ìjíròrò:
HCl jẹ́ ásíìdì alágbára kan tí yóò yapa pátápátá nínú omi:
\[ \text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
Níwọ́n ìgbà tí HCl ti ya ara rẹ̀ pátápátá, ìṣọ̀kan àwọn ion hydrogen \([H^+]\) nínú omi náà yóò jẹ́ bákan náà gẹ́gẹ́ bí ìṣọ̀kan àkọ́kọ́ ti HCl, èyí tí ó jẹ́ 0,01 M.
\[ [H^+] = 0,01 \, \ọ̀rọ̀{M} \]
Nigbamii, a lo agbekalẹ pH:
\[ \text{pH} = -\log [H^+] \]
\[ \text{pH} = -\log (0,01) \]
\[ \text{pH} = -\log (10^{-2}) \]
\[ \text{pH} = 2 \]
Nítorí náà, pH ti ojutu HCl 0,01 M jẹ 2.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 2: Ṣíṣírò pH ti Ojútùú Ìpìlẹ̀ Líle
Ìbéèrè:
Ṣírò pH ti ojutu NaOH (sodium hydroxide) pẹlu ifọkansi ti 0,001 M.
Ìjíròrò:
NaOH jẹ́ ìpìlẹ̀ tó lágbára tó máa ń ya ara rẹ̀ kúrò nínú omi pátápátá:
\[ \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^- \]
Ìwọ̀n àwọn ion hydroxide \([OH^-]\) nínú omi náà yóò jẹ́ bákan náà gẹ́gẹ́ bí ìwọ́n àkọ́kọ́ NaOH, èyí ni 0,001 M.
\[ [OH^-] = 0,001 \, \ọ̀rọ̀{M} \]
Nigbamii ti, a ṣe iṣiro pOH:
\[ \text{pOH} = -\log [OH^-] \]
\[ \text{pOH} = -\log (0,001) \]
\[ \text{pOH} = -\log (10^{-3}) \]
\[ \text{pOH} = 3 \]
Lẹ́yìn náà, a lo ìbáṣepọ̀ láàárín pH àti pOH:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
\[ \text{pH} + 3 = 14 \]
\[ \text{pH} = 11 \]
Nítorí náà, pH ti ojutu NaOH 0,001 M jẹ 11.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 3: Ṣíṣírò pH ti Oògùn Asíìdì Aláìlera
Ìbéèrè:
Ṣírò pH omi CH3COOH (acetic acid) pẹ̀lú ìṣọ̀kan 0,01 M àti ìyípadà ìpínyà ti \(K_a = 1,8 \times 10^{-5}\).
Ìjíròrò:
Nígbà tí a bá ní ásídì aláìlera, bíi ásídì acetic, tí kò ní yapa pátápátá, a gbọ́dọ̀ lo àìyípadà ásídì (\(K_a\)) láti rí ìṣọ̀kan àwọn ion H+ nínú omi náà.
Ìgbékalẹ̀ fún ìpínyà acetic acid nínú omi:
\[ \text{CH}_3\text{COOH} \leftrightarrow \text{H}^+ + \text{CH}_3\text{COO}^- \]
Ìyípadà ìṣọ̀kan (\(K_a\)):
\[ K_a = \frac{[H^+] [\text{CH}_3\text{COO}^-]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]} \]
Ẹ jẹ́ kí a gbà pé ìṣọ̀kan àwọn ion hydrogen àti àwọn ion acetate jẹ́ \(x\), lẹ́yìn náà:
\[ K_a = \frac{x \cdot x}{0,01 – x} \]
Níwọ́n ìgbà tí \(K_a\) kéré gan-an, a lè gbà pé \(0,01 – x \approx 0,01\):
\[ 1,8 \igba 10^{-5} = \frac{x^2}{0,01} \]
\[ x^2 = 1,8 \igba 10^{-5} \igba 0,01 \]
\[ x^2 = 1,8 \nígbà 10^{-7} \]
\[ x = \sqrt{1,8 \igba 10^{-7}} \]
\[ x \nf 1,34 \nigba 10^{-4} \]
Nítorí náà, ìṣọ̀kan àwọn ion hydrogen \([H^+]\) jẹ́ \(1,34 \igba 10^{-4} \, \text{M}\).
