12.04.01 – pH ප්‍රස්තාර හා අනුමාපන

pH ප්‍රස්තාර 

X අක්ෂය =  අම්ල – භෂ්ම අනුමාපනයට අදාළ බියුරෙට්ටුවෙන් එකතු කරන ලද ද්‍රාවණ පරිමාව

Y අක්ෂය =  අනුමාපන ප්ලාස්කුව තුළ වන ද්‍රාවණයේ pH අගය 

අම්ල – භෂ්ම අනුමාපන වර්ගීකරණය.

1. ප්‍රබල අම්ල – ප්‍රභල භෂ්ම අනුමාපන 
2. ප්‍රබල අම්ල – දුබල භෂ්ම අනුමාපන
3. දුබල අම්ල – ප්‍රබල භෂ්ම අනුමාපන
4. දුබල අම්ල – දුබල භෂ්ම අනුමාපන

ඉහත අනුමාපන වර්ග 4 සඳහාම pH ප්‍රස්තාර අදිනු ලැබේ.

pH ප්‍රස්ථාර ඇඳීමේදි නිර්ණය කළ යුතු ප්‍රධාන pH අගයන් 5 කි.

අම්ල ද්‍රාවණයේ pH අගය

 අම්ලය ප්‍රබල අම්ලයක් වන විට අම්ල ද්‍රාවණයේ pH අගය අම්ලයෙන් ලැබෙන [ H⁺_(aq)] ත්, ජලයෙන් ලැබෙන [ H⁺_(aq)]  ත් සාපේක්ෂ විශාලත්වය මත තීරණය කර අම්ල ද්‍රාවණයේ pH අගය සොයනු ලැබේ.

අම්ලය දුබල වන විට අම්ල ද්‍රාවණයේ pH අගය, pH  = – log₁₀ ( K_ac )^½  යන සමීකරණයෙන් සොයා ගත යුතුය.

දුබල අම්ලයේ Ka ලබා දී නොමැති විට අම්ල ද්‍රාවණයේ pH අගය ලෙස 4.5 දල අගය ගනී.

භෂ්ම ද්‍රාවණයේ pH අගය

භෂ්මය  ප්‍රබල භෂ්මයක් වන විට භෂ්ම  ද්‍රාවණයේ pH අගය භෂ්මයෙන් ලැබෙන [ OH^–_(aq)] ත්, ජලයෙන් ලැබෙන [ OH^–_(aq)]  ත් සාපේක්ෂ විශාලත්වය මත තීරණය කර භෂ්ම ද්‍රාවණයේ pOH අගය ඇසුරෙන් සොයනු ලැබේ.

භෂ්මය දුබල වන විට භෂ්ම  ද්‍රාවණයේ pOH අගය, pOH  = – log₁₀ ( Kbc )^½  යන සමීකරණයෙන් සොයා ගත යුතුය.

දුබල භෂ්මයේ Kb ලබා දී නොමැති විට භෂ්ම ද්‍රාවණයේ pH අගය ලෙස 9.5 දල අගය ගනී.

සමකතා ලක්ෂයේ pH අගය

ප්‍රබල අම්ල – ප්‍රබල භෂ්ම අනුමාපනයේදී සමකතා ලක්ෂයේ pH අගය අදාළ තත්ව යටතේදි ජලයේ විඝටනයෙන් ලැබෙන [ H⁺]  ට අදාළ pH වේ.(25°C දී pH = 7)

දුබල අම්ල – ප්‍රබල භෂ්ම අනුමාපනයේදී සමකතා ලක්ෂය තුළ පවතින ලවණයේ ඇනායනය අනුමාපනයට සම්බන්ධ දුබල අම්ලයේ සංයුග්මක භෂ්මය බැවින් සමකතා ලක්ෂයේ pH  

pH = ½ { pKw + pKa + log₁₀ [සංයුග්මක භෂ්ම ] }

ප්‍රබල අම්ල- දුබල භෂ්ම අනුමාපනයේදී සමකතා ලක්ෂය තුළ පවතින ලවණයේ කැටායනය අනුමාපනයට සම්බන්ධ දුබල භෂ්මයේ  සංයුග්මක අම්ලය බැවින් සමකතා ලක්ෂයේ pH  

pOH = ½ { pKw + pKb+ log₁₀ [සංයුග්මක අම්ලය ] }

දුබල අම්ල – දුබල භෂ්ම අනුමාපනයේදී සමකතා ලක්ෂයේ pH සෙවීම අපේක්ෂා නොකෙරේ.

