Keasidan datang daripada ion hidrogen, H⁺(ak), dan kealkalian datang daripada ion hidroksida, OH⁻(ak). Soalan yang bertanya “mengapa larutan ini berasid?” mengharapkan anda menamakan ion itu, bukan hanya warna. Idea yang sama menerangkan mengapa sesetengah asid bertindak balas lebih pantas walaupun kepekatannya sama.
Pelajaran ini menyusuli penggunaan keputusan penunjuk untuk mengelaskan larutan dan tergolong dalam modul asid, bes dan garam.
Apakah yang menjadikan asid sebagai asid?
Asid ialah bahan yang menderma ion hidrogen (proton). Dalam air, hidrogen klorida mengion:
HCl → H⁺ + Cl⁻
Alkali ialah bes larut yang membebaskan ion hidroksida dalam air, contohnya natrium hidroksida:
NaOH → Na⁺ + OH⁻
Bes ialah sebarang bahan yang meneutralkan asid, dan ia menerima ion hidrogen. Semua alkali ialah bes, tetapi tidak semua bes ialah alkali, kerana kuprum(II) oksida ialah bes yang tidak larut.
Semak kedua-dua persamaan dengan atom dan cas. Di sebelah kiri persamaan pertama ada 1 H dan 1 Cl, dan di sebelah kanan ada 1 H⁺ dan 1 Cl⁻. Cas membatalkan satu sama lain (+1 dan −1), jadi ia seimbang.
Apakah beza antara kuat dan lemah?
Asid kuat mengion sepenuhnya dalam air, dan asid lemah mengion sebahagian sahaja. Asid etanoik ialah asid lemah, dan pengionannya berbalik:
CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺
Dalam larutan asid etanoik, kebanyakan molekul kekal sebagai CH₃COOH. Asid hidroklorik hampir tidak mempunyai molekul HCl yang tinggal.
Kekuatan ialah tentang pecahan yang mengion. Kepekatan ialah tentang kuantiti asid yang terlarut setiap dm³. Kedua-duanya tidak bergantung antara satu sama lain.
Contoh berlangkah
Nilai di bawah direka untuk pengajaran, tetapi mengikut model yang anda gunakan di kelas. Dua larutan masing-masing berisi padu 25.0 cm³ dan berkepekatan 0.100 mol/dm³.
| Larutan | Asid | pH anggaran |
|---|---|---|
| X | Asid hidroklorik | 1 |
| Y | Asid etanoik | 3 |
Soalan: X dan Y masing-masing bertindak balas dengan magnesium berlebihan. Bandingkan kadar pada permulaan dan jumlah isi padu hidrogen yang terhasil.
Langkah 1, jumlah asid dalam setiap satu: 0.0250 dm³ × 0.100 mol/dm³ = 0.00250 mol asid, untuk kedua-duanya.
Langkah 2, kadar pada permulaan: X mempunyai kepekatan H⁺ yang jauh lebih tinggi kerana ia mengion sepenuhnya (pH 1 bermakna 0.1 mol/dm³ H⁺). Y mempunyai kepekatan H⁺ yang jauh lebih rendah. Jadi X bertindak balas lebih pantas pada permulaan.
Langkah 3, jumlah gas: kedua-duanya mengandungi 0.00250 mol asid. Asid lemah terus mengion apabila H⁺ digunakan, maka semuanya akhirnya bertindak balas. Persamaannya ialah Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂ dan Mg + 2CH₃COOH → Mg(CH₃COO)₂ + H₂. Setiap satu memerlukan nisbah 2:1 yang sama, jadi jumlah hidrogen yang sama terbentuk (0.00125 mol). Isi padu akhir adalah sama.
Semak dengan nisbah: 0.00250 mol asid ÷ 2 = 0.00125 mol H₂ dalam kedua-dua kes.
Kesilapan yang perlu diawasi
Jawapan yang salah: “Y ialah asid yang lebih lemah, jadi ia menghasilkan kurang hidrogen.”
Pelajar mengaitkan lemah dengan hasil yang kurang.
Kekuatan mengubah kadar tindak balas asid. Jumlah hidrogen bergantung pada jumlah asid yang ada (mol), bukan pada bilangan ion bebas pada permulaan. Pembetulannya ialah bertanya dua soalan berasingan: “seberapa pantas?” (kepekatan ion) dan “seberapa banyak?” (mol asid).
Semak kendiri
1. Tulis pengionan asid nitrik, HNO₃, dalam air sebagai asid kuat.
Lihat jawapan
HNO₃ → H⁺ + NO₃⁻. Cas seimbang (+1 dan −1) dan setiap atom muncul sekali pada kedua-dua belah.
2. Larutan P ialah 0.50 mol/dm³ asid lemah. Larutan Q ialah 0.010 mol/dm³ asid kuat. Yang mana asid yang lebih lemah, dan yang mana lebih cair?
Lihat jawapan
P ialah asid yang lebih lemah (kekuatan berkaitan pengionan) dan Q lebih cair (kepekatan 0.010 mol/dm³ berbanding 0.50 mol/dm³).
3. Asid sulfurik dianggap dalam model ringkas sebagai mengion sepenuhnya kepada 2H⁺ dan SO₄²⁻. Berapakah kepekatan H⁺ dalam 0.050 mol/dm³ H₂SO₄?
Lihat jawapan
Setiap unit formula memberi 2 H⁺, jadi [H⁺] = 2 × 0.050 = 0.10 mol/dm³. Ini ialah model ringkas yang digunakan untuk pengiraan di sekolah.
Ke mana pelajaran ini menuju
Langkah seterusnya ialah menggunakan idea ion untuk mengasingkan dua perubahan yang sama-sama mengurangkan keasidan, dalam membezakan peneutralan daripada pencairan. Guru mol dan nisbah persamaan serta pelatih penaakulan imbangan persamaan membolehkan anda menyemak nisbah dan bilangan atom. Cuba set latihan apabila anda bersedia.
Jika penerangan zarah anda masih kabur dalam jawapan bertulis, guru dalam tuisyen Kimia dalam talian satu dengan satu boleh menyemak perkataan anda baris demi baris.