លំនឹងអាស៊ីត បាសនិងអំបិល

ស្រមៃថាអ្នកមានកែវដាក់គ្រាប់ខ្សាច់ ១០០ គ្រាប់ ហើយអ្នកបោះវាទៅក្នុងទឹក ។ បើគ្រាប់ទាំងអស់រលាយ អ្នកបានសូលុយស្យុងពេញលេញ ។ តែបើមានតែ ១ ឬ ២ គ្រាប់រលាយ ហើយ ៩៨ គ្រាប់នៅដដែល នោះគេហៅថារលាយតិចតួច ។ អាស៊ីតអាសេទិកធ្វើដូច្នេះ ៖ ក្នុងសូលុយស្យុង 0.1 M នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ មានតែ 1.3 % បែកជាអ៊ីយ៉ុង ហើយ 98.7 % នៅជាម៉ូលេគុល CH₃COOH ។ ដូច្នេះសូលុយស្យុងមានប្រភេទអ៊ីយ៉ុងបី ៖ CH₃COOH, H₃O⁺ និង CH₃COO⁻ ។ ព្រោះការបែកមិនពេញលេញ គេសរសេរព្រួញលំនឹង ⇌ មិនមែនព្រួញតែមួយទិស → ទេ ។

ស្រមៃថាគ្រូឲ្យពិន្ទុសិស្ស ។ ពិន្ទុខ្ពស់ = ខ្លាំង ។ ចំពោះអាស៊ីត គេឲ្យពិន្ទុឈ្មោះ $K_a$ ។ $K_a$ ធំ = អាស៊ីតបែកច្រើន = អាស៊ីតខ្លាំងជាង ។ $K_a$ តូច = អាស៊ីតបែកតិច = អាស៊ីតខ្សោយ ។ ឧទាហរណ៍ អាស៊ីតហ្វមិច HCOOH មាន $K_a=1.7\times 10^{-4}$ ហើយអាស៊ីតអាសេទិក CH₃COOH មាន $K_a=1.8\times 10^{-5}$ ។ ដូច្នេះ HCOOH ខ្លាំងជាង CH₃COOH ។ តែទាំងពីរនៅជាអាស៊ីតខ្សោយ ព្រោះ $K_a$ តូចជាង 1 ឆ្ងាយណាស់ ។

មនុស្សម្នាក់អាចជាអ្នកលក់ និងជាអ្នកទិញក្នុងពេលតែមួយ ។ ម៉ូលេគុលទឹកក៏ដូចគ្នា ៖ មួយហុចប្រូតុង (ធ្វើជាអាស៊ីត) មួយទទួលប្រូតុង (ធ្វើជាបាស) ។ លទ្ធផលគឺ H₃O⁺ និង OH⁻ ក្នុងបរិមាណស្មើគ្នា ។ ផលគុណកំហាប់របស់វានៅថេរ ៖ $K_w=[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}][\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}]=1.0\times 10^{-14}$ នៅ 25 °C ។ ដូច្នេះបើអ្នកដឹងអ៊ីយ៉ុងមួយ អ្នកដឹងអ៊ីយ៉ុងមួយទៀតភ្លាម ។

អំបិលកើតពីអាស៊ីត និងបាស ។ ពេលរលាយក្នុងទឹក វាបែកជាអ៊ីយ៉ុងវិញ ។ អ៊ីយ៉ុងខ្លះ «ចាប់» ប្រូតុងពីទឹក ហើយបន្សល់ OH⁻ ។ អ៊ីយ៉ុងខ្លះ «ហុច» ប្រូតុងទៅទឹក ហើយបង្កើត H₃O⁺ ។ អ៊ីយ៉ុងខ្លះទៀតមិនធ្វើអ្វីសោះ ។ ដូច្នេះ NaCl ឲ្យសូលុយស្យុងណឺត (pH = 7), Na₂CO₃ ឲ្យសូលុយស្យុងបាស (pH > 7), ហើយ NH₄Cl ឲ្យសូលុយស្យុងអាស៊ីត (pH < 7) ។ អំពើរបស់ទឹកជាមួយអ៊ីយ៉ុងអំបិលនេះហៅថា អ៊ីដ្រូលីស ។

ស្រមៃថាអ្នកចុះជណ្ដើរយន្តដែលមានខ្សែការពារ ។ អ្នករុញខ្លួនមួយជំហាន តែខ្សែទាញអ្នកមកវិញ ។ សូលុយស្យុងតំប៊ូហ្វដូចខ្សែនោះ ៖ បើគេបន្ថែមអាស៊ីតបន្តិច pH ស្ទើរតែមិនប្រែ ។ មូលហេតុ ៖ សូលុយស្យុងមានគូពីរ ៖ អាស៊ីតខ្សោយមួយ និងបាសស្នាល់របស់វាមួយ (ឧ. CH₃COOH និង CH₃COO⁻) ។ បន្ថែម H₃O⁺ នោះ CH₃COO⁻ ចាប់វាទៅ ។ បន្ថែម OH⁻ នោះ CH₃COOH ប្រគល់ប្រូតុងទៅវា ។ pH ត្រូវបានការពារពីសងខាង ។

