text:
Koorsii Addaan Bahiinsaa
Mata Duree: Keemistirii Waliigalaa II
Lakkoofsa Koorsii:Chem. 222
Yeroo Wal-argii: Sa’a 7 ( Kallattiin barsiisuu sa’a fi torbanitti sa’a 3 hojii Labooratoriiti)
Koorsichi kan Barbaachisu : Barattoota Saayinsii Wal-Simataa (Integrated Science) Kutaa 5-6
Sagantaa dippiloomaaa barataniif (Barattoota Saayinsii Uumamaa) kan kennamu ta‘ee
Seemisteera 2ffaa irratti barsiifama.
Ibsa Koorsichaa:
Koorsiin Keemisstirii Waliigalaa II kun qabiyyee akka; Bulbula,Adeemsa
Bulbulaa,Kaayinaatiksii Keemikaalaa,Walmadaalinsa Keemikaalaa,Walmadaalinsa Ayoonawaa,Taateen Ayoonii Waleenii,Bulbula Bafarii,Bulbulamuummaa,Taatee Ayoonii Waleenii bulbulamummaa irratti qabu,Taayitireeshinii Asiidii fi Beezii,Seerota Teermoodaayinaamiksii ,Seelota elektiroolaaysisii fi Gaalvanikii kan of keessatti hammatu dha.
Kaayyoo Waliigala Koorsichaa:Xumura Koorsii kanaatti,Leenjifamtoonni:
- Adeemsa bulbula qopheessuu ni himu.
- Karaalee cunqina bulbulamaa bulbula keessaa ittii barbaabadamu addaan ni baasuu
- Cunqina bulbulamaa bulbula keessaa ni shallagu.
- Hiikoo saffisa walnyaatinsa keemikaalaa ni kennu.
- Seera walnyaatinsa keemikaalaa ni tilmaamu.
- Meekanisimii(Sisteema) walnyaatinsaa ni ibsu.
- Yaada hiddama saffaisa (reettii) walnyaatinsaa irratti mari‘atu.
- Qabattoota saffisa walnyaatinsaa irratti dhiibbaa geessisa ni eeru.
- Hiikoo walnyaatinsa duubatti deebi‘aa ni kennu.
- Walnyaatinsa hedduuf dhaabbataa walmadaalinsaa(KC) ni barreessu.
- Qabattoota walnyaatinsa sadarkaa walmadaalinsaa jeeqan ni himu.
- Yaada hiddama Asiidii-Beezii ni ibsu.
- Dhabbataa ayooneffamuu asiidii dadhabaa fi beezii dadhabaa ni shallagu.
- PH fi POH bulbula tokkoo ni shallagu.
- Walnyaatinsa haayidiroolaysisii ashaboo ni barreessu.
- Hiikoo bulbula bafarii ni kennu.
C h e m 2 2 2 Page v
- – Taayitireeshinii asiidii-beezii ni ibsu.
- Hiikoo tarmoota akka;Sirna,naannoo,yunivarsii,intaalpii,intirooppii ni kennu.
- Seerota taarmodaayinaamiksii Zeeroo,1ffaa,2ffaa fi 3ffaa ni barreessu.
- Anniisaa keessoo,intaalpii,intirooppii,Anniisaa walabaa fi kkf walnyaatinsa keemikaalaa keessatti ni shallagu.
- Hiikoo elektirookeemistirii fi Seelota Elektirookeemikaalaa ni kennu.
C h e m 2 2 2 Page vi
BOQONNAA 1
BULBULOOTA
Seensa
Makootni bekamoo hedduun isaanii kanneen akka Qilleensi, dhugaatiiwwan lallaafaa, biraasii, fi bishaan galaanaa fakkeenyoota bulbula keessaa muraasawwnii dha. Adeemsi baayookeemiikaalaa wantoota lubbuu qabiyyii ta‘an hunda keessatti gaggeeffaman bulbula keessatti raawwatu. Adeemsootni induustirii bu‘a qabeessa kanneen akka kemiikaaloota qorichaa, pilaastikoota fi bu‘aawwan petirooliyeemii bulbula keessattii raawwatu. Bulbulli akaakuu makaa gos-tokkeeti. Boqonnaan kun waa‘ee makoota gos-tokkee (bulbulootaa) kan illalu dha.
Kaayyoo
Leenjifamtoonni: Xumura Boqonnaa kana booda:
- Adeemsawwan bulbula qopheessuu fi gosoota bulbula ni ibsu.
- Hiika bulbulamummaa ni kennu.
- Qabattoota bulbulamummaa irratti dhiibbaa geesisan ni tarreessuu.
- Maloota bulbulootni walfudhataa lama ittiin adda bahu ni ibsu.
- Hirpha moolii, moolaritii fi nomaalitii ni shallagu.
- cunqina bulbula karaalee adda addaatiin ni ibsu.
1.1 Adeemsa bulbula qopheessuu
Akkuma waliigalaatti adeemsotni fiiziikaalawaa fi keemiikaalawaa hedduun isaanii bulbuloota uumuun beekamu.
Adeemsa keemiikaalaa keessatti bulbulamaan bulbulaa keessatti bulbulamuun jijjiirama
keemiikaalaa adeemsa. Fakkeenyaaf, soodiyeem haaydirooksaayidiin (kostiik soodaa)n HCl
keessa yoo kaayamu bulbula soodiyeemkilooraayidii bishaan keessatti uumuun bubulama.
NaOH(s) + HCl (aq) → NaCl (aq) + H2O(l)
b. Adeemsa fiziikaalaatiin bulbula qophessuu keessatti, ruqoolee (component) isaa irratti
jijjiiramni osoo hin uumamiin bulbulamaan bulbulaa keessa faca’a. Fakkeenyaaf, bulbulli
C h e m 2 2 2 Page 1
soodiyeem kilooraayidii fi bishaan irraa uumame yommuu akka hurku taasiisfame soodiyeem kilooraayidii deebsinee argachuun ni danda‘ma. Bulbulli Faalkaalee maateerii sadaniinuu jiraachuuu ni danda‘a.
1.1.1 Bulbulamummaa fi humna wal-harkisuu sudoota gidduu jiru
Qabattonni guddaan adeemsa uumamuu bulbula irratti dhiibbaa geessiisu keessaa inni tokko walitti dhufeenya yookiin haaloota sudoota ruqoolee bulbla tokko keessaatti argamanii gidduu jiru dha. Dandeettiin walitti makamuu sudoota bulbulamaa fi bulbulaa humna wal-harkisuu sudoota bulbulamaa, sudoota bulbulaa fi sudoota bulbulamaa fi bulbulaa gidduu jiru irratti hundaa‘a. Kanaafuu humni dhangala‘oo fi jajjaboo keessatti molakiyuloota walitti hidhee jiru umamuu bulbula keessatti gahee guddaa qaba.
Humni walharkisa sudoota (molakiyuloota) bulbulamaa yookiin bulbulaa gidduu jiru cimaa yoo ta‘e bulbulamuummaa bulbulamaan bulbulaa keessatti qabu ni xiqqaata. Gara biraatiin humnootni wal-harkisuu gidduu sudoota bulbulamaa fi bulbulaa yoo cimaa ta‘e adeemsi bulbuluu akka salphatu fi sudootni bulbula keessa akka turan gargaara.
Gaaffii marii :-Bulbulamootni hundi bulbulaa hunda keessatti hin bulbulaman. Maaliif?
1.1.2 Bulbulamuu Bulbula Dhangala’oo – Dhangala’oo keessaa
– Dhangala‘oowwan guutummaan guutuutti kallatti hundaan walitti makamun bulbula umuu danda‘an makaa walfudhataa (miscible) jedhamu. Fakkaeenaaf itaanoolii fi bishaan, salfarik asidii fi bishaan waliin makaa wal fudhataa dha.
-Dhangala‘oowwaan bishaan keessatti bulbulamuu danda‘an wantoota poolara‘aa yookiin wantoota hidhoo hayidiroojiinii uumanii dha. dhangala‘oowwan kanneeniif wal-harkisinni daayipooli- daayipoolii yookiin hidhoo haayidroojiinii molakiyuloota bulbulamaa, molkiyuloota bulbulaa giduu jiru yoo xiqqaatee xiqqaate walharkisa molakiyoloota bulbulamaa qulqulluu yookiin bulbulaa qulqulluu gidduu jiru caalaa cimaa ta‘uu qaba. Kana yoo ta‘e molakiyulootni akaakuu lamaanuu walitti ni makamu.
C h e m 2 2 2 Page 2
Dhangala‘oowwan lamaa kanneen walitti makamuu hin dandeenye makaa wal hin fudhanne jedhamu.
Walfudhachuu dhabuun (immiscibility) kan umamuu yommuu bulbulaa yookiin bulbulamaa keessaa inni tokko polaara‘aa ta‘ee inni kan biroo tokko immoo mit-polaara‘aa ta‘e dha. Fkn.Gaasooliinii, kaarboon daayisalfaayidii, beenzina, kaarboon teteraakilooraayidii fi dhangala‘oowwaan al-poolaara‘aa kan biroo heddu bishaan keessatti hin bulbulaman.Sababni isaa, molakiyuloota dhangaloowwan mit-polaara‘aa ta‘an kanneen fi molkiyuloota poolara‘aa bishaanii giduu wal-harkisni gahaa ta‘ee waan hin jirreefi dha.
Dhangala‘oowwan lama hammi xiqqoon isaanii suuta wal keessatti bulbulaman bulbula wal fudhataa gam-tokkee (partially miscible) jedhamu
Molakiyulootni poolaara‘aa ta‘an bulbulaawwan polaara‘aa ta‘an keessatti ni bulbulamu. Molakiyuulootni mit-poolaraa‘a ta‘an immoo bulbulaawwan mit-poolaara‘aa ta‘an kan biroo keessatti ni bulbulamu
Gocha: Dhangala‘oowwan al-poolaara‘aa ta‘an wal keessatti bulbulamuu ni danda‘uu?
1.1.3 Bulbulamuu Jajjaboo- Dhangala’oo Keessaa
-Jajjaaboo keessatti molakiyulootni yookiin ayoonootni bifa sirnaawaa ta‘een kan qindaa‘anii fi humni wal-harkisa isaanii baayyee cimaa waan ta‘eef bulbulamaan bulbula keessa galuuf humnootni wal-harkisa bulbulamaa fi bulbulaa, humnoota walharkisa cimaa jajjaboo walitti hidhee qabu mo‘achuuf gahaa ta‘anii argamuu qabu.
Humni wal-harkisa kirstaaloota molakiyulawaa ta‘an keessa jiru dadhaboo dha. Fakkeenyaaf cabbii keessatti gosti humna daayipool-daayipoolii yoo ta‘u molakiyuloota I2 keessatti immoo Lodoonii dha. Humnootni dadhaboon kunniin salphuumattii kan mo‘atamanii dha. Jajjaboowwan kiristaalootni isaanii humnoota Londoniin ittin walqabatan hunda caalaa dadhabaa waan ta‘eef haala gaariin bulbulaawwan mit-pooolara‘aa ta‘an kessatti ni bulbulamu.
Jajjaboowwan molakiyuloota yookiin ayoonoota polaara‘aa ta‘an irraa ijaaraman, bulbulaawwan mit-poolara‘aa ta‘an keessatti hin bulbulaman. Sababni isaas, Walharkisni bulbullamaa fi bulbulaa gidduu jiru walharkisa cima kiristaala keessa jiru cabsee addaan baasuuf gahaa waan hin taaneefi dha.
C h e m 2 2 2 Page 3
Fakkeenyaaf, sukkaarrii gaasolinii keessatti hin bulbulamu.
Fakkeenyaaf kiristaalli NaCl bishaanitti yoo naqamu ayoonootni soodiyeem kilooraayiidii walcinaa jajjabicha keessa jiran (Na+ fi Cl─) addaan bahuun molekiyuloota bishaaniitiin marfamu. Akka fakkii armaan gadii irratti ilaaluun danada‘amutti, molkiyulootni bishaanii ayoonootattii naanna‘anii jiran fixeewwan negaativii daayipooliiwwan isaanii gara kallattii chaarjii posativii (Na+) tti garagalchu. Haaluma walfakkaatuun molakiyulootni bishaanii ayoonii negaativii marsanii mula‘atan immoo fixeewwan posativii isaanii gara ayoonichatti garagarchuun jiraatu.
Ayoniin molakiyuloota bishanitiin marfamee argamu ayoonii bishaaneeffaame (hydrated) jedhama. Akkuma waliigalaattii suudoon molakiyuloota bulbulaatiin marfame argamu sudoo bulbulame (solvated) jedhamuun beekama.
Bubulaan mit-polaara‘aa ta‘e kompaawundoota ayoonawaa bulbuluu ni danda‘aa? Maaliif akka ta‘e bal‘inaan ibsaa.
H H H H O
H O O H H
O H H H O O H
O
H H H
Na+ fi Cl─ molkiyuloota bishaaniitiin marfamanii jiran
Fakkii: 1.1. Bulbulamummaa NaCl bishaan keessatti.
1.1.4 Bulbulamuu gaasii-dhangala’oo keessaa
Hammi gaasii dhangala‘oo keessatti bulbulamuu umama gaasichaa fi bulbulaa isaa irratti hundaa‘aa.
Fakkeenyaaf, 0oC fi atmoosfarii tokko irratti Oksijiiniin 48.9 ml, Kaarboon daayoksaayidiin 1.7 L, Salfardaayoksaayidiin 80 L fi Amooniyaan 1180 L bishaan 1L keessatti ni bulbulamu.
Bulbulaan gaasoota kanneen armaan olii bishaan waan ta‘eef garaagarummaan bulbulamummaa gaasoota kanaa umama isaanii waliin kan wal qabateedha. 20oC fi atmoosfarii 1 irratti SbH3 0.200 L bishaan litira tokko keessatti ni bulbulama. Garuu, kaarboondaayooksaayidiin 25 L bishaan 1 L keessatti bulbulama.
C h e m 2 2 2 Page 4
Kun maaliif akka ta‘e ibsuu ni dandeessuu?
Dhibbaan gaasootaa fi tempireecharrii bulbulamuummaa gaasii irratti taatee ni qabu. Bulbulaa keessaatti yommuu dhibbaan gaasichaa dabalu hammii bulbulamummaa gaasii ni dabala
Fakkeenyaaf, oksijiiniin 48.9 mL 1atm fi 0oC irratti bishaan 1L keessatti ni bulbulama, garuu 25oC irratti oksijiinii 31.6 mL qofatu bishaan 1L keessatti bulbulama.
1.1.5 Ho’a Bulbula
Leenjiifamtoota, H2SO4 cunqoon yookiin NaOH yommuu bishaan keessatti bulbulamu, bulbulchi akka ho‘aa adeemu ilaaluu hin ooltan. Yommuu NH4NO3 bulbulamuu bulbulichi ni qorra.
Yommuu bulbulli akkanaa qophaa‘u haalootni armaan olii maaliif akka ta‘uu danda‘an sababa isaa ibsuu ni danddeessuu?
Wanti tokko wanta biroo keessatti bulbulamuuf, ta‘iiwwan armaan gadii sadeen raawwatamuu qabu:
- Suudootni bulbulamaa tokko kan biroo irraa gargar bahuu qabu
- Suudootni bulbulaa sudoota bulbulamaaf bakka mijeessuf gargar buhuu qabu
- Suudootni bulbulamaa fi bulbulaa walitti makamuu qabu.
Yommuu sudootni gargar bahan anniisaan hammi tokko xuuxamuu fi yommuu walitti makaman fi walharkisan immoo anniisaan hammi tokko gad-dhiifamuu qaba. Tokkoo tokkoon adeemsa bulbuluu tarmoota intaalpii isaatiin dhawatawwan sadii kessatti raawwata (fakkii 2.2)
Dhawata 1. Wal irraa gargar bahuu sudoota bulbulamaa. Dhawaatni kunmolkiyuloota keessa jiru mo‘achuu dha. Kanaafuu adeemsichi indootermiikii dha,
wal-harkisa
Bulbulamaa (walqabataa) + ho‘a
→
Bulbulamaa (gargar bahaa); ∆Hbulbulamaa > 0
Dhawata 2. Wal irraa gargar bahuu sudoota bulbulaa. Dhawatni kuniis adeemsa walharkisuusudootaa mo‘achuuti. Kanaafuu kuniis indootermikii dha.
Bulbulaa (walqabataa) + ho‘a → bulbulaa (gargar bahaa); ∆Hbulbulaa > 0
Dhawata 3. Walitti makamuu sudoota bulbulaa fi bulbulamaa. Yeroo kana sudootni bulbulaa fibulbulamaa wal harkisu. Kanaafuu adeemsichi eksootarmiikii dha.
C h e m 2 2 2 Page 5
Bulbulamaa (gargar bahaa) + bulbulaa (gargar bahaa) → bulbula + ho‘a; ∆H makaa < 0
Jijjiiramni Intaalpii dimshaashaa yommuu bulbulli bulbulamaa fi bulbulaa irraa umamuu mul‘atu ho’a bulbulichaati (∆Hbulbula). Kanaafuu ho‘ii bulbula tokkoo ida‘ama intaalpiiwwan dhawatasadeen kana waliin kan walqabate dha, indootermikii lamaa fi eksootermikii tokko.
∆Hbulbula = ∆H bulbulamaa + ∆H bulbulaa + ∆H makaa
Ida‘amni tarmoota indootarmikii (∆H bulbulamaa + ∆H bulbulaa) tarmii eksootarmikiiti (∆H makaa) gadi yoo ta‘e, ∆Hbulbula negaativii ta‘a, kanaafuu adeemsichi eksootarmikii fi bulbulichi yomuu umamuu ho‘aa ta‘a.
Karaa gara biratiin ida‘amni tarmoota indootarmikii (∆H bulbulamaa + ∆H bulbulaa) tarmiii eksootarmikii (∆H makaa), kan caaluu yoo ta‘e, ∆Hbulbula pasativii ta‘a, kanaafuu adeemsichi indootarmikii fi bulbulichi yoo umamuu qoorraa ta‘a. ∆Hbulbula posativii olaanaa yoo ta‘e bulbulmaan bulbulaa keessatti bulbulamuu dhiisuu akka danda‘uu hin irraffatiin
1.2 Bulbulamummaa
Tempireechara murataa‘e irratti hammi bulbulamaa hamma bulbulaa murtaa‘e keessatti bulbula guutuu (saturated) uumuuf barbaachisu bulbulamummaa bulbulamaa jedhama. Gama birootiin bulbulamummaa jechuun cunqina bulbulamaan bulbula guuttataa ta‘e kessatti qabu jechuu dha. Tempireechara murtaa‘e irratti, yeroo baayyee bulbulamummaan hamma bulbulamaa yuunitii giraamiitiin bulbulaa giraamii 100 keessatti bulbulameen ibsama.
1.2.1 Bulbula guuttataa, bulbula mit-guuttataa fi bulbula guuttataa darbaa
– Bulbulli dandeettii bulbuluu bulbulamaa inni qabuuniis ni ibsama.
Bulbulli hamma bulbulamaa olaanaa bulbulaan bulbuluu danad‘u of keessaa qabu bulbula guuttataa jedhama.
Bulbulli haamma bulbulamaa xiqqoo bulbulaan isaa bulbuluu danda‘uu gadi of keessaa qabu bulbula mit-guuttataa jedhama.
Bulbulli hamma bulbulamaa bulbulaan bulbuluu danada‘uu ol of kessaa qabu bulbula guuttataa darbaa jedhama
1 . 2. 2. Bulbula cuunqoo fi bulbula callaba’aa
C h e m 2 2 2 Page 6
- F Bulbulli baay‘ina bulbulamaa fi bulbulaa of keessaa qabuunis ni ibsama.Isaanis:
a.Bulbula Cunqawaa – bulbula bulbulamaa baay‘ee fi bulbulaa xiqqoo irraa qophaa‘e.
b.Bulbula callabbaa‘aa – bulbula bulbulamaa xiqqoo fi bulbulaa baay‘ee of keessaa qabu.Fkn.Bulbula 1g NaOH kan 10ml bishaan keessatti bulbulameef,1g NaOH kan 40ml bishaan keessatti bulbulamuun qophaa‘e keessaa inni jalqabaa cunqoo yommuu ta‘u,inni lammataa immoo callabbaa‘aa dha.
1. 3 Qabattoota Bulbulamummaa Irratti Taatee Qaban
1.3 . 1. Taatee dhiibbaa
Gaaffilee marii
Leenjiifamtoota,Dhibbaan yoo dabaluu bulbulamummaan gaasootaa maal ta‘aa? Tempireechara murta‘aa ta‘e irratti dhibbaan gam-tokkee gaasotaa bulbula irratti yoo dabale bulbulamummaan gaasoota maraa ni dabala. Fakkeenyaaf, qaruuraan dhugaatii kaarbooneetawaa ta‘e tokko yoo banamu gaasiin keessaa ni baha, sababni isaatiis, dhibbaan gam-tokkee kaarboon daayoksaayidii waan xiqqaatuufi dha.
Hammi dhiibbaan bulbulamummaa gaasootaa irratii qabu seeraa Heenariitiin ibasma. Seerrii Heenarii ―cunqunnii bulbulamaa gaasii bulbula keessatti dhibbaa gam-tokkee gaasichaa bulbulicha gubbaa waliin hariiroo qixxaa sirrii ta‘e qaba‘‘ jechuun ibsa.
Cg = KHPg
-Cg- cunqina gaasii mol/L dhaan,
-Pg -dhibbaa gaasichaa
-KH –dhaabbattoo Heenarii
Dhiibbaan gam-tokkee gaasii tokkoo dhibbaa dimshaashaatiif hirmaannaa mataa isaa ni qaba.
Dhibbaan gam-tokkee oksijiinii atmoosfarii keessatti sirrii diriira galaanaa irratti 0.2 atm ni ta‘a.
Fakkeenyaaf: 0oC fi 0.50 atm irratti bishaan keessatti bulbulamummaa oksijinii shallagi.
K= 2.2 x 10-3 mol/L atm
Furmaata
Cg = KPg
= 2.2 x 10-3 mol/L atm x 0.50 atm
C h e m 2 2 2 Page 7
- = 1.1 x 10-3 mol/L
- 0.035 g / bishaan 1L
Gocha: 1. Bishaan keessatti 25oC fi 0.78 atm irratti bulbulamummaan gaasii qulqulluu N2 5.3 x 10-4 mol/L dha. Gatiin dhabbattoo seera Heenarii meeqa?
2 Dhibbaan gam-tokkee gaasii N2 dachaa yoo ta‘e, bishaan keessatti bulbulamummaan
gaasii naayitiroojiinii maal ta‘a?
1.3.2 Taatee Teempireecharaa
Wantootni hedduun teempireechara olaanaa irratti saffisaan bulbulamaan illee ,bulbulli guuttataa isaanii tempireechara olaanaa irratti tarii cunqina gad aanaa qabachuu ni danda‘a. Tempireecharri yoo dabalu bulbulamummaan gaasotaa maal ta‘a?
Jajjaboowwan ayoonawaa fi molakiyulawaa ta‘an bishaan qorraa caalaa bishaan ho‘aa keessatti bulbulamuu (fakkii 2.3.). Akkaa fakkii 2.3 irratti argarsiifametti kopaawundootni tempireechara olaanaa irratti bulbulamummaan isaanii gad-bu‘us ni jiru, fakkeenyaaf Ce2 (SO4) 100oC irratti caalaa 0oC irratti sirritti bulbulama.
KNO3
CuSO4
NaCl
Ce2 (SO4)
0oC Tempireechara (oC) 100oC
Fakkii: 1.2. Bulbulamummaa
C h e m 2 2 2 Page 8
- Hammi daballii bulbulamummaa wanta tokkoo wanta biroo irraa garaagarummaa qaba. Bulbullii gaasoota hundaa eksootarmikii dha. Kanaafuu, gaasootni bulbulaa ho‘aa caalaa bubulaa qorraa keessatti bulbulamuu. Waan kana ta‘eefis yommuu tempireecharrri dabalaa adeemuu bulbulamummaan gaasootaa hir’ataa adeema.
1.4 Bulbula Elektiroolaayitii
1.4.1.Elektiroolaayitii fi miti- elektrolaayitii
Bulbula bishaanii keessatti, dandeettii of keessa dabarsuu korreentii elektriikii irratti hundaa‘uun kompaawundootni kutaalee adda addaatti ramadamuu ni danda‘u.
Wantootni bulbula kareentii elektriikii of keessa dabrsuu danda‘an uuman wantoota elektiroolaayitii jedhamu. Bulbullii isaanii immoo bulbula elektiroolaayitii jedhama.
Wantootni bulbula kareentii elektirikii of keessa dabrsuu hin dandeenye uuman immoo wantoota miti- elektrolaayitii jedhamu. Bulbullii isaanii bulbula mit-elektiroolaayitii jedhama.
1.4.2.Elektiroolaaytii cimaa fi dadhabaa
- Bulbulli elektiroolaayitii bakka 2 qoodamu.Isaaniis:Elektiroolaayitii cimoo fi dadhaboo dha.
- Elektiroolaayitii cimoo – Kompaawundoota guutummaan ykn harka guddaa bishaan keessatti ayooneeffaman dha.
Bulbula asiidotaa kanneen akka:HCl,HBr,HI,HNO3,H2SO4,HClO4 ,Bulbula Beezota kanneen akka: NaOH,KOH,RbOH,Ca(OH)2,Sr(OH)2 fi Bulbula Ashaboolee kanneen akka: NaCl,KCl,NaNO3,NH4Cl fi kkf bulbula elektiroolayitii cimoo dha.
ii.Elektiroolaayitii dadhaboo – Kompaawundoota gar-tokkeen ykn harka xiqqaan bishaan keessatti ayooneffaman dha. Bulbula asiidota kanneen akka:CH3COOH,HF,H3PO4,HCN Bulbula beezota kanneen akka: NH3,C5H5N,C6H5NH2,CH3NH2 ,bishaan, AgCl,PbCl2,BaSO4
Gocha:
Fakkeenyoota koopaawundoota bulbulli isaanii kareentii elektiriikii of keessa dabrsuu danda‘an keessaa kudhan barreessuun, sababii kareentii elektirikii of keessa dabrsuu danda‘aniif ibsi. Fakeenyoota kopaawundoota bulbulli isaanii kareentii elektirikii of keessa dabarsuu hin dandeenye keessa kudhan barreessuun, sababii isaan kareentii elektirikii of keessa dabrsuu dadhabaniif ibsi
C h e m 2 2 2 Page 9
1.5. Karaalee Hammi (cunqinni) Bulbulamaa Bulbula Keessaa Ittiin Ibsamu
Karaalee bekamoon hammi bulbulamaa bulabula kessaa ittiin ibasmuu danda‘u baayyeetu jiru. Isaaniis:-
1.Dhiibbentaa hanga yookiin qabee
2. Hirpha moolii
3. Molaaritii
4. Normaalitii
5. Molaalitii
1.5.1 Dhibbeentaa qabiyyummaa
a. Dhibbeentaa hanga bulbulamaa (w/w):- dhibbeentaan hangaa lakkoofsota giraamii bulbulamaa bulbula giraamii 100 keessatti argamuuti.
Fakkeenyaa . Bulbulli haayidiroojiin kilooraayidii tokko HCl 130 g fi bishaan 750 g of keessaa qaba. Bulbula kana keessatti dhibbeentaan hanga HCl meeqaa?
Gaaffii Mana yaalii keemistirii waligalaa keessatti haayidirookilooriik asiidii cunqoonbaay‘inaan tajaajila. HCln giraavitii murtaa‘aa 1.19 fi hangaan % 37.2 qaba. Asidii cunqoo 1 L keessatti hangi HCl meeqa ta‘a?
b.Dhibeentaa qabee (% Qabee) V/V :-
Ibsa qabiyyee alkoolii qaruuraawwan dhugaatii tokko tokko irraa dubbistanii beektuu?
Dhibbeentaan qabee lakkoofsota miliilitira dhangala‘oo bulbula 100mL keessatti argamuuti
Fakkeenya 1. Dhibbeentaan qabiyyee alkoolii biiraa baatii 600 mL kessatti argamuu 5.2 % yoo ta‘e, qabee alkooliicha biiraa kana keessaa shallaga .
5.2 % =
C h e m 2 2 2 Page 10
Qabee alkoolii =
- 31.2 mL
c. Dhibeentaa hanga- qabee (w/v):- dhibbeentaan hanga / qabee ruqoo bulbuloota callabba‘aa jajjaboo ta‘anii agarsiisuuf fayyada. Lakkoofsoota giraamii wanta bulbula 100 mL keessa jiruutiis ni ibsa.
Dhibeentaa hanga –qabee (W/V) =
@Gilgaala
- Bulbula bishaana‘oo NaCl 1.75 g bulbula 50 g keessatti bulbulameef dhibeentaa NaCl shallagaa.
- Bulbula hanga KI 2.5 % of keessaa qabu akkamitti qopheessita.
- Bulbula 0.171 mol/L NaCl keessatti dhibeentaan cunqina (w/v) NaCl meeqa?
- Bulbulli itaanoolii 20 % hangaan of keessaa qabu tokko cunqinni isaa meeqa ta‘a?
1.5.2 Hirpha Moolii (Mole fraction)
Hirphi moolii reeshoo lakkoofsa moolota ruqoo tokkoo kan lakkoofsa moolota dimshaashaa bulbulichaatiin (bulbulamaa fi bulbulaa) qoodamee argamuu dha.
nA = lakkoofsa mooloota A (bulbulamaa)
nB = lakkoofsa moloota B (bulbulaa )
XA = Hirpha moolii A
XB = Hirpha moolii B
- Ida‘amni hirpha moolii ruqoolee bulbula keessaa yeroo hundaa tokko(qeentee)dha.
- 1
Fakkeenyaaf: Bulbula meetaanoolii 48 g bishaan 90 g keessatti bulbuluun qophaa‘e hirpha moolii meetaanoolii fi bishaanii shallagi.
Furmaata:
C h e m 2 2 2 Page 11
Lakkoofsa moolota dimshaashaa = 1.5 + 5.0 = 6.5
XCH3OH = = 0.231 fi XH2O = = 0.769
Gocha.Bulbula tooliyuunii (C6H5CH3) giraamii 35.6 beenzina giraamii 125 keessatti bulbuluun qophaa‘eef, hirpha moolii toliyunii fi beenzinaa shallagaa.
1.5.3 Molaaritii
- Molaaritiin lakkoofsa moolota molakiyulota bulbulamaa bulbula liitira tokko keessatti argamaniti.
Molaaritii =
-Yuuniitiin moolaritii mol. L-1 yoo ta‘u qubee ―M‖ tiin bakka bu‘ama. Mallattoon M yeroo baay‘ee ―moolaar‖ jedhamuun dubbifama.
Fakkeenyaaf: soodiyeem hayidirooksaayidii giraamii 24.5 bishaan keessatti bulbuluun bulbula qabeen isaa 500 cm3 ta‘e tokko yoo argame, moolaritiin bulbula kanaa meeqa ta‘aa?
Furmaata:
hanga NaOH = 24.6 g,
Hangi moolawaa NaOH = 40 g/mol
Qabee bulbulichaa = 500 cm3 = 0.5L
Molariitiin bulbula tokkoo dhibbeentaa hanga fi rukkina bulbulichaa irraa shallagamuu ni danda‘a.
Gocha. Salfarik asiidii cunqoon bulbula rukkina 1.84 g/mL fi dhibeentaa hangaa 98.3 % yoo of keessaa qabaate, Molaaritiin asidii kanaa meeqa ta‘aa?
1.5.4 Molaalitii
C h e m 2 2 2 Page 12
- Lakkoofsa moolii bulbulmaa bulbula keessaa kilogiramii hanga bulbulatiin hiramee ibsamuu dha.
Molaalitii =
Yuunitiin molalitii ―m‖ ykn mol/kg dha.
Fkn. Bulbula qopheessuun keessatti,itaanoliin(CH3CH2OH) 23g bishaan 200g keessatti bulbulamuun yoo qophaa‟e,moolaalitiin bulbula kana meeqa?(At.Wt: H =1,C =12,O = 16)
Gocha 5.06g KNO3 bishaan 200g keessatti bulbulameef molalitii isaa shaallagi.
1.5.5. Normaalitii
- Normaalitiin lakkoofsa ekuuvaalantoota bulbulamaa bulbula iitira tokko keessatti argamaniiti ibsa.
Normaalitii =
Lakkoofsii ekuvaalantii = fi
Hanga Ekuvaalantii =
Fakkeenyaa: H2SO4 giraamii 7.88 bulbula miliilitira 250 keessatti bulbulamee qophaa‘eef normaalitii bulbulbulicha a shallagi.
Furmaata: hanga H2SO4 = 7.88 g
Qabee bulbulichaa= 0.25 L
Hanga Ekuvaalantii H2SO4 =
- = 49 g/eqv
Lakkoofsa ekuvaalantoota H2SO4 =
- = 0.161 eqv
C h e m 2 2 2 Page 13
N = = = 0.644 N
Gocha.Normaalitii fi Molaaritiin hariiroo N = MxZ qabu.Yommuu,‖Z‖ lakkoofsa chaarjii kompaawundii sana ta‘e.Mee mirkaneessi.
1.6.Amaloota Bulbula(Properties of Solutions)
1.6.1.Amaloota Koligativii Bulbulotaa
– Amalli koligativii bulbula tokkoo lakkoofsa suudota bulbulicha keessatti bulbulamanii irratti hundaa‘a malee kan uumama ykn gosa keemikala suudotaa irratti kan hundaa‘u miti. Koligativiin jecha Laatinii koligatesi jedhurraa kan dhufe yemmuu ta‘u hiikni isaas ―walitti qabaa jechuu dha.Amaloota koligaativii beekamoo afurtu jiru. Isaanis
i.Gadi bu‘iinsa dhiibbaa hurkaa
ii.Ol ka‘iinsa qabxii danfinaa
iii.Gadi bu‘iinsa qabxii qorrinaa
iv.Dhiibbaa osmotikii
@Gilgaala.
Bulbula NaOH giraama 20 bulbulaa 125ml keessatti bulbuluun qophaa‘e tokkoof normalitii isaa shallagi Bulbula NaCl 0.1M qopheessuuf NaCl giraama meeqatu barbaachisa?
Bulbula toliyunii (C6H5CH3) giraama 35.6 beenzina giraama 125 bulbuluun qopha‘eef hirpha moolii tooliyunii fi beenzinzz shallagi.
Dhangala‘oo armaan gadii wal fudhataa, miti wal fudhataa fi gar tokkeen wal fudhataa jechuun qoodi. Ayoodinii + bishaan
Ayodinii + kaarbon teetiraa kiloraydii
Meetanolii + bishaan
Heksenii + bishaan
Bulbuloota armaan gadii keessaa bulbulaa fi bulbulamaa addan baasi.
Shiroppii 80% fi bishaan 20% irraa bulbula qophaa‘e
BOQONNAA 2
2.KAAYINETIKSII KEEMIKAALAA
Seensa
Kaayinetiksiin keemikaalaa damee keemistirii ta‘ee, saffisa walnyaattotni gara firiitti ittiin jijjiiraman yookaan firiin ittiin uumamanii fi adeemsa walnyaatiinsaa (makaaniizimii keemikaalaa) kan qo‘atuudha. Kaayinetiksiin keemikaalaa keessatti qabxiilee ijoo armaan gadii baranna.
Yeroo walnyaatinsi keemikaalaa geggeefamu:-
- Saffisa maaliin walnyaattotni gara firiitti akka jijjjiiraman
- Saffisni wal-nyaatinsa addaa addaa maaliif adda akka ta‘e
- Taatewwan saffisa walnyaatiinsaa jijjiiran maal faa akka ta‘e ballinaan ilaalla.
Kaayyoo Boqonnaa kanaa:
Leenjifamtoonni erga boqonnaa kana baratanii booda:
Maalummaa kaayinetiksii keemikaalaa ni ibsu.
Seerota saffisa walnyaatiinsaa ni addeessu.
Haalota saffisa walnyaatiinsaa jijjiiran ni tarreessu.
Tartiiba wal-nyaatinsaa ni shallagu.
2.1. Saffisa walnyaatiinsaa
Kaadhimamtootaa,Waa‘ee saffisaa maal beektu? Fakkeenyaaf yeroo gara daree barnootaa dhuftan jarjartii ittiin deemaa turtan akkamitti ibsitu?
Egaa keemistirii keessattis saffisa(jarjartii) ittiin firiin uumamu ykn wal-nyaattotni dhuman jijjiirama mul‘ate yeroo itti fudhateef hiruun argama.
2.1.1 Hiika saffisa walnyaatiinsaa
Saffisi walnyaatiinsaa maalinni? Maaliin murta‘a?
C h e m 2 2 2 Page 15
Hiika: Saffisa walnyaatiinsaa jechuun ariitii walnyaattoonni ittii gara firiittii jijjiiraman yknariitii firiin ittiin uumamaa deemu jechuudha.
Saffisni kunis jijjiirama kuufamaa (cunqinaa) walnyaattotaa ykn firii yeroo murtaa‘aa keessaatiin ibsama.
∆[C] = jijjiirama cunqoo walnyaatotaa ykn firii
∆t = jijjiirama yeroo
[ ] = Mallattoo cunqina (kuufama) yoo ta‘u mol L-1 dhaan ibsama.
∆[C] = [C]f – [C]i ta‘a.
[C]f – Cunqoo wal-nyaatinsa keessatti uumame ykn cunqoo wal-nyaattotaa wal-nyaatinsa keessatti yeroo murtaa‘e keessatti hafee jiru.
[C]i – Cunqoo wal-nyaattotaa jalqaba ituu wal-nyaatinsi hin jalqabiin qabnuu dha. Hub: 1.Saffisni walnyaatiinsaa dhaabbataa miti. Sababiinsaas, yeroon dabalaa yennaa
deemu, cunqinni walnyaattootaa waan hirrachaa deemuuf, saffisnis xiqaachaa deema.
