Àwọn Irú Ìhùwàpọ̀, Àwọn Ìtọ́sọ́nà Ìtúká, àti Àwọn Ìdọ́gba Íọ̀nù Mímọ́

Àwọn agbára mẹ́ta tó ń darí àwọn ìhùwàpọ̀ inú omi

Nígbà tí a bá da ojútùú méjì pọ̀, ìhùwàpọ̀ máa ń ṣẹlẹ̀ nìkan tí nǹkan kan bá mú àwọn íọ̀nù kúrò nínú ojútùú tàbí tó bá gbé àwọn ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù lọ. Béèrè ìbéèrè mẹ́ta. Ṣé kátáíọ̀nù láti ojútùú kan àti ánáíọ̀nù láti èkejì ń ṣẹ̀dá agbo tí ìtúká rẹ̀ kéré? Ṣé ásídì ń gbé prótónì lọ sí bésì, tó ń ṣẹ̀dá omi tàbí elẹ́ktróláìtì aláìlágbára mìíràn? Ṣé átọ̀mù kankan ń yí nọ́ńbà ọ́ksìdéṣọ̀n padà, tí àwọn ẹlẹ́ktrọ́ọ̀nù fi ń kọjá láti irú kan sí òmíràn?

Bẹ́ẹ̀ni sí ìbéèrè àkọ́kọ́ túmọ̀ sí ìhùwàpọ̀ ìdàlẹ̀, bẹ́ẹ̀ni sí ìkejì túmọ̀ sí ìhùwàpọ̀ ásídì–bésì, bẹ́ẹ̀ni sí ìkẹta sì túmọ̀ sí ìhùwàpọ̀ rẹ́dọ́ksì. A sábà máa ń kó àwọn ìhùwàpọ̀ tó ń ṣẹ̀dá gáàsì bíi HCO₃⁻(aq) + H⁺(aq) → H₂O(l) + CO₂(g) sí abẹ́ ásídì–bésì nítorí pé ìgbésẹ̀ àkọ́kọ́ ni gbígbé prótónì. Ìjóná àti ìti irin kan jáde láti ọwọ́ òmíràn jẹ́ àwọn ìhùwàpọ̀ rẹ́dọ́ksì.

Àwọn ìdílé kò yọ ara wọn sílẹ̀. Nígbà tí báríọ́mù háídíróksídì inú omi bá mú ásídì sọ́lfúríìkì dọ̀gba, Ba(OH)₂(aq) + H₂SO₄(aq) → BaSO₄(s) + 2H₂O(l), omi ń ṣẹ̀dá, sọ́lfétì tí kì í tú sì ń dàlẹ̀ nínú ìhùwàpọ̀ kan náà.

Pípinnu irú wo ni a ó kọ gẹ́gẹ́ bí íọ̀nù

Ìdọ́gba íọ̀nù mímọ́ sinmi lórí mímọ àwọn nǹkan tó wà gẹ́gẹ́ bí íọ̀nù tó yapa nínú omi. Àwọn elẹ́ktróláìtì líle ń fọ́ sí íọ̀nù pátápátá: àwọn agbo íọ̀nù tó ń tú, àwọn ásídì líle, àti àwọn bésì líle. Kọ àwọn wọ̀nyí bí íọ̀nù nígbà tí a bá sàmì sí wọn (aq). Gbogbo ohun mìíràn ń tọ́jú fọ́múlà rẹ̀: àwọn ohun líle, omi, gáàsì, àwọn ásídì aláìlágbára, àwọn bésì aláìlágbára, àti àwọn ohun tí a tú dà onímọ́lẹ́kùùlù bíi glúkóòsì.

Àwọn ásídì líle tó wọ́pọ̀ ni HCl, HBr, HI, HNO₃, HClO₄, àti H₂SO₄ (fún prótónì àkọ́kọ́ rẹ̀). Kà gbogbo ásídì mìíràn tí o bá pàdé nínú kẹ́místrì gbogbogbò sí aláìlágbára, pẹ̀lú HF, ásídì asítíìkì (CH₃COOH), àti ásídì kábónìkì, kí o sì tọ́jú wọn bí mọ́lẹ́kùùlù. Àwọn bésì líle ni àwọn háídíróksídì ẹgbẹ́ 1 àti àwọn háídíróksídì ẹgbẹ́ 2 tó wúwo jù. Amóníà jẹ́ bésì aláìlágbára ó sì ń wà bí NH₃(aq).