සීඝ්‍ර pH විචලන පරාසයේ පහළ අගය

අම්ල ද්‍රාවණයේ pH අගයට ඒකක 2 ක් එකතු කළ විට මෙම pH අගය ලැබේ.

සීඝ්‍ර pH විචලන පරාසයේ ඉහළ අගය

භෂ්ම ද්‍රාවණයේ pH අගයෙන් ඒකක 2 ක් අඩු කළ විට මෙම pH අගය ලැබේ.

සටහන 

සීඝ්‍ර pH විචලන පරාසය

ඕනෑම අම්ල භෂ්ම අනුමාපනයකදී අන්ත ලක්ෂය ආසන්නයේදී බියුරෙට්ටුවෙන් එකතු කරන ලබන ඉතා කුඩා ද්‍රාවණ පරිමාවක් හේතුවෙන් අනුමාපන ප්ලාස්කුව තුළ වන ද්‍රාවණයේ pH අගය ඒකක කීපයක් ඉතා සීඝ්‍ර වෙනසකට ලක්වේ . මෙම පරාසය සීඝ්‍ර pH විචලන පරාසයයි.

ඉහත pH අගයන් 5 හට අමතරව අම්ලය හා භෂ්මය ප්‍රතික්‍රියා කරන ස්ටොයිකියෝමිතිය සලකා අන්ත ලක්ෂ්‍ය බියුරෙට්ටු පාඨාංකය ගණනය කළ යුතුය.

ප්‍රබල අම්ල – ප්‍රබල භෂ්ම අනුමාපන සඳහා pH ප්‍රස්තාර 

0.1 moldm^-3   KOH ද්‍රාවණයක 10 cm³ ක් 0.1 moldm^-3 HCl මගින් අනුමාපනය සඳහා pH ප්‍රස්තාරය අදින්න.

අම්ල ද්‍රාවණයේ pH =1

භෂ්ම ද්‍රාවණයේ pH = 13

සමකතා ලක්ෂයේ pH = 7 

සීඝ්‍ර pH විචලන පරාසයේ ඉහළ අගය =11

සීඝ්‍ර pH විචලන පරාසයේ පහළ අගය=3

KOH + HCl = KCl + H₂O

   1    :    1

අන්ත ලක්ෂ බියුරෙට්ටු පාඨාංකය =10cm³

ප්‍රභල අම්ල – දුබල භෂ්ම අනුමාපන සඳහා pH ප්‍රස්ථාර 

0.1 moldm^-3 HCl ද්‍රාවණයක 10 cm³ ක් 0.1 moldm^-3  NH₄OH ( Kb = 1× 10^-5 moldm^-3 ) මගින් අනුමාපනයට අදාළ pH ප්‍රස්ථාරය අදින්න 

අම්ල ද්‍රාවණයේ pH = 1

භෂ්ම ද්‍රාවණයේ pH =

\begin{array}{c}\begin{array}{rcl}\mathrm{pOH}\;\;\;\;\;&=&\;-\log_{10}\;(\mathrm{KbC})^½\;\\14-\;\mathrm{pH}&=&\;-\;\log_{10}\;(\;1\times\;10^{-5}\;\;\times\;0.1)^½\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\\;\;&=&\;-\;\log_{10}\;(\;1\times\;10^{-6})^½\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\\;&=&\;\;-\;\log_{10}\;(\;1\times10^{-3})\\\;&=&\;-\;(-3)\;\\\mathrm{pH}\;\;&=&\;14-3\;\;\\&=&\;11\end{array}\end{array}

සමකතා ලක්ෂයේ pH අගය සෙවීම, 

\begin{array}{lll}\mathrm{pOH}\;&=&\;½\;\{\;\mathrm{pKw}\;+\;\mathrm{pKb}+\;\log_{10}\;\lbrack\mathrm{සංයුග්මක}\;\mathrm{අම්ලය}\rbrack\}\;\\14-\;\mathrm{pH}\;&=&\;½\{\;14\;+\;(-\log_{10}1\times\;10^{-5}\;)\;+\;\log_{10}\;\lbrack\mathrm{NH}_4^+\rbrack\;\}\end{array}