Kanaaf, walnyaattotaaf mallattoon nagatiiviin barreeffma.
- = – D[C] Dt
Haa ta‘u malee, yeroon dabalaa yoo deemu, cunqinni firii dabalaa deema. Kanafuu, saffisni
jijjiirama firii yoo ibsame poosatiivii ta‘a. r = + D[C] Dt
Yuunitiin saffisaa, yuunitii cunqina irra yuunitii yerooti.
Fakkeenya 1) Walnyaatiinsa A B tiif daataa asii gadii irratti hundaa‘uun a.Saffisa jalqaba sokondii zeeroo fi kudhan gidduu jiru shallagi.
b.Saffisa sekondiiwwan itti aanaan 10 hanga 20 gidduu jiru shallagi c.Saffisa sekondiiwwan itti aanan 20 hanga 30 gidduu jiru shallagi d.Saffisini waliigalaa hammam ta‘a?
C h e m 2 2 2 Page 16
R1 = 0.357 – 0.50
10 – 0
R1 = -0.0143mol/s saffisni dhumaa deemuu isaa R = 0.0143M/s ta‘a.
R3 = -0.0051mol/Ls saffisni dhumaa deemuu isaa R = 0.0051M/s ta‘a Saffisni walii galaa, saffisa giddu galeessa R1, R2 fi R3 ta‘a
keessatti gadi bu‘e, saffisni walnyaatiinsa kanaa meeqa ta‘a?
Furmaata: Ai = 0.987M, Af = 0.579M
- = [ A] f – [ A]i t f – ti
- = 0.579 – 0.987 180s
r = ( -0.0022667) M.S -1
C h e m 2 2 2 Page 17
r = -2.3×10-3 mol. L.-1 S -1 ( M = mool/S)
@.Gilgaala: Gaaffilee asii gadii hojjechuun agarsiisi.
2N 2O5( g ) ¾¾®4NO2( g ) + O2( g ) , Walnyaatiinsa diigama N2O5 tiif sokondii 600 gara sokondii 1200 tti yoo jijjiiramu, Kuufamni N2O5 1.24×10-2 M irraa gara 0.93×10-2 M tti gad bu‘e. Saffisini giddu-galeessi diigama N2O5 meeqa ta‘a?
Walnyaatiinsi tokko cunqoo jalqabaa 0.756 M irraa gara 0.453M gad bu‘e. Saffisni walnyaatiinsa kanaa 2.5×10-3 Mol. L-1. S-1 yoo ta‘e, yeroon itti fudhate hammam ta‘a?
Cunqoon finolfitalinii yeroo ta‘e keessatti jijjiirama agarsiise daataa asii gadiitti kuufameera. Waraqaa isku‘eerii irratti giraafii cunqina faallaa yeroon kaasi. Giraafii kana irraa waan hubatte barsiisaa keetiif gabaasi.
2.1.2. Walqixxaattoo keemikaalaa madaalame irraa saffisa walnyaatinsaa ibsuu
- Saffisni wal-nyaatinsa keemikaalaa kan safaramu ariitii wal-nyaattotni ittiin dhumaa deemanii ykn ariitii firiin ittiin uumamaa deemu yeroo raawwate keessatti ta‘a.
- Walnyaatiinsa keessatti walnyaatonni dhumaa yoo deeman firiin immoo ummamaa waan deemuuf cunqinni isaa dabalaa deema.
Walnyaatiinsa waliigala
r = – 1 DA
- Dt
aA + bB ¾¾®cC + dD tiif, hariiroon saffisaa dhumaa deemuuwalnyaatotaa fi uumamaa deemuu firiiwwanii akka
- 1 DD armaan gadiitti barreeffma. d Dt
Fakkeenya 1.Walnyaatiinsa asii gadiif hariiroo saffisaa dhumaa deemuu (dhabamiinsa)walnyaattootaa fi uumamuu firiiwwanii barreessi.
- 3H 2 + N2 ¾¾®2NH 3
- H 2 + 12 O2 ¾¾® H 2 O
C h e m 2 2 2 Page 18
- H2 + Cl2 ¾®2HCl
2.Amooniyaan H2 fi N2 irraa yeroo uumamu, saffisni uumamuu isaa 3.194 x10-4 M s-1 dha. a.Saffisni dhumaatii H2 meeqa?
b.Saffisni dhumaatii N2 meeqa?
Furmaata: 1. Walnyaatiinsi: 3H 2 + N2 ¾¾®2NH 3
a. Hariiroon saffisa walnyaatotaa fi firii gidduu
- = 13 – D[H 2 ] = – D[N2 ] = 12 D[NH 3 ]
DtDtDt
b. H 2 + 12 O2 ¾® H 2O
- = – D[H 2 ] = – 2D[O2 ] = D[H 2O]
DtDtDt
- H2 + Cl2 ¾®2HCl
- = – D[H 2 ] = – D[Cl2 ] = 12 D[HCl ]
DtDtDt
Hariiroo N2 fi H2 gidduu jiru yoo ilaalte
- 9.562×10-4Ms -1
ta‘e, saffisa NO fi O2 ittiin dhumaa deemani shallagi.
- Walnyaatiinsa A + 3B ¾¾®2C ta‘e tokkoof hariiroo asii gadii barreessi.
C h e m 2 2 2 Page 19
2.1.3. Tiyoorii walitti buiinsaa fi faalkaa ce’umsaa ( Collision theory and Transition state theory)
Akka yaad-hidda kanaatti, walnyaatiinsi tokko geggeeffamuuf wantoonni sadii dursanii guutu qabu. Isaanis:-
Suudowwan walnyaattotaa walitti bu‘uu qabu. Yoo qaamni suudowwan walnyaatotaa walitti hin bu‘in (wal hin tuqin) walnyaatiinsi hin geggeeffamu. Moolekiyulonni lama walitti dhihaannaan elektiroona isaanii gidduu wal-dhiibiinsatu uumama. Anniisaa sochii waldhiibiinsaa caalu kan hin qabe yoo ta‘e deebi‘anii adda bahu. Kun immoo jijjiiirama anniisa sochii fi kallattii deemsa moolekiyulii ta‘a malee walnyaatiinsi hin geggeefamu. Karaa biraan aaniisaa gahaan yoo walitti bu‘an anniisaan keessoo moolekiyulotaa dabaluun hollannaa atoomotaan hidhoon isaan gidduu ni caba. Atoomonni addaan caban atoomota moolekiyulota gara biroon hidhoo uumuun firii kennu. Fakkeenyaf:
O3( g ) + NO( g ) ¾¾®O2( g ) + NO2( g )
Garuu, altokko tokko walitti bu‘iinsi hundi firii kennuu dhiisuu ni mala.
Firii uumuuf haalli qindoomina teessoo (Proper orientation) suudowwan walnyaattotaa yeroo walitti bu‘an mijaa‘aa ta‘uu qaba.
Walnyaatiinsa (1) keessatti atoomiin ―O‖ O3 keessaa fi kan NO keessaa walitti bu‘uun jijjiirama hin fidanu. Sababiin isaa moolekiyulonni lamaan teessoo mijataan waan walitti hin buuneefii dha.. Walitti bu‘iinsii fi teessoon mijataan qofti firii hin uumu. Walnyaattonni annisaa si‘essaa (activation energy) gahaa qabaachuu qabu.
Walnyaatonni firii uumuuf anniisaan xiqaan (gadi aanaan) barbaachisu, aaniisaa si‘eessaa (activation energy) jedhama. Walnyaattonni firii akka hin uumne kan dhorku immoo anniisaa
C h e m 2 2 2 Page 20
ittisaa (energy barrier) jedhama. Anniisaan si‘eessaa, aanniisaa ittisaa gadi yoo ta‘e firiin hin uumamu.
FWalnyaatinsi tokko walnyaatinsa raawwatee saffisaan firii kennuuf,anniisaa si’eessaa xiqqaa qabaachuu qaba.
Akka waliigalaatti, suudowwan walnyaattotaa qindoomina teessoo mija‘aa qabaatan, anniisaa si‘eessaa gahaaa ta‘een yoo walitti bu‘an kompaawundii walxaxaa kennu. Kompaawundii walxaxaan kun si‘ayaa, tasgabbii fi jireenya dheeraa kan hin qabnee fi battalumatti gara firiitti jijjiiramuu kan danda‘u dha. Kompaawundiin kun walxaxaa si‘ayaa (activated complex) ykn sanyii giddu-galeessa (intermediate species) jedhama. Walxaxaan si‘ayaan kun kompaawundii faalkaa ce‘umsaa irratti argamu waan ta‘eef, yaad-hiddi ittiin ibsames, yaad-hiddama faalkaa ce‘umsaa jedhame. Walayaatiinsa O3 fi NO gidduu yoo ilaalle:
Walxaxaa – Si’ayaa( faalkaa ce’umsaa)
Hub: Sanyiin giddu-galeessi faalkaa ce‘umsaa irratti argamu firii uumuu ykn duubatti deebi‘uu ni danda‘.
Gocha
Faalkaan ce‘umsaa (walxaxaa si‘ayaan) anniisaa si‘eessaan baay‘ee guddaa yoo ta‘e walnyaatiinsi maal ta‘a? yoo anniisaan si‘eessaa xiqaa ta‘e hoo?
2.2. Qabattoota Saffisa Wal-nyaatinsaa fi Taateewwan Isaanii
- Saffisni wal-nyaatinsaa yeroo murta‘aa keessatti dhabamaa deemuu wal-nyaattotaa ykn dabalaa deemuu firiiwwanii tiin safarama.Saffisni kun immoo haala adda addaa keessatti suuta ykn
ariitiin yemmuu gaggeeffamu ni jiraata.Kunis qabattoota addaa addaatiin murta‘a.
Saffini wal-nyaatinsa keemikaalaa qabattoota armaan gadiitiin murta‘a.
Isaanis: Cunqoo
Tempireechera
Dhiibbaa
Si‘eessituu
Ballina Dirraa
Uumama wal-nyaattotaa fi kkf
C h e m 2 2 2 Page 21
i. Cunqoo
-Cunqummaan qabiyyee ruuqoolee wal-nyaattotaa irratti hunda‘a. Bulbulaa fi bulbulamaan waliin bulbula uuman iddoo guddaa qabu.Bulbula uumame keessatti cunqummaan mul‘atu bu‘uura ta‘ee saffisa wal-nyaatinsaa murteessuuf gargaara.Haala kanaan:
Cunqummaa dabaluun carraa walitti bu‘uu molakiyulotaa dabaluun saffisa wal-nyaatinsaa dabala.Haallii kun,walnyaattootni saffisaan walnyaatanii firii kennan taasisa.
Fakkeenyaaf: Haayidirookiloorik asiidii cunqoo addaa addaa qabu qodaa lamatti yoo fudhanne.Isa 1ffaa keessatti 0.5M HCl ,isa 2ffaa keessatti immoo 1.5MHCl qopheeffannee qodaa lamaan isaa keessa Sibiila Maaginiziyamii qulqulluu wal-qixa(2g) ta‘e yoo buufne qodaa isa kam keessatti wal-nyaatinsi saffisaan gaggeeffama? Sababni isaa maaliif?
ii. Dhiibbaa
Taateen dhiibbaa wal-nyaatinsa gaasotaan gaggeeffaman irratti mul‘ata.Sababni isaa,gaasotni amala summugamuu waan qabaniif.Innisa saffisa wal-nyaatinsaa waliin hariiroo kallattii qaba.
iii.Tempireechera
Tempireecherri dabaluun annisaa sochii wal-nyaattotaa dabaluun carraa walitti bu‘iinsa ri‘ajentootaa dabala.Haalli kun immoo saffisa wal-nyaatinsaa dabaluuf sababa ta‘a. Fakkeenyaaf: Aluminiyamiin tempireechera dareetti bishaan waliin wal-nyaatinsa hin gaggeessu. Tempireecherri yoo dabalaa deeme wal-nyaatinsa jalqabuun saffisni walnyaatinsa isaa dabalaa deema.
- Si‘eessituu
Si‘eessituun wanta wal-nyaatinsa keemikaalaa keessatti osoo ofii isaatii hin jijjiiramiin wal-nyaatinsaaf karaa gabaabaa ta‘een akka firiin uumamu kan haala mijeessuu dha.Kanas kan inni godhu annisaa wal-nyaattotni gara firiitti jijjiiramuuf isaan rakkisu xiqqeessuun ta‘a.
FSaffisa walnyaatinsa keemikaalaa keessatti,faayidaan si‘eessituu inni guddaan anniisaa si‘eessaa walnyaatinsa keemikaalaa xiqqeessuu dha.
C h e m 2 2 2 Page 22
Fakkii Waa’ee taatee si’eessituun saffisa walnyaatinsaa irratti qabu agarsiisu.
Gocha.Leenjifamtootaa mee,garaagartee si‘eessituu pozativii fi si‘eessituu negativii giduu jiru kitaabilee wabii biroo dubbisuun addaan baafadha!
v..Ballina Dirraa(Surface area)
Wal-nyaattota faalkaa jajjabootiin jiraniif ballina dirraa jijjiiruun saffisa wal-nyaatinsaa ni jijjiira. Ballina dirra wal-nyaattotaa dabaluun carraa walitti bu‘iinsa wal-nyaattotaa dabaluun saffisni akka dabalu taasisa.
Fakkeenyaaf: Bulla‘aa(daakuu) maaginiziyamii fi maraa maaginiziyamii keessaa isa kamtu HCl cunqoo wal-fakkaataa keessatti saffisa olaanaatiin gara firiitti gedderama jettu? Maaliif ?
vi.Uumama Wal-nyaattotaa
Wal-nyaattotni uumama isaaniitiin wantoota adda addaa keessatti dandeettii wal-nyaachuun firii kennuu adda addaa qabu. Fakkeenyaaf, Kooppariin bishaan waliin wal-hin nyaatu Soodiyamiin immoo saffisaan bishaan waliin wal-nyaata.
2.3 Seera Saffisaa
Seensa
Saffisni wal-nyaatinsa keemikaalaa ibsa barreeffama Herregaan ibsama.Mata duree kana jalatti seerota saffisaa fi tartiiba wal-nyaatinsaa ilaalla.
2.3.1 Wal-qixxaattoo Saffisaa
C h e m 2 2 2 Page 23
Saffisni wal-nyaatinsaa walitti bu‘iinsa suudowwan wal-nyaattotaatiin murta‘a. Heddumminni walitti bu‘iinsa suudotaa immoo cunqina wal-nyaattotaa irratti hunda‘a. Kanaafuu, wal-qixxaattoo saffisaa hariiroo saffisaa fi cunqoo gidduu jiruun ibsuun ni danda‘ama.
Wal-nyaatinsa A + B AB
R a [A]m [B]n
R = K[A]m [B]n K – dhaabbataa saffisaa; m fi n eksiponentii
Wal-qixxaattoon saffisaa ,dhaabbataa saffisaa baayisuu cunqina wal-nyaattotaa eksiponentii of irraa qabaqniin kennama.Eksiponentiin kun wal-nyaatinsa sasalphoo keessatti kofeeshentii wal-nyaatinsa madaalamaa irraa fudhatama.Kun garuu,s yeroo hunda wal-nyaatinsa akaakuu hundaaf hin ta‘u.Inni murteessaan yaalii irraa isa argamuudha.Dhaabbataan saffisaa tempireechera irratti waan hundaa‘uuf tempireecherri wal-nyaatinsi irratti gaggeeffamu ibsamuu qaba.
3.1.2.Tartiiba Wal-nyaatinsaa:
Saffisni wal-nyaatinsaa yeroo hedduu cunqina wal-nyaattotaa eksiponentiin ibsamee waliin hariiroo kallattii qabu.Tartiibni wal-nyaatinsaa eksiponentii wal-qixxaattoo saffisaa irraa murta‘a.Kanaafuu tartiibni wal-nyaatinsaa kan wal-nyaattota hundaa eksiponentii isaaniin wal-qixa.Tartiibni waliigalaa ida‘ama eksiponentoota waliigalaati.
Fakkeenyaaf; mee wal-nyaatinsa A B haafudhannu.
Saffisa a [A]x eksiponentii x‘n tartiiba wal-nyaatinsaa bakka bu‘a. Tartiibni wal-nyaatinsaa
kun lakkoofsa xiqqoo,poosatiivii,firaakshinaala ykn negatiiva ta‘uu danda‘a.
Yoo x = 1 ta‘e wal-nyaatinsi tartiiba 1ffaa ta‘a.
Yoo x = 2 ta‘e wal-nyaatinsi tartiiba 2ffaa ta‘a.
Yoo x = 0 ta‘e, walnyaatinsa tartiiba zeeroo ta‘a.
Walumaagala, tartiibni wal-nyaatinsaa wal-qixxaattoo saffisaa irraa fudhatama.Haaluma kanaan
a. r = K[A] Wal-nyaatinsa tartiiba 1ffaa ta‘a
b. r = K[A]2 ― 2ffaa ―
c.r = K[A][B] ― ―
d.r = K[A][B]2 ― 3ffaa ta‘a.
Fakkeenyaaf; Wal-qixxaattoo armaan gadiitiif tartiiba walyaatinsaa murteessi. i.r = K[SO2][SO3]-1/2
ii.r = K[H2O2][I2]
C h e m 2 2 2 Page 24
Deebii:i, Tartiibni wal-nyaatinsaa gama SO2 tiin 1 ta‘a gama SO3 tiin -1/2 dha.
Tartiibni waliigalaa 1 + (-1/2) = ½ ta‘a.
ii, Tartiibni wal-nyaatinsaa gama H2O2 tiin 1 ta‘a gama I2 ta‘a. Tartiibni waliigalaa 1 +1= 2 ta‘a.
Hub: Tartiibni wal-nyaatinsaa negatiiva yoo ta‘e saffisa wal-nyaatinsaa fi cunqoon hariiroo fuggisoo walii ta‘u. Zeeroo yoo ta‘e saffisni cunqoo jijjiiruun hin jijjiiramu jechuu dha.
F.Gilgaala
1. Wal-nyaatinsa NO2 + CO NO + CO2 tiif yoo wal-qixxaattoon saffisaa
R = K[NO2]2 ta‘e
a.Tartiiba wal-nyaatinsaa gama NO2 _____ ta‘a.
b,Tartiiba wal-nyaatinsaa gama CO ______ ta‘a.
C, Tartiibni waliigalaa ______ ta‘a.
2.3.2.1 Tartiiba Wal-nyaatinsaa Murteessuu
Tartiiba Wal-nyaatinsaa daataa cunqinaa fi saffisa yeroo wal-nyaatinsi gaggeeffamu argamu irraa shallaguun ni danda‘ama.
Fakkeenyaaf: Wal-nyaatinsa gosa A B dhaaf wal-qixxaattoon saffisaa
r = K[A]m yoo ta‘e,gatiin ―m‖ hariiroo saffisaa fi cunqinni ittiin deemu agarsiisa. Kanaafuu, yoo gatiin m 1 ta‘e,cunqina dachaan yoo daballe saffisni dachaan dabaluu agarsiisa .Faallaan isaas sirrii ta‘a.Wal-nyaatinsi akkasii tartiiba 1ffaa jedhama.Haaluma kanaan yoo m = 2 ta‘e
r = K[A]2 ta‘a ,kana jechuun immoo yoo cunqinni harka lamaa dabale saffisni harka afuriin dabala. Wal-nyaatinsi akkasii tartiiba 2ffaa jedhama. Kanaafuu Daataa cunqinaafi saffisa ibsu irraa tartiiba wal-nyaatinsaa murteessuun ni danda‘ama.
Fakkeenyaaf:Wal-nyaatinsa armaan gaditti kennameef daataa cunqinaa fi saffisa ibsu irraa i.Tartiibni gamana NO fi Br tiin maal ta‘a? Tartiibni waliigalaa hoo? ii.Seera saaffisa wal-nyaatinsa kanaa barreessi
iii.Dhaabbataa saffisaa isaa shallagi
C h e m 2 2 2 Page 25
barbaaduu qabna. Kana gochuuf immoo yeroo gatii m barbaadnu bakka cunqinni Br2 dhaabbataa itti ta‘e barbaaduudha. Fakkeenyaaf yaalii 1ffaa fi 3ffaa jechuudha. Yeroo gatii n barbaadnu immoo bakka cunqinni NO dhaabbataa itti ta‘e adda baasuudha.Innis yaalii 1ffaa if 2ffaa dha.
r2 = K[0.1]m[0.1]n
Yaalii 2ffaa r2 = K[0.1]m[0.2]n
r1/r2 yoo fudhanne 12/24 = K[0.1]m[0.1]n/K[0.1]m[0.2]n
( ½ )1 = (1/2)n Þ n = 1 ta‘a.
Kun kan mullisu, wal-nyaatinsi gama Br tiin tartiiba 1ffaa ta‘uu isaa ti.
Gatii ―m‖ argachuuf; akkuma kan ―n‖ barbaannetti ta‘a.
Yaalii 1 r1 = K[NO]m[Br2]n
r1 = K[0.1]m[0.1]n
Yaalii 3ffaa r3 = K[0.2]m[0.1]n
48 = K[0.2]m[0.1]n
r1 / r3 yoo fudhanne 12/48 = K[0.1]m[0.1]n / K[0.2]m[0.1]n
(¼)1/2 = (1/2 )m
m = 2 ta‘a Kun kan mullisu wal-nyaatinsi gama NO tiin tartiiba 2ffaa ta‘uu isaa ti.
ii. Kanaafuu, seerri saffisa wal-nyaatinsa kanaa: r = K[NO]2[Br2] ta.a. Tartiibni walnyaatinsa waliigalaa 2+1 = 3 ta‘a.
iii.Dhaabbataa saffisaa shallaguuf seera saffisaa yaalii barbaanne fudhachuu dandeenya. Kan yaalii 1ffaa yoo fudhanne; 12 = K[0.1]2[0.1]
12 = K(0.01)(0.1)
K = 12/0.001 = 1.2×104M-2s-1
C h e m 2 2 2 Page 26
a.Tartiiba wal-nyaatinsaa gama NO2 fi O3 jiru shallagi b.Seera saffisa wal-nyaatinsa kanaa barreessi c.Gatii dhaabbataa saffisaa shallagi.
2.3.2.2 Seera saffisa Qindoominaa
Seera saffisaa irraa kan argannu hariiroo saffisni wal-nyaatinsaa yeroo mutaa‘e keessatti cunqina wal-nyaattotaa ykn firii waliin qabu dha.Haata‘u malee jijjiirama cunqoo wal-nyaattotaa ykn firiiwwanii yeroo yeroon hordofuuf wal-qixxaattoon herregaa cunqinaa fi yeroo walitti firoomsuun ni barbaachisa.
2.3.2.2.1Seera Saffisa Qindoominaa(Integrated Rate Law) Tartiiba 1ffaa
Fakkeenyaaf ;wal-nyaatinsa tartiiba 1ffaa tiif
A Firii
a.Reettii = – A[A]At Þ r = – A[A]At
Hub: Mallattoon negatiivii kan agarsiisu adeemsa keessa cunqoo A xiqqaachaa adeemuu dha.
r = K[A]1 –seera reettii tartiiba tokkooffaa.
Walqixaattoo lameen irraa (a) fi (b) walqixa waan ta‘eef;
r = r
– DD[At] = K[ A]1 Þ – D[[AA]] = KDt Þ D[[AA]] = –KDt
Jijjiiramni cunqoo A ykn A[A] yeroo baay‘ee xixiqqoof yoo ta‘e,,seera herregaa Kalkulasii jedhamuun (dA) yommuu ta‘u,jijjiiramni yeroo immoo (dt) ta‘a.Walqixattoo
C h e m 2 2 2 Page 27
Adeemsa walnyaatinsaa kana keessatti,yeroon jalqabaa(t = 0) irraa gara yeroo kamittuu(at any time) ‗t‘ttii yommuu jijjiiramucunqoon ―A‖ immoo cunqoo jalqabaa[A]0 iraa gara cunqoo yeroo kamittuu,[A]0 jijjiirama.
Hima herrega kalkulasiin dxx = KDt ‘n kan kennamu tokko intigeeraaliidhaan yommuu ibsamu
Intigeeraaliin 1x d ykn ò 1xdx = ln x ta‘a.Kanaafuu,cunqoon jalqabaa fi xumura qaba waan ta‘eef
Hariiroo logariizimii uumamaa fi logariizimii beeziin isaa 10(common log) waliin qaban:
lnX = 2.303logX Hub: Koorsii herrega irraa barbaadii bira gahi.
Seera herregaatti fayyadamuun log(a/b) = log a- log b
C h e m 2 2 2 Page 28
log[A]t = – 2.Kt303 + log[ A]0 ta‘a.
Himni kun Walnyaatinsi jalqabee dhibbentaan hammam akka dhume ykn hammam akka hafe akkasumas yeroo hammamii itti fudhate kan jedhu kan ibsuu dha.
Fakkeenyaaf : Walnyaatinsa tartiiba 1ffaa tiif 4000c irratti saayikiloopirooppeniin gara pirooppaayiliiniitti jijjiiramuuf dhaabbataa saffisaa 1.16×10-6s-1 qaba. Yoo cunqinni jalqabaa saayikiloopirooppenii 1×10-2M ta‘e, sa‘a 24 irratti cunqinni hammamiitu hafa?
Deebii: [saayikil]o =1.0×10-2M , K = 1.16×10-6s-1 t = 24sa‘aati ln[Saayik]0/ [saayk]t = 1.16×10-6s-1(24hr x 3600s/hr)
= 0.10
[Saayik]0 / [saayk]t = e0.1 = 1.11
[saayk]t = [Saayik]0 /1.11 = 9.01×10-3M
Dhibbentaa dhume shallaguuf hamma dhume hamma waliigalaaf hiruun 100 n baayisuu dha. Kanaafuu gaaffii armaan oliitiif dhibbentaan dhume;
1.0×10-2M – 9.01×10-3M = 1.0×10-3 M
1.68×10−2s−1 qabaateef,yoo 2.5mooliin N2O5 meeshaa 5.00L qabachuu danda‘u keessa bu‘e,cunqoon N2O5 yeroo 2.0 daqiiqaa booda meeqa?
Furmaata: Jalqaba cunqoo N2O5 barbaadi.
[N2O5] = mooliiqabee = 2.50mol = 0.500M cunqoo jalqabaa.
[N2O5] = 1.68×10−2s−1,t = 2.00 daqiiqaa = 120sec
C h e m 2 2 2 Page 29
- log[A]t = –1.68x10–2 s –1 x120sec + log(0.5M )
2.303
- – 22..016303 – 0.301
- -0.875 – 0.301
log[A]t = -1.176 Þ [ A]t = 10–1.176 = 0.067M
Cunqoo N2O5 yeroo 2.00 daqiiqaa booda hafe.
@.Gaaffii shaakalaa
Tempireechera 500c irratti walnyaatinsi 2A B kenne.Walnyaatinsi kun tartiiba 1ffaa yoo
ta‘e,Dhaabbataan saffisa isaa 2.8×10-2s-1 bakka ta‘etti cunqoon A 0.88M irraa gara 0.14M tti gad hir‘ate.Wal-nyaatinsa kanaaf cunqoo jedhame irra gahuun yeroo fudhatame meeqa ta‘a?
Seerri saffisaa tartiiba adda addaas haaluma wal-fakkaatuun ibsama.
Fakkeenyaaf: walnyaatinsa bifa B Firii tiif
Seerri saffisaa ;r = K[B]2 yoo ta‘e,walnyaatinsa tartiiba 2ffaa dha.
2.3.2.2.2Seera Saffisa Qindoomina(Integrated Rate Law) Tartiiba 2ffaa
- Walnyaatinsi tokko kan tartiiba lammaffaa jedhamu,yoo adeemsa seera saffisa
keessatti,ida‘amni paaworii cunqoo walnyaattootaa ykn firii lama ta‘e dha.
– Akaakuun walnyaatinsa tartiiba 2ffaa lameen,
deemuu mul‘isa.
Seera saffisa tartiiba 2ffaa keessatti, r = K[A]2 dha.
Walqixattoo a fi b‘n walqixa waan ta‘aniif
a = b
- D[ A] = K[A]2 ta‘a.
Dt
C h e m 2 2 2 Page 30
Jijjiiramni cunqoo A ykn A[A] yeroo baay‘ee xixiqqoof yoo ta‘e,seera herrega kalkulaasii jedhamuun ―dA‖ yommuu ta‘u,jijjiiramni yeroo immoo ―dt‖ ta‘a.
- D[ A] = K[A]2 Þ – D[ A] = KDt
Dt[ A]2
Adeemsa walnyaatinsa kana keessatti,yeroo jalqabaa(t = 0) irraa gara yeroo kamittuu ―t‖tti yommuu jijjiiramu cunqoon ―A‖ immoo cunqoo jalqabaa irraa gara cunqoo yeroo kamittuu [A]t jijjiirama.
Hima herrega kalkulaasiin X12 = K , kennamu tokko,integraaliidhaan yommuu ibsamu
Hub:Herrega kalkulaasii keessatti,
- n+1
- x n dx = n +1 + c yoo ―c‖ lakkoofsa dhaabbataa ta‘e.
Kunis haaluma walfakkaatuun,
- [ A1]2 dA = –KDt
C h e m 2 2 2 Page 31
fi cunqoo jalqabaa NOBr 0.086M ta‘ecunqoon NOBr yeroo 22sec boodaa meeqa? Furmaata:Foormulaan walnyaatinsa tartiiba 2ffaa
Walnyaatinsa Tartiiba(ordeerii) Zeeroo
– Walnyaatinsi tokko,seera reettii barreeffamu keessatti yoo paaworiin cunqoo walnyaattootaa ykn firii zeeroo ta‘e ykn kan seera reettii keessatti hin barreeffamne ta‘ee,tartiibni walnyaatinsaa sana zeeroo dha.
- Walnyaatinsi tartiiba zeeroon,yommuu‖
- = K[A]0 dhaan barreeffama. R = K[A]0 Þ r = K(1) Þ r = K
2.3.2.2.3.Seera Qindoomina Tartiiba Zeeroo
- Walnyaatinsi A firii kan tartiiba zeeroo ta‘e tokko keessatti,
a. Reettii = – D[ A] Þ r = – D[ A] , r = K[A]X
Dt Dt
b. r = K[A]0,yommuu x = 0 ta‘u.(Paaworiin walnyaatinsa tartiiba zeeroo dha).
- Walqixaattoon a fi b walqixa waan ta‘aniif r = r
walitti firoomsamu, dA = − KAt
C h e m 2 2 2 Page 32
Walnyaatinsi,cunqoo jalqabaa fi yeroo jalqabaa(t=0) irra waan adeemsa keessa jijjiirama deemuuf cunqoo yeroo kamittuu fi yeroo walnyaatinsa ni qabaata.Kanaafuu,
[A]t = -Kt + [A]0 –foormulaa walnyaatinsa tartiiba zeeroo jedhama.
2.3.2.3 Walakkaa jireenyaa(half life)
Jireenya walakkaan maal inni?
Walnyaatinsa keessatti cunqoon walnyaattotaa walakkaan dhabamuuf yeroo itti fudhatu walakkaa jireenyaa jedhama.Mallattoodhaan t1/2 tiin ibsama.
Walnyaatinsa tartiiba adda addaaf walakkaa jireenyaa shallaguun ni danda‘ama.
- Walakkaa jireenyaa irratti,cunqoon yeroo kamittuu [A]t walakkaa cunqoo jalqabaa ta‘a.
( t 1 irratti,[A]t = ½[A]0).
2
Walakkaa Jireenya Tartiiba 1ffaa
Himni herregaa,walnyaatinsa tartiiba 1ffaa
- Walakkaa jireenyaa tartiiba 1ffaa:
cunqoo walnyaattootaa irrattii hin hundaa‘u.
dhaabbataa saffisaa(K) irratti hundaa‘a.
Walakkaa jireenya Tartiiba 2ffaa
C h e m 2 2 2 Page 33
yommuu ta‘u,walakkaan jireenyaa immoo iddoo(bakka) cunqoon jalqabaa walakkaan gadi-
xiqqaatu jechuu dha.Kunis,walakkaa jireenyaa irratti,[A]t = ½[A]0 →[A]0 = 2[A]t dha.
Kanaafuu,
walnyaattootaa irratti hundaa‘a.
Walakkaa Jireenya Tartiiba Zeeroo
[A]t = -Kt + [A]0 –formulaa walnyaatinsa tartiiba zeeroo [A]t – [A]0 = −Kt,walakkaa jireenyaa irratti, ½ [A]0 = [A]t ½ [A]0 –[A]0 = −Kt1/2
- Walakkaan jireenya tartiiba zeeroo:
Cunqoo walnyaattootaa fi dhaabbataa saffisaa irratti ni hundaa‘a.Kunis
Cunqoo walnyaattootaa waliin hariiroo kallatti qaba.
Dhaabbataa saffisaa waliin hariiroo fuggisoo qaba.
Fakkeenyaaf : N2O5 tempereechera murtaa‘e irratti yeroo diigamu dhaabbataa saffisaa 4.8 x10-4 s-1 qabaate. Walakkaa jireenya isaa shallagi
Deebii : Uunitii dhaabbataa saffisaa irraa kan hubannu walnyaatinsichi tartiiba 1ffaa dha. Kanaafuu t1/2 = 0.693/4.8×10-4s-1 = 1.44×103s = 24daqiiqaa ta‘a
C h e m 2 2 2 Page 34
Gocha :Diigamsi HI walnyaatinsa tartiiba 2ffaa dha.HI cunqoo jalqabaa 0.1M qabu 5000c irratti walakkaan jireenyaa isaa 2.11daqiiqaa yoo ta‘e,bakka cunqoon jalqabaa isaa 0.01M ta‘etti walakkaan jireenya isaa maal ta‘a?
2.3.3 Adeemsa wal-nyaatinsaa(Reaction Mechanism)
2.3.3.1 Wal-nyaatinsa Sasalphaa (Elementary Reaction)
Wal-nyaatinsi Keemikaalaa dhaawwata tokkoon raawwatu wal-nyaatinsa sasalphaa jedhama.
Wal-nyaatinsa NO2 fi CO faalkaa gaasii keessatti adeemsifamu yoo fudhanne :
Dhaawwatni 2 fi 3 kophaa kophaatti wal-nyaatinsa sasalphaa jedhamu.Wal-nyaatinsi lamaan walitti idaa‘amuun wal-nyaatinsa waliigalaa (1) kennu .Adeemsi wal-nyaatinsi sasalphaan walitti ida‘amanii wal-nyaatinsa waliigalaa kennan adeemsa wal-nyaatinsaa jedhama.Adeemsa kana keessatti sanyiin molaakiyulotaa uumamuun xumura irratti wal-qixxaaxxota keemikaalaa keessaa hin galle wal-nyaattoo giddu-galee jedhamu.
Fakkeenyaaf :2NO + 2H2 2H2O
raawwata. 2NO N2O2
N2O2 + H2 N2O + H2O
N2O + H2 N2 + H2O
+ N2
Wal-nyaatinsi
kun
dhaawwata
sadiin
Ida‘amni wal-nyaatinsa armaan olii isa jalqabaa waliin tokkuma. Adeemsa kana keessatti N2O fi N2O2 sanyii giddu-galee jedhamu.
2.3.3.2Wal-qixxaattoo saffisaa fi Wal-nyaatinsa sasalphoo
Wal-nyaatinsa sasalphoof walqixxaattoon saffisaa cunqina wal-nyaattotaa kofiishentiin akka eksiponentiitti barreeffama.
Fakkeenyaaf :2A + B C + D , r = [A]2[B] kun ta‘uu kan danda‘u walnyaatinsa sasalphoo qofaaf.Haata‘u malee eksiponentiin seera saffisaa keessatti mul‘atu kofiishentii wal-nyaattotaa utuu hin taanee kan cunqinaa fi saffisa walnyaatinsaa irraa yaaliin argamuu
C h e m 2 2 2 Page 35
dha.Adeemsa Walnyaatinsaa keessatti dhaawwata adda addaatu jiraata . Saffisni dhaawwatni kun ittiin raawwatu walfakkaachuu dhiisuu danda‘a. Haata‘u malee dhaawwatni murteessaa seera saffisaa dhaawwata isa suuta deemu irraa murta‘a.
Fakkeenyaaf: NO2 + F2 NO2F + F ———- suuta
F + NO2 NO2F —————— saffisaa
Wal-nyaatinsi waliigalaa 2NO2 + F2 2NO2F
Seerri saffisa isaatii r = K[NO2][F2] ta‘a.
@.Gaaffii shaakalaa
Wal-nyaatinsi diigamsa NO2Cl agarsiisu dhaawwata lamaan akka armaan gadiitti raawwata.
NO2Cl NO2 + Cl —————————- suuta NO2Cl + Cl NO2 + Cl2 ——————– Saffisaa Seerri saffisaa wal-nyaatinsa armaan olii maal ta‘a?
C h e m 2 2 2 Page 36
Boqonnaa 3
3.Walmadaalinsa keemikaalaa
Seensa:Mee waa‘ee walnyaatinsa walmadaalinsa keemikaalaa hin ilaaliin dura,fakkii armaan gadii hubadha!
Fakkiin kun,Oksijiin dhiiga keenya keessa faca‘uuf walmadaalinsi keemikaala eegamuu akka
qabu kan agarsiisu dha.
Walnyaatinsi keemikaalaa akkaataa(haala) walfakkaatuun walnyaachuun firii hin kennu.Kana
jechuun,kanneen guutummaa guututti ykn gar-tokeen walnyaachuun firii kennu.Walnyaatinsi
walmadaalinsa keemikaalaa gosa walnyaatinsa keemikaalaa duuba deebi‘aa(backward reaction)
keessaa tokko dha.