បើអ្នកបន្ថែម CH₃COONa ទៅក្នុងសូលុយស្យុង CH₃COOH អ្នកបានបន្ថែមអ៊ីយ៉ុង CH₃COO⁻ ដែលមានរួចហើយ ។ តាមគោលការណ៍ឡឺសាតីលីយេ លំនឹងរុញទៅខាងឆ្វេង ។ ដូច្នេះ [H₃O⁺] ថយចុះ ហើយ [CH₃COOH] កើនឡើងវិញ ។ $K_a$ មិនប្រែទេ ព្រោះវាជាថេរនៅសីតុណ្ហភាពនោះ ។ បាតុភូតនេះហៅថា ឥទ្ធិពលអ៊ីយ៉ុងរួម ។

$K_a$ ហៅថា ថេរអ៊ីយ៉ុងកម្មអាស៊ីត ។ ថេរអ៊ីយ៉ុងកម្មនៃអាស៊ីតមិនប្រែប្រួលនៅសីតុណ្ហភាពកំណត់ណាមួយទេ តែវាប្រែប្រួលនៅពេលសីតុណ្ហភាពប្រែប្រួល ។

ដើម្បីកំណត់តម្លៃ $K_a$ នៃអាស៊ីតអាសេទិក គេត្រូវស្គាល់កំហាប់ប្រភេទអ៊ីយ៉ុង ៖ H₃O⁺, CH₃COO⁻ និង CH₃COOH តាមរយៈសញ្ញាណ pH នៃសូលុយស្យុងអាស៊ីតអាសេទិក ។

គ្រប់សូលុយស្យុងរាវ ដែលទឹកជាអង្គធាតុរំលាយ ហើយមានបរិមាណច្រើនលើសលុប គេចាត់ទុកកំហាប់របស់វាថាថេរ (55.5 mol·L⁻¹) នៅពេលប្រព័ន្ធវិវត្ត ។ ដោយ $K$ និង [H₂O] មានតម្លៃថេរ នាំឱ្យផលគុណ $K[{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}]$ ក៏មានតម្លៃថេរដែរ ។ គេតាង $K[{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}]=K_a$ ។ ដូច្នេះកំហាប់ទឹកមិនបានបាត់ទេ — វាត្រូវបាន «លេប» ចូលក្នុងថេរថ្មី ។ នេះជាហេតុដែល [H₂O] មិនលេចឡើងក្នុងកន្សោម $K_a$ ។

តារាងទី 3.1 ៖ អ៊ីយ៉ុងកម្មនៃអាស៊ីតអាសេទិកនៅសីតុណ្ហភាព 25 °C

អានតារាងនេះយ៉ាងណា ៖ កាលណាគេពន្លាយសូលុយស្យុង (កំហាប់ថយ) ភាគរយអ៊ីយ៉ុងកម្ម $\alpha$ កើន (1.33 % → 12.6 %) តែ $K_a$ នៅជិត 1.8 × 10⁻⁵ ដដែល ។ ដូច្នេះ $\alpha$ អាស្រ័យលើកំហាប់ តែ $K_a$ មិនអាស្រ័យលើកំហាប់ទេ ។ ការពន្យល់ដែលបោះពុម្ពបន្ទាប់ពីតារាង ៖ នៅសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់ បើគេបង្កើនកំហាប់អ៊ីយ៉ុង CH₃COO⁻ ដោយបន្ថែមអំបិល CH₃COONa ទៅក្នុងសូលុយស្យុងអាស៊ីតអាសេទិក នាំឱ្យមានការរំកិលលំនឹងអ៊ីយ៉ុងកម្មនៃអាស៊ីតអាសេទិក (តាមគោលការណ៍ឡឺសាតីលីយេ) ។ ការរំកិលលំនឹងនេះនាំឱ្យ [H₃O⁺] ថយចុះ រីឯ [CH₃COOH] កើនឡើងវិញ ។ ដូច្នេះថេរលំនឹងថ្មី $K_a$ នៅគ្រាតម្លៃដដែល ។

ប្រតិកម្ម H₂O(ℓ) + H₂O(ℓ) ⇌ H₃O⁺(aq) + OH⁻(aq) ហៅថា ស្វ័យអ៊ីយ៉ុងកម្ម ឬ អូតូប្រតូលីស ។ កំហាប់អ៊ីយ៉ុង H₃O⁺ និងអ៊ីយ៉ុង OH⁻ តូចណាស់នៅពេលមានលំនឹង ។