{\mathrm{NH}}_4\mathrm{OH}\;\;+\;\;\underset{\;1}{\mathrm{HCl}\;}\;\;\;\underset:\rightleftharpoons\;\;\;\;\;\underset1{\;{\mathrm{NH}}_4\mathrm{Cl}\;}\;+\;\;{\mathrm H}_2\mathrm O\;

\begin{array}{lll}\mathrm{බියුරෙට්ටු}\;\mathrm{පාඨාංකය}\;&=&\;10\;\mathrm{cm}3\;\\\mathrm{NH}_4^{+\;}\;\;\mathrm{mol}\;&=&\;\frac{0.1\;\times10}{\;1000}\;\\&=&\;1\times10^{-3\;}\\\mathrm{ද්}‍\mathrm{රාවණය}\;\mathrm{තුළ}\;\mathrm{නව}\;\mathrm{පරිමාව}\;&=&\;20\;\mathrm{cm}^3\\\;\mathrm{එම}\;\mathrm{නිසා}\;\lbrack\mathrm{NH}_4^+\rbrack\;\;&=&\;\frac{1\times10^{-3\;}\;\times\;1000}{20}\\&=&\;0.05\;\mathrm{moldm}^{-3\;}//\end{array}

\begin{array}{l}\underset-{\underset{\frac{0.1\times10}{1000}}{{\mathrm{NH}}_4}}\;+\underset-{\underset{\frac{0.1\times10}{1000}}{\;\mathrm{HCl}}}\;\leftrightharpoons\underset{\frac{0.1\times10}{1000}}{\;\underset-{{\mathrm{NH}}_4\mathrm{Cl}}}\;+\underset{}{\;{\mathrm H}_2\mathrm O}\\10\;+\;10\;=\;20\end{array}

\begin{array}{rcl}\left[\mathrm{NH}_{4(\mathrm{aq})}^+\right]\;\;\;\;&=&\;\;\;\;\;\;\;\;\;\frac{0.1\times10}{1000}\;\;\times\;\frac{1\;}{20\times10^{-3}}\\&=&0.05\mathrm{moldm}^{-3}\end{array}

\begin{array}{rcl}\mathrm{NH}_{4{(\mathrm{aq})}}^++\;{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l\;)}\;&\rightarrow&\;{\mathrm{NH}}_{3(\mathrm{aq})}+\;{\mathrm H}_3\mathrm O_{(\mathrm{aq})}^+\end{array}

\begin{array}{rcl}{\mathrm K}_{\mathrm a}&=&\;\frac{\;\lbrack\;{\mathrm H}_3\mathrm O_{(\mathrm{aq})}^+\;\rbrack\;\lbrack\;\;{\mathrm{NH}}_{3{(\mathrm{aq})}}\rbrack}{\;\lbrack\mathrm{NH}_{3{(\mathrm{aq})}}^+\rbrack}\\\;{\mathrm K}_{\mathrm a}&=&\;\frac{\;\lbrack\;{\mathrm H}_3\mathrm O_{(\mathrm{aq})}^+\;\rbrack^2}{\;\lbrack\mathrm{NH}_{3{(\mathrm{aq})}}^+\rbrack}\;\\{\;\lbrack\;{\mathrm H}_3\mathrm O_{(\mathrm{aq})}^+\;\rbrack}&=&\sqrt{{\;\lbrack\mathrm{NH}_{3{(\mathrm{aq})}}^+\rbrack}{\mathrm K}_{\mathrm a}}\end{array}