Àwọn íọ̀nù oníátọ̀mù-púpọ̀ ń dúró láì fọ́ nígbà tí agbo kan bá fọ́. Pọ́tásíọ́mù kírómétì inú omi fún ni 2K⁺(aq) àti CrO₄²⁻(aq), kì í ṣe àwọn íọ̀nù pọ́tásíọ́mù, kírómíọ́mù, àti ọ́ksíjìn lọ́tọ̀ọ̀tọ̀.

Lílo àwọn ìtọ́sọ́nà ìtúká

Àwọn ìtọ́sọ́nà ìtúká ń ṣe àkópọ̀ àwọn àpẹẹrẹ tí a ṣàkíyèsí fún àwọn agbo íọ̀nù nínú omi nítòsí ìwọ̀n ooru yàrá. Tó ń tú túmọ̀ sí pé iye tó wúlò ń tú; tí kì í tú túmọ̀ sí pé ìtúká kéré tó láti jẹ́ kí ohun líle ṣẹ̀dá nígbà tí àwọn íọ̀nù bá pàdé ní ìpọ̀ yàrá-ìdánwò déédé. Kò sí agbo íọ̀nù tí ìtúká rẹ̀ jẹ́ òdo pípé. Àtòkọ tó wà nísàlẹ̀ dá lórí Tábìlì 4.1 nínú OpenStax Chemistry 2e, apá 4.2.

Láti sọ ìdàlẹ̀ tẹ́lẹ̀, ṣe àtòkọ gbogbo íọ̀nù tó wà lẹ́yìn dídà pọ̀, lẹ́yìn náà so kátáíọ̀nù kọ̀ọ̀kan pọ̀ mọ́ ánáíọ̀nù kọ̀ọ̀kan tí kò bẹ̀rẹ̀ pẹ̀lú. Tí ìsopọ̀ tuntun kankan bá bọ́ sí ẹ̀ka tí kì í tú, agbo yẹn ń dàlẹ̀. Tí gbogbo ìsopọ̀ tó ṣeé ṣe bá ń tú, bíi nígbà tí a bá da ojútùú pọ́tásíọ́mù náítíréètì àti sódíọ́mù klóráìdì pọ̀, àwọn íọ̀nù náà kàn ń gbé pọ̀ kò sì sí ìhùwàpọ̀ mímọ́.

• Àwọn agbo ti kátáíọ̀nù ẹgbẹ́ 1 (Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺) àti ti NH₄⁺ ń tú.
• Náítíréètì, asítéètì, háídírójìn kábọ́nétì, àti klóréètì ń tú.
• Klóráìdì, bírómáìdì, àti áyódáìdì ń tú àyàfi àwọn ti Ag⁺, Hg₂²⁺, àti Pb²⁺.
• Fluóráìdì ń tú àyàfi àwọn ti Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Pb²⁺, àti Fe³⁺.
• Sọ́lfétì ń tú àyàfi àwọn ti Ag⁺, Ba²⁺, Ca²⁺, Hg₂²⁺, Pb²⁺, àti Sr²⁺.
• Kábọ́nétì, kírómétì, fọ́sífétì, àti sọ́lfáìdì kì í tú àyàfi pẹ̀lú kátáíọ̀nù ẹgbẹ́ 1 àti NH₄⁺.
• Háídíróksídì kì í tú àyàfi pẹ̀lú kátáíọ̀nù ẹgbẹ́ 1 àti Ba²⁺; Ca(OH)₂ àti Sr(OH)₂ ń tú díẹ̀.

Kíkọ ìdọ́gba íọ̀nù mímọ́ ní ìgbésẹ̀-ìgbésẹ̀

Ìgbésẹ̀ kọ̀ọ̀kan ní ìdí. Ṣíṣe ìdọ́gba ìdọ́gba mọ́lẹ́kùùlù ní àkọ́kọ́ ń dá iye átọ̀mù lójú. Pípín àwọn elẹ́ktróláìtì líle ń fi ohun tó wà nínú ìgò kékeré gan-an hàn. Fífagilé àwọn íọ̀nù aláìkópa ń mú àwọn irú tó hàn láì yípadà ní ẹ̀gbẹ́ méjèèjì kúrò, tí wọn kò sì kópa nínú àyípadà náà.

