Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè Nípa Ṣíṣàlàyé pH ti Àwọn Àsídì Líle àti Àwọn Ìpìlẹ̀ Líle
pH, tàbí agbára hydrogen, jẹ́ ìwọ̀n acidity tàbí alkalinity ti ojutu kan. Ìwọ̀n pH náà wà láti 0 sí 14, pẹ̀lú àwọn nọ́mbà tí ó wà ní ìsàlẹ̀ 7 tí ó ń fi acidity hàn, àwọn nọ́mbà tí ó wà lókè 7 tí ó ń fi ojutu ipilẹ̀ hàn, àti 7 tí ó ń fi ojutu didoju hàn. Nínú àpilẹ̀kọ yìí, a ó jíròrò ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ìṣòro nípa pH ti àwọn acid líle àti àwọn ìpìlẹ̀ alágbára, pẹ̀lú àwọn ojutù wọn.
Pendahuluan
Àwọn Ìpìlẹ̀ Àlàyé ti pH
pH jẹ́ ìwọ̀n tí a ń lò láti pinnu àìsídí tàbí àìnító omi kan tí a gbé ka orí ìṣọ̀kan àwọn ion hydrogen (H+). Fọ́múlá ìpìlẹ̀ fún ṣíṣírò pH ni:
\[ \text{pH} = -\log{[H^+]} \]
Níbi tí [H+] jẹ́ ìṣọ̀kan ion hydrogen nínú mol/L.
Ni apa keji, fun awọn ojutu ipilẹ (awọn ipilẹ to lagbara), a le ṣe iṣiro pOH ni akọkọ lẹhinna yi pada si pH nipa lilo agbekalẹ atẹle yii:
\[ \text{pOH} = -\log{[OH^-]} \]
\[ \text{pH} = 14 – \text{pOH} \]
Àsídì Líle àti Àsídì Líle
Àsídì alágbára jẹ́ ásídì kan tí ó máa ń yí padà pátápátá nínú omi. Èyí túmọ̀ sí wípé ìṣọ̀kan àwọn ion H+ nínú omi náà dọ́gba pẹ̀lú ìṣọ̀kan ásídì náà fúnra rẹ̀. Àpẹẹrẹ àwọn ásídì alágbára ni HCl (hydrochloric acid), HNO3 (nitric acid), àti H2SO4 (sulfuric acid).
Ní ìyàtọ̀ sí èyí, àwọn ásídì aláìlera kò ní ion nínú omi pátápátá, nítorí náà, ìṣirò pH wọn túbọ̀ díjú sí i, wọ́n sì nílò èrò ti àìdúró acidity (Ka).
Ipìlẹ̀ Lílágbára àti Ipìlẹ̀ Aláìlágbára
Gẹ́gẹ́ bí àwọn ásíìdì alágbára, àwọn ìpìlẹ̀ alágbára tún máa ń yí padà pátápátá nínú omi olómi. Àpẹẹrẹ àwọn ìpìlẹ̀ alágbára ni NaOH (sodium hydroxide) àti KOH (potassium hydroxide).
Àwọn ìpìlẹ̀ tí kò lágbára ni a ti yọ́ díẹ̀ nínú wọn, wọ́n sì nílò èrò àìyípadà ipilẹ̀ (Kb) láti ṣírò pH.
Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè àti Ìjíròrò
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 1: Àsídì Líle
> Ṣírò pH ti omi HCl 0.01 M kan.
Ìjíròrò:
Nítorí pé HCl jẹ́ ásíìdì alágbára, yóò yọ́ pátápátá nínú omi.
\[ \text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
Ìwọ̀n àwọn ion H+ nínú omi náà yóò jẹ́ bákan náà gẹ́gẹ́ bí ìwọ́n HCl tí a pèsè, èyí ni 0.01 M.
\[ [H^+] = 0.01 \, \ọ̀rọ̀{M} \]
Lilo agbekalẹ pH:
\[ \text{pH} = -\log{[H^+]} = -\log{0.01} = -\log{10^{-2}} = 2 \]
Nítorí náà, pH ti ojutu HCl 0.01 M jẹ 2.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 2: Àwọn Ìpìlẹ̀ Tó Líle
> Ṣírò pH ti omi NaOH 0.001 M kan.