ទឹកមានអំពើដូចអាស៊ីតផង ជាបាសផង ។ នៅក្នុងសមីការ គេសរសេរស្លាកក្រោមប្រភេទនីមួយៗ ៖ ក្រោម H₂O ទី ១ = អាស៊ីត, ក្រោម H₂O ទី ២ = បាស, ក្រោម H₃O⁺ = អាស៊ីត, ក្រោម OH⁻ = បាស ។

នៅសីតុណ្ហភាព 25 °C ទឹកសុទ្ធមាន ៖

$$[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}]=[\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}]=1.0\times 10^{-7}\mathrm{M}$$

នេះជាចំណុចណឺត ៖ អ៊ីយ៉ុងអាស៊ីត និងអ៊ីយ៉ុងបាសស្មើគ្នា ។ បើ [H₃O⁺] ធំជាងតម្លៃនេះ សូលុយស្យុងជាអាស៊ីត ។ បើតូចជាង វាជាបាស ។

អំពើរបស់ទឹកជាមួយអ៊ីយ៉ុងនៃអំបិល ហៅថា អ៊ីដ្រូលីស ។

អំបិលកើតឡើងពីប្រតិកម្មបន្សាបរវាងអាស៊ីតប្រូងស៊ីត និងបាសប្រូងស៊ីត ។ ពេលអំបិលរលាយក្នុងទឹក វាបែកជាអ៊ីយ៉ុងវិញ ៖ កាចុង (អ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាន) បានពីបាស និងអាញ្ញូង (អ៊ីយ៉ុងអវិជ្ជមាន) បានពីអាស៊ីត ។ អំបិលខ្លះឲ្យមជ្ឈដ្ឋានណឺត្រាល (pH =

7) ដូចជា NaCl, KNO₃ ។ អំបិល Na₂CO₃ ឲ្យមជ្ឈដ្ឋានបាស (pH >

7) ។ អំបិល NH₄Cl ឲ្យមជ្ឈដ្ឋានអាស៊ីត (pH <

7) ។ អ៊ីយ៉ុងដែលបានពីអាស៊ីតខ្សោយ ឬបាសខ្សោយ មានអំពើជាមួយទឹក ហើយធ្វើឱ្យ pH ធំជាង ឬតូចជាង 7 ។ អ៊ីដ្រូលីសមានពីរប្រភេទ ៖

• អ៊ីដ្រូលីសនៃអាញ្ញូង ជាអំពើរវាងអ៊ីយ៉ុងអវិជ្ជមានជាមួយទឹក ឱ្យសូលុយស្យុង បាស ។ តាមទ្រឹស្តីប្រូងស៊ីត អាញ្ញូងនៃអំបិលជាបាសស្នាល់នៃអាស៊ីតដែលបង្កើតវា ។ អាស៊ីត HA កាន់តែខ្សោយ បាសស្នាល់ A⁻ កាន់តែខ្លាំង (មើល ៥.៥) ។
• អ៊ីដ្រូលីសនៃកាចុង ជាអំពើរវាងអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមានជាមួយទឹក ឱ្យសូលុយស្យុង អាស៊ីត ។ [UNCLEAR: the modifier printed between "តាមន័យ" and "កាចុងនៃអំបិល" reads as ប្រងៃសួត (letters ប្រ + ង + ែ/ៃ + ស + ួ + ត); the letters are legible but the word itself is not one I can confirm, so only its form is copied] កាចុងនៃអំបិលជាអាស៊ីតឆ្លាស់នៃបាសដែលបង្កើតវា ។ កាចុងក៏អាចផ្តល់ប្រូតុងបានដែរ ។ កាចុងជាអាស៊ីតខ្លាំង កាលណាកាចុងនោះបានកើតឡើងពីបាសខ្សោយ ។ កាចុងផ្តល់ប្រូតុងឱ្យទៅម៉ូលេគុលទឹក បង្កើតជាអ៊ីយ៉ុង H₃O⁺ ។ នៅពេលអ៊ីដ្រូលីសនៃកាចុងមានលំនឹង កំហាប់ H₃O⁺ កើនឡើង ។

តារាងនេះបង្ហាញថា HF ខ្លាំងជាង HCOOH ខ្លាំងជាង CH₃COOH ខ្លាំងជាង H₂S ខ្លាំងជាង ហ្វេណុល ។ ចំណាំ ៖ តម្លៃ $K_a$ នៅក្នុងតារាងនេះ 1.8 × 10⁻⁵ ត្រូវបានប្រើក្នុងលំហាត់គំរូទាំងអស់របស់មេរៀន ។

មេទីលអាមីនខ្លាំងជាងអាម៉ូញាក់ ($4.4\times 10^{-4}$ ធំជាង $1.8\times 10^{-5}$) ហើយពីរីឌីនខ្សោយជាងគេ ($2.3\times 10^{-9}$) ។