Kaayyoo Boqonnaa
Leenjifamtoonni boqonnaa kana erga baratanii booda:
- Hiika walnyaatinsa walmadaalinsaa ni kennu.
- Walnyaatinsa walmadaalinsaa kenname tokkoof seera Gocha hangaa fayyadamuun KC ni barreessu.
- Kallattii walnyaatinsa walmadaalinsaa ni murteessu.
- Hariiroo KC fi KP addaan ni baasuu
- Walmadaalinsa keemikaalaaf KC fi KP ni shallagu.
- Walnyaatinsooni hedduun gara xumraatti hindeemaani,qooda kanaa bifa keemikaalaa walmadaalinsaan argamu
C h e m 2 2 2 Page 37
3.1 Saffisa walmadaalinsaa
Saffisni walnyaattonni gara fuula durraatti fi boodatti deebi‘ani wal qixxa ta‘anii fi kuufamni walnyaattootaa fi frii dhaabbatoo ta‘ani dha.
3.1.1 Duubatti deebi’ummaa fi walmaadaalinsa
Walnyaatinsi keemikaalaa gosa lamattu jiru. Isaanis, walnyaatinsa kallatii tokkoo( fuul duratti deemaa) fi walnyaatinsa duubatti deebi‘aa dha.Walnyaatinsa fuuladurattii ykn kallattii tokkee keessatti walnyaattooni guutummaan ykn baay‘inaan walnyaatanii firii kan kennan jedhamuun yaadama.Walnyaattootaa fi firii gidduu, Mallattoon ―→‖ bu‘a.
Walnyaattota Firii
Fkn: 2Na + Cl2 2NaCl NH4Cl(aq) NH4+(aq) + Cl─(aq)
2K + H2O 2KOH + H2 fi kkf
Walnyaatinsa duubatti deebi‘aan gosa walnyaatinsa keemikaalaa keessaa tokko ta‘e,kan walnyaattootni gartokkeen walnyaachuun firii itti kennan dha.Walnyaatinsi kun, waalnyaatinsa kallattii lamaa ( walnyaatinsa duubatti deebi‘aa) jedhamuun beekama.Walnyaattootaa fi firiiwwan gidduu, Mallattoo ↔ , ⇆, ⇌ , ⇌, darbe darbees mallattoo kanaa = kitaaboota adda addaa irratti ni argamu
Walnyaattota ⇌ Firii
Fkn. 3H2(g) + N2(g) 2NH3(g)
2H2(g) + O2(g) 2H2O(l)
Walnyaatinsa keemikaala haalli walnyaattonni walnyaatinsa gaggeessun firii laatuu , firiin ammmoo walnyaatinsa gaggeessuun gara walnyaattootaa adeemsa ittii deebi‘an Walnyaatinsa duubatti deebi‘ummaa jedhama. Walnyaattonni fi firiin yeroo wal madaalanii argamani walnyaatinsi kuni sadrakaa waldaalinsa irra jira jedhama. CO(g) + H2O(g) → CO2(g) + H2(g)
C h e m 2 2 2 Page 38
o
o
q
n
u
C
[CO] ykn [H2O]
[CO2] ykn [H2] Walmadaalinsa
yeroo
3.1.2. Walmadaalinsa Daaynamikii fi Seera hangaa
-Leenjifamtoota mee,Walnyaatinsi walmadaalinsa irra gahe jechuun maal jechuu dha jettanii yaadduu?
Amaloota Walnyaatinsa walmadaalinsaa
- Meeshaa cufaa cimaa qabu keessatti gaggeefama.
- Saffisni walnyaattootni walnyaatanii firii kennanii fi firii diigamuun duuba deebi‘ee
walnyaattoota kennuu walqixa.(Saffisni fuula durattii fi saffisni duubattii deebi‘u walqixa).
– Jijjiiramni walnyaatinsa cunqoo waliigalaa hin jiru(zeeroo dha).
-Walnyaatinsi sadarkaa walmadaalinsaa irratti dhaabbataa miti.(Daayinaamikii) dha.
3.1.3. Dhaabbatoo Walmadaalinsaa
Walnyaatinsa waliigala kana mee haafudhanu
Keessaa A,B,C fi D walnyaatinsa keessaatti kan hirmaatan bakka bu‘u. a,b, c fi d ammo kofishentii walnyaatinsa keemikaalaa ta‘uu. Sadarkaa wal madaalinsaa irratti
Kf (dhaabbataa saffisa fuulduratti deemaa) = Kd (dhaabbataa saffisa duubatti deebi‘aa) walqixa dha
C h e m 2 2 2 Page 39
KC – dhaabbata walmadaalinsa cunqoo molaarawaati.
-barreeffama Seera Gocha hangaa(Law of Mass Action) jedhama.
Hub. Yuunitiin Kc yuunitii kuufama ykn cunqina hamma exponeentii (c+d) – (a+b) ta‘a. [ ] = Cunqina
Hub. Kc Temprecheera irratti hundaa‘a malee kuufama irratti miti
FQabxii walmadaalinsaa irratti,cunqoon jajjaboo qulqulluu fi dhangala‘oo qulqulluu dhaabbataa(1) dha.Kanaafuu,barreeffama seera gocha hangaa keessatti,cunqoon dhangala‘oo
Fkn3.Teempirecheera 20000C hamma dhaabbataa madaalaa(Kc) walnyaatinsaa
N2(g) + O2(g) 2NO(g) yoo 4.1×10 4 ta’e,
Cunqoon NO ,madaalaa irratti meeqa?Madaalaa irratti: [N2] = 0.036M, [O2] = 0.0089M
- 4.1x10–4 x0.036x0.0089M
- 3.62x10–4 M
@Gaaffii Shaakalaa
Walnyaatinsa armaan gadiitiif Kc isaanii barreessi.
a. N (g) + O2 (g) 2NO(g)
b. PCl5(s) + H2O (g ) 2HCl (g) + POCl3 (g)
c. SO3(g) + H2O(g) H2SO4(l)
d. 2 NO (g) + O2 (g) 2 NO2 (g)
C h e m 2 2 2 Page 40
- e. Zn (s) + 2 Ag+ (aq) Zn2+ (aq) + 2 Ag (s)
- Mg(OH)2 (s) + CO32− (aq) MgCO3 (s) + 2 OH─ (aq)
Dhiibbaa Gam-tokkee(Partial Pressure) Walmadaalaa Keemikaalaa irraa Dhaabbataa dhiibbaa(Kp) barbaadu
Yeroo walnyaattootni fi firiiwwan,walmadaalaa keemikaalaa gaasota ta‘an,cunqoon isaanii safaruu irraa dhiibbaa isaan geessisan safaruutu baay‘ee salphaadha.Kunis,yoo gaasotni walmadaaalaa irra jiru ta‘e dhaabbataa dhiibbaa gaasii(Kp) isaanii dhiibbaa gam-tokkeen barbaadama.
Walnyaatinsi haala:
koofisheentii madaalaa keemikaalaa ta‘a.
Fkn2.Teempirecheera murtaa‘aa irratti walqixattoo walmadaalaa
2NO(g) + Cl2(g)2NOCl(g)
Makaan walmadaala gaasota dhiibbaan gam-tokkee isaan NO,Cl2 fi NOCl walduraa duubaan yoo
3.1.4 Walitti dhufeenya Kc fi Kp
Kp : Dhaabbatoo walmadaalinsaa dhiibbaa ofkeessaatti qabatu yoo ta‘e
C h e m 2 2 2 Page 41
Walnyaatinsa gosa akkanaatiif aA + bB⇌ cC + dD sanyii isaan hundi gaazoota ta‘aniittif
dhiibbaa gamtokkee fayyadamuun walmdaalinsa isaanii akka armaan gadiitti ibsuu ni
dandeenya
bakka buufame
[C]c[D]d ( RT)c . (RT)d
[A]a ][B ]b (RT)a .(.RT)b
yoo Dn = (C+ d ) ─ ( a+ b)
Yoo KP = 1.8×10−2 bakka 500K irratti qabaate,KC barbaadi.
Furmaata:Hariiroon KP fi KC
KP = KC(RT)An
An = (2+1) – 2 = 1
KP = KC(RT)An
C h e m 2 2 2 Page 42
QC – kan xiqqaatu:-Yoo cunqoon firii xiqqaate,Yoo cunqoon walnyaattootaa guddaa ta‘e dha.
Kanaafuu,Kallattiin walnyaatinsaa gara mirgaatti jallata.
QC –kan gudda ta‘u: – Yoo cunqoon firii guddaate,Yoo cunqoon walnyaattoota xiqqaate Kanaafuu,Kallattiin walnyaatinsaa gara bitaatti dha.
Hub:Kallattiin walnyaatinsaa kan jallatu gara karaa rakkinni cunqoo jirutti dha.
Kallattii walnyaatinsa QC fi KC waliin madaalanii beeku:
i.Yoo QC = KC ta‘e,walnyaatinsi sirna walmadaalaa irratti argama.(at equilibrium)
ii.Yoo QC   KC –cunqoon firii guddaa dha,cunqoon walnyaattootaa xiqqaadha. Walnyaatinsi gara bitaattii hanga walmadaalinsa irra gahutti cunqoon firiiwwanii akka hir‘atu taasisa.
C h e m 2 2 2 Page 43
Jalqaba irratti Walnyaattota baay‘ee jalqaba irratti Firii baay‘ee
Fakkii Walnyaatinsa Sadarkaa walmadaalinsaa agarsiisu
Hub. Kallattiin walmadaalinsaa:
KC = 1.0×10−13 fi QC = 1.6×10−5.
QC > KC dha.Kana jechuun,walmadaalinsi kun walmadaalinsa irra hin jiru.
Cunqoon H2 fi F2 guddaa dha.
Cunqoon HF guddaa dha.
C h e m 2 2 2 Page 44
Walnyaatinsi fuuldura deemuu irra duuba deebi‘a.
Gocha. Dhaabbatni walmadaalaa walnyaatinsaa armaan gadii
2NO(g) + Cl2(g) 2NOCl(g)
teempirecheera 250C irratti yoo 4.6×104 ta‘e,walnyaatinsi gara kamitti jallata.
[NO]0 = 0.35M ,[Cl2]0 = 0.35M fi [NOCl]0 = 0.35M
3.2 Sadarkaa Walmadaalinsa irratti dhaabbatoo Barbaaduu.
Kuufamni jalqaba kuufama [CO]0 = [H2O]0 = 0.250 mol/ 0.125 L = 2.00 M
CO(g) + H2O(g) ⇌CO2(g) + H2(g)
Gabatee walnyaatinsa kana ijaaruun
C h e m 2 2 2 Page 45
fudhachuun
Erga kana argannee kuufama sadarkaa walmadaalinsaa irra jiru argachuuf [CO] = [H2O] = 2.00 – x = 2.00 M – 1.11 M = 0.89M
[CO2] = [H2] = x = 1.11M ta‘a jechuudha.
Mirkaneeffachuu yoo barbaade
C h e m 2 2 2 Page 46
Cunqina sadarkaa walmadaalinsaa irra jiru foormulaa walmadaalinsaa kceessa galchuun
Cunqinni walnyaattotaa fi firii hundi yoo nuuf kennaman foormulaa dhaabbatoo keenya
sanyiiwwaan hundaaf hammam ta‘aa?
3.3 Hojiirra oolmaa Lichaateliyeer
Akka Pirinsippilii Lichaateliyeeritti,yoo Walnyaatinsi sirna walmadaalinsaa irra gahe tokko jijjiirama kan akka P,T,fi Cunqoo saaxila bahe ,jeequmsa kan hambisuu ykn xiqqeesuuf kallattii faalla ta‘een deema(Walmadaalinsa keemikaalaa sana bakkatti eeguuf gara kallattii jeequmsi irraan gahetti socho‘uun madaalinsa sana bakkatti eega).
C h e m 2 2 2 Page 47
3.3.1 Taatee dhiibbaa jijjiirama walmadaalinsaa irratti Qabu
Dhiibbaan kan inni jijjiiru faalkaalee gaazotaa malee faalkaalee jajjaboowwan fi dhangala‘oo-wwanii irratti taatee hin qabaatu. Sababiinsaas, dhangala‘oo fi jajjaboo waan qabatamaan hin suumgamneefi dha.
Gaazotaaf jijjiirraan dhiibbaa karaalee adda addaa ilaaluu dandeenya
- Kuufama gaazotaa jijjiiruun b.Qabee walnyaatinsa geeddaruun
Gaazotaaf , sirna tokko sadarkaa walmadaaliinsaa irra gaheef jijjiirra dhiibbaa ,jijjiirraa qabee fidaa,taatee jijjiirra kana hambisuuf kallattiin walmdaalinsaa ni geeddaraama. Yoo qabeen
xiqaatu( dhiibbaan ni dabala) molokuuyuuliin gaazotaa waliigalaa ni hir‘ata. Yoo qabeen dabalu ( dhiibbaan ni xiqqaata) lakoofsi molokiyuuliin gaazotaa waliigalaa ni dabala.
- Faalkaalee gaasota sadarkaa walmadaalinsaa irra jiraaniif:
Dhiibbaa dabaluun sadarkaa madaalinsa gara kallattii moolii xiqqaatti qabutti jallisa.
Dhiibbaa xiqqeessuun sadarakaamadaalinsaa gara kallattii moolii guddaa qabutti jallisa.
Yoo mooliin gama walnyaattootaa fi firii walqixa ta‘an dhiibbaan taatee hin qabu.
a.CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2 (g)
Falkaan gaaziitti argamu CO2 qofa dha. Walnyaatinsa kana kalattii mirgaatti deemsisuuf dhiibbaa xiqqeessuu(qabee dabaaluu)dha.
- S(s) + 3 F2 (g) ⇌ SF6 (g)
C h e m 2 2 2 Page 48
eksootermikii dha ta‘e ho‘i( aannisni) karaa firii walnyaatinsaa gar-ammoo yoo walnyaatinsi suni endootermikii ta‘e moo karaa walnyaattotan bareeffama Waliigalatti,walnyaatinsa sadarkaa walmadaalinsaaf
Teempirecheera dabaluun gara kallattii adeemsa indooterimkittii jijjiira.
Teempirecheera hir‘isuun gara kallattii adeemsa indooterimkittii jijjiira.
Fkn.
a.O2 (g) +2 H2 (g) → 2 H2O(g) + anniisaa AH = negatiivii(Eksootermikii)
Teempirecheera dabaluun gara kallattii bitaattii fi teempirecheera xiqqeessuun immoo gara kallattii mirgaatti jallisa.
b.Anniisaa elektirikaa + 2 H2O(g) →2 H2 (g) + O2 (g) AH = pozatiivii(Endootermikii) Teempirecheera dabaluun gara kallattii mirgaattii fi teempirecheera xiqqeessuun gara kallattii bitaatti jallisa.
Fkn1. N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + 92KJ/mol
Adeemsi walnyaatinsaa kun,sababa firii fi ho‘a 92KJ naannoo isaaf waan kenneef gara kallattii fuulduraatti eksootermikii yommuu ta‘u,gara kallattii duubaatti immoo indootermikii dha.Kanaafuu,teempirecheera sirna walmadaalinsaa olkaasuun(dabaluun):
- Cnqoon NH3 caccabuun N2 fi H2 kenna.
- Kallattiin walmadaalinsaa gara harka bitaattii(duubaatti) jallata(jijjiirama). Teempirecheera sirna walmadaalinsaa xiqqeessuun:
- Cunqoon N2 fi H2 walnyaachuun NH3 hedduu kennu.
- Kallattiin walmadaalinsa gara kallattii harka mirgaatti(gara NH3) jallata.
Waalnyaatinsa Eksootermikii
-Adeemsa walnyaatinsa keemikaalaa keessatti,kan sirni tokko anniisaa naannoo isaaf gadi lakkisu ta‘ee,sirni anniisaa isaa of keessaa hir‘isuu dha.
Hub :KC jijjiirama teempirecheera irratti malee jijjiirama kuufamaa irratti hin hundaa‘u.Waalnyaatinsa Endootermikii
Adeemsa walnyaatinsa keemikaalaa keessatti kan sirni tokko anniisaa naannoo isaa irraa ofitti fudhachuun anniisaa(ho‘a) dabalatu dha.
Fkn Akkaataa akkamiin teempirecheera kuufama sadarkaa walmadaalinsaa irra gahee jiruuf taatee qabaata ? Waalnyaatoota kanaaf gatiin Kc maal ta‘aa?
C h e m 2 2 2 Page 49
a.CaO(s) + H2O (l) ⇌ Ca(OH)2 (aq) + anniisaa
Deebii
Tempirecheera dabaluun anniisaa termaalii dabaaluudha. Kunimmoo sisteemma kana gara
3.3.3 Taatee Kuufama ykn cunqinaa jijjiirama walmadaalinsaa irratti Qabu Walmadaalinsa Wal-qixxaatoo kana akka:-
CH4(g) + NH3 (g) ⇌ HCN(g) + 3 H2(g)
Walmdaaliinsa kana keessatti amooniyaan osoo dabale humni walnyaatinsi kuni kallattii mirgaatti deemuun firiin hedduun akka uumamu godha jechuudha.Gama birootiinmoo makaa walnyaatiinsa sadarkaa walmadaaliinsa kana keessaa ammooniyaa yoo fuudhame humni kallatti walnyaatinsa gara walnyaattota baayyee uumuuf boodatti ykn harka bitaatti deebi‘uu filata
CH4 (g) + NH3 (g) ⇌ HCN(g) + 3 H2 (g)
Walnyaatinsa Sadarkaa madaalinsa irra jiru kanaaf,
- [NH3 ] dabaluuf ,firii hedduun akka uumamu godha
- [NH3] jala fudhaachuun, walmadaalinsi gara harka bitaatti deema
- [HCN] ykn [H2] ykn cunqoo lameen hir‘isuun gara mirgaatti akka jallatu taasisa.
3.3.4 Taate Si’eesstuu
- Si‘eestuun anniisa Si‘eesssaa(Ea ) walnyaatinsa keessa hir‘isuun yeroon walnyaatinsi duubatti deebi‘aan fudhatu gabaabsuudha. Garuu, si‘eestuun cunqina walnyaattotaa fi firii sadarkaa
walmadaalinsaa irraa gaheef taatee ykn dhiibbaa hin qabaatu.
- Si‘eessituun sadarkaa walnyaatinsa walmadaalinsa keemikaalaa irratti taatee hin qabu.Sababni
isaa,saffisa gama lameen(saffisa fuula duratti fi saffisa duubattii walqixa gargaara). Gatiin Kc jijjiiramu hin danda‘u.
C h e m 2 2 2 Page 50
3.4 Walmadaalisa Gos tokkee fi gos addee
- Walmadaalisa gos tokkee jechuun walnyaatinsi sadarkaa walmadaaliinsa irragahee walnyaa tottaaf firiin bifa walfakkaatuun(faalkaa walfakkaatuun) yeroo argamu walmadaallinsa gos-tokkee jedhama.
Boqonnaa 4
4.Walmadaalinsa Ayoonawaa
4.1.Tiyoorii(Yaada hiddama) Asiidotaa fi Beezotaa
Seensa: Boqonnaa kana jalatti,waa‘eeTiyoorii(Yaada hiddama) hiikoo asiidii fi beezii:Ariniyeesii,Biroonstidii-Loweerii fi G.N.Lewisii,cimina asiidii fi beezii,Walmadaalinsa asiidii-beezii bulbula aquuweesii(bishaana‘aa),ayooneffamuu bishaan , shallaggii PH fi POH ,Taatee ayoonii waleenii,Bulbula Bafarii,Bishaaniin diigamuu ashaboolee,Titireeshiinii asiidii-beezii,Bulbulamummaa ashaboolee gar-tokkeen bulbulamanii,Taatee Ayooniin waleenii bulbulamummaa irratti qabu,Faayidaa bulbulamummaan qabu boqonnaa kana keessatti barattu.
Kaayyoo:Xumura Boqonnaa kanaa booda,Leenjifamtootni:
Hiikoo asiidii-beezii Ariniyeesii,Biroonstidii-Lowerii fi G.N.Lewisii ni kennu.
Ayoonoffamuu bishaanii ni barreessu.
PH fi POH ni shallagu.
Hiikoo Ayoonii waleenii fi bulbula Bafarii ni kennu
Walnyaatinsa tatireeshinii asiidii fi beezii addaan baafatu.
Ayoonota ashaboolee bishaan waliin walnyaatinsa raawwatan addaan baasuu,akkasumas PH fi POH isaanii shallagu.
Taatee ayoonii waleenii bulbulamumaa irratti qabuu fi faayidaa bulbulamummaan qabu ni eeru.
4.2.Hiika Asiidotaa fi Beezotaa
Leenjifamtootaa!Mee isin akka yaaddanitti aiidii fi beezii hiikoo akkamii kennituu?
Hubannoon ammayyaa waa‘ee Asiidii fi beezii kan jalqabe argannoo Fiizikistiin biyya Ingilizii Mikaa‘el Faraadayi bara 1834tti asiidootni,beezotni fi ashaboleen bulbula elektiroolaayitii ta‘uu isaanii erga addaan baasee booda.Kunis,yommuu bishaan keessatti ayooneffaman(diigaman) bulbula ayoonota ykn suudoo chaaarjia‘an waan qabuuf kaarentii elektirikii ni dabarsu.Kanaan booda Keemistootni hiika asiidotaa fi beezotaa kennuu eegalan.
- Hiikoon waa‘ee asiidotaa fi beezotaa kennaman sadiitu jiru.Isaanis:
C h e m 2 2 2 Page 52
a.Hiika Asiidotaa fi Beezota Ariniyeesii
b.Hiika Asiidotaa fi Beezota Bronstidii fi Loweerii
c.Hiika Asiidotaa fi Beezota Leewisii
4.2.1.Hiika Asiidotaa fi Beezota Ariniyeesii(1884)
Keemistii Lammii biyyaa Iswidiiniti Isveentee Ariniyeesii jedhama.
Yeroo jalqabaaf ibsa waa‘ee asiidotaa fi beezotaaf kenne.
Ibsa asiidii fi beezii isaa durii(classical definition) jedhamuun beekama.
Hiika asiidii fi beezii akka Ariniyeesitti:
Asiidota jechuun:- wantoota bishaan keessatti diigamanuu(ayoneeffamuun) ayoonii haayidiroojinii (H+ ykn H3O+) kennani dha.Kana jechuun asiidota jechuun wantoota bishaan
keessatti ayoneeffamuun cunqoo H+(H3O+) dabalan dha.
Hub: H+ pirootonii jedhamuun beekama.
HCl(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Cl−(aq) ykn HCl H+ + Cl−
HBr(aq) + H2O(l) H3O+(aq) +Br−(aq) ykn HBr H+ + Br−
H2SO4,HNO3,HI fi kkf asiidoota Ariniyeesii dha.
Beezotajechuun : – wantoota bishaan keessatti diigamuu(ayonneeffamuun) ayoonii
haayidirooksaayidii(OH−) dabalan dha.
Fkn.NaOH(aq) Na+(aq) + OH−(a)
Mg(OH)2 Mg2+(aq) + 2OH−(aq) fi kkf beezota Ariniyeesii dha.
Yaad-rimeen hiika asiidii fi beezii Ariniyeesii kan bu‘uureeffate bulbula akuwaasii(aqoues solution) dha.Kana jechuun,asiidii fi beeziin kan hiika argatan bakka bishaan akka bulbulatti jiru qafaa dha.
Dadhabbii Hiika Asiidii fi Beezii Ariniyeesii
Asiidii fi beeziin hiika kan argatan bishaan bakka jirutti qofaa ta‘u.
Ibsa gahaa ta‘e amala asiidii kannen agarsiisan kan akka AlCl3 fi NH4NO3 fi beezii NH3 kennuu dhiisuu.
Jiraachuu carraa beezii pirootonii(OH−) bulbula keessatti.
Garuu, walnyaatinsi baay‘een akka bulbulaatti ykn akka gaasiitti jiraachuun amala asiidii fi beezii agarsiisaan ni jiru.
C h e m 2 2 2 Page 53
Fkn.Amooniyaa fi haayidiroojini kilooraayidiin akka beezii fi adiidiitti walnyaatinsa raawwachuun amooniyem kilaaraayidii uumu.
NH3(g) + HCl(g) NH4Cl(s)
Beezii akka bulbulaatti fayyadamuun aseetiki asiidii fi amooniyaan walnyaatinsa raawwachuun jajjaboo amooniyem asiiteetii uumu.
CH3COOH(l) + NH3(g) CH3COONH4
4.3.2.Hiika Asiidota fi Beezota Biroonsitidii-Lowerii(1923)
Johaannis Biroonsitidii lammii biyya Denmaarkii fi Toomas Loweerii lammii biyya Biritaaniyaa ta‘ee dhuunfaan kennuun booda walitti makanii hiikaa asiidii-beezii Biroonsitidii –Loweerii jechuun moggaasan.
Hiikni asiidii-beezii Biroonsitidii –Loweerii Ariniyeesii caalaa bal‘aa
Hiika asiidii-Beezii akka Biroonstidii-Loweeriitti:
Asiidota jechuun: – Wantoota pirootonii(H+) kennan jechuu dha.
-Wantoota pirootonii kennan kamiyyuu jechuu dha.
-Foormulaa isaanii keessatti dirqama haayidiroojinii qabaachuu qabu.
Fkn.HCl ,HNO2,HNO3,HBr,HI,H2SO4 molokuular asiidota fi kkf dha.
Beezota jechuun: -Wantoota pirootonii fudhata jechuu dha.
-Wantoota pirootonii ofitti fudhachuu danda‘an kamiyyuu of keessatti qabata.
-Dirqama elektiroonii cimdii walnyaatinsa hin gaggeessine qabachuu qaba.Kunis,pirootonii fudhate itti hidhachuuf garagaara.
Fkn. NH3,OH−,F− fi kkf.
Hiikni asiidii fi beezii Biroonsitidii-Loweerii midiyaa bulbulaa bishaanii hin barbaadu Fkn.Dhangala‘oon NH3 bakka bishaan jirutti akka beezitti kan gargaaru,bakka bishaan hin jirretti immoo akka asiidiitti dhaabbata(haayidiroojinii tokko kennuun NH2−uuma).
Akkaata hiika asiidii-beezii Biroonsitidii-Loweeritti,Hiikni asiidii fi beezii molokulaarii qofaa kan qabate miti.
Fkn. HSO4,H2PO4−, NH4+,Fe(H2O)63+,Al(H2O)63+ fi kkf asiidota kaatayoniiti.
Fe(H2O)5OH2+, AlH2O)5OH2+ fi kkf kaatayonota beezotati.
C h e m 2 2 2 Page 54
Hub: -Asiidootni Ariniyeesii hundinuu asiidota Biroonsitidii-Loweerii dha.Garuu,galagaaltoon isaa dhugaa miti.Akkasumas,beezotni Ariniyeesii hundinuu beezota Biroonsitidii-Loweerii ta‘uu ni danda‘u.Garuu,galagaaltoon isaa dhugaa miti.
Akkaataa hiika asiidii –beezii Biroonsitidii-Loweeriitti:Ulaagaan barbaachisu,wanti tokko pirootonii kennuu ykn fudhachuu qofa dha.
Hiikni asiidii fi beezii Biroonsidii –Loweerii kan ibsamu haala pirootonii keennuu fi fudhachuu irratti hundaa‘a.Kunis,walnyaatinsi asiidii fi beezii Biroonsitidii-Loweerii kallattii firii fi walnyaattoota irratti hundaa‘a jechuu dha.
Fkn1 CH3COOH(aq) + H2O(l) CH3COO (aq) + H3O+(aq)
Walnyaatinsa gara fuulduraatti(forward reaction)
Pirootoniin CH3COOH irra gara H2O darbe, CH3COO− + H3O+ uume.Kanaafuu, CH3COOH akka asiidiitti dhaabbata(gargaara).
H2O akka beeziitti gargaara(dhaabbata). Walnyaatinsa gara gara duubattii(Back ward reaction)
H3O+ pirootonii CH3COO− ‗f kennuun CH3COOH fi H2O uuma.Kanaafu,
H3O+ akka asiidiitti dhaabbataa.
CH3COO− akka beeziitti dhaabbata.
Fkn2.Walnyaatinsa H2S(g) + NH3(aq) HS + NH4+
Walnyaatinsa fuulduratti keessatti:
Pirootoniin H2S irraa gara NH3tti darbee HS− fi NH4+ uume.Kanaafuu,
H2S‘n akka asiidiitti dhaabbata.
NH3‘n akka beeziitti dhaabbata.
Walnyaatinsa duubattii keessatti:
Pirootoniin NH4+ irra gara HS− tti darbee, NH3 fi H2S uuma.Kanaafuu, NH4+‘n akka asiidiitti dhaabbata.
HS−‗n akka beeziitti dhaabbata.
Cimdoolii Asiidii fi Beezii Konjujeetii
C h e m 2 2 2 Page 55
Adeemsa walnyaatinsa pirootonii kennuu fi fudhachuu molokiyuulii asiidii fi beezii Biroonsitidii –Loweerii gidduutti ta‘uun uumama.Kunis,Konjugeetii asiidii fi konjugeetii beezii ta‘a.
Konjugeetii beezii: Kan uumamu,yommuu asiidiin pirootonii(H+) kennu dha.
Asiidii Biroonsitidii-Loweerii H+ Konjugeetii beezii Biroonsitidii-Loweerii
Konjugeetii asiidii:Kan uumamu yommuu beeziin pirootonii fudhatu dha.
Beezii Biroonsitidii-Loweerii H+ Konjugeetii assidii Biroonsitidii-Loweerii
2
Fkn1. HSO4 (aq) + HCO3 (aq)
SO 4 (aq) + H CO (aq)
asiidii beezii 2 3
beezii asiidii
Walnyaatinsa kan keessatti:
HSO4 −/SO2− -cimdoolii konjugeetii asiidii-beezii waliiti.
H2CO3/HCO2 − -cimdoolii konjugeetii asiidii beezii waliiti.
Asiidii Pirootonii Konjugeetii beezii
HCl H+ Cl−
H2SO4 H+ HSO4 −
H2O H+ OH−
NH4 + + NH3
HSO4 − + SO4 2−
Haaluma walfakkaatuun
Beezii Pirootonii Konjugeetii asiidii
H2O H+ H3O+
NH3 H+ NH4 +
OH− H+ H2O
S2− H+ HS−
F− + HF
Asiidiin Biroonsitidii-Loweerii kamiyyuu konjugeetii beezii mataa isaa ni qabaata.
Beeziin Biroonsitidii-Loweerii kamiyyuu konjugeetii asiidii mataa isaa ni qabaata.
Cimdoolii Konjugeetii asiidii-beezii kamiyyuuf:
Konjugeetiin beezii tokko: haayidiroojinii tokkoon xiqqaate fi chaarjii negatiivii tokkoon kan asiidii isaa caalee irraa argama
C h e m 2 2 2 Page 56
Konjugeetiin asiidii tokko:haayidiroojinii tokkoon caalaa fi chaarjii negatiivii tokkoon kan beezii isaa irra xiqqaatee argama.
Fkn1. HCO3(aq) + HF(aq) H2CO3(aq) + F(aq)
Furmaata: HCO3−‗n haayidiroojinii tokkon H2CO3 irra xiqqaatee argama.
- H2CO3‘n chaarjii negatiivii tokkoon HCO3− irraa xiqqaate argama. Kanaafu, H2CO3/ HCO3− cimdoolii konjugeetii asiidii-beezii dha.
HF‘n –haayidiroojinii tokkoon F− caalee argama.
HF‗n chaarjii negatiivii tokkoon F− gadi dha.
Kanaafu,HF/HF−‗n cimdoolii conjugeetii asiidii-beezii dha.
Fkn2. HSO4(aq) + OH (aq) SO42(aq) + H2O(l)
HSO4 − / SO42−‗n cimdoolii konjugeetii asiidii-beezii waliiti.
H2O/OH−‗n cimdoolii conjugeetii asiidii-beezii waliiti.
Hariiroon asiidii fi konjugeetii beezii isaanii ykn beezii fi konjugeetii asiidii isaanii gidduu jiru hariiroo fuggisooti.Kana jechuun,asiidii cimaan konjugeetii beezii dadhabaa uummata ykn galagaltoo isaa ykn beezii cimaan konjugeetii asiidii dadhabaa ykn galagaltoo isaati.
Asiidii
HClO4- peerkiloorikii asiidii
HI – haayidiroo ayoodikii asiidii
HBr – haayidiroobiroomikii asiidii
HCl – haayidirookiloorikii asiidii
H2SO4 – salfariikii asiidii
HNO3 – naayitiriikii asiidii
H3O+ – haayidroniyeen ayoonii
HSO4− – haayidiroojini salfeetii ayoonii
HF – haayidiroofiloorikii asiidii
HNO2 – naayitiras asiidii
HCOOH – foormiki asiidii
CH3COOH – aseetikii asiidii
NH4+ -amooniyeem ayoonii
HCN – haayidiroojini sanaayidii
H2O – bishaan
NH3 – amooniyaa
Konjugeetii Beezii
ClO4− – ayoonii peerkilooreetii I− -ayoonii ayoodaayidii
Br− -ayoonii biroomaayidii
Cl− ayoonii kilooraayidii
HSO4− – haayidiroojini salfeetii ayoonii NO3− ayoonii naayitireetii
H2O – bishaan
SO42− -ayoonii salfeetii
F− – ayoonii filoorayidii
NO2—ayoonii naayitiraasi
HCOO−- ayoonii foormatii
CH3COO− – ayoonii asiteetii
NH3- amooniyaa
CN− – ayoonii sanaayidii
H3O+ – haayidroniyeen ayoonii NH2− – ayoonii amaayidii
Hub:Mallattoon xiyyaa kan agarsiisuu kallattii dabala cimina asiisummaa fi cimina beezummaa walduraa duuban dha.
C h e m 2 2 2 Page 57
.Gaaffii
1.Daayihaayidiroojini poosfeettiif(H2PO4−) konjugeetii asiidii fi konjugeetii beezii qaba.Isaan
kam ta‘uu danda‘u.
A.H3PO4− , PO4 3− B.H2PO4− ,HPO42− C.HPO4 ,PO43 − D.H3PO4 ,HPO42− 2.Walnyaatinsa armaan gadiif kamtu cimdii konjugeetii asiidii –beeziiti.
HSO4 + SO32 HSO3 + SO42
A.HSO3 − ,SO3 2− B.HSO4 − ,SO32− C.HSO3 − ,SO4 2− D.HSO4 − , HSO3 −
3.Gabatee armaan gadii guuti.
Asiidii 1 Beezii2 Beezii 1 Asiidii 2
HF H2O
HCOOH CN−
NH4 + CO3 2−
H2PO4− OH−
H2PO42− SO3 2−
H2O H2O
4.4.3.Hiika Asiidii-Beeziin G.N.Lewiisi(Gilberti Newuutoni Lewiisii) kenne
- Gilbeerti Newuuton Lewiisiin(1875-1946) keessa beekamaa Keemisitii Ameerikaanii tiyoorii hidhoo kovaalentii uumee dha.G.N.Lewiisiin kan dhalate, Weymouth, Massaachuuseettiitti dha. Barnoota isaa yuunivarsitii Nebraaskaa,Haarvardii fi Gottingeen barate.Yuunivarsitii Haarvardiitti keemisitriii 1899 hanga 1900 fi 1901 hanga 1906 fi Insitiitiyuutii Teknooloogii Massaachuuseettitti 1907 hanga 1912.Bara 1912 irra jalqabe hanga lubbuun isaa dabartutti Peroofeesera Fiizikaala Keemistirii yuunivarsiitii Kalnifooriyaattii Barkeley akkasumas Diinii
mana barumsaa Keemistirii ta‘ee tajaajilaa ture.
- Lewiisiin bu‘aa guddaa inni buusee keessaa,gartuu koorsii fiiziksii tiyoorikaalaa Teermoodaayinaamiksii Keemikaalaa irratti dha.Caasaa atoomawaa wantootaa irratti
hundaa‘uun,tiyoorii wal-harkisaa keemikaalaa fi elektiroonii bu‘uuresse. Akkasumas,tiyoorii bulbula fi faayidaa(appilication) piroobiloota keemikaalaa teermoodayinaamiksii baay‘ee beekamaa dha.
- G.N.Lewiisii asiidotaa fi beezota kan Ariniyeesii fi Biroonsitidii-Loweerii caalaa bal‘aa dha.Sababni isaa,walnyaatinsi asiidii fi beezii Lewiisii kan pirootonii irratti hundaa‘e miti.
Akka Lewiisiitti:
C h e m 2 2 2 Page 58
Asiidota jechuun: – wantoota elektiroonii cimdii fudhatan dha.Kana jechuun wantoota orbitaallii
isaanii dawwaa ta‘e qaban dha.Orbitaalli duwwaan elektiroonii fudhate kaayyachuuf(hidhachuuf) gargaara.
Beezota jechuun: – wantoota elektiroonii cimdii kennan dha.Kana jechuun, beezotni elektiroonii cimdii walnyaatinsa keessatti qooda hin fudhatiin (at least one lone pair of electron) qabachuu qabu.
N Cl H Cl
H H + Cl B H N BCl
H H Cl
Cl
-Walnyaatinsa armaan olii irraa.NH3 elektiroonii cimdii AlCl3 dhaaf kenne.Kanaafuu, NH3 beezii Lewisii yommuu ta‘u, AlCl3 immoo asiidii Lewisii ta‘a.