\begin{array}{rcl}\;\mathrm{pH}\;&=&\;(-\frac12\;{\mathrm{lgK}}_{\mathrm a})\;+{\;(-\frac12\;\mathrm{lgC})}\\\;\mathrm{pH}\;\;&=&\;\frac12\;\;({\mathrm{PK}}_{\mathrm w}\;–\;\mathrm{PKb}\;)\;–\frac12\mathrm{lgC}\\\mathrm{pH}\;\;&=&\frac12(\;14-5\;)\;+\frac12(\;\lg\;5\times10^{-2}\;)\\\mathrm{pH}\;\;&=&\frac12\;\left(14-5\right)\;+\frac12\;(2-\;0.6990)\\\;\mathrm{pH}\;\;&=&\;\;4.5\;+0.6990\;\\\mathrm{pH}\;\;&=&\;5.1505\\\;\text{ඉහත සමීකරණය මගින් සමකතා ලක්ෂයේ}\;\;\mathrm{pH}\;\;&=&\;5.\;1505\;\text{ලෙස ලැබේ}.\;\;\\\text{සීඝ්‍ර pH විචලන පරාසයේ පහළ අගය}\;&=&\;3.\;1505\\\text{ සීඝ්‍ර pH විචලන පරාසයේ ඉහළ අගය}\;&=&9\end{array}

 

දුබල අම්ල – ප්‍රභල භෂ්ම අනුමාපන සඳහා pH ප්‍රස්ථාර 

0.1 moldm^-3 CH₃COOH  ද්‍රාවණයක (Ka = 2× 10^-5 moldm^-3  ) 20 cm³ ක් 0.1 moldm^-3  NaOH මගින් අනුමාපනය සඳහා pH ප්‍රස්ථාර අදින්න

CH₃COOH_(aq)+ NaOH _(aq)    ⇌    CH₃COO^–Na⁺_{(aq )}+ H₂O_(l)

අම්ල ද්‍රාවණයේ pH අගය =

\begin{array}{rcl}\mathrm{pH}\;\;&=&\;-\;\log_{10}\;(\;\mathrm{Ka}\;)^½\;\;\;\;\;\;\\\;\;\;\;\;\;&=&\;-\;\log_{10}\;(2\times\;10^{-5}\;\times\;0.1\;)^½\;\;\;\;\;\;\\\;\;&=&\;2.8496//\end{array}

භෂ්ම ද්‍රාවණයේ pH අගය = 13

සීඝ්‍ර pH පරාසයේ ඉහළ අගය = 11

සීඝ්‍ර pH පරාසයේ පහළ අගය = 4.8496

\begin{array}{rcl}\lbrack\mathrm{CH}3{\mathrm{COO}^-}_{(\mathrm{aq})}\rbrack\;\;&=&\;\frac{0.1\times20}{1000}\;\;\times\frac{1000\;}{40}\;=\;\;\;5\times10^{-2}\;\mathrm{moldm}^{-3}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\&&\;\end{array}

\begin{array}{rcl}\mathrm{pH}\;\;\;\;\;\;&=&\;\;-\lg\;(\mathrm{Ka}.\mathrm C)^{1/2\;}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\\;\;\;\;\;\;&=&\;\;-\lg(\;2\times10\;^{-5}\;\times0.1\;)^{1/2\;\;\;}\;\;\\\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;&=&\;\;-\lg\;(2\times10^{-6})^{1/2}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\\;\;\;\;&=&\;\;½\;\times\;-\lg\;(-6+\;0.3010)\;\;\;\;\;\;\\\;\;\;\;\;&=&\;½\;\times5.699\;\\\mathrm{pH}\;\;\;\;\;&=&\;\;2.8495\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\&&\;\end{array}

සමකතා ලක්ෂයේ pH අගය =

\begin{array}{rcl}\mathrm{pH}&=&½\{{\mathrm{pKw}+\mathrm{pKa}+\log_{10}\lbrack\mathrm{සංයුග්මකභෂ්ම}\rbrack\}\;\;\;}\\\mathrm{pH}&=&½\lbrack14+(\lg2\times10-3)+\lg5\times10^{-2}\rbrack\\&=&½\lbrack14+(5-0.3010)+(-2+0.6990)\rbrack\\&=&½(14+4.6990–1.3010)\\&=&½\times17.3980\\\mathrm{pH}&=&8.6999\approx8.7\\\mathrm{pH}&=&8.7\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\&&\;\end{array}

 

දුබල භෂ්ම – දුබල අම්ල අනුමාපන සඳහා pH ප්‍රස්ථාර 

0.1M CH₃COOH  ද්‍රාවණයක 25cm³  0.1M NH₃ ද්‍රාවණයක්  මගින්  අනුමාපනය සඳහා pH ප්‍රස්ථාරය අදින්න.