Àyẹ̀wò ẹrù iná ń mú àwọn àṣìṣe tí ìkà átọ̀mù fò. Ìdọ́gba íọ̀nù mímọ́ lè ní ẹrù iná àpapọ̀ tí kì í ṣe òdo, ṣùgbọ́n ẹrù iná yẹn gbọ́dọ̀ jẹ́ kan náà ní ẹ̀gbẹ́ méjèèjì, nítorí pé a ń pa ẹrù iná mọ́ gẹ́gẹ́ bí àwọn átọ̀mù.

• Kọ ìdọ́gba mọ́lẹ́kùùlù tí a ṣe ìdọ́gba rẹ̀ pẹ̀lú àmì ipò lórí gbogbo fọ́múlà.
• Tún elẹ́ktróláìtì líle (aq) kọ̀ọ̀kan kọ bí àwọn íọ̀nù lọ́tọ̀ọ̀tọ̀, nípa sísọ di púpọ̀ pẹ̀lú àkọsílẹ̀ ìsàlẹ̀ àti alábàádọ́gba.
• Fa àwọn íọ̀nù tó hàn láì yípadà ní ẹ̀gbẹ́ méjèèjì kúrò. Wọ̀nyí ni àwọn íọ̀nù aláìkópa.
• Dín àwọn alábàádọ́gba tó kù kù sí àwọn odidi nọ́ńbà tó kéré jù.
• Ṣàyẹ̀wò pé èròjà kọ̀ọ̀kan àti ẹrù iná àpapọ̀ ní ìdọ́gba.

Àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́: dídá fàdákà kírómétì lẹ́lẹ̀

O da 18.0 mL pọ́tásíọ́mù kírómétì 0.0850 mol/L pọ̀ mọ́ fàdákà náítéréètì inú omi tó pọ̀ jù. Àwọn ìsopọ̀ tuntun ni Ag⁺ pẹ̀lú CrO₄²⁻ àti K⁺ pẹ̀lú NO₃⁻. Fàdákà kì í ṣe kátáíọ̀nù ẹgbẹ́ 1, nítorí náà fàdákà kírómétì aláwọ̀ pupa-dúdú ń dàlẹ̀; pọ́tásíọ́mù náítíréètì ń wà nínú ojútùú. Ìdọ́gba mọ́lẹ́kùùlù: 2AgNO₃(aq) + K₂CrO₄(aq) → Ag₂CrO₄(s) + 2KNO₃(aq). Ìdọ́gba íọ̀nù pípé: 2Ag⁺(aq) + 2NO₃⁻(aq) + 2K⁺(aq) + CrO₄²⁻(aq) → Ag₂CrO₄(s) + 2K⁺(aq) + 2NO₃⁻(aq). Fífagilé K⁺ àti NO₃⁻ fún ni ìdọ́gba íọ̀nù mímọ́ 2Ag⁺(aq) + CrO₄²⁻(aq) → Ag₂CrO₄(s). Àyẹ̀wò ẹrù iná: 2(+1) + (−2) = 0 ní òsì, àti 0 ní ọ̀tún.

Láti rí ìwúwo ìdàlẹ̀, lo àwọn ìwúwo átọ̀mù àjọṣe IUPAC tí a ṣe àyè-yíyípo sí ibi ìdá mẹ́wàá méjì: Ag 107.87, Cr 52.00, O 16.00. Ìwúwo mọ́ọ̀lù Ag₂CrO₄ jẹ́ 2(107.87) + 52.00 + 4(16.00) = 331.74 g/mol. Mọ́ọ̀lù kírómétì = 0.0180 L × 0.0850 mol/L = 1.53 × 10⁻³ mol, ìdọ́gba íọ̀nù mímọ́ sì fún ni 1 mol Ag₂CrO₄ fún 1 mol CrO₄²⁻. Ìwúwo = 1.53 × 10⁻³ mol × 331.74 g/mol = 0.508 g. Àwọn iye méjèèjì tí a wọ̀n ní díjítì pàtàkì mẹ́ta, nítorí náà èsì náà náà ní.