4.5.4.Hiika Asiidotaa fi Beezotaa Adeemsa Bulbulaa irratti hundaa’e(Solvent system definition of acids and bases)
- Mata duree darbe keessatti hiikoon asiidotaa fi Beezota Biroonsitidii-Loweerii kan hiikoo asiidotaa fi beezota Ariniyeesii caalaa bal‘aadha.Yaada rime kana keessatti,amalli asiidotaa fi beezota bulbulaa tokko qofaa irratti kan hirkate ykn hundaa‘e miti.Asiidotni fi beezotni Biroonsitidii-Loweerii dhugaadhumatti,yaada rimeen isaa haala gaariin bulbulaa baay‘ee kan haayidiroojinii of keessaa qaban irratti hundaa‘a.
- Bulbulaan amooniyaa(NH3) baay‘inaan hojii qorannoof gargaara.Keemistiin Firaankiliin(1935) jedhamu bulbula amooniyaa dhangala‘aa amooniyaa sirna dhangala‘aa amooniyaa salphaa fi sirnoota biroo baay‘ee sirna bishaanii waliin walfakkaatu fudhachuun irratti dalage.Amooniyaan akkuma bishaanii chaarjii haala:
NH3 + NH3 NH4 + + NH2 ─ kan waliin walbira qabuun madaaluu.
Asiidii Beezii Asiidii Beezii
H2O + H2O H3O+ + OH─
Yommuu H2O dhangala‘oo NH3 itti dabalamu
H2O + NH3 NH4 + + OH─ Asi keessatti,H2O asiidii dadhabaa dha.
Asiidii Beezii Asiidii Beezii
Amalli asiidummaa amooniyaa baay‘ee hin beekamu.
2NH3 + Cl2 NH2Cl + NH4Cl jedhu keessatti,NH3‘n asiidii fi Cl2 beezii dha.
C h e m 2 2 2 Page 59
Akka waliigalaatti,walnyaatinsa armaan olitti raawwata keessatti,yommu wanti tokko akka asiidiitti ykn akka beeziitti dhaabbatu,haala amalli bulbulaan tokko ayoonii murtaa‘aa tokko kenna(Furnish particular types of ion).
Yaada rimee bulbulaa akka Firaankiliin ibsetti,asiidootni wantoota cunqina amala kaatayonoota dabalan yommuu ta‘u,beezotni immoo wantoota cunqina amala anayoonotaa dabalan dha. Wantootni bulbulaa miti bishaana‘aa ta‘an akka bulbulaa bishaanitti gargaaru.
Fkn. H2O + H2O H3O+ + OH─,Kw = [H3O+][OH─]
KAB = [A+][B+].Yommuu [A+] fi [B+] walduraa duubaan cunqoo kaatayonootni fi ayoonotni bulbulaa beekamaa ta‘an dha,
Yaadni rimeen(hiikoon) asiidii fi beezii adeemsa bulbulaa dhaan kennamu,walnyaatinsa awutoo-pirotolaaysisii jedhamu dha.
- Awutiopirotoliisisii :- Adeemsa daddarbuu pirootoonii molekiyulii gosa tokko ta‘e lama gidduutti gaggeeffamu dha.
- Wantootni akka walnyaatinsa awutoo-pirolaaysisii raawwaatan kan akka:H2O,NH3, CH3COOH fi kkf dha.
Hub:Wantootni akka hiikoo asiidii fi beezii adeemsa bulbulaa waliin walfakkaataan keessaa
muraasni:
BrF3 + BrF3 BrF2 + + BrF4 ─ N2O4 NO+ + NO3 ─
SO2 + SO2 SO2+ + SO32─
Amfipirootikii(amphiprotic Species)
- Amfipirootikii jechuun,wantoota adeemsa walnyaatinsa keessatti pirootonii(H+) kennuu ykn fudhachuu danda‘ani dha.(amphiprotic is a substance may either gain or lose a proton). Amfipirootikii jechi jedhu waan lama of keessatti qabaata.kunis, Amfii jechuun karaa lama (both side) fi
Pirootikii jechuun kan pirootoniin hojjetu(to do with proton).
Fkn1. bishaan akka asiidiitti ykn beeziitti dhaabbachuu ni danda’a.
NH3(aq) + H2O(aq) NH +(aq) + OHaq) – bishaan akka asiidiitti dhaabbata
4
HCl(aq) + H2O(l) Cl(aq) + H O(aq) – bishaan akka beezziitti dhaabbata.
3
Fkn2. HS + OH H2O + S2 – HS – akka asiidiitti dhaabbata
HS + HBr H2S + Br – HS – akka beeziitti dhaabbata
Hub.Yeroo baay‘ee ayoonotni pirootonii lamee ykn sadee asiidii irraa uumaman amfipirootikii dha.
C h e m 2 2 2 Page 60
Hub:Asiidootni molokulaariin jiran baay‘een amfipirootikii ta‘uu hun danda‘an. Fkn.HCl, H2SO4, H2S, HBr, HI, H3PO4 fi kkf
4.3.Cimina Asiidotaa fi Beezotaa
- Yaada rimeen asiidii – beezii Biroonsitidii-Lowerii walnyaatinsa pirootonii(H+) kennuu fi
fudhachuu irratti dorgommii taasifamuu dha.Haala kana irra ka‘uun ciminni asiidootaa sadhata pirootonii kennuu fi ciminni beezii immoo pirootonii fudhachuun dhaan. Kanaafuu,asiidii cimaan pirootonii isaani salphaatti dafee gadi lakkisu asiidii cimaa yommuu ta‘u,beezii cimaan immoo kan pirootonii ciminaan ofiitti fudhatu dha.
Ciminni asiidotaa fi beezotaa karaa hedduun tilmaamamuu ni danda‘a.Isaan keessaa muraasni:
i.Parsantii ayooneffamuu
ii.Dhaabbataa ayooneeffamuu
iii.Cunqoo haayidirooniyeemii(H3O+) ykn(H+) fi haayidirooksaayidii(OH─) shallagu iv.PH fi POH shallaguu
V.PKa fi PKb shallaguu
vi.Poolaaritii asiidii fi beezii
Vii.Lakkoofsa Oksideeshinii fi kkf cimina asiidii fi beezotaa tilmaamuun ni danda‘ama.
i.Persantii Ayoneeffamuu(Percent of ionization)
- Ciminni asiidota sadarkaa perseentii ayoneeffamuu molokiyuulotni asiidota bishaan keessatti qaban irratti hundaa‘a.
Parsantii Ayooneffamuu =
Fkn.Utuu 1M HF madaaliinsa irratti [HF] = 0.974M,[H+]= [F─] = 0.026M ta‘ee,
Parsantii Ayooneffamuu = = 2.6% ta‘a.
- Yoo asiidiin tokko sadarkaa ayoneeffamuu perseentii guddaa qabaate,asiisii cimaa fi yoo sadarkaa ayoneeffamuu perseentii xiqqoo qabaate,asiidii dadhabaa jedhama.
Fkn.Haayidiroobiroomiki asiidii ,Haayidirookilooriki asiidii ,Salfariiki asiidii Peerkilooriki asiidii ,Haayidiroo ayoodiki asiidii fi kkf asiidota cimoo dha.Sababni isaa, bishaan keessatti perseentii ayoneeffamuu 100% qabu.
Asiidotni sadarkaan ayoneeffamuu isaanii baay‘ee gad-aanaa ta‘e(guutummatti hin diigamne) ni jiru.
C h e m 2 2 2 Page 61
Fkn. Aseetiki asiidii (CH3COOH), Haayidiroo sanaayidi asiidii(HCN) ,Kaarboniki asiidii (H2CO3), Salfaraas asiidii (H2SO3), Naayitiras asiidii(HNO2),Haayidiroofilooriki asiidii(HF) asiidota dadhaboo dha.Tokko tokkoon isaanii sadarkaa ayoneeffamuu 1 – 5% gidduu qabu.
Fkn.Asiidiin 5% sadarkaa ayoneeffamuu qabu tokko 100% keessaa 5% ayoonota yomm-uu qabaatu,95% haala molokiyuulotaan bulbula keessatti argamu
Asiidootni kaarboksiliik asiidii hundi asiidoota dadhaboo dha. .
Hub:Perseentiin ayoneeffamuu asiidotaaf hojjetu,beezotaafis ni hojjeta.
Ciminni beezotaa haaluma kan asiidotaan ta‘ee,sadarkaa bishaan keessatti ayooneffamuun cunqoo haayidirooksaayidii kennu irratti hundaa‘a.
Beezota Cimoo
Haayidirooksaayidootni sibiilota alkaalii fi kan alkaalaayinii dachee beezota cimoo dha.
Fkn. NaOH,KOH,Ba(OH)2 fi kkf beezota cimoo dha.
Beezota dadhaboo
Fkn.NH3 ,C6H5NH2 ( Aniline), N2H4 (Hydrozine), C5H5N ( pyridine) fi kkf beezota dadhaboo dha.
ii.Dhaabbatoowwan Ayoneessuu
a. Dhaabbataa ayoneessuu Asiidii
- Daddarbaan pirootonii walmadaalinsa asiidii dadhabaa bishaanii keessatti,ciminni asiidii dadhabaa hamma dhaabbataa walmadaalinsaa asiidiitti firooma.
HA(aq) + H O +
H3O (aq) + A (aq)
2
KC [H 3O ][ A ] KC [H 2 O] [H 3O ][ A ] −
, HA- asiidii dadhabaa, A konjugeetii beezii
[HA][ H 2 O] [HA]
dadhabaa
KC [H 2O] [H 3O ][ A ] , Ka [H 3O ][ A ]
[HA] [HA]
Yoo Ka –dhabbaataa ayoneessuu asiidii dadhabaa(HA) .
Teempirecheera kenname tokko irrati,ciminni asiidii HA hanga (hamma) Ka safaruun ni danda‘ama.
Hamma Ka guddaa jechuun:
- Asiidii cimaa fi walmadaalinsa irratti cunqoon H+(H3O+) baay‘inaan argamuu ibsa.
-Kallattiin walnyaatinsaa gara firiitti jallata jechuu dha.
C h e m 2 2 2 Page 62
-Asiidiin sun harka caalu gara ayonoota isaanitti diigamuu agarsiisa.
-Mokoliyuulota harka xiqqoo of keessaa qaba jechuu dha.
Hamma Ka xiqqaa jechuun:
- Asiidii dadhabaa fi walmadaalinsa irratti cunqoon H+(H3O+) xiqqootu argamuu ibsa.
-Kallattiin walnyaatinsaa gara walnyaattotatti jallata jechuu dha.Asiidiin sun harka caalu akka
molikuyota isaanitti jiraachuu agarsiisa.
b. Dhaabbataa ayoneessuu Beezii
- Daddarbuun pirootonii walmadaalinsa beezii dadhabaa bishaanii keessatti,ciminni beezii dadhabaa hamma dhaabbataa walmadaalinsaa beeziitti firooma.
+B(aq) + H O
BH (aq) + OH (aq)
2
KC [BH ][OH ] KC [H 2O] [BH ][OH ] , B- beezii dadhabaa ,BH+ konjugeetii asiidii [B][ H 2O] [B]
dadhabaa.
KC [H 2O] [BH ][OH ] , Kb [BH ][OH ]
[B]
[B]
Yoo Kb –dhabbaataa ayoneessuu beezii dadhabaa(B) .
Teempirecheera kenname tokko irrati,ciminni beezii B hanga (hamma) Kb safaruun ni
danda‘ama.
- Beezii cimaa fi madaalinsa irratti cunqoon OH− ykn(BH+) baay‘inaan argamuu ibsa.
-Kallattiin walnyaatinsaa gara firiitti jallata jechuu dha.
-Beeziin sun harka caalu gara ayonoota isaanitti diigamuu agarsiisa.
-Mokoliyuulota harka xiqqoo of keessaa qaba jechuu dha.
Hamma Kb xiqqaa jechuun:
- Beezii dadhabaa fi madaalinsa irratti cunqoon OH− ykn (BH+) xiqqootu argamuu ibsa. -Kallattiin walnyaatinsaa gara walnyaattotatti jallata jechuu dha.
-Beeziin sun harka caalu gara molikuyota isaanitti jiraachuu agarsiisa. -Mokoliyuulota harka baay‘ee of keessaa qaba jechuu
iii.Cunqoo haayidiroojiinii (H+ ) fi haayidirooksaayidii(OH−)
C h e m 2 2 2 Page 63
- Asiidootni garaagaraa kan cunqoon isaan tokko ta‘e,kan( inni) cunqoo H+ hedduu buusu(argamsiisu) asiidii cimaadha.Kana jechuun asiidii cimaan guutummatti diigamuun,cunqoon H+ hedduu kenna.
- Asiidii dadhabaan harka xiqqoon ayoneeffamuun cunqoo H+ argamsiisa.
Hub:Haaluma walfakkaatuun beezotni garaagaraa kan cunqoon isaanii tokko ta‘ee,inni cunqoo OH− kennu beezii cimaa yommuu jedhamu,inni cunqoo OH− kennu immoo beezii dadhabaa jedhama.
Beezii cimaan guutummaan yommuu ayoneeffamu,beezii dadhabaan immoo sadarkaa gad-aanaan ayoneeffama.
Fkn. Asiidii A = 0.001M H+
Asiidii B = 0.002M H+ .
Asiidii B‘n asiidii A caalaa cimaa dha.Sababni isaa,cunqoo H+ asiidii B kan cunqoo H+
asiidii A waan caaluuf.
iv.Isikeelii PH fi POH
PH = ─Log[H+] fi POH = ykn POH = ─log[OH─]
PH fi cunqoon H+ pirooporshinaalummaa fuggisoo qabu.
PH guddaan cunqoo H+ xiqqoo qaba.- Asiidii dadhabaa dha.
PH xiqqaan cunqoo H+ guddaa (baay‘ee) qaba.-Asiidii cimaa dha.
Haaluma walfakkaatuun POH fi cunqoon OH─ hariiroo fuggisoo qabu.Beeziin cunqoon OH─ guddaa qabu POH xiqqaa qaba,beezii cimaa ta‘a.Faallaan kanaa dhugaa dha.
v.PKa fi PKb
- Asiidii ykn beeziif kan shallagamu dhaabbataa ayooneeffamuu asiidii fi beezii irraati.
- Pka dandeetti gatii dhaabatoo ayoona‘uu asiidii mullisa.
PKa = -logKa
PKb dandeetti gatii dhaabatoo ayoona‘uu beezii mullisa.
PKb = -logKb ta‘u.
Hariiroo PH fi PKa
- PKa guddaa yoo ta‘u Ka xiqqaa ta‘a ( hariiroo fuggisoo)
- PH fi Ka hariiroo fuggisoo qabu. Kanaafuu PH fi PKa hariiroo kallatti qabu.
C h e m 2 2 2 Page 64
- PHn xiqqaa yoo ta‘e cimina asiidii agarsiisa. Haaluuma wal fakkaatuun PKa bulbula asiidii kennamee xiqqaadha jechuun Ka isaa guddaadha jechuudha. Asiidii Ka guddaa
qabu, cimaa dha jechuun ni danda‘ama.
Hariiroo POH fi PKb
PKb guddaa yoo ta‘u Kb xiqqaa ta‘a ( hariiroo fuggisoo). POH fi PKb hariiroo hariiroo kallattii
qabu.
Walumaagalatti:PKb xiqqaan Kb guddaa fi POH xiqqaan OH─ guddaa qabu.
vi.Cimina Asiidii fi Caasaa Molokulaarawaa
Poolarummaa fi lakkoofsa oksideeshinii molokiyuulotaa of keessatti qabata.
Ciminni asiidii haala lama jalatti ramadamuun ilaalama.Isaanis:
a.Hayidiraayidota fi b.Oksii asiidoota
a.Hayidiraayidoota .Ciminni asiidoota halaayidii qabattoota lamaa irratti hirkata.
1.Hayidiraayidoota elementoota tarree tokko keessaa
- Mee ,hayidiraayidoota N,O,fi F elementoota tarree 2ffaa fudhaa!.Elektiroonegativitiin elementoota kana haala N < O < F dha.
Kanaafuu,haalli cimina asiidoota kanaa NH3 < H2O < HF ta‘a.Haaluma walfakkaatuun,elektiroonegativitiin elementoota tarree 3ffaa haala P < S < Cl.Kanaafuu,haalli cimina asiidota hayidiraayidii isaanii PH3 < H2S < HCl ta‘a.Kunis, PH3 bishaan waliin walnyaatinsa hin raawwatu, H2S asiidii dadhabaa fi HCl‘n immoo asiidii cimaa dha.
2.Hayidiraayidoota elementoota garee tokko
- Ciminni asiidoota elementoota garee tokko keessatti argamanii,haala dabalata hamma ayoonawaa elementii gidduu galeessaa irratti hundaa‘a.
Fknf.Hayidiraayidoota elementoota garee VIA fi VIIA fudha!.
H2O < H2S < H2Se < H2Te
HF < HCl < HBr < HI ta‘a.
Yoo taateen armaan olii kun kan walmorman ta‘e,hammi ayoonawaa elektiroonegativii irratti olaantummaa qaba.Pirootonii kan dafee gadi lakkisu(ayooneessuu) elementii gidduu galeessaa isa hamma ayoonawaa guddaa qabu dha.
CH4 < H2S < HI ta‘a.
b.Oksii asiidoota – haala –X-O-H,X = B,C,N,P,… bakka bu’a.
C h e m 2 2 2 Page 65
1.Elementoota garee tokkoo atoomii gidduu galeessaa adda addaa fi lakkoofsa oksideeshinii tokkicha qabaniif,asiidummaan atoomii gidduu galeessaa elektiroonegativii guddaa qabu asiidii cimaa dha.
Fkn. HOI < HOBr < HOCl fi H3AsO4 < H3PO4 < HNO3 ta‘a.
2.Oksii asiidootni atoomii gidduu galeessaa tokkicha qabaniif garuu,atoomota adda addaan itti hidhamee argamuuf,atoomiin gidduu galeessaa inni lakkoofsa oksideeshinii guddaa qabu asiidii cimaa dha.
Fkn. HClO4 > HClO3 > HClO2 > HClO.Cl‘n atoomii gidduu galeessaati.
H3PO4 > H3PO3 > H3PO2. P‘n atoomii jidduu galeessaa
H2SO4 > H2SO3. S‘n atoomii jidduu galeessaati, fi kkf
Leenjifamtootaa! Mee wantoota cimina asiidotaa murteessan kitaabilee wabii biroo dubbisuun hubannoo keessan gabbifadha.
4.4.Walmadaalinsa Asiidii – beezotaa Bulbula Bishaana’aa keessatti
4.4.1.Ayooneeffamuu Bishaanii(Ionization of Water)
Bishaan asiidii Biroonsitidii-Loweerii fi kan Lewiisii dha.Maaliif?
Bishaan molokiyuulota ofiin of ayoonessuu(self ionization) raawwatan keessaa tokko dha.
Bishaan elektiroolaayitii dadhabaa dha(kompaawundii gar-tokkee ayooneeffamu dha).
H2O + H2O H3O+ + OH
beezii asiidii asiidii beezii
KC [H 3O ][OH ] – Bulbula callabba‘aa keessatti cunqoon H2O = 55.6M dha.
[H 2 O]2
Kanaafuu,dhaabbataa dha.Kunis:
Qabee 1L bulbula callabba‘aa bishaani ≈ 1000ml H2O fi ≈ 1000g H2O qabu Hangi molokulaarawaan bishaanii 18g/mool dha.
Moolii = 1000g 55.6mool
18g / mool
[H2O] = 55.6mool/1L = 55.6M dha.
KC[H2O]2 = [H3O+][OH−]
C h e m 2 2 2 Page 66
KW = [H3O+][OH−] yommuu, KW = KC[H2O]2 ta‘u.
Kanaafuu, KW = [H3O+][OH−] ta‘a.
KW ‗n dhaabbataa ayoneeffamuu bishaanii(ion product constant or dissociation constant of water)
Yaaliidhaan akka mirkanaa‘eetti,gatiin KW bishaan teempirecheera 250C irratti 1×10−14M2 dha.
KW = [H3O+][OH−] = 1×10−14M2 dha.
Bishaan qulqulluun [H3O+] = [OH−] qaba.
KW = [H3O+][OH−]
KW = [H3O+]2
[H3O+] = [OH−] = 1×10−7M dha.
KW –teempirecheerri yommuu dabalu ni dabala.
Fkn.Teempirecheera 250C irratti = 1.0×10−14
Teempirecheera 370C irratti = 2.5×10−14
Teempirecheera 500C irratti = 1.0×10−12
Hub:Bulbulli tokko yoo :
[H3O+] = [OH−] –bulbula hinbaabsawaa
[H3O+] > [OH−]- bulbula asiidawaa
[H3O+] < [OH−]-bulbula beezawaa
Fkn1.Bishaan galaanaa [H3O+] = 2×10−7M yoo qabaate, [OH−] = ?
KW = [H+] [OH−]
[OH ] KW 1×1014 M 2 5×108 M s
[H 3O ] 2x107 M
.Gaaffii
1.Bulbulli tokko yoo [H3O+] = 102 [OH−] qabaate, [H3O+][OH−] barbaadi.
2.Bulbulli 0.001M NaOH qabu tokko [H3O+] meeqa ta‘a?
3.Bulbulli 0.05M H2SO4 qabu guutummatti yoo diigame, [OH−] barbaadi.
C h e m 2 2 2 Page 67
4.4.2. PH fi POH
- Warshaa keessatti,dhaabbata qoranoo fi hospitaala keessatti asiidumaan bulbula tokko kan ittiin
gabaafamu PH fi POH dhaan.
PH – meetiriin meeshaa bulbula tokko keessa buusuun barreeffama dubbisuun bulbulli sun
bulbula asiidawaa,beezawaa ykn hinbaabsawaa ta‘uu isaa himuu danda‘u dha.
Teempirecheera 250C irratti gatiin PH ―0‖ hanga ―14‖ dha.
PH ‗n negatiivii loogarizimii cunqoo haayidiroojiniin kennama.
1
H
PH = – log[H+] ykn P log
[H ]
• PH fi cunqoon H+ pirooporshinaalummaa fuggisoo qabu.
• PH guddaan cunqoo H+ xiqqoo qaba.- Asiidii dadhabaa dha.
• PH xiqqaan cunqoo H+ guddaa (baay‘ee) qaba.-Asiidii cimaa dha.
Fkn.Bulbulli A fi B‘n PH walduraa duubaan 1 fi 3 yoo qabaatan,bulbulli inni PH = 1 qabu asiidii cimaa dha.Bulbulli inni PH = 3 qabu immoo asiidii dadhabaa dha.
Hub: Bulbulli:
PH   [OH−])
PH > 7 bulbula beezawaa dha. ([H+] < [OH−])
PH = 7 bulbula hinbaabsawaa ta‘uu agarsiisa. ([H+] = [OH−])
POH‘n negatiivii loogarizimii cunqoo haayidirooksaayiiti.
POH = – log[OH−] ykn 1
POH log
[OH
]
Hariiroo KW = [H+][OH−] irraa:
KW = [H+][OH−]-gam-lachuu yoo loogarizimiin baay‘ifame:
log KW = log([H+] [OH−]) ta‘a.
log([H+] + log([OH−]) = log KW – amala loogarizimii log(ab) = log(a) + log(b) log([H+] + log([OH−]) = log KW –gam-lachuu negatiivii tokkoon yoo baay‘ifame.
-log([H+] + (-) log([OH−]) = -log KW ta‘a.Gatiin KW teemprecheera 250C irratti = 1.0×10−14 -log([H+] + (-) log([OH−]) = -log(1.0×10−14)
C h e m 2 2 2 Page 68
PH + POH = 14 ta‘a.
Kanaafuu,PH fi POH bulbula tokkoo hariiroo kanaan PH + POH = 14 waliitti firoomu.
Hub:Bulbulli tokko yoo PH   7 qaba.
PH > 7 qabaate, POH < 7 qaba.
Fkn1.Bulbulli HCl 0.01M qabu,PH fi POH bulbula kana shallagi.
Furmaata:HCl asiidii cimaa waan ta‘eef guutummaan diigama.
HCl H+ + Cl−
0.01 0.01 0.01
PH = – log[H+], PH = -log(0.01) = (-)(-2) = 2.Hub:0.01 = 10−2dha.
PH + POH = 14 , POH = 14 – PH
= 14 – 2
= 12
Fkn2.Dhiigni nama fayyaa tokko yoo [H+] = 4.0×10−8M qabaate, PH fi POH barbaadi. Furmaata: PH = – log[H+]
= -log(4.0×10−8)
= -log(4.0) + (-log(10−8)
= -log(4.0) + 8
= 8 – log(4.0),log4 = 0.6 dha.Gabatee loogarizimii irraa:
= 8 – 0.6
= 7.4
PH + POH = 14 , POH = 14 – 7.6
= 6.6
Fkn3.Bulbulli 0.0001M H+ qabaate,PH fi POH barbaadi.
PH
= – log[H+]
, PH
+
POH = 14
= -log(0.0001)
, POH = 14 – 4
= 4
,POH = 10
Fkn4.Bulbulli 0.005M H2SO4 guutumaan diigamuuf,PH fi POH isaa meeqa?
Furmaata: H2SO4 2H+ + SO42−
0.005 2(0.005)
0.01M
C h e m 2 2 2 Page 69
PH = - log[H+] , PH + POH = 14
= -log(0. 01) , POH = 14 - 2
= 2 = 12
Fkn5.Bulbulli 0.01mooli NaOH 1.0L keessatti bulbulame,PH fi POH meeqa?
[NaOH] 0.01mooli 0.01M
1.0L
POH = -log(OH−) , PH + POH = 14
POH = -log(0.01) , PH = 14 -2
= 2 PH = 12
[OH−] 10−14 10−13 10−12 10−11 10−10 10−9 10−8 10−7 10−6 10−5 10−4 10−3 10−2 10−1 100
[H+] 100 10−1 10−2 10−3 10−4 10−5 10−6 10−7 10−8 10−9 10−10 10−11 10−12 10−13
10−14
PH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
14
POH 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
0
Dabala asiidummaa Hinbaa- Dabala beezummaa
Bawaa
Fakkii: Isikeelii PH agarsiisu
.Gaaffii Shaakalaa
1.Bulbulli asiidii cimaa ta‘e tokko [OH−] 0.0025M yoo qabaate, a.POH shallagi. b.PH c.[H+] shallagi
2.Bulbula loomii [H+] = 0.005M qabuuf PH isaa meeqa?
3.Dhiigni nama yoo PH isaa 7.4 ta‘e,[H+] fi [OH−] isaa shallagi.
4.Bulbulli [OH−] kan NaOH yoo 2.5×10−6 M ta‘e,PH fi POH‘n isaa meeqa?
C h e m 2 2 2 Page 70
5.Gaaffilee armaan gadiitti siif kenname irratti hundaa‘uun bakka duwwaa guuti.
PH POH [H+] [OH−]bulbula asiidii/beezii dha?
a.Bishaan qulqulluu 7 − − − −
b.Oomoo − 4 − − −
c.Buna − − 10−5M − −
d.Cuunfaa loomii − 11.8 − − −
e.Bulbula HCl − − − 10−13M −
f.Bishaan rooba 7.7 − − − −
g.Cuunfaa Burtukaana − − 10−4M − −
h.Goroora 6.7 − − −
4.4.3.Ayooneeffamuu Asiidoota Dadhaboo fi Beezota Dadhaboo
- Asiidotni cimoo fi beezotni cimoon sadarkaa ayooneeffaamuu olaanaa qabu.Faallaa
kanaa,asiidotni fi beezotni dadhaboon sadarkaa gar-tokkeen(muraasan) qofaa ayooneeffamu.Kana jechuun baay‘een isaanii haala molokiyuuliin argamu.
Mee,daddarbaan pirootonii walmadaalinsa asiidii dadhabaa bishaanii keessatti,ciminni asiidii dadhabaa hamma dhaabbataa walmadaalinsaa asiidiitti firooma.
HA(aq) + H O +
H3O (aq) + A (aq)
2
Walmadaalinsa ayooneffamuu yommuu barreeffamu:
K a [H 3O ][ A ] K C [H 2 O] [H 3O ][ A ] ,
[HA][ H 2 O] [HA]
HA- asiidii dadhabaa fi A− konjugeetii beezii dadhabaa
KC [H 2O] [H 3O ][ A ] , Ka [H3O ][ A ] Ka KC [H 2O]yoo ta’e.
[HA] [HA]
Asiidii cimaan Ka guddaa qaba.Sababni isaa,
• Cunqoon [H3O+] fi [A−] kan [HA] ni caala.
• Walmadaalinsi walnyaatinsaa gara firiitti(mirgaattii) jallata.
C h e m 2 2 2 Page 71
• Asiidiin sun harka caalu ykn baay‘inaan diigama(ayoneeffama).
• Bulbula sana keessa molokiyuulotni HA argama xiqqaa dha.
Asiidii dadhabaan Ka xiqqaa qaba.Sababni isaa,
• Cunqoon [HA] kan [H3O+] fi [A−] ni caala.
• Walmadaalinsi walnyaatinsaa gara walnyaattootatti(bitaattii) jallata.
• Asiidiin sun harka muraasan diigama(ayoneeffama).
• Bulbula sana keessa molokiyuulotni HA argama baay‘inaan dha.
Fkn1. Ka –tiriikilooroo aseetiki asiidii = 0.3
Ka –aseetiki-asiidii = 1.0×10−5 yoo ta‘e,isa kamtu asiidii cimaa dha?
Asiidiin Ka guddaa qabu,asiidii cimaa yommuu ta’u,inni Ka xiqqaa qabu immoo asiidii dadhabaa dha.Kanaafuu, tiriikilooroo aseetiki asiidii cimaa dha.
Walumaagalatti,teempirecheera murtaa‘aa irratti ciminni asiidii yaadaanii HA ta‘e kan safaramu hamma Ka irraati.Yeroo baay‘ee asiidoota dadhaboo qofaan hamma dhaabbataa Ka waliin walitti firoomu.
Asiidii Foormulaa Ka
Aseetiki asiidii CH3COOH 1.8 x10─8
Beenzoyiki asiidii C6H5COOH 6.3 x10─5
Foormiki asiidii HCOOH 1.7 x10─4
Hayidiroosaanaayidi asiidii HCN 4.9 x10─10
Hayidiroofilooriki asiidii HF 6.8 x10─4
Gabatee hamma Ka asiidota pirootoni tokkee teempirecheera 250C irratti mul‘isu .Gaaffii
1.Asiidootni yaadaanii A,B,C fi D tiif gatiin dhaabbata diigamuu asiidii(Ka) isaanii wal-duraa duubaan 1×10−6,1.8×10−5,1.2×10−2 fi 7.5×10−3 yoo ta‘e tartiibni cimina asiidotaa sirriin isa kami?
- Dhaabbatni diigamuu asiidii(Ka) karaa PKa ibsamuu ni danda‘a.
PKa = − logKa
- Hariiroo PKa fi Ka gidduu jiru hariiroo fuggisooti.Kunis,
Hub: Hariiroon PH fi PKa gidduu hariiroo kallattiiti. Hariiroon Ka fi [H+] gidduu hariiroo kallaattiiti.
Hub:Haalli asiidii dadhabaan hojjetu beeziidhaaf ni hojjeta.
C h e m 2 2 2 Page 72
Leenjifamtootaa! Mee waa’ee,beezotas,mata duree armaan dura barattan irra deebi’aa dubbisaa!Haaluma wallfakkaatuun asiidota pirootonii tokkee,lamee fi sadee maal akka koorsi Keemistirii bu’uuaa II(chem 102) irraa debbisa!
Shallaga PH fi Ka fi Kb Asiidii Dadhabaa fi Beezii Dadhabaa
Tarkaanfiilee dhaabbataa ayoneeffamuu asiidii dadhabaa itti barbaadamu, tarkaanfileen ittiin Ka barbaadamu,tarkaanfilee ittiin dhaabbataan walmadaalinsa cunqoo molarawaa(KC) waliin walfakkaata.
1.wantoota PH miidhan addaan baasuu(cunqoo kennameef hin kennamne addaan baasuu).
2.madaaltoo walnyaatinsa asiidii dadhabaa barreessuu.
3.cunqoo jalqaba kenname barreessuu.
4.jijjiirama cunqoo barreessuu(jijjiiramaa fayyadamuun).
5.madaala cunqoo barreessuu.
6.hima Ka barreessuu(seera gocha hangaa) fayyadamuun.
7.gatii jijjiiramaa barbaadu.Kunis,haala lama ta‘a.
a.Yoo yaadaan(assumption) kan dhugaa ta‘u yoo % ayoneeffamuu < 5% ta‘e dha.
b.Yoo % ayoneeffamuu > 5% ta‘e,hima herrega kuwaadiratikii fayyadamuun jijjiiramaaf
barbaadu.
Fkn.Asiidii dadhabaan nikootini asiidii jedhamu 0.10moolii yoo meeshaa 1L ta‘etti naqameef dhaabbatni ayoneeffamuu asiidii 1.5×10−5 qabaateef [H+] fi PH asiidii kana shallagi.
Furmaata:[HNic] = 0.10moolii/1L = 0.10M ta‘a‘a. Hub:HNic asiidii yaadaniiti.
HNic(aq) H+(aq) + Nic(aq)
[ ] jalqabaa: 0.10 0.0 0.0
[ ]jijjiiramaa: − x +x +x
[ ] madaalaa: 0.10 – x x x
Ka [H ][ Nic ] Ka (x)(x) mee yaadaan 0.10 – x ≈ 0.10 haa jennu.
[HNic] (0.10 x)
K (x)(x) x 2 0.10xK 0.10×1.4×105 1.18×103 M
a a
(0.10)
C h e m 2 2 2 Page 73
%ayooneessuu [madaalaa] x100% %ayooneessuu 1.18×103 M x100% 1.18% 5%
[jalqabaa] (0.10M )
.Kanaafuu,yaadni 0.10 – x ≈ 0.10 jedhu ni hojjeta.
x = [H+]madaalaa = 1.18×10−3M
PH = −log([H+] , pH + POH = 14
= −log(1.18×10−3) ,POH = 14 – 2.93
= 2.93 , = 11.07
Fkn2.Teempirecheera 250C irratti,Ka = 7.1×10−4 kan 0.5M HF yoo ta‘e,[H+] fi PH barbaadi.
Furmaata:
HF(aq) H+(aq) + F(aq)
[ ]jalqabaa: 0.5 0.0 0.0
[ ]jijjiiramaa: − x +x +x
[ ]madaalaa : 0.5 – x x x
Ka [H ][ F ] K a (x)(x)
(0.5 x)
[HF ]
Mee 0.5 – x ≈ 0.5 haa jennu.
K (x)(x) x 2 K x0.5
a a
(0.5) x 2 = 3.55×10 −4 x = 0.019M
%ayooneessuu [madaalaa] x100%,%ayooneessuu 0.019M x100% 3.8% 5%
[jalqabaa]
(0.5M )
Kanaafuu,yaadni 0.50 – x ≈ 0.5 jedhu ni hojjeta.
Madaala irratti = x = [H+] = 0.019M dha.
PH = − log([[H+]) , PH + POH = 14
= −log(0.019) , POH = 14 – 1.72
= 1.72 , = 12.28
Fkn3.Teempirecheera 250C irratti,Ka = 7.1×10−4 kan 0.05M HF yoo ta‘e,[H+] fi PH barbaadi.
Furmaata:
C h e m 2 2 2 Page 74
HF(aq) H+(aq) + F(aq)
[ ]jalqabaa: 0.05 0.0 0.0
[ ]jijjiiramaa: − x +x +x
[ ]madaalaa : 0.05 – x x x
Ka [H ][ F ] K a (x)(x)
(0.05 x)
[HF ]
Mee 0.05 – x ≈ 0.05 haa jennu.
K a (x)(x) x 2 K a x0.05
(0.05)
x2 = 7.1×10−4 x0.05 x = 6.0×10−3M
%ayoneessuu [madaalaa] x100%,%ayoneessuu 6.0×103 M x100% 12% 5%
jalqabaa
Kanaafuu,yaadni 0.05 – x ≈ 0.05 jedhu hin hojjetu.
Ka [H ][ F ] K a (x)(x) irraa
[HF ] (0.05 x)
x2 = Ka(0.05 – x)
x2= 7.1×10−4(0.05 – x)
x2= 3.55×10−5 – 7.1×10−4x
x2 + 7.1×10−4x −3.55×10−5 = 0,a = 1,b = 7.1×10−4,c = −3.55×10−5
x b b2 4ac 2a
x 7.1×104 (7.1×104 ) 2 4x1x(3.55104 x) 2×1
x 7.1×104 1.425×104
2×1
x 7.0×104 0.012 2
x 7.0×104 0.012 ykn x 7.0×104 0.012
2 2
C h e m 2 2 2 Page 75
Cunqoon negativiin hin danda‘amu. x 7.0×104 0.012 5.65×103 M
2
[HF] madaalaa = 0.05 – x , [H+]madaalaa = x = 5.65×10−3M
= 0.05 – 5.65×10−3 , PH = −log([H+])
= 0.0444M, = −log(5.65×10−3)
= 3 – log(5.65),Hub:log(5.65) = 0.752 dha.
= 2.25
PH + POH = 14
POH = 14 – 2.25
= 11.75
Fkn4.Persentiin ayoneessuu aseetiki asiidii bulbula 0.01M yoo 4.2% ta‘e,Ka isaa barbaadi.
Furmaata:
%ayooneessuu [madaalaa][jalqabaa] x100%,[mad] %ayooneessuux[jalqab aa]
= 4.2% x0.01
= 4.2x10−4M
CH COOH(aq) CH COO(aq) + H+(aq)
3 3
[ ]jalqabaa : 0.01 0.00 0.00
[ ]jijjiiramaa : − x +x +x
[ ]madaalaa : 0.01 – x x x
Hub: cunqoo madaalinsaa(x) = 4.2×10−4M Kanaafuu,madaalinsa irratti cunqoon CH3COO− fi H+ walqixa. [CH3COOH]madaala = 0.01 – x
= 0.01M – 4.2×10−4M
= 9.58×10−3M
Ka [CH 3COO ][ H ] K a (4.2×104 )(4.2×104 ) 1.84×105
[CH 3COOH ] (9.58×103 M )
.Gaaffii Shaakalaa
1.Perseentiin ayoneessuu butaanoyiki asiidii(CH3CH2CH2COOH) bulbula 0.01M yoo 3.9% ta‘e,Ka barbaadi.