CH₃COOH_(aq) +  NH_3(aq)   →    NH₄⁺_(aq)+ CH₃COO^–_(aq)

 ඵල වශයෙන්  සෑදෙන  CH₃COO^–   භෂ්මය සහා NH₄⁺ අම්ලය  සමකතා ලක්ෂයේදී  pH අගය තීරණය කරයි.

 NH₄⁺_(aq)  +H₂O  →  NH_3(aq) + H₃O⁺_(aq)                    :  {\mathrm K}_{\mathrm a\;(\mathrm{NH}_4^+)}

 CH₃COO^–_(aq)  + H₂O →   CH₃COOH_(aq)  +  OH^–_(aq)  : \begin{array}{l}{\mathrm K}_{\mathrm b\;({\mathrm{CH}}_3\mathrm{COO}^–)}\\\end{array} 

ඵල ලෙස සෑදෙන H₃O⁺ හා OH^–  උදාසීනීකරණ වන  නමුත් සෑදෙන H₃O⁺ හා OH^–    ප්‍රමාණ සමාන නොවුනහොත්  සමකතා  ලක්ෂයේදී   pH   අගය  7 ට සමාන වේ.

එවිට K_a හා K_b අගය මත  pH   අගය රදා පවතී.

K_a > K_b  →  ද්‍රාවණය ආම්ලික වේ.

K_a<K_b  →   ද්‍රාවණය භාෂ්මික වේ.

මෙවැනි අනුමාපන  වල pH    චක්‍රයේ ශීඝ්‍ර බෑවුමක්  නොමැති බැවින් දර්ශකයක් යොදා  සමකතා ලක්ෂය හදුනා ගෑනීම අපහසුයි.

එමනිසා සාමාන්‍යයෙන්  මේ ආකාරයේ අනුමාපන  සිදු නොකෙරේ.

සටහන:  එවැනි ද්‍රාවණ වල pH ,Pk_a , Pk_b අගයන් නිර්ණය කිරීමට  පහත සූත්‍රය යොදා ගත හැක.

\mathrm{pH}\;=\;7+\;\frac12(\;{\mathrm P}_{{\mathrm k}_{\mathrm a}}-\;{\mathrm P}_{{\mathrm k}_{\mathrm b}})

මෙහි වෙනස,

+ නම් pH >  7

– නම් pH < 7 වේ.

 

සාන්ද්‍රණය 0.1 moldm^-3 වන Na₂CO₃  ද්‍රාවනයකින් 25cm³ ක්  එම සාන්ද්‍රනයෙන් යුතු HCl ද්‍රාවනයක් මගින්  අනුමාපනය කරන අවස්ථාවක් සළකමු.

CO₃^-2_(aq)  අයනය අන්තර්ගත පද්ධතියක  පහත දැක්වෙන ප්‍රොටෝන හුවමරු  සමතුලිත ඇතිවනු  ඇත.       

{\mathrm{CO}_3^{2-}}_{(\mathrm{aq})}\;+\;{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\;\overset{{\mathrm{Kb}}_1}{\;\leftrightharpoons}\;\;{\mathrm{HCO}_3^-}_{(\mathrm{aq})}\;+\;{\mathrm{OH}^-}_{(\mathrm{aq})}

{\mathrm{HCO}_3^-}_{(\mathrm{aq})}\;+\;{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\;\overset{{\mathrm K}_{\mathrm b2}}{\;\rightleftharpoons}\;\;{\mathrm H}_2{\mathrm{CO}_3^{}}_{(\mathrm{aq})}\;+\;{\mathrm{OH}^-}_{(\mathrm{aq})}

Kb₁ අගය හා Kb₂  අගය

 CO₃^2–_(aq) අයන අන්තර්ගත පද්ධතියක ජල විච්ඡේදනයට භාජනය වන CO₃^2–_(aq)  අයනය  H₂CO_{3 (aq)} අයනයෙහි සං‍යුග්මක භෂ්මය ලෙසත් , HCO₃^–_(aq)  අයනය  H₂CO_{3 (aq)} දිවි භාෂ්මික අම්ලය සං‍යුග්මක භෂ්මය ලෙසත් සැළකිය හැක.

