දුබල භෂ්ම
හැඳින්වීම
- ජලීය ද්‍රාවණයකදී භාගිකව විඝටනය වී අදාළ ජලීය ද්‍රාවණයට OH¯අයන නිදහස් කරන්නාවු ස්වරූපයේ රසායනික ප්‍රභේද දුබල භෂ්ම ලෙස අර්ථ දැක්වේ .B යන ඒක ආම්ලික දුබල භෂ්මය ජලීය ද්රාවණයක් තුළ විඝටනය වී OH¯භාගික වශයෙන් නිදහස් කිරීමට අදාළ ප්‍රෝටෝන හුවමාරු සමතුලිතය පහත පරිදි නිරූපනය කල හැක.
{\mathrm B}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\rightleftharpoons{\mathrm{BH}^+}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm{OH}^-}_{(\mathrm{aq})}
- ඒ අනුව දුබල භෂ්මයක ජලීය ද්රාවණයක් තුළ විඝටනය වූ දුබල භෂ්ම අණු හේතුවෙන් ජනිතවන නිදහස් අයන මෙන්ම විඝටනය නොවූ දුබල භෂ්ම අණු ද එකිනෙක සමඟ ගතික සමතුලිතතාවයක පවතිනු ඇත.
උදා: (1) NH4OH ජලීය ද්රාවණයක් තුළ භාගික විඝටනය හේතුවෙන් ඇතිවන සමතුලිතය සලකමු.
\begin{array}{l}{\mathrm{NH}}_4{\mathrm{OH}}_{(\mathrm{aq})}\rightleftharpoons{\mathrm{NH}_4^+}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm{OH}^-}_{(\mathrm{aq})}\\{\mathrm{NH}}_4{\mathrm{OH}}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\rightleftharpoons{\mathrm{NH}_4^+}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm{OH}^-}_{(\mathrm{aq})}\end{array}
(1) CH3NH2 විඝටනය හේතුවෙන් ඇතිවන සමතුලිතතාව සලකමු.
{\mathrm{CH}}_3{{\mathrm{NH}}_2}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\rightleftharpoons{\mathrm{CH}}_3{\mathrm{NH}_3^+}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm{OH}^-}_{(\mathrm{aq})}
භාෂ්මික විඝටන නියතය (Kb).
- දුබල භෂ්ම දෙකක භාෂ්මික ප්‍රබලතා සංසන්දනයටත් යම් කිසි දුබල භෂ්මයක විඝටන ප්‍රතිශතය ප්‍රමාණාත්මකව දැක්වීමටත් භාෂ්මික විඝටන නියතය භාවිතා කෙරේ.
{\mathrm B}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\rightleftharpoons{\mathrm{BH}^+}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm{OH}^-}_{(\mathrm{aq})}
- සමතුලිතතා නියමය යෙදීමෙන් ,
- ආරම්භක H2O(l) සාන්ද්‍රණය සමඟ සැසඳිමේදි B හි කුඩා භාගික ප්‍රමාණයක් ජල විච්ඡේදන ප්‍රතික්‍රියාවට භාජනය වීම හේතුකොට ගෙන [H2O(l)] තුළ සිදුවන අඩුවීම නොගිනිය යුතු තරම් කුඩා වනු ඇත.එවිට
- Kb අගය වැඩිවත්ම සලකනු ලබන දුබල භාෂ්මික ප්‍රබලතාවය හා අයනීකරණ ප්‍රතිශතය වැඩිවන අතර ,Kb අගය අඩුවත්ම භාෂ්මික ප්‍රබලතාවය හා අයනීකරණ ප්‍රතිශතය අඩු වේ.