C h e m 2 2 2 Page 76
2.Bulbulli 0.10M asiidii dadhabaa pirootonii tokkee ta‘e tokko perseentii ayoneessuu 10% yoo qabaate,Ka meeqa?
A.0.9×10−2 B.1.5×10−2 C.1.1×10−2 D.1.0×10−1
3.Bulbula asiidii dadhabaa HX 0.200M qabu tokko 9.4% tiin yoo diigame,odeeffannoo kanatti fayyadamuun, [H+],[X−] fi Ka shallagi.
4.PH bulbula asiidii 0.25M haayipokiloorasii(HOCl) yoo 4.03 ta‘e,Ka isaa meeqa?
PH fi Dhaabbataa ayoneessuu Beezii shallaguu
- Daddarbaan pirootonii walmadaalinsa beezii dadhabaa bishaanii keessatti,ciminni beezii dadhabaa hamma dhaabbataa walmadaalinsaa beezii firooma.Kana jechuun wantootni bishaan waliin yommuu walnyaatinsa raawwatan,bishaan pirootonii gadi lakkisuun asiidii konjugeetii
isaa ta‘ee fi beezii OH─ uuma.
+
B(aq) + H O(l)
HB (aq) + OH (aq)
2
Walmadaalinsa ayooneffamuu yommuu barreeffamu:
K c [HB ][OH ] K c [H 2 O] [HB ][OH ] ,
[B][ H 2 O] [B]
B- beezii dadhabaa ,HB+ − konjugeetii asiidii dadhabaa
KC [H 2O] [HB ][OH ] , Kb [HB ][OH ] Kb KC [H 2O]yoo ta’e.
[B]
[B]
Beeziii cimaan Kb guddaa qaba.Sababni isaa,
- Cunqoon [HB+] fi [OH−] kan [B] ni caala.
- Walmadaalinsi walnyaatinsaa gara firiitti(mirgaattii) jallata.
- Beeziin sun harka caalu ykn baay‘inaan diigama(ayoneeffama).
- Bulbula sana keessa molokiyuulotni B argama xiqqaa dha.
Beezii dadhabaan Kb xiqqaa qaba.Sababni isaa,
- Cunqoon [B] kan [HB+] fi [OH−] ni caala.
- Walmadaalinsi walnyaatinsaa gara walnyaattootatti(bitaattii) jallata.
- Beeziin sun harka muraasan diigama(ayoneeffama).
PKb = −logKb
PKb fi Kb hariiroo fuggisoo qabu.
PKb guddaan Kb xiqqaa dha.Beezii dadhabaa dha.
C h e m 2 2 2 Page 77
PKb xiqqaab Kb guddaa dha.Beezii cimaa dha.
Beezii Foormulaa Kb
Amooniyaa NH3 1.8 x10─5
Aniliinii C6H5NH2 4.2 x10─10
Ethylaminii C2H5NH2 4.7 x10─4
Haayidirizinii N2H4 1.7 x10─6
Haayidirooxyilaminii NH2OH 1.1 x10─8
Mitaayilaminii CH3NH2 4.4 x10─4
Piyiridinii C5H5N 1.7 x10─9
Yuuriyaa NH2CONH2 1.5 x10─4
Gabatee hamma Kb beezota beekamoo tokko tokko teempirecheera 250C irratti mul‘isu
Fkn1.NH3‘n Kb = 1.8×10−5,PKb = 4.74
Piyiridinii (C5H5N) ,Kb = 1.9×10−9,PKb = 8.72
CO32−,Kb = 1.8×10−4,PKb = 3.74,
Fkn2.Mitaayili amaayinii(CH3NH2) akka armaan gadiitti Kb isaa barreefama.
CH3NH2(aq) + H2O(l) CH NH +(aq) + OH(aq)
3 2
K [CH3NH3][OH]
b [CH 3 NH 2 ]
Fkn3.Bulbulli 0.4M yoo Kb isaa 1.8×10−5M ta‘e,PH isaa meeqa?
Furmaata:Yommuu NH3 bishaan keessatti diigamu
NH3(aq) + H2O(l) NH4+(aq) + OH(aq)
[ ]jalqabaa: 0.4 0.0 0.0
[ ]jijjiiramaa : −x +x +x
[ ]madaalaa: 0.4 –x x x
Kb [NH 4 ][OH ] Kb (x)(x)
[NH 3 ] 0.40 x
Mee yaadaan 0.40 – x ≈ 0.4 haa jennu.
x2 = 0.4xKb
x = 0.4 x1.8×10−5
x = 7.2×10−6
x = 2.7×10−3
C h e m 2 2 2 Page 78
% ayoneessuu = 2.7×10−3M/0.4M x100% = 0.68% < 5%
Kanaafuu,yaadni 0.40 – x ≈ 0.4 sirrii dha.
x = [NH4+]madaalaa = [OH−] = 2.7×10−3 M POH = −log([OH−])
= −log(2.7×10−3)
= 2.57
POH + PH = 14,
PH = 14 – 2.57
= 11.43
Fkn4.Amooniyaan bulbula 0.10M fi PH = 11.5 qabuuf,Kb isaa shallagi.
Furmaata: PH = −log([H+])
−11.5 = log([H+])
[H+] = 10−11.5 = 3.16×10−12
NH3(aq) + H2O(l) NH4+(aq) + OH(aq)
[ ]jalqabaa : 0.1 0.0 0.0
[ ]jijjiiramaa : −x +x +x
[ ]madaalaa : 0.1 – x x x
Madaalinsa irratti,[NH4 +] = [OH−] = x dha.Garuu,cunqoon hariiroo KW = [H+][OH−] irraa
argama.
[OH ] 1×1014 3.16×103 M
3.16×1012
Kb [NH 4 ][OH ] Kb (3.16x102 )(3.16x102 )
[NH 3 ] 0.10 x
0.10- x ≈ 0.1 waan ta‘eef,
Kb (3.16×102)(3.16×102)9.99×105
0.10
.Gaaffii Shaakalaa
1.Bulbulli beezii dadhabaa meetalamaayinii(CH3NH2) yoo 1.0×10−3M ta‘eef,Kb isaa 4.4×10−4 qabuuf
a.[OH−] ,POH barbaadi.
C h e m 2 2 2 Page 79
b.[H+],PH barbaadi.
c.Parseentii ayoneessuu barbaadi.
2.Beezii dadhabaan piridiniin 0.2mool meeshaa 1.0L qabatutti yoo naqame,cunqoo OH− madaalaa irrattii barbaadi.Kb = 1.5×10−9
3.Gatiin PH amooniyaa 11.5 yoo ta‘eef,Kb = 1.8×10−5 qabu,cunqoon jalqaba amooniyaa meeqa ta‘a?
4.5.Taatee Ayoonii Waleenii(Common ion effect)
- Ayoonii waleenii jechuun,ayoonii bakka lameen ykn isaa ol foormulaa keemikaalaa keessatti argamu dha.
Fkn. 1. CH3COOH ⇌ CH3COO─ + H+ fi CH3COONa CH3COO─ + Na+
dhaaf ayoonii waleenii CH3COO─.
Fkn2. NH4OH ⇌ NH4 + + OH─ fi NH4ClNH4 + + Cl─ ayooniin waleenii NH4 + dha.
- Taateen ayoonii waleenii jechuun ayooniin walmadaalinsa irra jiru,yommuu dhaabbataa ayooniin bulbula kan kallattii jijjiiru dha.
Fkn1.aseetiki asiidiin,asiidii dadhabaa dha.
CH3COOH(aq) + H2O(l) CH3COO(aq) + H3O+(aq)
Madaalaa kana irratti,osoo elektiroolayitii cimaa kanneen akka HCl itti daballee
HCl H+ + Cl− kenna.Kunis,yommuu wal- madaalinsaa itti dabalamu cunqoon H3O+ inni karaa mirgaa ni dabala.Akka seera Lichaatileeritti,cunqoo H+ ykn H3O+ madaala keemikaalaa itti dabaluun kallattii madaalaa gara harka bitaatti jallisa.Haallii kun,akka asiidii dadhabaan CH3COOH hin diigamneef dhorka(ittisa) jechuu dha.
Asiidii dadabaa fi beezii dadhabaa sadarkaa ayoona‘uu xiqqaa qabanuu irratti elektiroolaayitii cimaa ayoonii walee qabu dabaluun, ayoona‘uu asiidii akkasumas ayoona‘uu beezii ni hir‘isa. Taateen kun taatee ayooni walee jedhama
Sababa Taatee waleeniin qabxiin walmadaalinsa asiidii dadhabaa fi beezii dadhabaa ni jijjirama.
Ayoonii waleenii kaataayonii ykn anaayonii ta‘uu ni danda‘a.
Elektiroolaayitii cimaan yommuu elektiroolaayitii dadhabaatti dabalamu, cunqoon ayoonii waleenii kan isa elektiroolaayitii cimaa ta‘a(kan isa cimaa fudhata).
Faayida Taatee Ayoonii Waleenii
C h e m 2 2 2 Page 80
Dhiiga namaa keessatti,cunqoo [H+] tasgabbeessuuf(to adjusting [H+] in human blood).
Hinbaabsummaa biyyee keessatti.(Responsible for soil neutrality).
Asiidummaa bishaanii(lageen) roobaan akka hin miidhamneef(carbonates influence soil PH & prevent acidification of lakes by acidic rain).
Bishaan gara jabbeesa laaffisuu(for softening of water i.e. substance are purified by ppt unwanted ions).
Labooratorii keessatti PH bulbuloota hedduu eeguuf(in laboratory,to maintain the PH of many reactions).
Dhugaatiwwan kanneen akka waayinii fi kkf dhandhama gaarii akka godhatuuf(how the weak acid in wine & vinger influence the delicate taste).
Shallaga PH Taatee Ayoonii Waleenii
PH bulbula kana shallaguuf:
Ayoonii waleenii qabaachuu fi
Walnyaatinsi jalqaba sadarkaa madaalinsaa irra jiraachuuf irratti hundaa‘a.
HX(aq) H+(aq) + X(aq)
asiidii konj.beezii
K [H][X]K x[HX][H][X]
a [HX ] a
K a x[HX ] K a x[HX ]
[H ] [H ] log
[ X ] [ X ]
[HX ] [HX ]
log([H ]) log K a x log([H ]) log K a log
[ X [ X
] ]
Gam-lachuu negatiivii tokkeen baay‘isuun
[HX ]
log([H ]) log K a log x 1
[ X
]
[HX ]
log([H ]) log K a log
[ X
]
C h e m 2 2 2 Page 81
log[H+] = logKa + log [X
[HX]
PKa
PH = PKa + log [X
[HX]
-Walqixattoo Handersoon Haseenbeelch jedhama.
Fkn1.PH‘n 0.20M aseetikii asiidii kan 0.5M soodiyemii asiitetii keessa jiru meeqa? (Ka = 1.8×10−5)
Furmaata: Soodiyeemi asiitetiin elektiroolaayitii cimaa waan ta‘eef guutummaan diigama.
CH3COONa CH3COO− + Na+
0.5 M 0.5M 0.5M CH3COONa irraa argame.
CH3COOH(aq) + H2O(l) CH COO(a + H O+(aq)
3 3
[ ]jalqabaa: 0.2 0.5 0.0
[ ]jijjiiramaa: −x +x +x
[ ]madaalaa: 0.2 –x 0.5 +x x
K a [CH 3COO ][ H 3O ] K a (0.5 x)(x) ,
[CH 3COOH ] (0.2 x)
Mee 0.5+ x ≈ 0.5 fi 0.2 –x ≈ 0.2 haa jennu.
K a (0.5)(x)x2xKa2×1.8×105M7.2×106M
(0.2) 5 5
%ayoneessuu 7.2×106 M x100% 3.6×103% 5%. Kunis baay‘ee xiqqaa dha. 0.2M
Kanaafuu, 0.5+ x ≈ 0.5 fi 0.2 –x ≈ 0.2 jedhu sirrii dha.
x= [H3O+]madaalaa = [CH3COO−]madaalaa = 7.2×10−6M dha.
PH = −log(7.2×10−6)
PH = 5.14
POH = 14 – 5.14
POH = 8.96
Fkn2.Bulbulli 0.1M HCl fi 0.2M HF yoo qabaate,PH bulbula kanaa barbaadi.(Ka,HF = 6.8×10−4) Furmaata:HF fi HCl ayoonii waleenii H+ qabu.
HCl‘n guutumatti waan ayoneeffamuuf,
C h e m 2 2 2 Page 82
HCl H+ + Cl−
0.1 0.1 0.1 HCl irraa argame.
HF(aq) +
H ) + F (aq)
[ ]jalqabaa: 0.2 0.1 0.0
[ ]jijjiiramaa: −x +x +x
[ ]madaalaa: 0.2− x 0.1 + x x
K a [H ][ F ] K a (0.1 x)(x) .Mee 0.2 –x ≈ 0.2 fi 0.1+ x ≈0.1 haa jennu.
[HF ] (0.2 x)
K a (0.1)(x) 0.2xKa (0.1)(x) x 2×6.8×104 1.36×103 M =[F−]madaalaa.
(0.2)
% ayooneessuu = 1.36×10 M x100% 0.68% 5% waan ta‘eef,yaadni 0.2 –x ≈ 0.2 fi 0.1+ x
0.2M3
≈0.1 jedhu sirrii dha.
x= [F−]madaala = 1.36×10−3M
Madaala irratti = [H+] = 0.1+1.36×10−3 ≈ 0.1
PH = −log(0.1)
PH = 1
POH = 13
Fkn3.Dabalamuu 1.0M NH4Cl cunqinni -OH bulbula 0.1 M NH4OH hammamiin hir‘isa? Kb = 1.76 x 10-5
Furmaata:
NH4OH NH4+ + OH
[ ]jalq. 0.1 0 0
[ ]jijji -x +x +x
[ ] mada 0.1-x x x
Kb = [ NH 4 +] [ -OH] ,utuu 0.1- x ≈ 0.1 ta‘ee,
[NH4OH]
1.76 x 10-5 x 10-1 = x2 x = 1.76×103 M
x = 1.33×10─3M.
x= [-OH]madaalinsa = 1.33 x 10-3M osoo NH4Cl hin dabalin
C h e m 2 2 2 Page 83
Dabalamuu NH4Cl booda immoo
Ayoonii waleeniiti
NH OH NH + + OH- , NH Cl NH + + Cl-
4 4 4 4
[ ]madaa 0.1 – x x x 1 1 1
Kb = NH 4 OH = 1 x
NH 4 OH 0.1 x
Waan Kb baay‘ee xiqqaa ta‘ef x+1≈ 1 fi 0.1– x ≈ 0.1 ta‘a
Kb = (1)(x) Kb x0.1 x 1.7×105 x0.1
0.1
x = 1.76 x 10-6 M = [ OH─]madaalinsa
Reeshoo OH─ dabalamuu NH4Cl duraa fi booda yoo ilaalle 1.33 x 10-3 = 750
1.76 x 10-6
Kun jechuun ayoona‘uun NH4OH dabalamuu ayoonii Walee duraa jiruu dacha 750n ayoona‘u NH4OH erga ayooniin walee dabalame caala jechuudha.
Gocha.
1.PH‘n bulbula 0.25M beenzooyiki asiidii(C6H5COOH) fi 0.15M soodiyeemi beenzoyeetii(C6H5COONa) meeqa?(P Ka C6H5COOH = 4.19)
4.6.Bulbula Bafarii
Hiika:
Bulbula bafarii jechuun bulbula dabalama asiidii xiqqoo ykn beezii xiqqoo keessatti kan jijjiirama PH bulbula sanaa mormu jechuu dha.Kana jechuun, bulbulli bafarii jijjirama PH sababi dabalamuu asiidiitiin ykn beeziitiin dhufuu malu kan dandamatuudha.
Bubulli Bafarii, bulbula asiidii dadhabaa fi ashaboo isaa irraa ykn beezii dadhabaa fi ashaboo
isaa irraa qophaa‘udha.Kanaafuu, bulbulli bafarii asiidii dadhabaa fi koonjugeetii beezii isaati ykn beezii dadhabaa fi konjugeet asiidii isaa ti. Karaa biraatiin bulbulli ashaboo asiidii dadhabaa fi beezii dadhabaa irraa dhaalame akka bulbula bafariitti ni tajaajila.
Fkn. NH4OH/NH4Cl HCN/KCN
HCOOH/HCOONa H2CO3/(NH4)2CO3
C h e m 2 2 2 Page 84
NH4OH/NH4NO3 H2CO3/NaHCO3 fi kkf bulbula bafarii ni ta‘u.
Bulbulli bafarii asiidii cimaa fi ashaaboo isaa ykn beezii cimaa fi ashaboo isaa irraa hin
qophaa‘u.
Fkn. HCl/NaCl ,NaOH/NaCl ,NaOH/CH3COONa fi kkf bulbula bafarii hin ta‘an. .Gaaffii
Bulbulli bafarii 2NH3:1HCl irraa qophaa‘uu ni danda‘a.Garuu,1NH3:1HCl irraa qophaa‘uu hin danda‘u.Maaliif jettee yaadda!
Adeemsi bulbula bafarii akkamitti akka hojii irra oolu hubachuuf bulbula asiidii dadhabaa fudhachuun ilaali.
-Bulbulli bafarii asiidii dadhabaa fi ashaboo isaanii irraa ykn beezii dadhabaa fi ashaboo beezii dadhabaa irraa dhaalama of keessaa qaba ( bulbulli ashaboo asiidii dadhabaa fi beezii dadhabaa irra dhaalaman akka bulbula bafariitti ni tajaajilu).Bulbulli bafarii ayoonota gartuu asiisii fi beezii irraa dhaalaman madaalinsa irratti qaba.Taatee bulbula kana hubachuuf,mee bulbula bafarii hamma wallqixa asiidii dadhbaa HA fi konjugeetii isaa A─ qabu fudhu.Yommuu bulbula bafarii kanatti asiidii cimaan dabalamu,konjugeetii beeziin bulbula bafarii ,A─ ayoonii H+ asiidii cimaa sana waliin walnyaatinsa raawwata.
H+(aq) + A─(aq) HA(aq).
Karaa biraa,beezii cimaan bulbula bafariitti yommuu dabalamu,asiidii dadhabaan, HA (konjugeetii asiidiin bulbula bafarii sanaa) hayidirooksaayidii beezii waliin walnyaatisa raawwata.
OH─(aq) + HA(aq) H2O(l) + A─(aq)
Kanaafuu,bulbulli bafarii jijjiirama PH kan mormu,dandeettii ayoonii H+ asiidii fi OH─ beezii
waliin walnyaatinsa raawwachuu kanaan dha.
Fkn. CH3COOH
CH3COOH CH3COO + H+
Asiidiin cimaa tahe kan biroo bulbula asiidii dadhaboo kanatti yoo dabalamu, asiidiin cimaan kun haalan diigamee ayoonii H+ kenna. Ayooniin kun ayooniii CH3COO─ muraasa bulbula keessa jiruu wajjin walnyaatinsa eegala.Yeroo kana walqixxaattoon walmadaalinsa dura ture gara bitaatti siqa.Adeemsi kun cunqina H+ bulbula keessa jiru irratti jijjirama fida.
Fkn. CH3COOH + HCl CH3COO + H + Cl
Walnyaatinsa kana keessatti, yommuu HCl‘n itti dabalamu:
C h e m 2 2 2 Page 85
[H+] ni dabala. [H+] Diigamuu CH3COOH + Diigamuu HCl irraa argamu
[H+] kan CH3COO─ ni caala. Kana jechuun cunqinni H+ bulbula keessa jiru cunqina CH3COO-
bulbula keessa jiru ni caala jechuudha.Kun immoo sababi dabalamuu H+tiin PH n bulbulicha akka hir‘isu taasisa.kana jechuun bulbulichi adeemsa bafarii irraa bilisa ta‘u agarsiisa.
Jijjirama PH sababa dabalamuu asiidii ykn beeziitiin dhufu hambisuuf ashaboo bulbulamaa asiidii dadhabaa ykn ashaboo bulbulamaa beezii dadhabaa dabaluun barbaachisaadha.
Fkn Asiidii Dadhaba CH3COOH irratti ashaboo CH3COONa dabaluun jijjirama PH asiidii CH3COOH sababii dabalu asiidii ykn beezii birootiin dhufu hambisuun ni danda‘ama.Akkasumas Beezii dadhabaa NH4OH irratti NH4Cl dabaluun jijjirama PH sababi dabalamuu beezii ykn asiidii birootin dhufu xiqqeessuun ni danda‘ama. Adeemsi akkana kun gochaa bulbula bafarii jedhama.
Gosoota Bulbula Bafarii
a.Makaa asiidii dadhabaa fi ashaboo isaa(bafarii asiidii)
Fkn. CH3COOH/CH3COONa HCOOH/HCOONa
H2CO3/Na2CO3 HF/NaF fi kkf
b. Makaa Beezii dadhabaa fi ashaboo isaa (Bafarii beezii)
NH4OH/NH4Cl NH3/(NH4)2SO4
NH4OH/NH4NO3 Mg(OH)2/MgCO3 fi kkf
c.Bulbula ashaboo asiidii dadhabaa fi beezii dadhabaa irraa dhaalame
Fkn CH3COONH4,NH4F,MgS fi kkf
Shallaggi PH bulbula bafarii.
a.Shallaga PH Makaa asiidii dadhabaa fi ashaboo isaanii(Bafarii asiidawaa)
Fkn CH3COOH/CH3COONa
CH COOH CH COO + H+ ,CH COONa CH COO + Na+
3 3 3 3
Elektiroolaayitii cimaa dha
CH3COO─ ayoonii waleenii
Ka = CH 3COO H
CH 3COOH
CH 3COO H = Ka CH 3COOH
CH 3COO H CH 3COOH
CH 3COO = Ka CH 3COO
H = Ka CH 3COOH
CH 3COO
C h e m 2 2 2 Page 86
Mee CH 3COOH ―Ca‖ dhaan bakka haabufnu(kuufama asiidii jechuudha) fi CH 3COO
immoo ―Cb‖ dhaan bakka habuufnu( kuufama konjugeetii beezii ykn ayoonii ashaboo irraa
argame jechuu keenya).
H = Ka. Ca
Cb
+ Ca
─log [H ] = Ka.
Cb
Ca
-log H = -Log Ka.
Cb
PH = Ca
PKa – log
Cb
H Ka cb
ykn, P P log
ca
Fkn1.Bulbula Bafarii 0.1M CH3OOH fi 0.1M CH3COONa irraa dhaalameef PH shallagi.
(Ka = 1.8x 10-5).
H = -log H H Ka cb
FurmaataP ykn, P P log
ca
H =? H 5 0.1M
P log(1.8.x10 ) log
CH 3COO H 0.1M
Ka = = (0.1 x)(x) P H = 5-log1.8 + log(1)
CH 3COOH 0.1 x
1.8×10-5 = (0.1 x)(x) PH = 4.7 + 0
0.1 x
Garuu 0.1+ x 0.1 PH = 4.74
0.1-x 0.1 POH = 9.26
Kanaafuu 1.8×10-5 = 0.1x
0.1
0.1×1.8×10-5 = 0.1x
x = 1.8×10-5 = H
PH = -log1.8×10-5
PH = 5- log1.8
PH = 5-0.26
PH = 4.74 fi POH = 9.26
Fkn2.Bulbula bafarii 0.10M CH3COOH fi 0.20M CH3COOH qabeen 75ml ta‘e irraa qophaa‘e
tokkoof,yommuu 0.10M HCl‘n fi qabeen 7.5ml itti dabalamu PH bulbula bafarii kanaa
shallagi.(Ka = 1.7×10─5)
Furmaata: Yommuu HCl‘n bulbula bafarii kanatti dabalamu,cunqoon H+ ni dabala.Kunis,
C h e m 2 2 2 Page 87
HCl H+ + Cl─. H+ ‗n HCl irraa bahe,CH3COO─ irraad dhufe waliin walnyaatinsa raawwata.
H+ + CH3COO─ CH3COOH kenna.Kana jechuun,hamma cunqoon H+ itti dabalameen
cunqoon CH3COOH yommuu dabalu,cunqoon CH3COO─ immo bulbula bafarii keessaa ni hir‘ata.Kanaafuu,bulbula ayoonota bulbula bafarii keessatti argaman jalqaba shallaguun gaarii dha.
[HCl] = [H+], [HCl] = mooliiHClQabee(l) moolii HCl = [HCl]x Qabee(l)
= 9.5×103 Lx0.1moolHCl = 9.5×10─3moolii = 0.00095moolHCl = 0.00095moolii H+ 1LHCl
Moolii bulbula bafarii jalqaba osoo HCl itti hin dabalamiin barbaaduu.
Moolii CH3COONa ykn CH3COO─ = 0.075L x 0.2mol/L = 0.015mool
Moolii CH3COOH = 0.075L x0.1mool/L = 0.0075mool
Walnyaatinsa kana keessatti (erga HCl) bulbula bafariitti dabalamee,H+ 0.00095 mooliin,ayoonii CH3COO─ waliin walnyaatinsa yommuu raawwatu,CH3COOH immoo ni
uumama.Kanaafuu,walnyaatinsaa booda:
Moolii CH3COOH = moolii CH3COOH jalqabaa + moolii H+ dabalame
= 0.0075mool + 0.00095mooli = 0.0085mool
Moolii CH3COO─ = moolii CH3COO─ jalqabaa – moolii H+ itti dabalame
= 0.015mooli – 0.00095mooli = 0.014mooli
- Qabeen waliigalaa bulbula bafarii sana 75ml+ 9.5ml = 84.5ml = 0.0845L
[CH3COOH] = 0.0085moolii = 0.10M fi [CH3COO─] = 0.014moolii = 0.16M
0.0845L 0.0845L
H Ka cb
P P log
ca ca = 0.10M ,cb = 0.16M
H 5 0.16M
P log(1.7×10 ) log
0.10M
PH = 4.96 fi POH = 9.04
b.Shallaga PH Makaa beezii dadhabaa fi ashaboo isaanii
C h e m 2 2 2 Page 88
Fkn NH4OH / NH4Cl
NH4OH NH4+ + OH- , NH4Cl NH4+ + Cl-
Kb = NH 4 OH
NH 4OH
NH 4 OH = Kb NH 4OH
NH 4 OH = Kb NH 4 OH OH = Kb NH 4 OH
NH 4 NH 4
NH 4
Mee NH 4 OH Cb dhaan bakka haabufnu(kuufama beezii jechuudha) fi NH 4 immoo Cs
dhaan bakka haabuufnu( kuufama ashaboo) jechuu keenya.
[NH 4 OH
log[OH ] Kb
[NH 4 ]
-log OH = -log [NH 4OH ]
Kbx
[NH ]
4
NH 4 OH
-log OH = -log Kb NH 4
OH Cb
P = -log Kb log yommuu,ca‘n cunqoo konjugeetii asiidii fi cb‘n cunqoo beezii ta‘e
ca
OH Kb Cb OH Kb ca
P = P - log ykn.P P log
Ca cb
PH + POH = 14
C b
PH = 14 – PKb + log
Ca
Fkn1.Bulbula bafarii 0.2MNH4OH fi 0.1M NH4Cl qabu irraa uumame tokkoof,PH isaa shallagi.(Kb = 1.8×10─5)
Furmaata:
C h e m 2 2 2 Page 89
NH4OH NH4+ + OH, NH Cl NH + + Cl
4 4
[ ]mad 0.2 0.1 x
P OH P Kb log ca
cb
P OH log(1.8×10 5 ) log 0.2M
0.1M
POH = 4.74+.0.301 POH = 5.04 PH = 14-5.04 PH = 8.96 Dandeetti Bafarii(Buffer Capacity)
P OH 5 log(1.8) log 2
Dandeettii bulbula bafarii jechuun,hamma asiidii ykn beezii waliin bulbulli bafarii osoo jijjiirama PH hin taasisiin walnyaatinsa raawwatu dha.Dandeettiin bulbula bafarii kunis,hamma asiidii fi konjugeetii beezii bulbula bafarii keessatti argaman irratti hundaa‘a.
Dandeetti bulbula bafarii ifa gochuuf mee gaaffii armaan gadii haa ilaallu.
Fkn.Bulbula Bafarii 0.1M CH3OOH fi 0.1M CH3COONa irraa dhaalamee PHn isaa yoo shallagamu 4.74 ta‘a.Deebii gaaffii kanaa irra deebi’uun mirkaneessi!
Mee bulbula bafarii kenname kana irratti hundaa‘un jijjirama PH sababa dabalamuu bulbulamoota armaan gadiitiin dhufu barbaadi.
0.01HCl
0.01NaOH
Furmaata(a)
Dabalamuu 0.01MHCl booda kuufamni asiidii bulbulli bafarii sababa ayoonii waleniin, [CH3COOH] = Cunqoo CH3COOH jalqabaa + cunqoo H+ dabalame
= 0.1 + 0.01 = 0.11= Ca ta‘a
Dabalamuu 0.01MHCl booda kuufamni ashaboo(CH3COO─) irraa hamma HCl‘n dabalameen ni hir‘ata.Sababa taatee ayoonii waleen ilaali!
CH3COO─ = Cunqoo CH3COO─ jalqabaa – cunqoo H+ itti dabalame
= 0.1-0.01 = 0.09 = Cb ta‘a PH = Pka – log CaCb
C h e m 2 2 2 Page 90
H 0.11
P = 4.74 – log
0.09
PH = 4.65
Kanaafuu, jijjiramni PH dabalamuu 0.01M HCl tiin mul‘ate = 4.74 -4.65 = 0.09 dha.
Jijjiramni mul‘ate kun baay‘ee xiqqaa ta‘u hubannee jirra. Kun kan nutti agarsiisuu bulbulli bafarii jijjirama PH sababa dabalamuu asiidii ykn beezii cunqinni isaa xiqqaa ta‘een mul‘atu dandamachuu(resist the change in PH ) isaati.
Furmaata (b)
Walnyaatinsa kana keessatti,bulbula bafarii sadarkaa madaalinsaa irra jiru tokkoof,asiidiin yoo itti dabalame,asiidii bararii keessaa ni dabala.Kan cunqoo konjugeetii beezii bulbula bafarii sana immoo ni hir‘isa.Faallaan isaa yommuu beeziin itti dabalamuuf dhugaa dha.
Dabalamuu 0.01M NaOH booda kuufamni asiidii cunqoon,
CH3COOH = Cunqoo CH3COOH jalqabaa – cunqoo NaOH itti dabalame
= 0.1 – 0.01= 0.09= Ca ta‘a
= 0.1+ 0.01 = 0.11 = Cb ta‘a PH = PKa – log CaCb
H 0.09
P = 4.74 – log
0.11
PH = 4.83. Kanaafuu jijjiramni PH = 4.83 -4.74 = 0.09 qofa.
Faayidaa Bulbula Bafarii
Bulbulli bafarii laboraatorii keessattii,qoricha qopheessuu keessatti,seelii baayolojikaalaawa keessatti fi kkf keessatti faayida hammas hin jedhamne qaba.
Leenjifamtoota mee,isin faayidaan bulbula bafarii maal akka ta‘e kitaabilee wabii dubbisuu beekumsa keessan cimsadha!
4.7.Bishaaniin Diigamuu Ashaboolee (Hydrolysis of Salts)
Gaaffii.Ashaboon maal akka ta‘e ni yaadattu? Gaarii dha!
Ashabooleen gartuu koompaawondoota ayoonota negatiivii asiidotaa fi ayoonota pozativii beezota irraa dhaalamu.
C h e m 2 2 2 Page 91
Fkn. NaOH + HCl NaCl + H2O keessatti, NaCl‘n qaama pozatiivii(Na+) kan NaOH irraa dhufee fi qaama negatiivii(Cl─) kan HCl irraa dhufe irraa uumame.
Ashaboolee bishaan keessatti yeroo bulbulaman amala agarsiisan irratti hundaa‘uun: i.Ashaboolee Hinbaabsawaa(idilee) ykn ashaboo asiidii cimaa fi beezii cimaa ii.Ashaboolee Asiidawaa fi
iii.Ashaboolee Beezawaa ta‘u malu.
Ashaboolee Hinbaabsawaa
Firii ashaboo asiidii cimaa fi beezii cimaati.
Bulbulli isaanii amala asiidummaas ta‘e.kan beezummaa hin qabu.
Gatiin bulbula PH isaanii 7 dha.
Fkn. NaCl , NaNO3 , K2SO4
NaOH + HCl NaCl + H2O
Na+ Maddi isaa NaOH-beezii cimaa.
Cl- Maddi isaa HCl –asiidii cimaa dha.
NH4+ Maddi isaa NH4OH beezii dadhabaa
NO3- Maddi isaa HNO3 Asiidii Cimaa
Ashaboo Beezawaa(Ashaboo asiidii dadhabaa fi beezii cimaa)
Bulbulli isaanii amala beezawoo qabu.
Gatiin bulbula PH isaanii 7 ol dha.
Fkn. CH3COONa,HCOOK,NaCN,Na2S,KF fi kka
Na+ Maddi isaa NaOH –beezii cimaa
CH3COO- Maddi isaa CH3COOH-asiidii dadhabaa
Ashabooleen kun,bulbulli isaanii hinbaabsawaa,asiidawaa ykn beezawoo ta‘uu ni danda‘a.Fkn. NH4F,(NH4)2CO3,CH3COONH4 fi kkf ashaboo asiidii dadhabaa fi beezii dadhabaati.
C h e m 2 2 2 Page 92
4.7.1.Bishaaniin Diigamuu Ashaboolee(Walnyaatinsa Haayidiroolaaysisii)
Walnyaatinsa haayidiroolaaysisii jechuun,walnyaatinsa ayooniin ashaboo,bishaan waliin walnyaatinsa taasisuun ayoonii H+(H3O+) ykn ayoonii(OH─) itti uumamu jechuu dha.
Fkn1 Walnyaatinsa molikiyuulii bishaanii fi kaatayoonii giddutti gaggeeffamu
M+ + H O MOH + H
2
Fkn2 Walnyaatinsa molikiiyuulii bishaanii fi anaayonota giddutti gaggeeffamu.
X+ H O HX + OH
2
Wal nyaatinsi akkasii kun walnyaatinsa diiginsa bishaaniin taasifame(hydrolysis reactions) jedhama.
Ashaboo Asiidii cimaa fi Beezii Cimaa irraa dhaalame
Fkn. NaOH + H2O NaCl + H2O
NaCl + H2O Na+ + Cl-
Na+ + H2O walnyaatinsi hinjiru(firiin uumamu hin jiru)
Cl─ + H2O Walnyaatinsi hinjiru(firiin uumamu hin jiru)
Ayoonootni asiidii cimaa fi beezii cimaa irraa dhufan walnyaatinsa haayidiroolaaysisii hin raawwatan.Sababni isaa,asiidii cimaa irraa kan dhufe,konjugeetii beezii dadhabaa fi beezii cimaa irraa kan dhufe,konjugeetii asiidii dadhabaa ta‘a.Kanaafuu,konjugeetii beezii fi asiidiin kun baay‘een dadhabaa waan ta‘aniif dandeettii bishaan waliin walnyaachuun bishaan keessaa ayoonii haydiroojinii(H+ ykn H3O+) fi ayoonii haayidirooksaayidii(OH─) gadi hin lakkisiisan.Kana jechuun walnyaatinsa haayidiroolaaysisii hin raawwatan jechuu dha.
(Waa‘ee si‘aa‘ina walnyaatinsa keemikaalaa hubannoo isaa qabaachuu qabda!) Bishaaniin Diigamuu Ashaboo Asiidii Dadhabaa
Kana jechuun ashaboo beezii cimaa fi asiidii dadhabaa irraa dhaalame jechuudha.
Fkn. CH3COONa,HCOOK,Na2CO3,NaF kkf.Mee ashaboolee kanneen keessaa CH3COONa fudhanne haa ilaallu.
Maddi CH3COONa beezii cimaa NaOH fi asiidii dadhabaa CH3COOH dha.Kunis walnyaatinsa
NaOH + CH3COOH CH3COONa + H2O CH3COONa(aq) CH3COO─(aq) + Na+(aq)
Madda kaatayoonii Na+ beezii cimaa NaOH fi
C h e m 2 2 2 Page 93
Madda kaatayoonii CH3COO─ Asiidii dadhabaa CH3COOH dha.Kunis,asiidii dadhabaa irraa konjugeetii beezii cimaatu fi beezii cimaa irraa immoo konjugeetii asiidii dadhabaatu uumama.Kanaafuu, CH3COO─ ciminaan H2O waan caaluuf H2O waliin walnyaatinsa yommuu raawwatu,Na+ immoo cimina H2O gadi waan qabuuf H2O waliin walnyaatinsa hin raawwatu.
CH COO+ H O CH COOH + OH
3 2 3 bulbula beezawaa ta’uu mul’isa
Na+(aq) + H2O firii hin jiru.
Hub:Ashaboo asiidii dadhabaa fi beezii cimaa irra dhaalameef,anaayonotni walnyaatinsa haayidiroolaaysisii yommuu gaggeessan,kaatayootni walnyaatinsa haayidiroolaaysisii hin raawwatan.
Dhaabbatoo Bishaaniin Diigamuu Ashaboo Asiidii Dadhabaa
-Iddo bu‘een Dhaabbatoon Bishaaniin diigamuu ashaboo Kh dha. Gosti ashaboo kun anaayoon haydiroolisisii gaggeessu. Kun jechuun bulbula bishaanii keessatti anayononni ashaboo gosa kana molukiyulii bishaanii wajjin walitti bu‘insa gaggeessu(walnyaatinsa ni raawwatu)
Fkn. CH COONa CHCOO + Na
3
CH COO + H O CH COOH + OH
3 2 3
Walnyaatinsa kana keessatti OH─ n bulbula keessatti waan hafuuf bulbulichi beezawaa ta‘a.