H₂CO_{3  (aq)} යන දුබල ද්විභාෂ්මික අම්ලයේ  ආම්ලික විඝටන නියත පහත පරිදි වනු ඇත.

\begin{array}{l}{\mathrm H}_2{{\mathrm{CO}}_3}_{(\mathrm{aq})}\;+\;{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\;\;\overset{K_{a1}}{\leftrightharpoons\;}\;\;\;{\mathrm{HCO}_3^-}_{(\mathrm{aq})}\;+\;{\mathrm H}_3{\mathrm O^+}_{(\mathrm{aq})}\\\end{array}

\begin{array}{l}{\mathrm{HCO}_3^-}_{(\mathrm{aq})}\;+\;{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\;\;\overset{K_{a2}}\leftrightharpoons\;\;\;\;{\mathrm{CO}_3^{2-}}_{(\mathrm{aq})}\;+\;{\mathrm H}_3{\mathrm O^+}_{(\mathrm{aq})}\\\end{array}

H₂CO₃   ට අදාළව Ka₁ අගය 4.27×10^-7 moldm^-3  ට ද  Ka₂  අගය 4.68×10^-11 moldm^-3ද  පමණ වේ.CO3^2-_(aq)  අයනය යනු  HCO₃^– _(aq)   අයනයේ  සං‍යුග්මක භෂ්මය  ලෙසත් , HCO₃^– _(aq)    අයනය යනු  H₂CO_{3 (aq)}  යන අම්ලයේ  සං‍යුග්මක භෂ්මය ලෙසත්  සැළකූ විට   Ka×Kb = Kw  සම්බන්දයට අනුව,

\begin{array}{rcl}\mathrm{Kb}1\;&=&\;\frac{\mathrm{Kw}}{\mathrm{Ka}2}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\&=&\frac{1\times10^{-14}\;\mathrm{mol}^2\mathrm{dm}^{-6}}{4.68\times10^{-11}\;\mathrm{moldm}^{-3}}\\&=&2.13\times10^{-4}\mathrm{moldm}^{-3}\\&&\\\;\mathrm{Kb}2\;&=&\;\frac{\mathrm{Kw}}{\mathrm{Ka}1}\\&=&\frac{1\times10^{-14}\;\mathrm{mol}^2\mathrm{dm}^{-6}}{4.27\times10^{-7}\mathrm{moldm}^{-3}}\\&=&2.34\times10^{-8}\mathrm{moldm}^{-3}\end{array}

අන්ත ලක්ෂ බියුරෙට්ටු පාඨාංක

 Na₂CO₃  අඩංගු පද්ධතියක් අම්ලයක් මගින්  අනුමාපනය කරන විට  එහිවන CO₃^2-_(aq)  අයන සියල්ල  HCO₃^– අයන බවට පරිවරතනය වීමෙදී පළමු අන්ත ලක්ෂය C  ලැබෙන අතර HCO₃^– අයන තව දුරටත්  අම්ලයක් මගින් උදාසීන වී  CO₂ හාH₂O බවට පත් වීමෙදී  දෙවන අන්ත ලක්ෂය ලැබේ.

\begin{array}{rcl}{\mathrm{CO}_3^{2-}}_{(\mathrm{aq})}\;+{\mathrm H}_3{\mathrm O^+}_{(\;\mathrm{aq})}\;\;\;\;&\rightarrow&\;\;\;\;\;\;{\mathrm{HCO}_3^–}_{(\mathrm{aq})}\;+\;{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\end{array}

\begin{array}{rcl}{\mathrm{HCO}_3^–}_{(\mathrm{aq})}\;+\;{\mathrm H}_3{\mathrm O^+}_{(\;\mathrm{aq})}\;\;\;&\rightarrow&\;\;\;\;\;\;{{\mathrm{CO}}_2}_{(\mathrm g)}\;\;\;\;+\;\;\;{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}\end{array}

	0.1M HCl පරිමාව
අන්ත ලක්ෂය1	25cm3
අන්ත ලක්ෂය 2	50cm3

 