សំគាល់ ៖

- អំបិលដែលកើតពី អាស៊ីតខ្លាំងនិងបាសខ្លាំង រលាយក្នុងទឹកឲ្យសូលុយស្យុង ណឺត ពីព្រោះការជូលនៃបាសខ្លាំង និងអ៊ីយ៉ុងនៃអាស៊ីតខ្លាំង គ្មានប្រតិកម្មជាមួយទឹក ។ ឧទាហរណ៍ ៖ អំបិល KCl, NaNO₃ …

- អំបិលដែលកើតពី អាស៊ីតខ្សោយ និងបាសខ្លាំង រលាយក្នុងទឹកឲ្យសូលុយស្យុង បាស ពីព្រោះអ៊ីយ៉ុងនៃអំបិលមានប្រតិកម្មអ៊ីដ្រូលីសឲ្យផលជាអ៊ីយ៉ុង OH⁻ ។ ឧទាហរណ៍ ៖ អំបិល CH₃COONa, HCOONa …

- អំបិលដែលកើតពី អាស៊ីតខ្លាំងនិងបាសខ្សោយ រលាយក្នុងទឹកឲ្យសូលុយស្យុង អាស៊ីត ពីព្រោះការជូលនៃអំបិលមានប្រតិកម្មអ៊ីដ្រូលីសឲ្យផលជាអ៊ីយ៉ុង H₃O⁺ ។ ឧទាហរណ៍ ៖ អំបិល NH₄Cl …

អំបិលដែលកើតពី អាស៊ីតខ្សោយនិងបាសខ្សោយ រលាយក្នុងទឹកអាចឲ្យសូលុយស្យុង ណឺត ឬសូលុយស្យុងអាស៊ីត ឬសូលុយស្យុងបាស ។ ឧទាហរណ៍ ៖ សូលុយស្យុងអំបិល CH₃COONH₄ រលាយក្នុងទឹកឲ្យសូលុយស្យុងណឺត ។

និយាយម្យ៉ាងទៀត ៖ ចំពោះអំបិលប្រភេទនេះ ភាគីទាំងពីរអាចអ៊ីដ្រូលីស ។ លទ្ធផលអាស្រ័យលើថា តើអាស៊ីតខ្សោយ ឬបាសខ្សោយ ខ្លាំងជាង ។ បើ $K_a=K_b$ (ដូច CH₃COOH និង NH₃ ដែលមានតម្លៃ 1.8 × 10⁻⁵ ទាំងពីរ) សូលុយស្យុងជាណឺត ។

នៅក្នុងលំហាត់គំរូ សៀវភៅឲ្យតម្លៃលេខាគីតដើម្បីគណនាដោយដៃ ។ តម្លៃដែលបោះពុម្ពច្បាស់ក្នុងមេរៀននេះ ៖

$$\log 9.1=0.96$$

នៅកំពូលទំព័រ ១៤៣ សៀវភៅបោះពុម្ពចំណងជើងរត់ (running head) ថា «ជំពូកទី៤ លំនឹងគីមី» ។

ចំណងជើងរត់នេះប្រាប់ថា ទំព័រនេះជារបស់ជំពូកទី ៤ ដែលមានចំណងជើងថា «លំនឹងគីមី» ។ មេរៀនទី ៣ នៃជំពូកនេះគឺជាមេរៀនដែលយើងកំពុងអាន ។

អ៊ីដ្រូលីសនៃអំបិលជាប្រតិកម្មរវាងអំបិលនិងទឹក ។ អ៊ីដ្រូលីសអាញ្ញូងនៃអំបិលដែលបានពីអាស៊ីតខ្សោយ ឲ្យផលជាអ៊ីយ៉ុង OH⁻ ។ អ៊ីដ្រូលីសកាចុងនៃអំបិលដែលបានពីបាសខ្សោយ ឲ្យផលជាអ៊ីយ៉ុង H₃O⁺ ។ អាញ្ញូង និងកាចុង ដែលបានពីអាស៊ីតខ្លាំងនិងបាសខ្លាំង គ្មានប្រតិកម្មអ៊ីដ្រូលីសទេ ។

សូលុយស្យុងតំប៊ូហ្វផ្សំដោយល្បាយសូលុយស្យុងអាស៊ីតខ្សោយនិងបាសឆ្លាស់របស់វា ឬល្បាយសូលុយស្យុងបាសខ្សោយនិងអាស៊ីតឆ្លាស់របស់វា ។ សូលុយស្យុងតំប៊ូហ្វមានបម្រែបម្រួល pH តិចតួច កាលណាគេបន្ថែមអាស៊ីតខ្លាំង ឬបាសខ្លាំង ឬបន្ថែមទឹកសូលុយស្យុង ។