CH 3COOH OH
K = H 2 OCH 3COO
K H 2 O = CH 3COOH OH _
CH 3COO
K[H2O] = [CH3COOH][OH ]
K = [CH3COOH][OH ]
h
Kh [CH3COO ]
[CH3COO ]
- Dhaabbata ayooneffamuu bishaanii irraa, KW = [H+][OH─] ta‘uu armaan dura barattanii turtan.Mee hima kana irraa, [OH─] dhaan yoo shallagame,
K
[CH3COOH][OH ]
Walqixattoo K = keessa yoo [OH ] bakka buufame [OH ] = W h [H+]
[CH3COO ]
buufame K = [CH3COOH] x K W ta’a.
h +
[CH3COO ] [H ]
- Mee walnyaatinsa walmadaalinsa asiidii dadhabaa CH3COOH fudhaati Ka isaa barreessa.
C h e m 2 2 2 Page 94
CH COOH CH COO+ H+
3 3
+
Ka = [CH3COO ] [H ] ta’a.
[CH3COOH]
Mee walqixattoo Kh fi Ka kana wal bira qabuu ilaalaa.
K [CH3COOH] x KW
fi Ka = [CH3COO ] hariiroo fuggisoo.Kunis:
h = +
[CH3COO ] [H ] [CH3COOH]
Kh = [CH3COOH] + x KW 1 = [CH COOH]
3
[CH COO ] [H ] 1
K a +
3 [CH COO ] [H ]
Ka 3
Kh = 1 x KW Kh = KW
Ka Ka
Kh KW .Dhaabbataa bishaaniin diigamu ashaboo asiidii dadhabaa fi beezii cimaa reeshoo Ka
dhaabbataa ayooneffamuu bishaanii gara asiidii dadhabaatti dha.
Fkn.Dhaabbataan bishaaniin ayooneffamuu ashaboo soodiyeem askoroobeetii(C6H7O6Na)
barbaadi.(Ka = 8.0×10─5)
K = 1.0×1014 1.3×1010
h 8.0×105
Fkn2.PH‘n bulbula ashaboo 0.25M C6H7O6Na shallagi.(Ka = 1.3×10─10) Furmaata: C6H7O6Na ashaboo asiidii dadhabaa fi beezii cimaa waan ta‘eef
C6H7O6Na C6H7O─ + Na+
0.25M 0.25 0.25
C6H7O6 C6H7OH + OH
[ ] jalqabaa: 0.25M 0 0
[ ] jijjiiramaa: – x +x +x
[ ] madaala: 0.25-x x x
K C6 H 7 O6 H OH K (x)(x)
h h
C6 H 7 O6 0.25 x
Osoo, 0.25- x ≈ 0.25 ta‘ee,
C h e m 2 2 2 Page 95
x2 = Kh x0.25, Kh = 1.0×1014 1.3×1010
8.0×105
x2 = 1.3×10─10x 0.25
x = (0.25)(1.3×1010 ) 5.7×107 M
x =[C6H7O6─]madaalinsaa= [OH─]madaalinsa = 5.7×10─7
POH = -log[OH─] = 7-log(5.7) = 5.24
PH = 14 – 5.24 = 8.76
Sadarkaa Bishaaniin Diigamuu Ashaboo Asiidii Dadhabaa(Degree of hydrolysis of salts of weak acid)
Hiikaa: Sadarkaa bishaaniin diigamuu ashaboo jechuun lakkoofsa dandeetti reeshoo diigaminsaa agarsiisuudha.
Iddoo bu‘een isaas qubee ―h‖ ykn bakka bu‘u danda‘a.
Kan shallagamu,reeshoo cunqoo madaalinsaa gara cunqoo jalqabaatti dha.
Sadarkaa bishaaniin diigamuu =
h =
Fkn. CH COONa CH COO + Na+
3 3
CH3COO + H2O CH3COOH + OH bulbula beezawaa ta’uu mul’isa
Qabxii walmadaalinsaa irratti Dhaabbatoon wal nyaatinsaa:
CH 3COOH OH _
K = H 2 OCH 3COO
K H 2 O CH 3COOH OH _
= CH 3COO
K H 2 O = Kh (dhaabbatoo Bishaaniin Diigamuu ashabooti)
CH 3COO _ = Kuufama ashaboo jalqabaati.Sababni isaa,CH3COO─ ashaboo sadarkaa
olaanaan ayooneffamu irraa waan dhufeef,
Mee kuufama ashaboo jalqabaa ykn kan anaayonii ashaboo irraa dhufee kanaan CS haajennu.
C h e m 2 2 2 Page 96
CH3COO + H2O CH3COOH + OH
[ ] jalqabaa: Cs 0 0
[ ]jijjiiramaa: -x +x +x
[ ] madaalinsaa: Cs – x x x
Sadarkaan ayoona‘u ashaboo asiidii dadhabaa(h):
h = x , x = CH 3COOH = OH _
C s
x = CS . h
CH 3COOH OH _ Kw Ka
Kh = CH 3COO =
,utuu 1-h ≈ 1 ta‘ee
h2 =
h = √ ykn h = √ = OH _
Garuu qabxii walmadaalinsaa irratti CH 3COOH
CH 3COOH OH OH OH = Kw Ka
Kana irraa ka‘un CH 3COO = Kh
[OH _ ]2 = Kw
Cs Ka
OH 2 = CS. Kw OH =
Ka CS .Kw
Ka
Karaa biraatiin Kw = H OH _
[H ] KW H = Kw
[OH _ ] Kw
CS .
Ka
Seera herregaa keessatti: a x a xz waan ta‘uu danda‘uuf,KW haala kanaan hojjetama. a z
C h e m 2 2 2 Page 97
H = 12
2
Kw Kw.Ka
= = Kw.Ka
CS
Kw
CS . CS
Ka
H Kw.Ka 12
= hima kana gam-lachuu negatiivii logarizimiin yoo baay‘ifame
CS
K W xK a 1/ 2
log[H ]
Cs
-log H Kw.Ka 12
= -log
CS
seera logaarizimii keessatti,
logba x x logba ta' a
-log H = 1
Kw.Ka
log
2 CS
PH = -½ log(Kw.Ka) -1/2(- logCs) Seera log(a.b) = log (a) + log(b) fi log(a/b) = log(a) – log(b) ta‘a.
PH = -1/2 logKw – ½ logKa – (-1/2) logCS
PH = ½ PKw + ½ PKa – ½ PCS
Fkn 1.Bulbula 0.1M CH3COONa kennameef kh,fi PH shallagi ( Ka=1.8 x 10-5)
Furmaata:
PKa = – log (1.8 x 10-5) = 4.76
CH3COONa CH3COO─ + Na+
CH COO+ H O CH COO+ OH
3 2 3
[CH 3 COOH] [OH─] = Kw = Kh
[CH3COO─] Ka
Kh = Kw = 1×10-14 = 5.6 x 10-10
Ka 1.8×10-5
Kh 5.6x1010
h= = 7.6×105
CS 0.1
C h e m 2 2 2 Page 98
h= 0.0076%
PH = ½ Pkw + ½ Pka – ½ PCs
PH = ½ (14) + ½ (4.76) = ½ (0.1) = 8.88
PH = 8.88 ( beezawoodhaa)
Bishaaniin Diigamuu Ashaboo Beezii Dadhabaa
Ashaboon akkana kun yeroo bishaan keessatti bulbulaman bulbula asiidawoo kennu.Sababni isaa,amalli asiidummaa amala beezummaa waan caaluu Fkn: NH4Cl,NH4NO3,(NH4)2SO4,MgSO4 fi kkf
Mee ashaboolee armaan olii keessaa NH4Cl fudhannee ayoonotni bishaan waliin walnyaatan raawwatan kam akka ta‘e,haa ilaallu.
NH4Cl‘n asiidii cimaa HCl fi beezii dadhabaa irraa dhaalame.
NH4Cl(aq) NH4+(aq) + Cl─(aq) yommuu bishaan keessatti NH4Cl‘n ayooneffamu.
NH4+ maddi isaa beezii dadhabaa irraa waan dhalameef konjugeetii asiidii cimaadha.
Kanaafuu,bishaan waliin walnyaatinsa ni raawwata.
Cl─ maddi isaa asiidii cimaa HCl waan dhaalameef konjugeetii beezii dadhabaa dha.Kanaafuu,bishaan waliin walnyaatinsa hin raawwatu.
NH + + H O NH OH + H+ b lbulli kun bulbula asiidawaa ta’uu agarsiisa
4 2 4
Ykn
NH4+ + H2O NH3 + H3O+ bulbulli kun bulbula asiidawaa ta’uu agarsiisa
Cl─ + H2O firiin hin uumamu
Hub:Ashaboo beezii dadhabaa fi asiidii cimaaf kaatayonootni walnyaatinsa haayidiroolaaysisii yommuu raawwatan,anaayonootni garuu hin gaggeessan. Dhaabbatoo bishaaniin diigamuu ashaboo beezii dadhabaa
Ashabooleen beezii dadhabaa bishaaniin yoo diigamanu kaatayon haayidiroolisiisii gageessuu
FKN:- NH4Cl NH4+ + Cl─
NH + + H O NH OH + H+
4 2 4
[NH OH ]x[H ] K[H2O] = [NH OH ][ H ]
K = 4 4
[NH ]x[H O] [NH ]
4 2 4
K[H2O] = Kh
C h e m 2 2 2 Page 99
[NH OH ][ H ] haala kan Kh ashaboo beezii dadhbaa fi Kb armaan dura walitti
K h 4
[NH ]
4
firoomeen,
NH OH NH + + OH_
4 4
Kb = [NH ][OH _ ] .
4
[NH 4OH ]
+ ─ + KW
Dhaabbata ayooneffamuu bishaanii irraa: KW = [H ][OH ] [H ] = ta’ a.
[OH _ ]
Mee hima Kh ashaboo beezii dadhabaa kana keesaa bakka [H+] reeshoo KW gara [OH─] baasaa
mee.
[NH OH] x KW
Kh = 4
[OH]
[NH4+]
[NH OH] KW [NH +
x ][OH ] [NH4OH]
K = 4 fi Kb = 4 1/Kb =
[OH]
h + ] [NH4OH] [NH +
[NH4 ][OH ]
4
K = [NH OH]x K W
4
h ]
[NH +] [OH
4 yoo bu’e
Kh = KwKb ta’ a.
Kana jechuun dhaabbataan bishaaniin diigamuu ashaboolee beezii dadhabaa reeshoo KW gara Kb ta‘a.
Sadarkaa bishaaniin diigamuu ashaboo Beezii dadhabaa
Sadarkaan bishaaniin diigamuu / degree of hydrolysis / ashaboo beezii dadhabaan haaluma kan ashaboo asiidii dadhabaan kan walfakkaatu dha.
h = ta‘a. + + Cl─ jedhuuf kan walnyaaatinsa haayidiroolaaysisii raawwatu
Walnyaatinsa NH4Cl NH4
NH4 + dha.
NH + + H O NH OH + H+
4 2 4
K h [NH OH ][ H ]
4
[NH 4 ]
C h e m 2 2 2 Page 100
[ NH4+] = kuufama ashaboo jalqabaati.(Ashaboon guutummaan waan ayoonneffamuuf)
Mee kuufa ashaboo beezii dadhabaa jalqabaa kana CS ( kuufama ashaboo beezii dadhabaa / bakka haa buusnu
NH + + H O NH OH + H+
4 2 4
[ ] jalqabaa: CS 0 0
[ ] jijjiiramaa: – x +x +x
[ ] madaalinsaa: CS – x +x +x
K h [NH OH ][ H ]
4
[NH ]
4
Hiika:- Lakkoofsa hamma / firaakshinaala/ diigaminsa agarsiisuu dha
Hima herregaatin yoo ibsamu
iddo bu‘een qubee xiqqaa ―h‖ dha.
h = Csx CS. h = x x = [NH4OH] = [H+]
K [H ][H ] K W
h [NH 4 ] Kb
Kh = (x)(x) K h (Cs..h)(Cs..h) K h Cs.Cs.h.h = Kh = Cs.h 2
Cs x Cs (Cs.h) Cs(1 h) 1 h
Waan kh ashaboo dadhabaa xiqqaa waan ta‘uuf sadarkaan diigamuu (h) baay‘ee xiqqaa ta‘a Kanaafuu = 1- h ≈ 1
Kh = Cs.h2
h2 = K h h = Kh ykn h = KW ta‘a.
Cs Cs Kb xCs
Walqixattoo dhaabbataa ayooneffamuu ashaboo beezii dadhabaa irraa
K h [NH4OH][H]
[NH 4 ]
Qabxii wal madaalinsaa irratti
[NH4OH] = [H+]
C h e m 2 2 2 Page 101
K [H ][H ] KW H 2 KW
h [NH 4 ] Kb Cs Kb
H 2 = Csx Kw
Kb
Kw.CS 1/ 2
+ Kw
[H ] = mee hima kana negatiivi loogarizimiin baay‘isaa
Kb.CS Kb
-log [H Kw.C S 1/ 2 KwC S 1/ 2
] = -log [H+] = -log
Kb Kb
+ Kw.CS x a
-log [H ] = – ½ log log a x logb
Kb
Seera herrega b
+ K W
-log [H ] = – ½ log Cs – ½ log
K b
-log [H+] = – ½ log CS – ½ ( log Kw- log Kb ) –seera logaarizimii(loga/b = log a-log b) ta‘a
-log [H+] = ½ (- log Cs) + ½(-log Kw) -1/2( -log Kb )
PH PCs PKw Kb
P
PH = ½ PKw + ½ PCs – ½ PKb
POH = 14-( ½ PKw + ½ PCs – ½ PKb)
Fkn. Bulbula 0.1MNH4Cl kennammeef Kh, h fi PH Shallagii (Kb=1.76×10-5)
Furmaata:
Kh = Kw 1×1014 = 5.6 x 10-10
Kb 1.76×105
5.6x1010
h = Kh 7.4×105
101
CS
PH = ½ PKw + ½ PCs – ½ PKb
PH = ½ (14) + ½ (0.1) – ½ (4.74)
PH = 5.12 ( asiidawoo) ,POH = 8.88
Bishaaniin Diigamuu Ashaboo Beezii dadhabaa fi Asiidii Dadhabaa irraa dhaalaman.
C h e m 2 2 2 Page 102
Ashabooleen gosootni isaan kanaa walnyaatinsa haayidiroolaysisii olaanaa kanneen gaggeessan dha.Sababni isaa,kaatayonootni fi anaayonootni bishaan waliin walnyaachuun H+ fi OH─ waan uumamiif.
Fkn.CH3COONH4 ashaboo gartuu kanaa keessaa isa tokk dha.
CH3COONH4 CH3COO─ + NH4 +
Maddi CH3COO─ isaa asiidii dadhabaa CH3COOH dha.
Maddi NH4 + isaa beezii dadhabaa NH4OH(NH3) dha
+ +
CH3COO CH3COOH + OH fi NH4 + H2O NH4OH + H
+
Kh = [CH COOH][OH ] Kh = [NH4OH][H ]
3
+
[NH4 ]
[CH3COO ] –
Walqixattoo kana irra bakka tokkkichatti yeroo barreeffamu haala walnyaatinsa haayidiroolaysisii ayoonota lameen irratti hundaa‘a.Kunis,
Kh= [CH3COOH][NH4OH]
[NH4 + ]jedhamee barreeffamuu ni danda‘a.Mee haaluma kanaan
[CH3COO ]
ashaboolee asiidii dadhabaa fi beezii dadhabaa biroo fudhachuun Kh isaanii barreessa!
- Ashabooleen kunneen amala bishaan keessatti yommuu bulbulama agarsiisan irratti hundaa‘uun:
i.Yoo Kb = Ka walqixa ta‘e,ashaboo hinbaabsawaa ii.Yoo Kb > Ka tae,ashaboo beezawoo
iii.Yoo Kb < Ka ta‘e,ashaboo asiidawoo
Leenjifamtoota! mee waa’ee ashaboolee kitaabilee wabii biroo dubbisuun Kh, h, PH fi POH isaanii haala ittiin hojjetamu addaan baafadha.
Gaaffii:
1.Ashaboo yaada ―BA‖ beezii cimaa fi asiidii dadhabaa irraa dhaalame fudhachuun Kh shllagi.
2.Ashaboo yaada ―BA‖ beezii dadhabaa fi asiidii cimaa irraa dhaalameef Kh shallagi.
3.Ashaboo gosa kamtu anayoon haayidiroolisisii gaggeessa?
- Ashaboolee gosa kamtu kaatayon Haayidiroolisisii gaggeessa?
4.8.Taaytireeshinii Asiidii-Beezii
C h e m 2 2 2 Page 103
Mee osoo taaytireeshinii asiidii-beezii hin ibsiin dura waa‘ee hiikoo taaytireeshinii maal akka ta‘ee ilaalla!
Hiikoo: Taaytireeshinii jechuun mala sakatta‘iinsa keemikaalaa ta‘ee,mala ittiin hamma beekamaa ykn cunqina beekamaa gargaaramuun wanta cunqinni isaa hin beekamne ittiin beekuuf fayyadu dha.
- Mala mana yaalii keessatti,adeemsa wanta cunqinni isaa hin beekamnee tokko ittiin sakatta‘amu ykn beekamuuti.
Taaytireeshinii keessatti,hamma walnyaatinsi keemikaalaa wantoota bulbuloota keessa jiranii
xumuramuutti bulbula tokko bulbula birootti dabalamaa adeemama.Adeemsa kana
keessatti,wanti burreetti(meeshaa wanta cunqoon isaa beekame)suuta suutaan gara bulbula
biikarii ykn filaaskii(meeshaa bulbula cunqoon isaa hin heekamne baatu) keessa jiruutti
dabalalmuu taaytirantii jedhama.
Anaaleetii-Wanta eenyummaan isaa baramuun barbaachise dha.Kana jechuun
Wanta cunqoon isaa duraan hin beekamne(taatiraantii) jedhamuunis ni beekama.Kanaafuu,taaytireeshiniin adeemsa taariraantii gara anaaleetittii(taatiraantitti) dabaluun gaggeeffamu dha.
Walumaagalatti,Taatiraantii + Taatiraandii = Taaytireeshinii
Gaaffii: Mee gosoota taaytireeshiniif gargaaran kitaabilee wabii dubbisuun beekumsa dabaladha! Taaytireeshinii Asiidii-Beezii
Taaytireeshiniin asiidii-beezii dhawwata(tartiiba) ittiin hamma asiidii ykn beezii bulbula keessaa qabee asiidii ykn qabee beezii cunqoo beekamaa qabu irraa wali nyaachisuun barbaadan dha. Fkn.Walnyaatinsa soodiyeem haayidirooksaadii fi haayidirookiloorikii asiidii gidduutti taasifamu keessatti:
NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l) kenna.Walnyaatinsi kun,walnyaatinsa asiidii
beezii ayoonawaa kenna.
Na+(aq) + OH─(aq) + H+(aq) + Cl─(aq) Na+(aq) + Cl─(aq) + H2O(l)
Yoo ayoonota bakka lameen jiraan walirraa hir‘ifne
OH─(aq) + H+(aq) H2O(l) –walnyaatinsa hinbaabsawaa ta‘uu agarsiisa.
Hub:Bulbulootni taaytireeshinii hinbaabsawaa keessatti hojjetan kanneen guutummaa guututti walnyaatinsa raawwatan dha.Isaanis:
Asiidota cimoo fi beezota cimoo dha.
C h e m 2 2 2 Page 104
HCl,H2SO4,HNO3,HClO4,HBr,HI fi kkf
NaOH,KOH,Ba(OH)2 fi kkf
Asiidiimeetirikii fi Alkaaliimeetirikii
Hamma alkaalii(beezii) beekuuf asiidii akka daddeessatti (standard) yoo fayyadu, asiidimeetirikii jedhama.
Hamma asiidii beekuuf beezii(alkaalii) akka daddeessatti fayyaduyoo
ta‘e,Alkaaliimeetirikii jedhama.
Walnyaatinsa asiidii-beezii keessatti ikkuvaleentii tokko beezii fi ikkuvaleentii tokko asiidii waliin walnyaatinsa raawwata.Walnyaatinsa asiidii-beezii keessatti,pirootoniin(H+) asiidii irraa gara beeziitti darbuu dha.Asiidii ikkuvaleentiin isaa (H+) yoo ta‘u beeziif immoo (OH─) dha.Lakkoofsi pirootonii kun hanga ikkuvaleentii asiidii fi beezii shallaguuf gargaara.
Qabxiin walgitiinsa(equivalent) walnyaatinsa asiidii fi beezii kan uumamu ayoonootni H+ bulbula asiidii hundinuu lakkoofsa ikkuvaalentii moolota ayoonota OH─ bureettii irra dabalaman waliin yoo walnyaatinsa raawwatan dha.Qabxii walgitiinsa irratti asiidii-beezii irratti ikkuvaleentiin asiidii fi beezii hamma walqixaan walnyaatu.Kunis:
Tokko(1) Lakkoofsa ikkuvaleentii asiidii = Tokko(1)Lakkoofsa ikkuvaleentii beezii NaVa = NbVb ta‘a.Yommuu, Na-normaalitii asiidii,Nb-normaalitii beezii
Va-qabee asiidii fi Vb –qabee beezii ta‘a.
Fkn.Cunqina isaa beekuuf bulbulli HCl bulbula NaOH daddeessaadhaan taaytireeffame.Bulbula HCl 40ml filaaskii geengawaa agarsiistuu(indicator) muraasa of keessa qabu keessa qabna haa jennu.Hamma qabxii xumura taaytireeshiiniitti NaOH 20ml fi 0.2N tu bulbullichaatti dabalame yoo ta‘e,cunqinni HCl meeqa ta‘a?
Furmmata:
NHCl x VHCl = NNaOH x VNaOH
N NbVb 20mlx0.2N 0.1N
HCl Va 40ml
Gaaffii:Leenjifamtoota!mee maalummaa normaalitii , lakkoofsa ikkuvaleentii fi hariiroo isaan gidduu jiru kitaabilee biroo dubbisuun addaan baafadha.
Taaytireeshinii asiidii-beezii gosoota hedduu keessa i.Taaytireeshinii asiidii cimaa fi beezii cimaa ii.Taaytireeshinii beezii cimaa fi asiidii cimaa
C h e m 2 2 2 Page 105
iii.Taaytireeshinii asiidii cimaa fi beezii dadhabaa iv.Taaytireeshinii beezii dadhabaa fi asiidii cimaa v.Taaytireeshinii beezii cimaa fi asiidii dadhabaa vi.Taaytireeshinii asiidii dadhabaa fi beezii dadhabaa fi kkf
Mee waa‘ee taaytireeshinii asiidii-beezii osoo hin ilaalan,golboon taaytireeshinii (titration curves) maal akka ta‘e hubadhu.
4.8.1.Golboowwan(Karvii) Taaytireeshinii asiidii-beezii
Golboowwan taaytireeshinii asiidii- beezii giraafota PH bulbula fi qabee asiidii ykn beezii taaytireeshinii keessatti dabalamuuti.Akkuma taaytireeshinii itti fufuun reenjiin PH bulbula uumamuu kan nutti himu dha.
Amaloota karvoota ykn golboowwan taaytireeshinii asiidii-bezii beekuun:
1.Qabatamummaa taaytireeshinii umuuf nama gargaara.
2.Sirrummaa qabxii xumura tilmaamuuf nama gargaara.
3.Taaytireeshiniichaaf agarsiistuu(indicator) mijaawaa ta‘e filachuuf nama gargaara.Qabxii walgitiinsaa karvoota ykn golboowwa taaytireeshinii akkuma bocni ― ‖ dabaan golba taaytireeshinii keessatti cabuun jijjiiramaa arifataa PH tiin beekama.
- Golboowwan Taaytireeshinii asiidii-beezii kaasuuf yoo xiqaate qabxi gurguddaa ―4‖ beekuun barbaachisaa dha.Isaanis:
i.PH jalqabaa iii.PH qabxii walgitiinsaa(equivalent point)
ii.PH qabxii walgitiinsaan duraa iv.PH qabxii walgitiinsaan boodaati.
4.8.2. Taaytireeshinii Asiidii Cimaa fi Beezii cimaa
Bulbula bishaana‘aa asiidii cimaa keessatti,ayoonti H3O+(aq) ykn H+(aq) waan lama irra madda.Kunis,bishaan elektiroolaytii dadhabaa fi Asiidii cimaa guutummaan(parsantii baay‘ee ayooneffamu) irrati.Kunis,
i.HX + H2O H3O+ + X─ – walnyaatinsa bulbulamaan asiidiin taasisu irraa.
ii.Ofiin of ayoonessuu bishaan irraa.
2H2O H3O+ + OH
C h e m 2 2 2 Page 106
Haata‘u malee,bulbula callabba‘aa hedduu keessatti, hirmanaan ayoonii H+(H3O+) asiidii cimaa irra dhufan kan isa bishaanii irra dhufe baay‘ee ni caala.Kana jechuun,ayooniin H+(H3O+) bishaan irraa dhufe baay‘ee baay‘ee xiqqaa dha(akka hin jirreetti fudhatama).Kanaafuu,bulbula asiidoota cimaa keessa ayoonotni H+(H3O+) bahan cunqoon isaanii kan asiidii cimaa sanaa waliin walqixa.
[HCl] = [H+] = MHCl.
Hub:Bulbula beezii cimaa keessattis,kan ayoonii OH─ kan asiidii cimaa waliin walfakkaata. [NaOH] = [OH─] = M NaOH
Qabxii walgitiinsaa taaytireeshinii asiidii cimaa fi beezii cimaa keessa irratti bulbulli anaayoonii asiidii cimaa fi kaatayonoota cimaa of keessaa qaba.
Ayoonootni kun bishaan waliin walnyaachuun hin danda‘an.Kanaafuu,bulbulichi hinbaabsawaa dha,PH = 7.
Qabee fi cunqoon beezii qabxii walgitiinsaa bira gahuuf barbaachisu irraa hamma asiidicha jalqabaa irraa bulbulicha keessa jiru shallaguun ni danda‘ama.
Shallaga PH yeroo Asiidii Cimaan Beezota Cimoon Taaytireeffamu
Taaytireeshinii asiidii cimaa fi beezii cimaan taasifamu keessatti daataa taaytireeshinii kaasuuf barbaachisu argachuuf shallagawwan akaakuu 4tu hojii irra oola.Isaanis:
1.PH jalqabaa-taaytireeshiniin dura:Cunqoo jalqabaa asiidicha irraa shallagama.Kunis taaytireeshiniin osoo hin eegaliin fuula dura jechuu dha.
2.PH qabxii walgitiinsaan duraa:makaan taaytireeshinii ashaboo uumamee fi asiidicha bulbulicha keessatti walnyaatinsa beezii waliin taasiseen irraa hafe irraa(cunqoon H+ kan cunqoo OH─ waan caaluuf) bulbulicha keessa asiiditu caala.
3.PH qabxii walgitiinsaa:bakka kanatti cunqoon asiidii fi beezii walqixa waan ta‘aniif bulbulli sun hinbaabsawaa dha.
4.PH qabxii walgitinsaa booda: Bulbula kana keessatti,cunqoon beezii kan asiidii waan caaluuf,PH cunqoo OH─ irraa shallagama.
Fkn:Bulbula 25ml fi 0.100HCl ta‘e tokkotti yommuu qabee 0.00ml,10ml,20ml,25ml,35ml fi 40ml kan 0.10M NaOH qabu itti dabalamuuf PH isaa shallaguun golboo isaa kaasi. Furmaata:Taatyireeshinii asiidii fi beezii dhaan taasifamu keessatti, odeeffannoo shallaggi PH addaab baasuun barbaachisu. PH qabxii walgitiinsaan duraa PH jalqabaa-(taaytireeshiniin dura)
C h e m 2 2 2 Page 107
Osoo beeziin itti hin dabalamiin,PH kan shallagamu cunqoo HCl irraati.
[HCl] = [H+] = 0.1M dha.
PH = -log[H+] = -log(0.1) = 1
2.PH qabxii walgitiinsaan duraa(osoo qabxii walgitiinsaa irrran hin gahiin)
[H+] =
a)Yommuu 10ml NaOH itti dabalamu
H+] =
PH = -log[H+] = -log(0.043) = 1.37
b)20ml NaOH itti dabalamu
[H+] =
PH = -log[H+] = -log(0.011) = 1.95
- PH qabxii walgitiinsaa –bakka itti cunqoon [H+] = [OH─] ti. Yommuu 25ml NaOH itti dabalamu:
H+] = kana jechuun bulbula keessa
xumuramuu agarsiisa.Kanaafuu,bulbula kana keessatti,[H+] = [OH─] dha.
Hub: Bakki kun qabxii walgitiinsa walnyaatinsa asiidii HCl fi beezii NaOH taaytireeshinii armaan oliiti.
PH = 7
4.PH qabxii walgitinsaa booda- qabxii walgitiinsaan booda cunqoon [H+] < [OH─] waan ta‘uuf,PH kan barbaadamu,cunqoo [OH─] irraati.Kunis
[OH─] =
a.Yommuu 35ml NaOH itti dabalamu,PH = ?
[OH─] =
POH = -log[OH─] = -log(0.0167) = 1.78
PH = 14 – 1.78
PH = 12.22
b.Yommuu 40ml NaOH itti dabalamu,PH = ?
[OH─] = 0.0231M
POH = -log[OH─] = – log(0.0231) = 1.64
C h e m 2 2 2 Page 108
PH = 14 – 1.64 = 12.36
Xumura irratti,odeeffannoo armaan olii irratti hundaa‘uun golboo ykn karvii isaa
14 kaasi.Kunis,qabee NaOH itti
dabalme siiqqee ―X‖ fi PH immoo
12
siiqqee ―Y‖ irratti barreessi.
10
PH
8 Qabxii Walgitiinsaa
6
4
2
0.00 10 20 25 30 35 40
Cunqoo NaOH itti dabalame
.Gaaffii:
Mee gaaffii armaan olii galagaltoo isaa hojjedha ykn taaytireeshinii 25ml kan 0.10M NaOH qabu tokkoof,yommuu 0.00ml,10ml,20ml,25ml,35ml fi 40ml HCl kan 0.10M itti dabalamu,PH isaa shallaguun,golboo isaa kaasi.
4.8.3. Taaytireeshinii Asiidii Dadhabaa fi Beezii cimaan Taasifamu
Faallaa taaytireeshinii asiidota cimoo fi beezota cimoo,kanneen uumaminsa ashaboolee bishaan waliin wal hin nyaanne hirmaachisan dha.Yommuu asiidii dadhabaan beezii cimaan taaytireeffamu PH qabxii walgitiinsaa 7 ol ta‘a.
Yeroo taaytireeshinii shallaga PH bulbuloota kanaa ayoonota H+ fi OH─ haaydiroolaysisii uumaman yaada keessa galchuu qabna.Gatiin PH jalqabaa kan isa asiidii cimaan yommuu beezii cimaan taaytireeffamu caalaa lakkoofsa guddaa irra eegala.Kanaafuu,PH makaa taaytireeshinii gatii qulqulluu keessatti gaggeeffaman hundaati.Molokiyuulotni asiidii H+ kennuuf gartokkeen diigamu.Diigamnisa gara booda bishaanii ayoonota H+ fi OH─ gara bulbulaatti dabala.
Fkn.Bulbula 50.0ml CH3COOH kan 1.0M qabu tokko yommuu bulbula 1.0M NaOH qabee,0.00ml,10ml,25ml 35ml,50ml ,60ml fi 70ml dhaan taaytireeffamuu PH isaa shallaguu golboo isaa kaasi.(Ka = 1.8×10─5)
C h e m 2 2 2 Page 109
Furmaata:Shallagni PH bulbula kanaas,haaluma armaan olitti kan asiidii cimaa fi beezii cimaan taaytireeffamee ittiin waliin walfakkaata.
i.PH jaqaba osoo NaOH itti hin dabalamiin.
CH3COOH asiidii dadhbaa waan ta‘ee guutummaan hin diigamu.
CH3COOH + H2O CH3COO+ H3O+
[ ]madaalinsa: 1.0-x x x
Ka = [CH 3COO ][ H 3O ] 1.8×10─5 = x 2 ,utuu 1.0 –x ≈1.0 ta‘e,
[CH 3COOH ] 1.0 x
x2 = 1.8×10─5×1.0 x =
(1.8×105 4.2×10─3
ii.Qabxii walitiinsaab dura-cunqoon beezii cunqoo asiidii waliin hamma walnyaatinsa raawwate beekuun baay‘ee barbaachisaa dha.Kunis mee moolii CH3COOH jaqaba shallagi
50mlx1.0M = 0.05L x 1M = 0.05mooli dha.
Tokko tokkoon qabee NaOH walinyaatinsa CH3COOH waliin raawwate shallagamuu qaba.
a)Moolii NaOH(OH─) kan 10ml , moolii NaOH = 10mlx1.0M = 0.01Lx1.0M =
0.01mool.Kana jechuun,0.01moolii OH─ guutummaan 0.01mooliCH3COOH waliin
walnyaatinsa raawwata.
[CH3COOH] =
[CH3COO─] =
Shallaggiin PH kana PH bulbula bafarii walin walfakkaata
CH COOH + H O CH COO+ H O+
3 2 3 3
[ ]madaalinsa: 0.667M 0.167M x
Ka = [CH 3COO ][ H 3O ] 1.8X10 ─5 = (0.167 x)(x)
[CH 3COOH ] 0.667 x
Yoo 0.167+x ≈ 0.167 fi 0.667-x≈ 0 .667 ta‘e,
x = 1.8×105 x0.667 = 7.19×10─5 ta‘a. 0.167
PH = -log[H+] = -log(7.19×10─5) = 4.14
ii.25ml NaOH itti dabalamu haalu isaa gara oliin shallaguu dha.
C h e m 2 2 2 Page 110
Moolii NaOH = 25ml x 1.0M = 0.025Lx1.0M = 0.025mool.Kanaafu,0.025mooliin NaOH‘n 0.025mool CH3COOH waliin walnyaatinsa raawwate.
Mooliin CH3COOH = 0.05moolii – 0.025mool = 0.025moolin CH3COOH
0.025mool 0.025mooli 0.025mooli 0.333M .Mooliin CH3COO─ kan
[CH3COOH] =
50ml 25ml 75ml 0.075L
NaOH waliin tokkicha.(Yaada rime Bulbula bafarii)
[CH3COO─] = 0.025mool 0.333M
0.075L
CH COOH + H O CH COO+ H O+
3 2 3 3
[ ]madaalinsa: 0.333M 0.333M x
[CH 3COO ][ H 3O ] ─5 (0.333 x)(x)
Ka = 1.8X10 =
[CH 3COOH ] 0.333 x
Utuu 0.333+ x ≈ 0.333 fi 0.333 – x≈ 0.333 ta‘ee,
1.8X10─5 = (0.333)(x) x 1.8×105 [H 3O ]madaalinsa
0.333
PH = -log[H3O] = -log(1.8×10─5) = 5 – log(1.8) = 4.74 iii.Yommuu,40ml NaOH itti dabalamu,PH = ?
moolii NaOH = 40mlx1.0M = 0.04Lx1.0M = 0.04mooli.Kana jechuun 0.04mooliin NaOH‘n 0.04moolii CH3COOH waliin walnyaatinsa yommuu raawwatu kan irraa hafu,
moolii CH3COOH hafe = 0.05moolii – 0.04mooli = 0.01moolii hafe.
[CH3COOH] = 0.01mool 0.01mooli 0.01mooli 0.111M .Mooliin CH3COO─ kan
50ml 40ml 90ml 0.09L
NaOH waliin tokkicha.(Yaada rime bulbula Bafarii)
[CH3COO─] = 0.01mool 0.444M
0.09L
CH COOH + H O CH COO+ H O+
3 2 3 3
[ ]madaalinsa: 0.111M 0.444M x
Ka = [CH 3COO ][ H 3O ] 1.8X10 ─5 = (0.444 x)(x)
[CH 3COOH ] 0.111 x
Utuu,0.444+ x ≈ 0.444 fi 0.111 – x ≈ 0.111 ta‘ee,
C h e m 2 2 2 Page 111
1.8X10─5 = (0.444)(x) x 1.8×105 x0.111 x 4.5×106
0.111 0.444
X = [H3O+]madaalinsa = 4.5×10─6
PH = -log[H3O+] = -log(4.5×10─6) = 6 – log(4.5) = 5.35 3.Qabxii walgitiinsaa
Hub:Yeroo baay‘ee qabxiin walgitiinsaa bakka cunqoon asiidii fi beezii itti walqixa ta‘u dha. Mooliin NaOH = 50mlx1.0M = 0.05Lx1.0M = 0.05moolii.Mooliin kun guutummaan bulbula keessaa CH3COOH waliin walnyaatinsa raawwachuun mooliin CH3COOH xumurame.Qabxii kana irratti,0.05mooliin NaOH‘n mooliin CH3COOH waliin walnyaatinsa raawwatee 0.05moolii CH3COO─ uuma.Kanaafuu,bulbulli kun qabxii kana irratti,bulbula beezawaa ta‘a.Sababni isaa, CH3COO─ walnyaatinsa haaydiroolaaysisii H2O waliin raawwachuun OH─ bulbul asana keessatti waan uumuuf.