ආරම්භක ද්‍රාවණයේ pH අගය

පද්ධතියක CO₃^2-_(aq)  අයනවල සිදුවන ජලවිච්ඡේදනය  හේතුවෙන් එම අයන සාන්ද්‍රණයේ  සිදුවන අඩුවීම නොසැලකිය යුතු තරම් කුඩා යැයි උපකල්පනය කළ විට ආරම්භක ද්‍රාවණය සැලකීමෙන්,

\begin{array}{rcl}\mathrm{Kb}1\;&=&\;\frac{\left[{\mathrm{OH}^-}_{(\mathrm{aq})}\right]^2}{\left[{\mathrm{CO}_3^{2-}}_{(\mathrm{aq})}\right]}\\\left[{\mathrm{OH}^-}_{(\mathrm{aq})}\right]\;&=&\sqrt{\mathrm{Kb}1\times\;\left[{\mathrm{CO}_3^{2-}}_{(\mathrm{aq})}\right]}\;\\&=&\sqrt{2.13\times10^{-4}\times0.1}\;\;\\&=&4.61\times10^{-3}\mathrm{moldm}^{-3}\;\;\\&&\\\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\mathrm{pOH}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;&=&-\log\;\left(\;4.61\;\times10^{-3\;}\;\right)\\\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;&=&\;(-0.6637\;+\;3)\\&=&\;\;\;2.3363\\&&\\\mathrm{pH}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;&=&\;\;\;14\;-\;2.3363\\&=&\;\;\;\;\;11.6637\\&&\\&&\\&&\end{array}

පළමු අන්ත ලක්ෂයේ සමකතා pH අගය

පළමු අන්ත ලක්ෂයට එළඹෙන  අවස්ථාවේ Na₂CO₃ සියල්ල  NaHCO₃ බවට පරිවර්තනය වී ඇති නිස එම අන්ත ලක්ෂය තුළ වන ද්‍රාවණයේ pH අගය ජලීය HCO₃^2–අයනයෙහි ජලවිච්ඡේදනය මත  තීරණය වේ.

\begin{array}{lll}{\mathrm{HCO}_3^-}_{(\mathrm{aq})}\;\;\;+\;\;\;\;{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)\;}\;\;\;\;&\overset{{\mathrm K}_{\mathrm b2}}\leftrightharpoons&\;\;\;\;\;\;\;{\mathrm H}_2{{\mathrm{CO}}_3}_{(\mathrm{aq})}\;+\;{\mathrm{OH}^-}_{(\mathrm{aq})}\end{array}

\begin{array}{ccc}\mathrm{Kb}2\;&=&\frac{\left[{\mathrm{OH}^-}_{(\mathrm{aq})}\right]^2}{\left[{\mathrm{HCO}_3^-}_{(\mathrm{aq})}\right]}\;\;\;\;\\2.34\times10^{-8}\;&=&\frac{\;\left[{\mathrm{OH}^-}_{(\mathrm{aq})}\right]^2}{\frac{0.1}{1000}\times25\times{\displaystyle\frac{1000}{50}}}\\\left[{\mathrm{OH}^-}_{(\mathrm{aq})}\right]\;&=&\;\sqrt{2.34\times10^{-8}\times\frac{0.1}2}\\\left[{\mathrm{OH}^-}_{(\mathrm{aq})}\right]\;&=&\sqrt{1.17\times10^{-9}}\;\\&&3.42\times10^{-5}\\&&\\\mathrm{pOH}\;&=&\;-\lg\;3.42\times10^{-5}\\&=&\;5\;-\;\lg\;3.42\\&=&\;5-\;0.5340\\&=&\;4.466\\&&\\\mathrm{pH}&=&\;\mathrm{pkw}-\;\mathrm{pOH}\\&=&14\;-\;4.466\\&=&\;4.53\;\\&&\end{array}

දර්ශක

ආම්ලික මාධ්‍යකදී එක් වර්ණයකුත්, භාෂ්මික මාධ්‍යයේ එයින් කැපී පෙනෙන ලෙස වෙනස් වර්ණයකුත් ලබා දෙන රසායනික ප්‍රභේද දර්ශක වේ.