Àwọn àpẹẹrẹ ìṣiṣẹ́: ásídì aláìlágbára àti irin nínú ojútùú

Ásídì asítíìkì inú omi ń hùwàpọ̀ pẹ̀lú sódíọ́mù háídíróksídì inú omi: CH₃COOH(aq) + NaOH(aq) → CH₃COONa(aq) + H₂O(l). Ásídì asítíìkì jẹ́ aláìlágbára, nítorí náà ó ń wà bí mọ́lẹ́kùùlù, nígbà tí NaOH àti sódíọ́mù asítéètì jẹ́ elẹ́ktróláìtì líle. Lẹ́yìn tí Na⁺ fagilé, ìdọ́gba íọ̀nù mímọ́ ni CH₃COOH(aq) + OH⁻(aq) → CH₃COO⁻(aq) + H₂O(l). Fi ásídì náítíríkì wé pọ́tásíọ́mù háídíróksídì, níbi tí àwọn ohun ìhùwàpọ̀ méjèèjì ti jẹ́ líle tí ìdọ́gba íọ̀nù mímọ́ sì dín kù sí H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l).

Ìgbálẹ̀ nikẹ́lì tí a gbé sínú ojútùú fàdákà náítéréètì ń di bíbò pẹ̀lú kristali fàdákà. Nikẹ́lì lọ láti 0 sí +2 àti fàdákà láti +1 sí 0, nítorí náà èyí jẹ́ rẹ́dọ́ksì; náítéréètì jẹ́ aláìkópa. Ìdọ́gba íọ̀nù mímọ́ ni Ni(s) + 2Ag⁺(aq) → Ni²⁺(aq) + 2Ag(s). Ẹrù iná ni ó nílò alábàádọ́gba 2, kì í ṣe àwọn átọ̀mù: Ni(s) + Ag⁺(aq) → Ni²⁺(aq) + Ag(s) ń ṣe ìdọ́gba gbogbo èròjà ṣùgbọ́n ó ní ẹrù iná àpapọ̀ +1 ní òsì àti +2 ní ọ̀tún.

Àwọn àṣìṣe tó wọ́pọ̀ nínú àwọn ìdọ́gba íọ̀nù àti bí a ṣe ń mú wọn

Ọ̀pọ̀ àṣìṣe wá láti kíkọ irú tí kò tọ́, kì í ṣe láti ìṣirò. Kí o tó fagilé ohunkóhun, béèrè bóyá fọ́múlà kọ̀ọ̀kan wà ní tòótọ́ bí íọ̀nù lọ́tọ̀ọ̀tọ̀ nínú omi.

Gẹ́gẹ́ bí àyẹ̀wò ìkẹyìn, ka ìdọ́gba íọ̀nù mímọ́ bí ìṣẹ̀lẹ̀ ara. Íọ̀nù fàdákà méjì àti íọ̀nù kírómétì kan tó ń ṣẹ̀dá ohun líle jẹ́ nǹkan tí o lè wò; ìdọ́gba tó kàn ń pààrọ̀ íọ̀nù tó ń tú láàrin àwọn alábàáṣiṣẹ́ kò ṣàpèjúwe nǹkankan.

• Pípín ásídì aláìlágbára: HF(aq) ń wà bí mọ́lẹ́kùùlù. Fi ásídì èyíkéyìí wé àwọn ásídì líle mẹ́fà náà.
• Pípín ìdàlẹ̀: fọ́múlà tí a sàmì sí (s) ń wà ní odindi bó tilẹ̀ jẹ́ pé ohun líle náà jẹ́ ti íọ̀nù.
• Fífọ́ íọ̀nù oníátọ̀mù-púpọ̀ yà: pa NO₃⁻, SO₄²⁻, àti CrO₄²⁻ mọ́ ní odindi.
• Gbígbé àkọsílẹ̀ ìsàlẹ̀ sí ibi tí kò tọ́: K₂CrO₄ fún ni 2K⁺; kò sí íọ̀nù K₂⁺ kankan.
• Kíka mẹ́kúrì(I) sí Hg⁺: ó wà bí kátáíọ̀nù oníátọ̀mù méjì Hg₂²⁺.
• Fífi àwọn alábàádọ́gba sílẹ̀ láì dín wọn kù, bíi 4Ag⁺ + 2CrO₄²⁻ → 2Ag₂CrO₄.
• Kíkọ ìdọ́gba íọ̀nù mímọ́ nígbà tí gbogbo ìsopọ̀ ń tú tí kò sì sí omi, elẹ́ktróláìtì aláìlágbára, tàbí gáàsì tó ń ṣẹ̀dá, tí a kò sì fi ọ́ksíjìn tàbí dín ohunkóhun kù. Èsì tó tọ́ ni kò sí ìhùwàpọ̀.