Nigbamii ti, a ṣe iṣiro pH:
\[ \text{pH} = -\log [H^+] \]
\[ \text{pH} = -\log (1,34 \times 10^{-4}) \]
\[ \text{pH} \approx 3,87 \]
Nítorí náà, pH ti ojutu 0,01 M acetic acid jẹ́ nǹkan bí 3,87.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 4: Ṣíṣírò pH ti Ojútùú Ìpìlẹ̀ Aláìlera
Ìbéèrè:
Ṣírò pH omi NH3 (ammonia) pẹ̀lú ìṣọ̀kan 0,01 M àti ìdúró ìpìlẹ̀ ìyapa \(K_b = 1,8 \times 10^{-5}\).
Ìjíròrò:
NH3 jẹ́ ìpìlẹ̀ aláìlera tí kò lè ya ara rẹ̀ pátápátá. A gbọ́dọ̀ lo ìpìlẹ̀ ìpínyà ìpìlẹ̀ (\(K_b\)) láti rí ìṣọ̀kan àwọn ions OH^- nínú omi.
Ìbáṣepọ̀ amonia nínú omi:
\[ \text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \leftrightarrow \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \]
Ìdúró ìpìlẹ̀ ìpínyàpọ̀ (\(K_b\)):
\[ K_b = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_3]} \]
Ẹ jẹ́ kí a gbà pé ìṣọ̀kan àwọn ion ammonium àti àwọn ion hydroxide jẹ́ \(x\), lẹ́yìn náà:
\[ K_b = \frac{x \cdot x}{0,01 – x} \]
Nítorí pé \(K_b\) kéré gan-an, a lè gbà pé \(0,01 – x \approx 0,01\):
\[ 1,8 \igba 10^{-5} = \frac{x^2}{0,01} \]
\[ x^2 = 1,8 \igba 10^{-5} \igba 0,01 \]
\[ x^2 = 1,8 \nígbà 10^{-7} \]
\[ x = \sqrt{1,8 \igba 10^{-7}} \]
\[ x \nf 1,34 \nigba 10^{-4} \]
Nítorí náà, ìṣọ̀kan àwọn ion hydroxide \([OH^-]\) jẹ́ \(1,34 \igba 10^{-4} \, \text{M}\).
Nigbamii ti, a ṣe iṣiro pOH:
\[ \text{pOH} = -\log [OH^-] \]
\[ \text{pOH} = -\log (1,34 \times 10^{-4}) \]
\[ \text{pOH} \approx 3,87 \]
Lẹ́yìn náà, a lo ìbáṣepọ̀ láàárín pH àti pOH:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
\[ \text{pH} + 3,87 = 14 \]
\[ \text{pH} \approx 10,13 \]
Nítorí náà, pH ti ojutu ammonia 0,01 M jẹ nipa 10,13.
Ipari
Nínú ìwádìí pH, ó ṣe pàtàkì láti lóye ìyàtọ̀ láàárín àwọn acids tó lágbára àti àwọn ipilẹ̀ àti ìpìlẹ̀ tó lágbára, àti bí ọ̀kọ̀ọ̀kan ṣe ń yapa nínú omi. Èyí ní ipa lórí bí a ṣe ń ṣírò pH omi kan. Ṣíṣírò pH ní í ṣe pẹ̀lú lílo logarithms àti àwọn ìlànà kẹ́míkà ìpìlẹ̀. Lílóye àwọn èrò wọ̀nyí lè ràn wá lọ́wọ́ nínú onírúurú ìlò ojoojúmọ́ ti kemistri àti biology.