[CH3COO─] = 0.05moolii 0.05mooli 0.05mool
0.5M
50ml 50ml 100ml 0.1L
CH COO + H O CH COO + OH
3 2 3
[ ]madaalinsaa: 0.5M – x x x
Kh = [CH 3COOH ][OH ] Kh = (x)(x) .Kh = Kw 1.0×1014 5.56×1010
(0.5 x) 1.8×105
[CH 3COO ] Ka
osoo,0.5 –x ≈ 0.5 ta‘ee,
( x)(x)
2 0.5×5.56×1010 ─5 ─
Kh = 0.5 x = 0.5xKh x = x = 1.67×10 = [OH ]madaalinsaa
POH = -log[OH─] = -log(1.67×10─5)
POH = 4.78
PH = 14 – 4.78 = 9.22(PH qabxii walgitiinsaa ti).PH kan kanaa olii qabxii madaalinsaa booda PH madaalamu dha.
4.PH qabxii walgitiinsaan boodaa
Hub: Gaaffii armaan oliif,qabeen 50ml CH3COOH kamiyyuu akka qabxii walgitiinsaatti fudhatamuun,PH kan shallagamu garaagartee cunqoo beezii (OH─) fi kan asiidii jalqabaatiin.
[OH─] =
i.Moolii NaOH yommuu 60ml itti dabalamu,
Moolii NaOH(OH─) = 60mlx1.0M = 0.06Lx1.0M = 0.06moolii
C h e m 2 2 2 Page 112
[OH─] =
Shallaggii kana irratti wanti ifa ta‘uu qabu,bulbul asana keessaa cunqoon OH─ karaa lamaan bulbulatti dablama.Kunis,kan beezii cimaa NaOH itti dabalame irraa fi walnyaatinsa haayidiroolaysiisii CH3COO─ gaggeessuun dha.Bulbula kana keessa baay‘inaan cunqoon OH─ beezii cimaa irraa inni dhaalamu guddaa ta‘ee,inni haayidiroolaysiisii CH3COO─ irraa dhaalamu xiqqoo waan ta‘uuf,cunqoo OH─ isa CH3COO─ irraa dhufu akka hin jirreetti fudhachuun kan beezii cimaa irraa dhaalameen gatii PH bulbula kanaa barbaanna.
POH = – log[OH─] = -log(0.091) = 1.04
PH = 14 – 1.04 = 12.96
ii.Moolii NaOH yommuu 60ml itti dabalamu,
[OH─] =
[OH─] =
POH = -log[OH─] = -log(0.167) = 0.78
PH = 14 – 0.78 = 13.22
Odeeffannoo armaan olii irratti PH argame hundaa walitti fiduun golboo(giraafii) taaytireeshinii CH3COOH fi NaOH itti dabalame kaasuu dha.
14
12
10 Qabxii walgitiinsaa
PH PH = 9.22
8
6 Naannoo bafarii
4
2
50
Qabee NaOH (ml)
Fakkii:Golboo taaytireeshinii CH3COOH beezii cimaa NaOH gaggeeffame agarsiisu
C h e m 2 2 2 Page 113
.Gaaffii Shaakalaa
Taaytireeshinii HNO2 50ml fi 0.10M NaOH kan 0.10M fi qabeewwan; 0.00ml,5.0,25.0ml,45.0ml,49.90ml.50.0ml,50.01,51.00ml,55.0ml fi 60ml itti dabalamee booda shallaguun golboo isaa kaasi.
Gocha: Leenjifamtoota Mee isinis gargaarsa kitaabilee wabii biroo dubbisuun taaytireeshinii beezii dadhabaa asiidii cimaanii fi taaytireeshinii asiidii dadhabaa beezii dadhabaan taasifamuu barbaaduun haala PH adeemsa taaytireeshinii ittiin shallagamu hojjechuun daree dhiyeessa!
4.9.Bulbulamummaa Ashaboolee Gar-tokkeen Bulbulaman
Leenjifamtoota bulbula jechuun maal akka ta‘e ni yaadattuu?
Bulbula = Bulbulamaa + Bulbulaa
- Bulbulamaan hundi bulbulaa hundaa keessatti hin bulbulamu.Akkasumas,bulbulamaa innumiti bulbulaa keessatti bulbulamu guutummaan keessatti bulbulamuu dhiisuu ni danda‘a.Kanaafuu,
- Bulbulamummaa jechuun teempirecheera murtaa‘e irratti bulbulamaan murtaa‘aa ta‘e bulbulaa murtaa‘aa ta‘e keessatti bulbulamuun bulbula guuttataa(saturated solution) uumuuf barbaachisu
jechuu dha.
- Bulbulli tokko haala bulbulamaa of keessaa qabuu:
i.Bulbula guuttataa – bulbula bulbulamaa hamma isaa barbaachisu kan of keessaa qabu dha.
ii.Bulbula miti guuttataa – bulbula bulbulamaa hamma isa barbaachisuu gadi kan of keessaa qabu.
iii.Bulbula guuttataa darbaa – bulbula bulbulamaa hamma isaa barbaachisuu ol of keessaa qabu.
Ashabooleen hudinuu dandeettii walfakkaatan bulbulaa tokkicha keessatti hin bulbulaman. Kunis, kanneen saffisaan bulbulaman,kanneen suutan bulbbulaman,kanneen gar-tokkeen bulbulaman ykn kanneen hin bulbulamne ta‘uu ni danda‘u. Bulbulamaan adda addaa tempireechara walfakkaata irratti dandeetti bulbulamummaa addaa qabu.
Mee haalota kanneen kan wal qabatan bulbula walmadaalisa bifa tokkee fi walmadaalinsa bifa addeen maal akka gadiitti haa ilaallu.
C h e m 2 2 2 Page 114
Walmadaalinsa Bif-tokkee
Walmadaalinsa gos- tokkee duubatti deebi‘a keessatti walnyaattotaa fi firiin walnyaattota hundi faalkaa walfakkaataa qabu dha.
Walmadaalinsa Gos-addee
Walmadaalinsi bulbula gos-addee adeemsa walnyaattonni fi firiin walnyaattota faalkaa adda addaa lama fi isaa ol keessatti argamanii dha.
Walmadaalinsa gos-addee keessatti kuufamni jajjaboo qulqulluu fi dhangala‘oo qulqulluu dhaabbataadha. Sababni isaas, hammi dhangala‘oo qolqulluu ykn jajjaboo qulqulluu yoo dabalee ykn hir‘ise haala walfakkaatuun hariiroo kana eeggate qabeen ni dabala ykn ni hir‘isa. Kun
jechuun, yoo hangi dabalu qabeen haala walfakkaataadhaan dabala.Akkasumas, yoo hangi hir‘isu qabeen hariiroo isaa eegate hir‘isa.Kanaafuu, jijjiramni kuufama dhaabbata ta‘a.
4.9.1.Dhaabbato Baay’ataa Bulbulamummaa (Solubility constant product =KSP)
Akka waliigalatti, kopmaawundootni ayoonawaan bishaan keessatti yommuu bulbulaman haala ayooniin bulbula keessa seenu.Bulbulli kun ayoonotan bulbula guuttataa yommuu ta‘u ayoonota biroo of keessatti hin bulbulu.Yommuu dabalataan jajjaboon itti dabalamu,gara jala meeshaa bulbula sana baatee jiru gara jalaatti(gadii meeshaa sanatti )walitti kuufamuun walmadaalinsi jajjaboo fi ayoonotaa bulbul asana keessa jiru waliin uumama.
Fkn. AgCl Bulbula keessatti
+
AgCl(s) Ag (aq) + Cl (aq) Ashaboo gam-tokkeen bulbulamu (slightly soluble substance) –
Ibsi dhaabbatoo wal madaalinsa teermoodaayinamiksii koofishentiin gochaa jajjaboo waan tokko ta‘uuf haala armaan gadiitiin ibsama.
+ +
[Ag ][Cl ]
K = K[AgCl] = [Ag ][Cl
[AgCl]
Cunqinni jajjaboo AgCl dhaabbataadha. Sababni isaas, jajjaboo AgCl yoo daballuu hangi
ashaboo kanaa nidabala, Haala walfakkaaton qabeenllee ni dabala .Kanaafuu, jijjiramni cunqina
hinmullatu.
C h e m 2 2 2 Page 115
Ibsi dhaabbatoon wal madaalinsaa kompaawunii ayoonikii suuta(gam –tokkeen ) bulbulamuuf
ayoonii isaa bulbula akuyesii keessatti dhaabbatoo baay‘ataa bulbulamummaa jedhama. Kanaafuu AgCl ashaboo suuta bulbulamuudha. Waan kana ta‘eef ibis wal madaalinsaa haala armaan gadiitiin ibsama jechuudha
- K[AgCl] = [Ag+][Cl K = [Ag ][Cl ]
[AgCl]
Dhaabbataa baay’ataa bulbulamummaa
Ksp = [Ag+][Cl─] ta‘a.
2+ 2
Fkn.2 CaC2O4(s) Ca (aq) + C2O4 (aq)
K [Ca 2 ][C2O42 _ ] K[CaC2O4 ] [Ca 2 ][C2O42 _ ]
[CaC2O4 ]
2+ ][C2O4 2
K[CaC2O4] = [Ca ] yommuu K – Dhaabbataa baay’ataa bulbulamummaa
sp
Ksp
2+
Fkn3.PbCl2(s) Pb (aq) + 2Cl (aq)
Ksp = [Pb2+][Cl─]2 ta‘a.
Walumaagalatti,dhaabbataan baay‘aataa dhaabbataa walmadaalinsa kompaawundoota
ayoonawaa gam-tokkeen bulbulamanii ta‘ee, baay‘ataa ayoonota kompaawundoota paaworii koofisheentii keemikaala madaaltoo ayoonotaati.
Gocha
1.Kompaawundoota ayoonawaan gartokkeen bulbulama armaan gadiif Ksp isaanii barreessi. a.BaCO3(s) b.Mg3(PO4)2 c.Ag2CrO4(s) d.Hg2Cl2(s) e.SrSO4(s)
Kompaawundoota Ayoonawaa gam-tokkeen bulbulamaniif teempirecheera 250C irratti akka dhaabbataatti ni kennama.
Walmadaalinsa Bulbulamummaa Ksp
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl─(aq) 1.8 × 10−10
C h e m 2 2 2 Page 116
AgBr(s) Ag+(aq) + Br─(aq) 5.0 × 10−13
AgI(s) Ag+(aq) + I─(aq) 8.3 × 10−17
CdS(s) Cd2+(aq) + S2─(aq) 8.0 × 10−27
ZnS(s) Zn2+(aq) + S2─(aq) 1.1 × 10−21
Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2OH─(aq) 1.8 × 10−11
Ca(OH)2(s) Ca2+(aq) + 2OH─(aq) 5.5 × 10−6
CaF2(s) Ca2+(aq) + 2F─(aq) 3.9 × 10−11
BaCO3(s) Ba2+(aq) + CO3 2─(aq) 5.1 × 10−9
BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO4 2─(aq) 1.1 × 10−10
4.9.2.Hariiroo Dhaabbatoo Bulbulamummaa fi Bulbulamummaa(Relationship between solubility product and Solubility).
- Dhaabbatoon bulbulamummaa fi bulbulamummaan hariiroo qabu. . Kun jechuun yoo iddaatoon nu kenname haalaan kan bulbulamu ta‘e gatiin dhaabbatoo baay‘ataa bulbulamummaa iddaatoo
nu kennamee guddaa ta‘a. Akkasumas, iddaatoon kenname haalaan hin bulbulamu yoo ta‘e gatii dhaabbatoo baay‘ataa(Ksp) bulbulamummaa xiqqaa qabaata.Kanaaf shallaggii keessatti,
dhaabbatoo baay‘atoo bulbulamummaa wantoota suuta bulbulaman irraa bulbulamummaa shallaguu dandeenya akkasumsa, bulbulamummaa iddaatoo nu kennamee irraa dhaabbatoo baay‘ata bulbulamummaa shallaguun ni dandaa‘ama. Bulbulamummaa, Dhaabbatoo Baay‘ataa Bulbulamummaa irraa Shallaguu (Calculations of solubility from Constant of Solubility product)
- Dhaabbataa baay‘ataa bulbulamummaa irraa bulbulamumma shallaguu dha.
Fkn1.Bulbulamummaa AgCl(s) shallagi.[Ksp(AgCl) = 1.8×10─10] Furmaata: Mee bulbulamummaa ayoonota ―x‖ bakka buusaa.
AgCl(s) Ag+(aq) + Cl
[ ]jalqabaa: Jajjaboo 0 0
[ ] jijjiiramaa: jajjaboo +x +x
[ ]madaalinsaa: x x
C h e m 2 2 2 Page 117
Ksp = [Ag+][Cl─] 1.8×10─10 = (x)(x)
x2 = 1.8×10─10 x = 1.8×1010 = 1.34×10─5M = 1.34×10─5mol/L ykn Hangi molokulaarawaan AgCl = (108 + 35.5) = 143.5g/mol
Hanga bulbulamummaa AgCl = 1.34×10─5mol/L x 143.5g/mol = 1.923×10─3g/L ta‘a
Fkn2.Bulbulamummaan PbCl2(s) shallagi.[Ksp(PbCl2) = 1.7×10─5]
Furmaata: Mee bulbulamummaa isaa ―x‖ haa jennu
PbCl (s) Pb2+(aq) + 2Cl
2
[ ]jalqabaa: jajjaboo 0 0
[ ] jijjiirama: jajjaboo +x +2x
[ ]madaalinsaa: jajjaboo x 2x
Ksp = [Pb2+][Cl─]2
Ksp = (x)(2x)2 Ksp = 4×3
K sp 1.7x105 1.62x10─2M
0.425x105
X = 3 3 3
4 4
Pb2+ = x = 1.62×10─2M fi [Cl─] = 2x = 2×1.62×10─2M = 3.24×10─2M
Fkn. Iddaatoo bulbula guuttata MgF2 qabu 100ml hurkisiisuun yoo bishaan keessaa akka bahu taasifamu MgF2 miilii giraama 13 tu argame. Gatii yaalii kana irraa dhaabbatoo bulbulamummaa (Ksp )tempireechara 250C irratti shallagi.
Furmaata
MgCl2(s) Mg2+(aq) + 2Claq)
Jalqaba irratti bulbulamummaa bulbula moolaarawaa MgF2 arganna akkasumas hariiroo bulbula moolaarawaa kennamef cunqina ayoonota isaa Mg2+ fi F- agarsiifna.
moolii(MgCl ]
[MgCl2] = 2 ,V = 100ml = 0.1L
Moolii = 1.3×102 g 0.0209×102 2.1×104 mool , 13mg = 1.3×10─2g
62.3g / mol
C h e m 2 2 2 Page 118
[MgCl2] = 2.1×104 mooli 2.1×103 M ,Kanaafuu, 0.1L
MgCl2(s) Mg2+(aq) + 2Claq) irraa
[Mg2+] = 2.1 x 10-3 M
[Cl─] = 2(2.1 x 10-3 M) = 4.2×10─3M
Kanaafuu Ksp = [Mg2+][Cl─]2 = (2.1 x 10-3 M) (4.2 x 10-3 M)2
= (2.1)(4.2)x10─3+(─6) = 8.82×10─9
Bulbulamummaa irraa,dhaabbataa Baay‘ata Bulbulamummaa(Ksp) shallagu
Fkn.Walnyaatinsa madaalinsa BaSO (s) 2+ 2
Ba (aq) + SO aq) jedhuuf
4 4
[Ba2+] = 0.001M fi [SO42─] = 2.4×10─3M yoo ta‘e,Ksp = ?
Ksp = [Ba2+] [SO42─] = (0.001)(2.4×10─3) = 2.4×10─6
.Gocha.
1.Teempirecheera 250C bulbulamummaa Mg3(AsO4)2 shallagi.(Ksp = 2.0×10─20)
2.Teempirecheera 250C irratti bulbulamummaan CaF2 bishaan keessatti 0.00170g bulbula guuttataa 100ml yoo ta‘e,Ksp = ?(Hanga moloulaarawaa CaF2 = 78g/mol)
Leenjifamtoota mee Waa’ee Kurfaa’ina danda’uu ashaboolee gam-tokkeen bulbulamanii irratti kitaabilee wabii dubbisuun beekumsa keessan gabbifadhaa!
4.10. Taatee Ayoonii Walee Bulbulamummaa Irratti qabu
- Leenjifamtoota mee,waa‘ee taatee ayoonii waleenii elektiroolaayitoota irratti qabu ni yaadattu?Mee fakkeenya armaan gadii ilaali.
2+ 2BaSO4(s) Ba (aq) + SO4 (aq)
Utuu walmadaalinsa armaan olii irratti osoo bulbula Na2SO4 itti dabalame,
(Na2SO4 Na+ + SO42─ – elektiroolayitii cimaa dha)
[SO42─] – ni dabala.
Akka Pirinsippilii Lichaatileeritti,kallattiin walmadaalinsaa,gara bitaatti jallata.
C h e m 2 2 2 Page 119
Cunqoon BaSO4 ni dabale.Haalli kun,BaSO4 akka hin diigamneef(hin bulbulamneef) ni dhorkame.Kanaafuu,Dabalamuun Ayoonii Walee Bulbulamummaa ni hir‘isa. Gatiin dhaabbatoo bulbulamummaa wantoota dhaabbataadha.Garuu, cunqoon ayoonota bulbula keessaa jijjiramuu ni danda‘a.
Fkn. Ashaboo BaSO4 irratti Na2SO4 dabaluun bulbulamummaa BaSO4 ni hir‘isa.Sababni isaa SO42─ ayoonii waleeniti.
Fkn.Bulbulamummaa BaSO4
a.Osoo Na2SO4 itti hin dabalamiin bulbulamummaa BaSO4 shallagi.
b.Erga 0.01M bulbula Na2SO4 itti dabalamee booda bulbulamummaa BaSO shallagi. Ksp(1×10-10mol/dm3)
Furmaata:Mee bulbulamummaa isaa ―x‖ haa jennu.
BaSO4 Ba2+(aq) + SO42-(aq)
Madaalinsa irratti, Ksp = [Ba2+][SO42─]
1×10─10 = (x)(x) x2 = Ksp x = K sp
x = (1×1010 ) = 1×10─5M (1×10─5mol/dm3)- bulbulamummaa BaSO4 bishaan keessatti osoo Na2SO4 itti hin dabalamiin
b) Bulbulamummaa BaSO4 bulbula 0.1mol/dm3 Na2SO4 keessatti
Furmaata
2+ 2- + 2
BaSO4 Ba (aq) + SO4 (aq) Na SO (s) 2Na (aq) + SO 4 (aq)
x 0.01 2 4 2(0.01M)
0.01M 0.01M
2
Ksp = [Ba 2+
][SO4 ] Cunqoo Na2SO4 irraa dhaalame
K sp 1x1010
Ksp = (x)(0.01) x 1×108 M .Lakkoofsi 1×10─5M‘n 1×10─8 dhaan harka
0.01 0.01
100‘n ni caala.
Dabalamuun Na2SO4 bulbulamummaa BaSO4 hir‘isuu agarsiisa. Sababni kun,dabalamuu ayoonii walee SO42-tiin.Kana jechuun yommuu bulbulli 0.01M Na2SO4 itti dabalamu, bulbulamummaan BaSO4 harka 100‘n gadi xiqqaate.
C h e m 2 2 2 Page 120
Gaaffii Shaakalaa:
1.Bulbulamummaa AgCl bishaan keessatti (ayooniin walee osoo hin dabalamiin) Bulbulamummaa AgCl erga bulbulli NaCl 0.0001 mol/dm3 NaCl itti dabalame booda.
Ksp(AgCl) = 1.8×10-10
2.Bulbulamummaa PbSO4:
a.Osoo ayooniin waleenii itti hin dabalamiin
b.Erga bulbulli 0.0001mol/dm3 K2SO4 itti dabalamee booda. [Ksp(PbSO4 = 2.2×10-10]
3.Bulbulamummaa PbCl2 bishaan keessatti,
a.Osoo ayooniin waleenii itti hin dabalamiin
b.Erga bulbulli 0.15M MgCl2 itti dabalamee booda.[Ksp (AgCl) = 1.6×10─5]
4.11.Faayidaa Bulbulamummaa(Application of Solubility)
- Bulbulamummaan faayidaa hedduu qaba.Isaan keessaa muraasni: Bulbulamummaa ashaboolee shallaguuf.
Taatee PH bulbulamummaa irratti qabu raaguu(shallaguuf).
Uumamuu kompaawundii ayoonii walxaxaa(complex ion formation compound) keessatti cunqoo ayoonii shallaguuf.
- Hariiroo kompaawundii ayoonii walxaxaa fi bulbulamummaa giduu jiru addaan baasuuf.
- Walnyaatinsa dursa kurfaa‘uu danda‘u addaan baasuuf.
- Ayoonota bishaan galaanaa keessaa addaan baasuuf,Fkn.Mg2+‘n kan madda Mg ta‘e bishaan galaanaa irra haala Mg(OH)2 kurfaa‘uun booda gara Mgtti jijjiirama.
- ayoonii walxaxaan sibiloota akka Ag,Au,Pt fi kkf oorii isaanii irraa addaan baasuuf gargaara.
- Qoannoo ji‘oolojikaalawaa keessatti,uumamiinsa holqaa ykn walnyaatinsa kattalee keessati raawwatu addaan baasuuf.
- Taaytireeshinii kurfaa‘inaa firaakishinaalii gaggeessuu keessatti ni fayyada.
- Wantoota(ayoonota) qulqulleessuu fi addaan baasuu fi kkf.
Gocha.Mee faayidaa bulbukamummaan qabu kitaabilee biroo dubbisuun beekumsa gabbifadha
Boqonna Shan
- Termoodaaynamiksii Keemikaalaa
Seensa termoodaaynaamiksii fi seera tokkooffa
Termoodaynamiiksii jechi jedhu kaninni dhufe jecha ― Termoo = Hoa‘a(heat or
energy) , daynaamiksii = Sochii ykn deemsa( movement or motion) jechuudha. Jechoota
lamaan kana fudhachuun termodaaynaamiksii jechuun yaa
iinsa haaa (flow of heat)
jechuudha. Karaa biraa Anniisaa maaterii keessaa, walnyaatinsi keemikaalaa tokko
gaggeeffamuu ykn dhiisuu ni tilmaama. Garuu termoodaaynamiksiin saffisa walnyaatinsaa
tokkoo hin himu ykn ibsa irratti hin laatu.
Faknkiishinoota haalaa (states of function) hamma termoodayinaamiksii ta‘ee gatiin isaa
tempireecheera,dhiibbaa, qabee kkf tan irratti kan hundaa‘udha.
Gatiin fankishinoota haalaa seenaa sirna sanaa irraa walabadha.
Dhugumaan aannisni keessaa fankishinoota haalaa keessaa baayyee barbaachisaadha
sababiinsaas aannisa jalqabaaf xumuraa beekuun jijjiirama aannisa sirna keessaa safaruuf
oola.
5.1.i.Termoota termoodaayinaamiksii
Sirna (System) : qaama yuuiveersii ta‘ee yaada keenya ykn qalbii keenya kan ofitti harkisuun xiyyeeffannaa argatudha.
Naannoo (surrounding) : wantoota daangaa sirna keenyaan ala jiru hundasaa naannoo jennee waamama . naannoon sirna wajjin kallatiin wal-xuqee akn jiru dha.
Yuniversii(universe ) : Sirna(System) + Naannoo(surrounding) lamaan isaanii kan of keessatti qabatu.
- Sirni akkaataa aannisaa fi maaterii naannoo wajjin wal jijjiiran irratti hundoofnee bakka saiitti qoodamu. Isaanis
- sirna banaa( Open system):- anniisaa fi maaterii naanno duukaa kan waljijjiiru dha. Fkn: bishaan biikerii banaa keeessatti yeroo hurku
- Sirna cufaa( closed system):- Aannisa ( ho`aa) qofa naannoo duukaa kan wal jijjiiru dha
C h e m 2 2 2 Page 122
Fkn : bishaan biikerii cufaa keeessatti yeroo hurku
- Sirna adda bahaa(Isolated system):-aannisas ta‘e maaterii naannoo isaa waliin wal hin jijjiiredha.
Gaaffii shakalaa
1.Fakkeenyota sirna banaa, sirna cufaa fi sirna addaan bahaa biroo kenni
2.Aadde Agituun keekii qopheessuu jettee meeshaa adda addaa kan akka haqaaquu, daakuu, saahinii, Istoovii, anniisa elektirkaa ykn abida kkf qopheeffate. Wantoota isheen qopheeffatee keessa sirnna, naanoo, yuniversii jechuun adda baasii?
Walumaa galatti, sirni tokko hiikaa guutuu kan argatu karaa jijjiiramoota afuriiti. Isaanis dhiibbaa qabee, termpireecheraa fi ruqoolee walnyaatinsaati, safaramtootni kun afran jijjiiramoota termoodaaynaamiksii jedhamu. Sirni tokko yoo jijjiiramtootni kun gatii dhaabbataa qabaatan faalkaa beekamaa qaba jedhame sababa annisaan sirnaa tokko jijjiramtoota kanaa irratti hundaa
uuf faalkaa (haala) sirnaa sirritti adda baasuun baayee barbaachisaa dha.
5.1 Seera Zeeroo fi jalqabaa Termoodaaynamiksii
5.1.1 Seera termoodaynaamiksii Zeeroo(Zeroth Law)
Seerri kun wantoota lama irratti hundaa‘a
- Waantoonni lama tempirecheera yeroo dheeraaf kan wal jijjiiran yoo ta‘e dhumarratti jijjiirami temprecheraa isaan gidduutti hin mula‘atu. Qamni lamaan kunis wal madaalinsa termaalii irra gahanii jedhama.
C h e m 2 2 2 Page 123
Wantoonni lama kopha kophaa isaanii wal madaalinsa termaalii irra yoo gahan waanta
sadaffaa duukaas wal mdaalisa termaalii irra gahuu ni dan da‘u. Ega sirnootni kun sadanuu
amala wal fakkaatu kan isaan qabaatani tempirecheera irratti dha
Walitti dhufeenyi tem. fi walmadaalinsa termaalii kan ittiin ibsamu seera termoodaaynamiks
Zeeroo tiini dha
Ni jira sirna termoodaaynamiksii hundaatiif wal madaalinsi amala innis tem. Dha. Wal
qixxummaan tem. Quubsaa fi barbaachisaa haalota walmadaalinsa termaalii irratti argamaniif
Hub. Seerri zeeroo amalli isaa kan ittiin ibsamu Teempirecheera dhaani.
5.1.1.2 Seera Termoodaaynamiksii tokkoffaa ( First law ofTermodaynamics)
Seera Termoodaaynamiksii tokkoffaa akka jedhutti:
Ni jira amalli sirna termoodaayinakisii hundaaf innis aannisa kan jedhudha. Kana irraa
ka‘uun aannisa waliigaalaa yuuniversii kana keessa jiru dhaabbataa dha. Adeemsa kamuu
keessatti ni jijjiirama garuu uumuus ta‘e balleessuun hun danda‘amu.
Hub. Seerri 1ffaan amalli isaa kan ittiin ibsamu anniisaa dhaani
Sirna tokko keessatti jijjiiramni aannisa kaninni jiraatu sababa ho‘a ykn dalagaa tiif dha.
Kana irraa ka‘uun
E = q +w
E = jijjirama aannisaa
q = Jijjiirama ho‘aa
w = jijjiirama dalagaa
- Jijjiiramni anniisaa gosa lamadha Isaanis :- Ho‘a (heat)- bakka bu‘ee q dha
Teempirecheera faanaa walitti dhufeenya qaba
Kallattii hundaan ho‘i sochii molakiyuulotaa ni dabala ykn ni hir‘isa
Mallalltoon waligalame
+q = sirnichi ho‘a yoo oftti fudhate
- q = sirnich ho‘a yoo of irraa gadhiise ta‘a
C h e m 2 2 2 Page 124
Fankishiinii haalaa miti.
- Dalagaa (Work)bakka bu‘ee w dha
- Sochiin human duukaa dalagaa jedhama
Kallattii murata‘een dalagaan sochii molakiyuulotaa ni dabala ykn ni hir‘isa Gaazotaaf w = – p v ( P = F/A , F = AxP, A = L . W, V = l.w.h)
Fankishiinii haalaa miti
Mallalltoon waligalame
+w = sirna irratti dalagaan yoo dalagame( Compression)
-w = Sirnaan dalagaan yoo dalagame( expansion)
Fkn : qabeen gaazii 5.0 li irraa gara 2.5 li tti dhiibbaan dhaabbataa
suumagamuuf dalagaan isaa meeqa ta‘aa?
Furmaata
Kennamaa: p = 1.5 atm, v = vf – vi , 2.5 li – 5.0li = – 2.5 L
w = – p v = -1.5atm(-2.5li) = 3.75atm .L
1.5atm tiin
C h e m 2 2 2 Page 125
Gaaffii shakalaa
1.Gaaziin 8.50 li irraa gara 12 li bala‘ateef dhiibbaan isaa 2.00 atm yoo ta‘e dalagaan sirnaan
dalagame meeqa ta‘a ?
Anniisa gosa sadiitu jira . Isaanis
1.Aannisa Keessoo( Internal energy) : sirna termoodaaynamiksii keessatti ida‘ama aannia
sochii(kaaynaatikii) fi anniisaa kuufamaa( poteenshiyaalii ) ti.
E = Anniisaa sochii + Anniisaa kuufama
E = ½ mv2 +mgh ykn E = q + w
Fankishiinii haalatti.
Fkn Jijjiirama sirna tokkoof ho‘a 165J fudhachuufi dalagaa 92J sirnicha irratti dalagame .
a. Mallattoon q fi w maalta‘aa ?
b. Anniisaan keessaa meeqa ta‘aa?
Furmaata
Srnichi anniisaa ho‘a ofitti waan fudhateef mallattoon (+q ) pozetiiva ta‘a.
Sirnicha irratti dalagaan waan dalagameef mallattoon (+ w ) pozetiiva ta‘a jechuudha
E = +q + w, + q = 165J, +w = 92J
= 165J + 92J
E = + 257J
Anniisaan keessaa pozetiiva ta‘uunsaa maal mul‘isaa ?
Fkn.Sirni tokko ho‘a 50J naannoo irratti gad lakkisuun dalagaa 30J hojjeteef anniisaan
keessa isaa meeqa ta‘a?
Furmaata
Ho‘i sirnichaa ( q) = -50J ta‘a. Maaliif ?
Dalagaan sirinichaan hojjetame(w) = -30 J. Maaliif ?
Anniisaa (E) = ?
E = -q-w = – 50J -30J = -80J ta‘a . Maaliif negatiiva ta‘ee ?
Gaaffii shaakalaa
1.Sirni tokko ho‘a 100 kaaloorii(cal) ofitti fudhatee dalagaa 50 kaaloorii(cal) naannoo isaa
irratti hojii hojjeteef anniisaan keessa meeqa ta‘a?
- jijjiiramaq ta‘e tokko keessatti sirni ho‘a 35J ofitti fudhate. Naannoon immoo dalagaa 40J
sirnicha irratti dalage . Sirna akkasiif gattiin q, w fi E isaa barbaadi?
C h e m 2 2 2 Page 126
- Entalpii ( Entalpy) : Dhiibbaan dhaabbataa bakka ta‘ee jirutti hamma ho‘a walnyaatinsa
keessatti fudhatamu ykn ho‘a gadi lakkifamu intaalpii ykn ho‘a walnyaatinsaa jedhama.
Bakka bu‘ee H dha.
Aannisa keessoo fooyya‘e dha
H= E + PV
Fankishiinii haalatti
Wal nyaatinsa keemikaalaa hedduudhaaf gatiin isaa gatii aannisa keessaatti siqa.
Jijjiiramni intaalpii dhiibbaan dhaabbataa yoo ta‘e ho‘a duuka walitti siqa.
H = Hf – Hi = qp
Mallattoo Intaalpii
+H = kan agrsiisu ho‘a naannoo irraa ofti harkisuun (absorbed) ni qabanaa‘a → Indootermikii
-H = walnyaatinsa keessatti ho‘i gara naannootti gadi lakkifamuun (released) ni ho‘a→ Eksotermikii
Fkn1. Gaaziin ta‘e tokko dhiibbaa dhabbataa irratti babal‘atee dalagaa 25KJ ta‘u naannoo isaa irratti hojjete.Adeemsa kana keessatti ho‘a 60KJ sirnicha keessatti ofitti fudhate.Gatiin AH fi AE meeqa ta‘a?
Furmaata
Adeemsa kana keessatti dhiibbaa dhaabbataa waan ta‘eef , AH = qP = 60 kJ.
AE = AH − PAV = AH + w
w = −25 kJ (sirnichaan dalagaan waan dalagmeef negatiiva ta‘a)
AE = 60 kJ − 25 kJ = 35 kJ
Intaalpii Daadessa (Standard Enthalpy) = H° bakka buufama. kaniinni uumamuus
dhiibbaa 1tam (760 toorii) fi cunqinni walnyaattoota 1.0M irratti dha.
Uumama intaalpii daadessaa = Hf 0
Walnyaatinsa keessatti hamma ho‘aa oftii fudhatamuu( heat absorbed) ykn gadi lakkifamu
( released ) wantoonni moolii tokko elementii isaanii irraa haala daadessaatti ( tem = 298
K) argamu uumamuu hoa‘aa jedhama ( Hf 0)
H0 f haala daadessaa keessatti elemnetii kamiifiyyu = 0 dha ( elementoota uumamaan haala 1
atm fi 1 M ) fi 298 K irratti argamuuf jechuu dha .
C h e m 2 2 2 Page 127
Fkn C(graphite, s)+ O2 (g) → 2 CO2 (g)
H = rxn ° 0 kJ/mol 0 kJ/mol 393.5 kJ/mol
Fkn :- Walnyaatinsa armaan gadiitiif intaalpii Hf 0 tempirecheera 298.15 K irratti barbaadiif
2 C8H18(l) + 25 O2(g) → 16 CO2(g) + 18 H2O(l), AHf° = ?
Furmaata : H0 f haala daadessaa keessatti elemenetii kamiifiyyu = 0 dha. kanaafuu
AHf°[O2(g)] = 0 ta‘a jechuudha.
AHf° = EnAHf°(firii) − EnAHf°(walnyaattoota)
AHf° = 16AHf°[CO2(g)] + 18AHf°[H2O(l)] − 2AHf°[C8H18(l)]
−1 −1 −1
= 16(−393.51 kJ⋅mol ) + 18(−285.83 kJ⋅mol ) – 2 (−249.9 kJ⋅mol )
−1
= −6296.15 − 5144.94 + 499.8 kJ⋅mol
−1
= −10 941.3 kJ⋅mol
3- Aannisa walabaa Giibsii ( gibbs free energy): bakka bu’ee G dha
Intaalpii fooyya‘e dha
G = H- TS ( introoppii dha)
Faayidaa gaarii qaba. Isaanis
Walnyaatinsi suni tasuma ykn miti tasumaa himuu dhaaf
Walnyaatinsi suni akkamitti akka raawwatu ni hima
Dalgaa barbaachisoo ittiin hojechuufis ni oola .
Hiika adeemsootaa( definitions of processes)
5.1.2 Adeemsa duubatti deebi’aa fi Adeemsa duubatti hin deebine
Adeemsa duubatti deebi‘aa ( reversible processes) :- adeemsa yeroo hundaa sadarkaa wal-madaliinsaa irratti argamu duubatti deebi‘aa jedhama.
Fkn : cabbiin kaninni baqu 0 0c. H2O(s) ⇌ H2O(l)
Fkn biroo__________________________________________________________________
Adeemsa duubatti hin deebine ( irreversible processes): adeemsa sadarkaa wal madaalinsaa irratti hin argamne dha
C h e m 2 2 2 Page 128
Fkn cabbiin 250C irratti baqe.
Adeemsi kuni kallattii tokko qofaan
raawwatama.
Kun
jechuun
baquu
malee
qabaneeffamuun hin jiruu jechuudha.
Ag+ (aq) + Cl –
deebi‘uu jechhudha.
(aq)
→ AgCl (s)
kun jechuun kuufamni jajjaboo AgCl boodatti hin
5.1.3 Adeemsa Eksootarmukii fi Indootarmikii
Adeemsa walnyaatinsa keemikaalaa keessatti yoo annisaan ho
aa sirna keessaa gara naannooti yaaee adeemsi kun adeemsa Eksootarmikii jedhama.
Fakkeenyaaf, gaaziin haaydiroojinii yoo oksijiinii keessatti gubbatu anniisaa ho
aa murtaee gara naannooti gaddilakkifama .
2H2(g)+ O2(g) Garagaummaa adeemsa
2H2O(l)+ Annisaa
Walqixaatoon ∆H= Hxumura – Hjalqabaa, kun mallattoo gatii waan ibsuuf baayyee barbaachisaa dha.
Adeemsi ho`a baasuu , intalpiin xiqqaa waan qabuuf ∆H n mallattoo negaativii qaba.
Walnyaatinsa keemikaalaa keessatti yoo anniisaan ho`aa naannoo irraa gara sirnaati fudhatamee adeemsii kun adeemsa indootermikii jedhama,
Fkn:- Anniisa +2HgO(s) → 2Hg(l) +O2 (g)
Adeemsa ho`a fudhachu keessatti garuu intalpiin, guddaa waan qabuuf mallattoon ∆H isaa poosativii dha.
C h e m 2 2 2 Page 129
Gaaffii shaakala
- Walnyaatinsa armaan gadii Eksootarmikii ykn indotarmikii ta`uu isaa adda baasi?
a. C3H8(g)+5O2(g) + Anniisaa → 3CO2(g) + 4H2O(l)
b. 2H2(g) + O2(g) + Anniisaa → 2H2O(l)
c. N2 (g) + O2(g) → 2NO(g) + Anniisaa
5.1.4.Introoppii ( Entropy) :
Annisni akkaataa itti gargar faca‘ee argamu kan 130afari intirooppii jedhama.Intirooppii jechuun kan haalaan hin qindoofine(gargar kan fac‘e) jechuu dha.