Ìjíròrò:
NaOH jẹ́ ìpìlẹ̀ tó lágbára, yóò sì yọ́ ion pátápátá nínú omi.
\[ \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^- \]
Ìwọ̀n àwọn OH- ions nínú omi náà jọ ìwọ̀n NaOH, èyí tí í ṣe 0.001 M.
\[ [OH^-] = 0.001 \, \ọ̀rọ̀{M} = 10^{-3} \, \ọ̀rọ̀{M} \]
Ṣe iṣiro POH ni akọkọ:
\[ \text{pOH} = -\log[OH^-] = -\log{10^{-3}} = 3 \]
Ṣe iyipada pOH si pH:
\[ \text{pH} = 14 – \text{pOH} = 14 – 3 = 11 \]
Nítorí náà, pH ti ojutu NaOH 0.001 M jẹ 11.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 3: Súlúfíkì Ásídì (H2SO4)
> Ṣírò pH ti ojutu 0.01 M H2SO4 kan.
Ìjíròrò:
H2SO4 jẹ́ ásíìdì alágbára pẹ̀lú ìpele méjì ti ionization. Ìpele àkọ́kọ́:
\[ \text{H2SO4} \rightarrow \text{H}^+ + \text{HSO4}^- \]
Àbájáde ìṣàn ionization ìpele àkọ́kọ́ dọ́gba pẹ̀lú ìṣọ̀kan H2SO4 ti 0.01 M fún H+ àti HSO4^- kọ̀ọ̀kan. Síbẹ̀síbẹ̀, ìpele àkọ́kọ́ ń mú àwọn ion H+ méjì jáde láti inú molecule H2SO4 kan.
Nítorí náà, àpapọ̀ [H+] yóò jẹ́ ìlọ́po méjì ìfojúsùn àkọ́kọ́:
\[ [H^+] = 2 \nígbà 0.01 = 0.02 \]
Lilo agbekalẹ pH:
\[ \text{pH} = -\log{[H^+]} = -\log{0.02} = -\log{2 \times 10^{-2}} = -(\log{2} + \log{10^{-2}}) \]
Fun alaye ifimo re,
\[ \log{2} \approx 0.301 \]
Nítorí náà:
\[ \ọ̀rọ̀{pH} = -(0.301 + (-2)) = 1.699 \]
Nítorí náà, pH ti ojutu 0.01 M H2SO4 jẹ nipa 1.699.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 4: Ìpìlẹ̀ Lágbára (Ca(OH)2)
> Ṣírò pH ti ojutu Ca(OH)2 0.005 M kan.
Ìjíròrò:
Ca(OH)2 jẹ́ ìpìlẹ̀ tó lágbára, mókúlúkù kọ̀ọ̀kan sì ní àwọn OH- ions méjì:
\[ \text{Ca(OH)2} \rightarrow \text{Ca}^{2+} + 2\text{OH}^- \]
Ìwọ̀n OH- yóò jẹ́ ìlọ́po méjì ìwọ̀n Ca(OH)2 nítorí pé molecule kọ̀ọ̀kan ti Ca(OH)2 ń mú OH- méjì jáde. Nítorí náà,
\[ [OH^-] = 2 \nígbà 0.005 = 0.01 \, \ọ̀rọ̀{M} \]
Ṣe iṣiro POH ni akọkọ:
\[ \text{pOH} = -\log{[OH^-]} = -\log{0.01} = -\log{10^{-2}} = 2 \]
Ṣe iyipada pOH si pH:
\[ \text{pH} = 14 – \text{pOH} = 14 – 2 = 12 \]
Nítorí náà, pH ti ojutu Ca(OH)2 0.005 M jẹ́ 12.
Ipari
Nínú àpilẹ̀kọ yìí, a ti jíròrò bí a ṣe lè ṣe ìṣirò pH fún àpẹẹrẹ mélòókan ti àwọn àsìdì líle àti àwọn àsìdì ipilẹ̀ líle. Rántí pé fún àwọn àsìdì líle tàbí àwọn ìpìlẹ̀, a rò pé wọ́n jẹ́ ionized pátápátá nínú omi. Nítorí náà, ìṣọ̀kan àwọn ions H+ fún àsìdì líle àti àwọn OH- ions fún ìpìlẹ̀ líle yóò dọ́gba pẹ̀lú ìṣọ̀kan àkọ́kọ́ ti àsìdì tàbí ìpìlẹ̀, lẹ́yìn tí a bá ṣe àtúnṣe fún àwọn ohun tí ó ní í ṣe pẹ̀lú stoichiometric tí ó bá pọndandan. Èyí mú kí ìṣirò pH rọrùn nípa lílo àwọn agbekalẹ pH àti pOH ipilẹ̀.
Lílóye èrò yìí ṣe pàtàkì, pàápàá jùlọ nínú lílo kẹ́míkà, yálà nínú yàrá kẹ́míkà, ilé iṣẹ́, tàbí ìgbésí ayé ojoojúmọ́. Pẹ̀lú ìdánrawò àti òye tó dájú, ṣíṣírò pH ti àwọn ásíìdì alágbára àti ìpìlẹ̀ yóò di iṣẹ́ tó rọrùn.