දුබල ආම්ලික දර්ශක සලකා.

\begin{array}{rcl}&&\begin{array}{ccc}&\;\mathrm{KIn}\;\;\;&\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\\mathrm{HIn}\;_{(\mathrm{aq})}\;+\;\underset{\mathrm{ආම්ලික}\;\mathrm{වර්ණය}\;(\mathrm{පහළ}\;\mathrm{වර්ණය})}{{\mathrm H}_2{\mathrm O}_{(\mathrm l)}}\;\;\;\;\;\;&\rightleftharpoons&\;\;\;\;{\mathrm H}_3{\mathrm O^+}_{(\mathrm{aq})}\;\;+\underset{\mathrm{භාෂ්මික}\;\mathrm{වර්ණය}\;(\mathrm{ඉහළ}\;\mathrm{වර්ණය})}{{\ln^-}_{(\mathrm{aq})\;}}\end{array}\\&&\\&&\end{array} \begin{array}{rcl}\mathrm{KIn}&=&\mathrm{HIn}\;\mathrm{ඒක}\;\mathrm{ප්රෝටීන}\;\;\mathrm{අම්ලයේ}\;(\mathrm{දර්ශක})\;\mathrm{සමතුලිතතා}\;\mathrm{නියතය}\;\\&&\\\mathrm{KIn}\;\;&=&\;\;\frac{\lbrack\;{\mathrm H}_3{\mathrm O^+}_{(\mathrm{aq})}\;\rbrack\lbrack\mathrm{In}^-(_{\mathrm{aq})}\;\rbrack}{\lbrack\;\mathrm{HIn}\;(\mathrm{aq})\;\rbrack}\\\mathrm{pH}\;&=&\;\mathrm{pKIn}\;\;+\;\log_{10}\;\left\{\frac{\lbrack{\mathrm{In}^-}_{(\mathrm{aq})}\;\rbrack}{\lbrack\;\mathrm{HIn}\;_{(\mathrm{aq})}\;\rbrack}\right\}\\&&\end{array}

දර්ශක වල pH පරාසය 

කිසියම් දුබල ආම්ලික දර්ශකයක් පහළ වර්ණය පෙන්නන වැඩිම pH අගයත්,ඉහල වර්ණය පෙන්නන අඩුම pH අගයත් අතර් පරාසය වේ.

ආම්ලික වර්ණය ලබාදෙන උපරිම pH අගය, 

pH = pKIn – 1

භාෂ්මික වර්ණය ලබාදෙන අවම pH අගය,

pH = pKIn + 1

සුලබ අම්ල – භෂ්ම දර්ශක

දර්ශකය	pHපරාසය	පහළ සීමාව වඩා අඩු pHඅගයක වර්ණය	ඉහළ සීමාව වඩා වැඩි pH අගයකදී  වර්ණය	pkIn
මෙතිල් ඔරේන්ජ්	2.9 –  4.6	රතු	කහ	3.7
මෙතිල් රෙඩ්	4.2 -6.3	රතු	කහ	5.0
බ්‍රෝමයිල් මෙතිල්	6.0 – 7.6	කහ	නිල්	7.1
පීනොප්තලින්	8.3 – 10.0	අවර්ණ	රතු	9.6
තයිමෝල් බ්ලූ	1.2 – 2.8	රතු	කහ	1.7
බ්‍රෝමෝෆිනෝල් බ්ලූ	3.0 – 4.6	කහ	දම්	4.1
ක්ලොරො ෆිනොල් රෙඩ්	5.2 – 6.8	කහ	රතු	6.0
බ්‍රෝමොතයිනෝල් බ්ලූ	6.0 – 7.6	කහ	නිල්	7.1
ක්‍රිසොල් රෙඩ්	7.2 – 8.8	කහ	රතු	8.2

කිසියම් අනුමාපනයක් සඳහා සුදුසු දර්ශකයක් වීමට එම අනුමාපනයේ සීඝ්‍ර pH විචලන පරාසය තුළ අදාළ දර්ශකයේ pH පරාසය පිහිටිය යුතුයි.

 දුබල අම්ල – දුබල භෂ්ම අනුමාපනවල සීඝ්‍ර pH විචලන පරාසය ඉතා කුඩා බැවින් මෙවැනි අනුමාපන සඳහා සුදුසු දර්ශක නොමැත.

ඉදිරියේදී ප්‍රශ්න ඇතුලත් වන්නේ මෙතනටයි.