දුබල භෂ්ම සඳහා ඔස්වල්ඩ්ගේ තනුකකරණ නියමය
- ” නියත උෂ්ණත්වයේදී කිසියම් දුබල භෂ්මයක විඝටන ප්‍රමාණය එහි සාන්ද්‍රණයේ වර්ගමූලයට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ.“
B(aq) යන ඒක භාෂ්මික දුබල අම්ලයේ මවුල n ප්‍රමාණයක් පරිමාව V dm3 වන ජලීය ද්රාවණයක් තුළ භාගික විඝටනයෙන් සමතුලිතව පවතින අවස්ථාවක් සලකමු . තවද මවුල n ප්‍රමාණය V පරිමාව තුළ ඇති විට දුබල භෂ්මයේ සාන්ද්‍රණය C mol dm-3 යැයි ද,දුබල භෂ්මයේ විඝටන නියතය Kb යයි ද, එහි විඝටන ප්‍රමාණය 𝛼 යැයිද සිතමු.(C=n/V)
| B(aq) + | H2O(l) | ⇌ | BH+(aq) | + OH¯(aq) | |
| ආරම්භක මවුල | n | – | – | ||
| වැයවන මවුල | -n𝛼 | +n𝛼 | +n𝛼 | ||
| සමතුලිත මවුල | n- n𝛼 | n𝛼 | n𝛼 | ||
| n(1-𝛼) | n𝛼 | n𝛼 | |||
| [සමතුලිත] | n(1-𝛼)/V | n𝛼/V | n𝛼/V | ||
| C(1-𝛼) | C𝛼 | C𝛼 |
භාෂ්මික විඝටන නියතය සැලකීමෙන්,
- 𝛼 <<< 1 බැවින් 1-\alpha\approx\alpha යැයි සැලකිය හැක. එවිට,
- උෂ්ණත්වය නියතව පවතින තාක් Kb නියත බැවින් √ Kb ද නියත අගයක් යැයි සැලකිය හැකි නිසා,මෙය ඔස්වල්ඩ්ගේ තනුකකරණ නියමය යි.
\alpha_{\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\alpha}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\frac1{\sqrt C}\;\;\;\;\;
මෙය ඔස්වල්ඩ්ගේ තනුකකරණ නියමය යි.
විශේෂ කරුණු
- දුබල භෂ්ම ආශ්‍රිත ගැටළුවකදි අවශ්‍යතවය මත ව්‍යුත්පන්න කිරීමක් නැතිවද
යන සමීකරණ යෙදිය හැක.
දුබල භෂ්ම ද්‍රාවණයක POH අගය
- B යන ඒක භාෂ්මික දුබල භෂ්මය ජලීය ද්රාවණයක් තුළ විඝටනය වීමෙන් ඇතිවන ප්‍රෝටෝන හුවමාරු සමතුලිතය සලකමු.
{\mathrm B}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\rightleftharpoons{\mathrm{BH}^+}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm{OH}^-}_{(\mathrm{aq})}
- භෂ්මයේ ආරම්භක සාන්ද්‍රණය C moldm-3 ද, භෂ්මයේ විඝටන ප්‍රමාණය 𝛼 යැයි ද සැලකූ විට, ඉහත සමතුලිතය සඳහා ඔස්වල්ඩ්ගේ තනුකකරණ නියමය යෙදීමෙන්,
- නමුත් ඔස්වල්ඩ්ගේ තනුකකරණ නියමයට අදාළ ඕනෑම සාධාරණ අවස්ථාවකදී භෂ්මය විඝටනය හේතුකොට ගෙන ජනිත වන [OH¯(aq))] ප්‍රකාශනාත්මකව C𝛼 යැයි සැලකිය හැක.
(1) න්
- pOH අගය ගණනය කිරීම සඳහා වන ලඝු ඝනක සමීකරනය සැලකූ විට,
- මෙම සමීකරණය බොහෝ රචනාමය ගැටළු වලදී ව්‍යුත්පන්න කර භාවිත කළ යුතු නමුත් කෙටි ප්‍රශ්න වලදී ඍජුවම භාවිතා කළ හැක.
දුබල භෂ්ම වල විඝටනය සඳහා හෙන්ඩර්සන් සමීකරණය
- මෙය දුබල භෂ්මයක විඝටනය සඳහා වන හෙන්ඩර්සන් සමීකරණය ලෙස හැඳින්වේ.
- ඉහත ක්‍රම දෙකටම POH අගය ගණනය කළ හැක.
දුබල භෂ්මයක් අනුමාපනයේදි සමකතා ලක්ෂයේ POH අගය ගණනය කිරීම
- ප්‍රභල භෂ්මයක් විසින් සාදන ද්රාවණයක් උදාසීනකරණය කිරීමේදි සමකතා ලක්ෂයට අදාළව pH අගය ජලයේ විඝටනයෙන් ජනිතවන H+ හෝ OH¯ සාන්ද්‍රණයට අනුරූප වේ.
