როგორ გამოვთვალოთ ძლიერი მჟავის pH

თუ გსურთ წარმატებული გახდეთ ქიმიაში, უნდა გესმოდეთ მჟავები და ბაზები. თქვენ არა მხოლოდ უნდა გესმოდეთ რა არის ეს ნაერთები და როგორ იქცევიან ისინი ხსნარში, არამედ უნდა შეძლოთ მათი შესრულება pH– ის მარტივი გამოთვლები და გაითვალისწინეთ, თუ რატომ ამარტივებს ძლიერი მჟავების ქცევა გაანგარიშებებს ნივთიერებები.

დასაწყისისთვის უნდა იცოდეთ, რომ ქიმიაში კონცენტრაცია ხშირად გამოხატულია მოლში ერთ მოცულობაში, ჩვეულებრივ ლიტრებში (მოლ / ლ), ვიდრე მასაში ერთ ლიტრზე. გრამების რაოდენობა ნივთიერებაში 1 მოლში შეიძლება განისაზღვროს მისი შემადგენელი ატომების მოლური მასებიდან ან მოლეკულური წონებიდან, რაც შესაძლებელია ელემენტების პერიოდულ ცხრილში.

• რაოდენობა mol / L ჩვეულებრივ იწერება როგორც ერთი სიმბოლო M.

მჟავა არის ნაერთი, რომელიც აჩუქებს პროტონს წყალხსნარში. ეს პროტონი განტოლებებში ზოგჯერ წარმოდგენილია როგორც ცალკეული პროტონი (H⁺) ან როგორც ჰიდრონიუმის იონი (პროტონი და წყალი: H₃ო⁺). გახსნილი მჟავას სხვა კომპონენტს უწოდებენ კონიუგირებულ ფუძეს. მჟავის დისოციაციის ზოგადი ფორმულაა HA → H⁺ + ა^–, სადაც ა^– არის კონიუგირებული ბაზა.

ბაზები, მჟავების დამხმარე საშუალებად მუშაობენ: ისინი ადვილად იღებენ პროტონებს, რაც ჰიდროქსიდის იონების გაცემის ტოლფასია.^–) წყალხსნარში. დისოცირებული ბაზის ნარჩენს ეწოდება კონიუგირებული მჟავა, და ხშირად არის მეტალის კათიონი, როგორიცაა Na⁺.

PH, ან "წყალბადის სიმძლავრე" არის მნიშვნელობა, რომელიც ზოგადად (მაგრამ არა მათემატიკურად) შეზღუდულია 0-დან 14.0-მდე რიცხვითი დიაპაზონისთვის. მჟავე ხსნარები აქვთ დაბალი pH, ნეიტრალური (მაგალითად, სუფთა წყალი) pH 7 და ძირითადი ხსნარები უფრო მაღალი pH. ღირებულებებს.

მათემატიკურად, pH არის მხოლოდ ლოგარითმის უარყოფითი H კონცენტრაციის ფუძე 10-ზე⁺ (ან ჰ₃ო⁺) იონები: pH = –ლოგი₁₀[H +] სანამ თქვენ გაქვთ კალკულატორი და ფრთხილად ეკიდებით 10 – ს, ეს გამოთვლები მარტივია.

ძლიერი მჟავა არის ის, ვინც ადვილად იტოვებს თავის პროტონებს და ამას აკეთებს მაშინაც კი, როდესაც გარემოს pH დაბალია, რაც იმას ნიშნავს, რომ გარშემო უკვე უამრავი პროტონი მოძრაობს. სუსტი მჟავები ასე მარტივად არ თმობენ თავიანთ პროტონებს, მნიშვნელოვნად განიცდიან დისოცირებას მხოლოდ მაშინ, როდესაც pH უფრო ახლოს არის ნეიტრალურთან. ანალოგიურად, ძლიერი ფუძეები ადვილად იძლევიან ჰიდროქსიდის იონებს მაღალ pH– ის ხსნარებშიც კი.

მჟავას და ბაზების სიძლიერეს შეიძლება მიენიჭოთ მნიშვნელობა: pK_აან მჟავას დისოციაციის მუდმივა, pH მნიშვნელობა, რომელზეც მჟავას ნახევარს აქვს გაჩუქებული თავისი პროტონები, ხოლო მეორე ნახევარი რჩება კონიუგირებულ მდგომარეობაში. (თქვენ წარმოიდგინეთ, ბაზებს აქვთ PK)_ბ მნიშვნელობებს.) ამრიგად, ძლიერი მჟავებს აქვთ დაბალი pK_ა ღირებულებებს.

მარილმჟავა ან HCl არის კარგად ცნობილი და გავრცელებული ძლიერი მჟავა. მარილმჟავას გამოყენება მოიცავს საფონდო კოლეჯის და საშუალო სკოლის ქიმიის ლაბორატორიებს მთელ მსოფლიოში, ასევე სამრეწველო და საწარმოო პროგრამების მრავალფეროვნებას.

მაგალითი: გამოთვალეთ HCl- ის 0.100 M ხსნარის pH.

მას შემდეგ, რაც HCl არის ძლიერი მჟავა, იგი მთლიანად იონიზირდება და HCl– ის pH– ის ხსნარი შეგიძლიათ იხილოთ H + იონების კონცენტრაციიდან (მოლარით), განსაზღვრებით ტოლია 0,100 მ. (მჟავის კონიუგირებული ბაზა, რომელიც არის ქლორიდის იონი Cl^–ასევე იქნებოდა 0,100 მ კონცენტრაცია.)

ამრიგად, pH არის –log (0.100) = 1.000.

ცხადია, რომ მოლარულობის უფრო მაღალი მნიშვნელობები გამოიწვევს pH– ის დაბალ მაჩვენებლებს და, პირიქით, HCl– ს (ან რომელიმე მჟავას )თვის.

თუ არ გსურთ გამოთვლა კალკულატორით და გსურთ გაეცნოთ კიდევ რამდენიმე ძლიერი მჟავას ქიმიურ ქცევას, იხილეთ რესურსების გვერდი.