- නමුත් දුබල භෂ්මයක් උදාසීනකරණය වීමෙන් සමකතා ලක්ෂයට එළබීම වෙනස් මඟක් ගනී
උදා:
B (aq) යන ඒක ආම්ලික දුබල භෂ්මයේ සාම්පලයක් HCl මඟින් හරියටම උදාසීන කරනයෙන් සමකතා ලක්ෂයට එළබෙන අවස්ථාව සලකමු.
\begin{array}{l}{\mathrm B}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm{HCl}}_{(\mathrm{aq})}\rightarrow{\mathrm{BH}^+}_{(\mathrm{aq})}+\mathrm{Cl}^-\\{\mathrm{BH}^+}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\rightleftharpoons{\mathrm B}_{(\mathrm{aq})}+{\mathrm H}_3{\mathrm O^+}_{(\mathrm{aq})}\end{array}
ආම්ලික විඝටන නියතය සැලකීමෙන්
\begin{array}{l}{\text{දෙපසම -log}}_\text{10}\text{ වලින් ගුණ කිරීම,}\\\\-\log_{10}\frac{{\text{K}}_{w\;}}{{\text{K}}_b}\;{\text{= -log}}_{10}\text{ }\frac{\left[{\text{H}}_3{\text{O}^+}_{\left(\text{aq}\right)}\right]^2}{\left[{\text{BH}^+}_{\left(\text{aq}\right)}\right]}\\{\text{-log}}_{10}{\text{K}}_{w\;}\text{ -}(-{\text{log}}_{10}\;{\text{K}}_b)\;=-2\;\log_{10}\left[{\text{H}}_3{\text{O}^+}_{\left(\text{aq}\right)}\right]\;-\;\left(-\log_{10}\left[{\text{BH}^+}_{\left(\text{aq}\right)}\right]\right)\end{array}
\begin{array}{lcl}&&\text{P}^{{\text{K}}_{w\;}}\text{- P}^{{\text{K}}_b}\text{= 2P}^{\text{H}\;}\text{ + }\left(\log_{10}\text{ }\left[{\text{BH}^+}_{\left(\text{aq}\right)}\right]\text{ }\right)\\&&\text{P}^{{\text{K}}_{w\;}}\text{= P}^{\text{H}\;}\text{ + P}^\text{OH}\\&&\text{P}^{{\text{K}}_{w\;}}\text{- P}^{{\text{K}}_b}\text{ = 2}\left(\text{P}^{{\text{K}}_w\;}\text{-P}^\text{OH}\right)\text{ + }\left(\log_{10\;}\left[{\text{BH}^+}_{\left(\text{aq}\right)}\right]\text{ }\right)\\&&\text{P}^{{\text{K}}_{w\;}}\text{- P}^{{\text{K}}_b}\text{ - }\log_{10}\text{ }\left[{\text{BH}^+}_{\left(\text{aq}\right)}\right]\text{ = 2P}^{{\text{K}}_w\;}\text{-2P}^\text{OH}\\&&2\text{P}^\text{OH}\text{ = }2\text{P}^{{\text{K}}_w\;}\text{- P}^{{\text{K}}_{w\;}}\text{+ P}^{{\text{K}}_b}\text{ + }\log_{10}\text{ }\left[{\text{BH}^+}_{\left(\text{aq}\right)}\right]\\&&\text{P}^\text{OH}\text{ = }\frac12\left\{\text{ P}^{{\text{K}}_w\;}\text{+ P}^{{\text{K}}_b}\text{ + }\log_{10\;}\left[{\text{BH}^+}_{\left(\text{aq}\right)}\right]\text{ }\right\}\\&&\\&&\end{array}
\boxed{\text{P}^\text{OH}\text{ = }\frac12\left\{\text{ P}^{{\text{K}}_{\mathrm w}\;}\text{+ P}^{{\text{K}}_{\mathrm b}}\text{ + log}\left[{\text{BH}^+}_{\left(\text{aq}\right)}\right]\right\}}
{\mathrm K}_{\mathrm a}\times{\mathrm K}_{\mathrm b}={\mathrm K}_{\mathrm w}
ඉදිරියේදී ප්‍රශ්න ඇතුලත් වන්නේ මෙතනටයි.