Intirooppiin sirni tokko haalaan akka gargar faca‘u godha. Sirna tokko keessatti lakkoofsi kallattii sochii ruqoolee yeroo dabalu sochiin aannisaas ni dabala, kunimoo sirna intirooppii ni dabala .
Iddoo bu‘ee ―S‖ qaba.
Intirooppiin fankishiinii haalati.
Yuunitii intirooppii = J/ K. mool
Yuunitii intaalpii= KJ/mool.
Isa kamtu intirooppii guddaa qaba? Gaazii 1mol litira 1 keessaamoo, gaazii moolii tokko litira 20 keessa jirudha?
C h e m 2 2 2 Page 130
Deebbii: qabee guddaa dha jechuun molukiyuulichi idoo bal‘aa qaba jechuudha kanaafuu inni abbaa 20 li intirooppii guddaa qaba jechuudha.
Fkn: Jijjiirama falkaalee dhangala‘oo fi gaazii gidduu jiru
Intirooppiin nidabala
Intirooppin ni hira‘ata
Seera Maalummaa intirooppii
1.Falkaaleen jajjaboo gara dhangala‘ootti . Dhangala‘oonimmoo gara gaaziitti yeroo
jijjiiramani intirooppiin isaani ni dabala
2.Jajjaboo ykn dhangala‘oo bubulaa keessatti bulbulameefi intirooppiin ni dabala
3.Lakooffisi suudowwanii sirna keessa jiru yeroo dabalu intirooppiin ni dabala
Fkn N2O4 (g) → 2NO2(g)
S0= 304J/k (1 mooli) S0 = 480J/k(2 moolii)
- Wantoota kamiifiyyuu tempirecheerri yeroo dabalu intirooppiinis duuka ni dabala
5 . Hangi molokiyuulotaa yeroo dabalu intirooppiinis duuka dabalaa deema
Fkn S0(Cl2(g) ) > S0(F2(g))
S0 = 165J/mool.k S0 = 158 J/mool.k
Walumaagalatti,Sgaasii > Sdhangala‘oo > Sjajjaboo
Shallagii intiroopii Faalkaalee
A. Intiroopii walnyaatinsaa ( rxn S)
C h e m 2 2 2 Page 131
rxn S o = ∑ O ∑ 0 walnyaatotaa
firii –
n = lakkoofsa moolota walnyaatotaa fi firiiwwani bakka bu‘a
Fkn : Walnyaatinsa 2Mg (s) + CO2 (g) → 2MgO(s) + C(s) tiif gatii intirooppii ( rxnSo) isaa
shallagi?
rxn S o = ∑ O
firii
- ∑
0
walnyaattotaa
Introoppii( S0 Mg = 32J/mol.k
S0 CO2 (g) = 215 J/mol.k
S0 MgO(s) = 27 J/mol.k
S0 C(s) = 6 J/mol.k
Foormulaa nuuf kenname keessa galchuun
rxn So = ∑ – ∑
= 60 J/mol.k – 278 J/mol.k = -218 J/mol.k
Gatiin intirooppiin hira‘achuun kan agarsiisu walnyaatinsi kuni sirnawaa(ordered) ta‘aa deemuu agarsiisa.
Fkn 2ffaa : Walnyaatinsa 2H2(g) +O2(g) → 2H2O(l) tiif gatii rxnSo shallagi?
Deebii:
rxnSo =2(70) – (2×131 +1×205)
= 140 – (262+205)
= 140 – (467)
= -327Jk-1.mol-1
Gaaffii Shaakalaa
Walnyaatinsoota armaan gadiitiif intirooppiin ni dabalamoo ni hir‘ataa ? Maaliif ?
a.Ag+(aq) + Cl-(aq) ⇌AgCl(s)
b.H2CO3(aq) ⇌ H2O + CO2(g)
c. Ni(s) + 4CO(g) ⇌ Ni(CO)4(l)
d. H2O(s) ⇌ H2O(l)
e. graphite ⇌diamond
f. 2Na(s) + 2H2O ⇌ 2Na+(aq) + 2OH-(aq) + H2(g)
C h e m 2 2 2 Page 132
5.2 Seera termoodaaynamiksii 2 ffaa ( second law of thermodynamics) :
5.2.1 Seera termoodaaynamiksii 2 ffaa :
Adeemsa tasuma kamiifiyyuu inda‘amni intirooppii kan universii kaniinni dabaluu adeemsa
duubattii hindeebineef yeroo ta‘u garummoo kan adeemsa duubatti deeba‘mmoo intirooppiin
isaa zeeroo dha.
Suniv > 0 , Ssirna + Suniv > 0 , Suniv = Ssirna + Snaannoo
Intirooppii,ykn intaalpii qofti walnyaatinsi tokko walnyaatinsa tasumaa ykn miti jedhani
dhubachuuf gahaa miti. Kana jechuun lamaan isaani akkaata itti fayyadamnu nu barbaachisa
jechuudha.
Aannisa walaba Giibsii ( gibbs free energy, G): Walitimakaminsa intirooppi,
tempirecheera fi intaalpiin walnyaatinsi tokko walnyaatinsa tasumaa ykn miti jedhanii
murteessu nu gargaaru jechuudha. Namni yeroo jalqabaaf argates nama J. Wiilaard Giibs
jedhamudha.
Anniisaa walaba Giibsii jechuun :- Altokko gatii intirooppi erga baasnee booda, hamma
anniisaa hojii ykn dalagaa tokko dalaguuf nu barbaachisu jechuudha
G = H- TS
- G = negatiiva yoo ta‘e walnyaatinsi suni adeemsa tasumaa gageessa jechuudha
+G = pozatiiva yoo ta‘emmo walnyaatinsi suni adeemsa miti tasumaa gageessa jechuudha. G0(standard Gibbs free energy) = kan ibsamu cunqina bulbula 1M, dhiibbaa gaazii 1atm irratti barbaachisu yommuu ta‘u kanaan ala kan jiraniitiifimmo G(non standard Gibbs free energy) ta‘a jechuudha.
Fkn Walnyaatinsa C(s) + O2(g) → CO2(g)
G0 f CO2 tiif tempirecheera 298 0K irratti barbaadi? Hf 0 (CO2) = -393KJ/mol,
S0 O2 =205J/mool.K , S0 C =6 J/mool.K S0 CO2 =213J/mool.K ,
Gf0 = Hf 0 – TS0f
Intirooppin waan hin laatamneef intirooppii barbaaddana.
0 = rxn S o = ∑ O 0
S f firii – ∑ walnyaattotaa
Foormulaa nuuf kenname keessa galchuun
C h e m 2 2 2 Page 133
rxn Sof = ∑ – ∑ = 2J/mool.K
Gf0 = Hf0- TS0f
= -393KJ/mol – (298K )(0.002KJ/mool .K)
= -394KJ/mool ta‘a jechuudha.
Gf0 = -394KJ/mool ta‘uunsaa maal mul‘isa?
Gaaffii : Walnyaatinsa armaan gadiitiif Gºrxn barbaadi ?
Kennama
Gºf (SO2, g) = – 300 kJ/mol
Gºf (SO3, g) = -371 kJ/mol
Gºf (H2SO4, l) = -690 kJ/mol
Gºf (H2SO4, aq) = -742 kJ/mol
Gºf (H2O, l) = -237 kJ/mol
Gºf (H2S, g) = -34 kJ/mol
a. S(s) + O2(g) ⇌ SO2(g)
b.2SO2(g) + O2(g) ⇌2SO3(g)
c. SO3(g) + H2O(l) ⇌H2SO4(l)
d.2H2S(g) + 3O2(g) ⇌ 2SO2(g) + 2H2O(l)
5.2.2 Adeemsa tasuma fi miti tasumaa
Adeemsa tasuma( spontaneous processes) : adeemsa gragaarsa alaa tokko malee uumamudha Fkn Dhakaa tulluu iraa gadee konkolaatu
Fkn biroo ______________________________________________________
Gaaffii
Adeemsa tasumaa keessatti G, S maal ta‘uu danda‘uu? ___________
Adeemsa miti tasumaa ( non-spontaneous ) adeemsa gargaarsa alaa malee raawwatamuu hindandeenye adeemsa miti tasumaa jedhama Fkn Dhakaa dhiibanii asii ol tabba baasuu
C h e m 2 2 2 Page 134
Fkn biroo ______________________________________________________
Adeemsa miti tasumaa keessatti G, S maal ta‘uu danda‘uu? ________
Seera Termoodaaynaamiksii 3ffaa
Intiroopiin kiristaala mudaa hin qabnee kamiifiyyuu absoolut zeeroo( 0.0 K) irrati Intirooppiin( S= 0.0 j/k.mol ) zeeroo dha.
Bu‘uura Seera Termoodaaynaamiksii 3ffaa
- Absooliyuuti zeroon kan bira hin gahamne dha
- Intirooppiin wantoota hundaa absooliyuuti zero irratti zeeroo dha
- Tempirecheerra zeeroo irra darbinaan kiristaala mudaa hin qabnee hin jiraatnani..
5.2.3 Walmadaalinsaa fi Anniisa walabaa
Yerootti G zerootti ta‘u , sirnichi waan tokkoyyuu jijjiirama hin agarsiisu, walnyaatinsi gara harka mirgaattis ta‘e gara harka bitaatti soch‘uu hindan da‘u jechuudha. haala akkasii kun keemikaalaa garagaa gidduutii yeroo argamu walmadaalisi jira nama jechiisiisa jechuudha.
5.2.4 Annisaa walabaa haala daadeessaa irratti uumamu.
Haala daadeessaa irratti yeroo elementiin tokko kompaawondii moolii tokko ta‘e irraa uumamu
jijjiirama anniisaa walabaa ni jiraata, Kunis uumama anniisaa walabaa daadeessaa
jedhama(G0f)
Elementoonni
hundi haala daadessaa irratti gatiin G0
f = 0 ta‘a jechuudha.
C h e m 2 2 2 Page 135
C h e m 2 2 2 Page 136
C h e m 2 2 2 Page 137
BOQONNAA 6
- Elektirookeemistirii
Elektirookeemistirii damee keemistirii kan haariroo elektirikstii fi wal-nyaatinsa keemkaalaa gidduu jiru qo‘atuu dha .Innis adeemsawwan lama kanneen wal-nyatinsa ridooksi of-keessaa qaban irraatii hunda‘a
Wal-nyaatinsa keemikaalaa irraa annisaa elektirikaa maddisiiauu
Annisaa elektirikaa fayyadamun jijjiirama keemikaalaa uumuu ta‘a.
Kaayyoo Gooree :-xumura boqonnaa kanaattii
• Hiikoo elektirookeemistirii ni kennu.
• Garaagarummaa dabarsoo elekitrikaa fi miti-dabarsoo elektirikaa addan ni baafatu.
• Hiikoo oksideeffamaa, ridekfamaa, oksideesituu fi rideeksituu ni kennu
• Hiikoo elektiroodii ,anoodii,kaatoodii, anaayonii, kaatayoonii,elektiroolaayitii,miti elektiroola-
• ayitii, elektiroolyisisii, seelii galvaanikii ni kennu.
• Garagarummaa seelii elektirolaayitikii fi galvaaniikii addan ni baafatu.
• Seerota faradayii ni himu
• Shallagii elektiroolaayisisiin wal-qabatu muraasa ni shallagu
• Hiikoo fi fakkeenyawwan Baatirii sad 1ffaa fi 2ffaa ni kennu
• Kuusawwan seelii daddeessaa fi annisaa walabaa seelii galvanikii keessatti ni shallagu.
• Hojii irraa olmaa seelii galvaanikii hamma tokko ni ibsu
6.1.Seelii Elektiroolaayitikii
Seelota elektirookeemikaalaa gosa lamatu jira,seelii elektiroolaayitikaa fi seelii voltikii ta‘u. Seelii elektirolaayitikii keessatti annisaa elektirikaatu walnyaatinsa keemikalaa miti tasumaa argamsisiisaWal-nyaatinsii miti-tasumaa walnyaatinsa degarsa human alaa (annisaa elektirikaa)
C h e m 2 2 2 Page 138
malee hingaggeefamnee dha.. Seelii gaalvanikii ykn seelii vooltekii garuu wal nyaatinsinsa keemikaalaa tasumaa (walnyaatinsa deggarsa huna alaa malee gaggeeffamu) annisaa elektirikaa maddisiisa. Seelii elektiroolaayitikaa keessatti baatiriin ykn maddi annisaa biro kallattiin elektiroodota lamaaniin walqunnamuun bulbula elektiroolaayitikaa ykn elektirooleetii baqee (molten electrolyte) keessaa bufamu. Elektiroodii (Utubaa baatirii) Sibiila ykn giraafaayitii ta‘e daandii elektiroonotni bulbula keessaa seenaan fi bulbula keessaa ba‘anii dha. Elektiroodiin chaarjii negativii qabu kaatodii jedhama.Yammuu dabarsa elektiroolaayitikaa ayoonotni chaarjii poosativii qaban gara kaatodiitti yaa‘uun elektiroonii fudhachuun rideekfamu.Ayoonotni chaarjii poosativii qaban kun gara kaatodiitti waan ya‘aaniif kaatayoonota jedhamu.Elektiroodiin chaarjii poosativii qabu immoo anoodii jedhama.Ayoonotni chaarjii negativii qaban gara anoodiitti yaa‘uun elektiroonii kennun oksideeffamu.Ayoonotni chaarjii negativii qaban anayoonota (anions) jedhamu.Oksideeffamni gama anoodiitti yammuu raawwatu rideekfamni immoo gama kaatodiitti raawwata. Adeemi kun adeemsa keemikaalaa ti. Fakeenyaaf ,Mee ―MX‖ elektirooleetii yoo ta‘e bulbula ykn yammuu baquu M+ fi X- ayoona‘aa
Waalnyaatinsa Kaatodii: M+ + e-→. M
Waalnyaatinsa Anoodii: X- → X + e-
Waalnyaatinsa walgalaa: M+ + X- Elektiroolayisisii M + X
Elektiroolaayisisii keessatti Seelii elektiroolaayitikii ayoonotni chaarjii wal-fakkaataa qaban tokko oli kan jiran yoo ta‘e chaarjootni kun gara elektiroodii tokkotti yaa‘u.Garuu ayoonii tokko qoftu filannoo elektiroodichan chaarjii dhabeessa ta‘un baha.Filannoon kun waan hedduu irratti kan hunda‘uu yoo ta‘ellee isaan ijoon sadan:-
i. Dandeetti ayoonichi elektiroonii kennuu ykn fudhachuu qabu
ii. Cunqina ayoonichaa
iii. Gosa elektiroodi irratti hunda‘a.
6.1.1 Jechoota Bu’uuraa Elektirookeemistirii keessatti
Elektirookeemistirii: Qo‘annoo waa‘ee jijjiirama annisaa elektirikaa fi annisaa keemikaalaa gidduu ti.
Elektiroodii: Sibiila ykn giraafaayitii ta‘e daandii elektiroonotni bulbula keessaa seenaan fi bulbula keessaa ba‘anii dha.
C h e m 2 2 2 Page 139
Anoodii:Elektiroodii gama oksideeffamni itti gaggeeffamu dha.
Kaatodii: Elektiroodii gama rideekfamni itti gaggeeffamu dha.
Oksideeffama: elektiroonii kennuu lakkoofsi oksideeshinii ol-guddachuu dha.
Rideekfama: elektiroonii fudhaachuu ykn lakkoofsi oksideeshinii hir‘achuu dha.
Oksideessa: Sanyiiwwan (wanta) lakkoofsi oksiideeshinii isaa hir‘atee ykn wanta rideekfamee dha.
Rideeksa: Sanyiiwwan (Wanta) lakkoofsi oksideeshinii isaa olguddatee ykn wanta oksideeffame dha.
Lakkoofsa Oksideeshinii:Chaarjii posativii ykn negativii atoomotni kompaawundii keessatti qabani dha.
Seelii elektiroolaayitikii:Walnyaatinsa
miti
tasumaa
uumuuf
seelii
annisaa
elektirikaa fayyadamuu dha.
Seelii galvaanikii:Seelii elektirookeemikaalaa annisaa keemikaalaa gara annisaa elektiriikaatti
jijjiiruu dha.
Kuusaa seelii: Humni sochii elektiroonii seelii galvaanikii irraa argamudha.
Kuusaa Ridaakshinii: dandeetti micireewwan (species) elektiroonii fudhatanii rideekfamanii ti.
Kuusaa Oksideeshinii: dandeetti micireewwan elektiroonii kennanii oksideeffamanii ti.
6.1.2. Sibiilummaa fi Dabarsa Elektiroolaayitikaa (Metallic & Electrolytic conduction)
Sibiilota keessatti eletiroonotni chaarjii elektirikaa baattuu dha.Dabarsi akanaa dabarsa sibiilummaa (metallic conduction ) jedhama.Haala kana keessatti elektiroonotni dhiibbaa diree elektiriikaa jala ta‘un qaama sibiilicha keessaaa socha‘u. Dabarsa elektiroolaayitikaa (Electrolytic Conduction) immoo adeemsi dabarsa elektiriikaa sababa sochii ayoonotan bulbula elektiroolaayitoota keessatti raawwatu dha.
6.1.3 Oksideeffama fi Rideekfama
Wal-nyaatinsi keemikaalaa wal-nyaatinsa ridooksii (Oksideeffama-rideekfama) fi miti-ridooksii jedhamamun bakka lamatti qoodama.Wal-nyaatinsi ridooksii wal-nyaatinsa daddarbinsa
C h e m 2 2 2 Page 140
elektiroonii of-keessaa qabu dha. Saanyiiwwan (species) elektiroonii kennan ni oksiideeffamu.
Elektiroonii kanfudhatan immoo ni rideekfamu.
Fkn :- 2Na(s) + Cl2(g) → 2[Na+]Cl-
2Na elektiroonii lama kennuun gara 2Na+ yammuu oksideeffamu, Cl2 immoo elektiroonii lama fudhachuun gara 2Cl- rideekfama.
Wal-nyatinsii keemikaalaa daddarbiinsa elektiroonii sanyii tokko irraa gara isaa kaanitti hinqabanee wal-nyatinsaa miti-ridookisii jedhamu. Fkn
- wal-nyaatinsa asiid-beezii (hinbaabsawaa)
HCl(aq) + NaOH(aq)→NaCl(aq)+H2O(l)
- wal-nyatinsaa bakka bu‘insaa dachaa
AgNO3(aq) + NaCl(aq)→AgCl(s)+AgNO3(aq).
Oksideeffama jechuun akka hiikoo jalqabaattii wal-fudhannaa wantootaa fi oksijinii giddu qofa akka ta‘etti fudhatamaa ture.
4Fe(s)+3O2(g)→2Fe2O3(s)
C(s) + O2(g)→CO2(g)
Rideekfamni jechuun immoo oksijiiniin wantoota irraa bahu qofaatti fudhatama ture. WO3(g) + 3H2(g)→W(s) + 3H2O(g)
Akka hiikoo yeroo ammaatti garuu oksideeffamni lakkoofsi oksideeshinii ol-guddachuu fi elektiroonii kennuu waliin wal-qabata. Rideekfamni immoo lakkoofsi oksideeshinii hir‘achuu fi elektiroonii fudhaachuu ilaalata.Wal-nyaatinsii oksideeffama fi rideekfamaa kan garaagara hinbaane walfaana raawwatanii dha.
Oksideessaa:- Wanta lakkoofsi oksiideeshinii isaa hir‘atee dha.
- kan rideekfame dha.
- kan saanyiwwan biroo oksideessuu dha.
- kan oksideeffamuu dha.
- kan saanyiwwan biroo rideeksuu dha.
C h e m 2 2 2 Page 141
Gilgaala
Wal-nyaatinsa armaan gaditti kennaman wal-nyaatinsa ridooksi miti-ridooksii jechuun qoodi.Wal-nyaatinsa ridooksi kan ta‘aniif oksideeffamaa, rideekfamaa,oksideessaa fi rideeksaa addan baasi.
1.2 Na + Cl2 2 NaCl
2.2 Na + 2 H2O 2 Na+ + 2 OH- + H2
3.2 K + 2 NH3 2 K+ + 2 NH2- + H2
4.3 Mg + N2 Mg3N2
5.KOH (aq) + HNO3(aq) KNO3(aq) + H2O(l)
6.1.4.Elektiroolaayisisii hammahangee irratti hunda’uu (Quntitative Aspect of Electirolayisis)
Adeemsa elektiroolaayisisii keessatti hariiroo hamma chaarjii elektiriksitii darbuu fi hamma jijjiirama keemikaalaa gidduu jiru yeroo jalqabaaf kan ibse fiizistii Ingilizii Mikaa‘el Faraday jedhama.Akka ibsa isaati yammuu adeemsa elektiroolaayisisii hangi wanta gama elektiroodin oksideeffamu ykn rideekfamu hamma chaarjiii elektirkii keessa darbu waliin hariiroo kallatti qaba jedha.Himni kun seera Faraday 1ffaa jedhama.
Hima herregan yammuu ibsamu
m Q m=kQ k= —-*
Chaaarjiin Elektirkii(Q):hamma kaarentii (ampeeriin) hojii irra oolee baayisuu yeroo (sekoondiin) ti.
Q=It Q=chaarjii, I=Ampeerii , t= yeroo
Faraday(F) tokko chaarjii elektiroon moolii tokko waliin wal-qixa.Faraday ‗n dhabbataa dha.
Elektiroonii moolii tokko = 6.02 x 1023 e-
Kolombiin tokko(1C) = 6.25 x1018 e-
Chaarjii elektiroonii tokkoo = 1.6 x 10-19 C
1F= Elektiroonii moolii tokko x Chaarjii elektiroonii tokkoo = 6.02 x 1023 x 1.6 x 10─19 C
≈ 96500C
C h e m 2 2 2 Page 142
Elektiroolaayisisii keessatti Faraday‘n tokko wanta hamma hanga ekuuvaalentii(E) wal-gitu kuusuu ykn baasuu danda‘a.
1F = wanta hanga ekuuvaalentii(giraamiin) oksideeffamu ykn rideekfamu kuusa.
-Hangi hanga walitti kuufamuu fi faraadayi bulbula keessa darbuun wantoota walitti kuusu hariiroo kallattii qabu.
Fkn.1. Elektiroolaayisisii CuSO4 keessatti kareentiin 3A sa‘atii tokkoof yoo keessa darbee hanga Cu kuufamu danda‘u shallag.
Kennema Deebii
I =3A
t = 1hr = 3600s
Q = It =10800C =
E = 32g/eq
m = 3.6 g
Gaaffii Shaakalaa
- Elektiroolaayisisii kiloorayidii sibiilaa ta‘e keessatti 0.1F hanga sibiila 6.57g ta‘u gama elektiroodii irrarri kuuse.
a. Hangi ekuuvaaletii sibiilicha meeqa ta‘a?
b. Sibiilichi chaarjii +3 kan qabu yoo ta‘e hangi atoomawa sibiilicha meeqa ta‘a?
- Bulbula Siilvarii keessa koreentiin sekoondii100 keessatti darbuun silvarii giraama shan yoo kuuse hammi Kareentii ampeerii hojii irra oolee meeqa ta‘a?
- Kareentii 0.452A seelii elektiroolaayitikii baqaa MgCl2 keesaa sa‘atii 1.5 yoo darbee hanga firiiwwan gama elektiroodotan uumamu shallag.Wal-nyaatinsa gama elektiroodota barreessi.
Gama biraatiin Hangi wantoota garaagaraa hamma chaarjii elektirii walfaakkaataan oksideeffamu ykn rideekfamuu hanaga ikuuvaalentii (equivalent masses) waliin hariiroo kallatti qaba. Himni kun seera Faraday 2ffaa jedhama.
Hima herreegaatiin yammuu ibsamu
m E m = kE k =
K1 = ,K2 = , K3 =
k1 = k2 = k3 ….
=
C h e m 2 2 2 Page 143
Fkn : Seelotni lama keessati inni tokko bulbula elektiroolayitii Al(NO3)3 fi inni biro immoo Ag2SO4 qanu.Seetni kun kallattiin kan walqunnaman ta‘e inni gama elektiroodii isa tokkotti Ag 162g yoo kuufame gama elektiroodii isa biro irratti Al hamaamtu kuufama?
Keennama
mAg = 162g MAg = MAl MAl xMAg = 9 x 162g = 13.5 g Ag
Eg = 108g Eg EAl EAg 108
EAl = 9g
mAl = ?
6.2. Seelii Vooltikii
Seelii elektirolaaysisii keessatti wal nyaatinsi keemikalaa human madda alaa irraa( madda elektiriksitii) akka miti tasumatti adeemsifama. Seelii gaalvanikii ykn seelii vooltekii keessatti garuu wal nyaatinsa keemikalaa tasuma ta‘e gargaaramee elektiriksitii maddisiisa. Akka seelii elektirolaaytikaa keessatti osoo hin taane cimdiiwwan utubaa baatirii seelii galvaanikii bulbuloota elektirolaayitotaa gosa addaa addaa keessa buufamu.Gama utubaa baatirii isaa tokko keessatti oksideeffamni yammuu raawwatuu gama isaa kan biro keessatti immoo rideekfamtu raawwaata.Oksideeffama fi rideekfamaa osoo wal-hintuqiin qaama garagaraa bahaanii shiboo karaa alaan elektiroonotni rideeksaa irraa gara oksideessatti deemu.
6.2.1. Kuusaa Elektiroodii fi Kuusaa Seelii ( Electrode potential and cell potential )
Bulbuloota gargar bahaan keessaa elektiroodotni yammuu buufaman, elektiroonii elektiroodii isaa rukkina chaarjii elektirikii negativii olaanaa qabu irraa gara elektiroodii isaa rukkina chaarjii elektirikii negativii gadi aanaa qabutti yaa‘u. Kuusamni (cunqinni) elektiroonii gara naannoo elektiroodota kun kuusaa elektiroodii jedhama. Elektiroononni kuusaa elektiroonii olaanaa irraa gara kuusaa elektiroodii gad-aanaatti yaa‘u. Sochii elektiroonii uumuuf (eegaluuf) garagarteen kuusaa murasi gahaa dha.Garagartee kuusaa elektiroodota laman gidduu jiru safaruuf bikeerii adda addaatti walakkaa seelii lamatti (two half-cells) qoodamanii shiboon walqunnamun Voltimeetiriitti hidhamu.Riqichi ashaboo serkiyutii bulbula lamaan gidduu guutuu tasiisa.(The salt bridge complete the circuit).Riqichi ashaboo boca ―U‖ kan qabu ashaboo KNO3 ykn KCl gutamee bulbula keessati gadi galagaala.
C h e m 2 2 2 Page 144
Fayidaa riqicha ashaboo:
• Walqunnamti elektirikaa bulbuloota laman giddutti taasisa.
• Bulbuloota elektiroodota laman akka walitti hinmakamnee ittisa.
• Tokko tokkon walakka seelii keessatti chaarjiin elektirikaa akka wal-hincaale hinbaabsawaa godha.
Mee fakeenyaa armaan gadii ilaali.
Walakka seelota lama,isaa tokko keessa cita sibiila Cu bulbula 1.0M CuSO4 keessa kan buufamee fi isa biroo keessa immoo cita sibiila Zn bulbula 1.0M ZnSO4 keessa buufamee riqicha ashaboo KCl qabuun wal qunnamaniiru.
Fakkii Seelii galvanikii Zn-Cu
Walnyaatinsi walakkaa gama kaatodii rideekfamu ayoonii kopparii (II) gara sibiila Cu ti. Sibiillii Koppariin bahu kun elektiroodii Cu irrattii dabalamuun hangi elektiroodii Cu akka dabalu taasisa.
Walnyaatinsi walakkaa gama anoodii immoo oksideeffamu sibiila Zn gara Zn2+ ta‘e bulbula keessa seenuu ti.Elektiroodii Zn nyaatamun hangi isaa hirachaa deemuun bulbula keessatti gad-dhuma.
C h e m 2 2 2 Page 145
Walnyaatinsa Anoodii: Zn→Zn2+ + 2e-
Walnyaatinsa Kaatoodii: Cu2+ + 2e-→ Cu
Waalnyaatinsa walgalaa : Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+
- Elektirooniin gama anoodiin kennamu gama kaatoodiin fudhatama.Kana jechuun elektiroononni karaa shiboo anoodii irraa gara kaatoodiitti yaa‘u jechuu dha. Seelii voltikii keessatti elektiroononni tasuma (deggarsa aala malee) (spontaneously) gara elektiroodii negativii irra gara elektiroodii poosatiiviitti yaa‘u. Faalla seelii elektiroolaayitikii, anoodii
negativii yammuu ta‘u kaatodii immoo poosativii dha. Tokko tokkoon Zn2+ bulbula anoodii keessatti uumamuuf ayoonii kiloorinii lama (2Cl-) riqicha ashaboo keessaa bulbulatti gadi dabalamuun bulbulicha elektiroohibaabsawaa (electroneutrality) taasisa. Ayooniin K+ lama
(2K+ ) bulbula kaatoditti dabalamuun Cu2+ bakka bu‘a. Ayoonotni muraasi Zn2+ anoodii irraa fi SO42- kaatodii irraa gara riqicha ashabootti ni yaa‘u. Ayoonii Cl- yka K+ filannoo Zn ykn Cu2+ kan oksideeffamu ykn rideekfamu hinjiru. Dubbisi Vooltimeetirii irraa 1.10 V argisiisa.Garagartee kuusaa walakka seeota laman gidduutti dha. Kanaafu humni elektiroonota dhiibu garagartee kuusaa irraatti (potential difference) jechuu dha. (The potential difference is the driving force for electrons). Humni elektiroonota dhiibu kun yeroo hedduu human sochii
elektironii (emf ) jedhama. Humni sochii elektiroonii seelii galvaanikii irraa argamu kuusaa seelii (Ecell) jedhama. Gatiin Ecell cuunqina ayoonota seelii keessaa , teempireecheraa fi dhiibbaa
gam tokkee gaasota wal nyaatinsa seelii keessatti hirmaata irratti hundaa‘a.
Cuunqinni ayoonota seelii keessaa hundaa 1M, dhiibbaan gam tokkee gaasota wal nyaatinsa seelii keessatti hirmaatanii 1atm fi teempiteechera walnyaatinsa seelii 250C irratti yoo ta‘e kuusaan seelii daaddessaa(E0cell) jedhama.
Seelii galvaanikii keessatti walnyaatinsa oksideeffamaa-rideekfamaa bakka lamatti cabee walnyaatinsa walakkaa seelii lama ta‘a.Kuusaan seelii hirmaanna walnyaatinsa anoodii fi kaatodii irraa argama. Kanaafu kuusaa kun kuusaa oksideeshinii(Eox) fi kuusaa ridaakshinii(Ered) jedhama.
Ecell = Eox + Ered
Kuusaan ridaakshinii dandeetti micireewwan (species) elektiroonii fudhatanii walakkaa seelii keessatti rideekfamanii yammuu ta‘u kuusaan oksideeshinii immoo dandeetti micireewwan elektiroonii kennanii walakkaa seelii keessatti oksideeffamanii ti.Gatiin kuusaa ridaakishinii hamman gatii kuusaa oksideeshiniin walqixa ta‘e kallatti (mallattoon) garuu faalla dha.
Ered = – Eox
C h e m 2 2 2 Page 146
Akka walgalteetti (by convention) kuussan walakkaa seelii kamiyyuu kuusaa ridaakshinii daddeessaan (standard reduction potential) kenname.Kuusaan ridaakshinii kun kuusaa elektiroodiis(Electrode potential) ni jedhama. rideekfamuu miciree kamiiyyuu amala inteensivii yamuu ta’u innis kusaa ridakshinii daddeessaa (Eo) jedhama. Kanafuu dandeettii wal nyaatinsota ridakshinii wal-dorgomsisuuf gatiiwwan Eo itti fayyadamna. Wal-nyaatinsa seelii walakkaa kamiifiyyu yoo gatiin Eo guddaa ta’e dandeettii rideekfamuu olaanaa qaba jechuu dha.
Gabatee: Temp.250C irratti gatii Eo wal nyaatinsoota seelii walakkaa garaa garaa kan agarsiisuu
Cathode (Reduction) Half-Reaction Standard Potential E° (volts)
Li+(aq) + e- → Li(s) -3.04
K+(aq) + e- → K(s) -2.92
Ca2+(aq) + 2e- → Ca(s) -2.76
Na+(aq) + e- → Na(s) -2.71
Mg2+(aq) + 2e- → Mg(s) -2.38
Al3+(aq) + 3e- → Al(s) -1.66
2H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq) -0.83
Zn2+(aq) + 2e- → Zn(s) -0.76
Cr3+(aq) + 3e- → Cr(s) -0.74
Fe2+(aq) + 2e- → Fe(s) -0.41
Cd2+(aq) + 2e- → Cd(s) -0.40
Ni2+(aq) + 2e- →Ni(s) -0.23
Sn2+(aq) + 2e- → Sn(s) -0.14
Pb2+(aq) + 2e- → Pb(s) -0.13
Fe3+(aq) + 3e- → Fe(s) -0.04
2H+(aq) + 2e- → H2(g) 0.00
C h e m 2 2 2 Page 147
Sn4+(aq) + 2e- → Sn2+(aq) 0.15
Cu2+(aq) + e- → Cu+(aq) 0.16
ClO4-(aq) + H2O(l) + 2e- → ClO3-(aq) + 2OH-(aq) 0.17
AgCl(s) + e- → Ag(s) + Cl-(aq) 0.22
Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s) 0.34
ClO3-(aq) + H2O(l) + 2e- → ClO2-(aq) + 2OH-(aq) 0.35
IO-(aq) + H2O(l) + 2e- → I-(aq) + 2OH-(aq) 0.49
Cu+(aq) + e- → Cu(s) 0.52
I2(s) + 2e- → 2I-(aq) 0.54
ClO2-(aq) + H2O(l) + 2e- → ClO-(aq) + 2OH-(aq) 0.59
Fe3+(aq) + e- → Fe2+(aq) 0.77
Hg22+(aq) + 2e- → 2Hg(l) 0.80
Ag+(aq) + e- → Ag(s) 0.80
Hg2+(aq) + 2e- → Hg(l) 0.85
ClO-(aq) + H2O(l) + 2e- → Cl-(aq) + 2OH-(aq) 0.90
2Hg2+(aq) + 2e- → Hg22+(aq) 0.90
NO3-(aq) + 4H+(aq) + 3e- → NO(g) + 2H2O(l) 0.96
Br2(l) + 2e- → 2Br-(aq) 1.07
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- → 2H2O(l) 1.23
Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e- → 2Cr3+(aq) + 7H2O(l) 1.33
Cl2(g) + 2e- → 2Cl-(aq) 1.36
Ce4+(aq) + e- → Ce3+(aq) 1.44
MnO4-(aq) + 8H+(aq) + 5e- → Mn2+(aq) + 4H2O(l) 1.49
H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- → 2H2O(l) 1.78
Co3+(aq) + e- → Co2+(aq) 1.82
C h e m 2 2 2 Page 148
S2O82-(aq) + 2e- → 2SO42-(aq) 2.01
O3(g) + 2H+(aq) + 2e- → O2(g) + H2O(l) 2.07
F2(g) + 2e- → 2F-(aq) 2.87
Fkn:- kuusaa ridaakshinii wal nyaatinsa walakkaa Zn2+/Zn -0.76V dha. Akkasumas kan Cu2+/Cu +0.34V dha. Gatiiwwan Eo armaan olii irraa Cu2+ miciree Zn2+ caalaa dandeettii rideekfamuu qabachuu isaa hubanna. Kanaafuu seelonni walakkaa Zn fi Cu yemmuu wal
xuqan rideekfamuun Cu+2 dursee qooda fudhata. Yeroo kana Zn oksideeffamuun ala carraa biro hin qabu.
Zn(s) →Zn2+(aq) + 2e-
Haala kanaan kuusaan seelii akka armaan gadiitti hiikama.
Eocall = Eo(waanta rideekfamee) – Eo(waanta oksideeffamee), kanaafuu Seelii Zn/Cu tiif Eocall= EoCu2+ /Cu – EoZn2+/Zn
= +0.34V – (-0.76V)
= +1.10V
Gatiin kuusawwan ridaakshinii wal nyaatinsoota seelii walakkaa kan ibsamu gatii daaddessaa ta‘e tokko waliin wal bira qabuun dha.utubaan baatirii akka daaddessaatti filatames utubaa baatirii daadessaa haaydirojinii ( standerd hydrogen electrode,SHE) jedhamuun beekama. kan keessatti cuunqinni H+ 1M fi dhiibbaan gam tokkee H2(g) 1atm dha. Haala kanarratti ammoo teempireechera 25oC irratti gatiin Eo = 0.00V ta‘a. Seelii gaalvanikii keessatti utubaan baatirii daaddessaa haaydirojinii kun walakkaa seelii kan biro wajjin yammuu cimdeeffamu yokaan ni rideekfamaa yookin ammo ni oksideeffama
Yoo gatiin Eo wal nyaatinsa seelii walakkaa seelii gara biro 0.00V gadi ta‘ee, seeliin daaddessaa haaydirojinii kun ni rideekfama.
Yoo gatiin Eo wal nyaatinsa seelii walakkaa biroo 0.00V ol ta‘e, seeliin daaddessaa haaydirojinii kun ni oksideeffama.
.Gilgaala
1.Walnyaatinsa armaan gadi tiif gatii E0cell shallag.
Ni2+(aq) + Fe(s)→ Ni(s) + Fe2+(aq)
2Fe3+(aq) + Cu(s) →2Fe2+(aq) + Cu2+(aq)
Al(s)│Al3+(aq)║Ni2+(aq) │Ni(s)
C h e m 2 2 2 Page 149
Zn(s) │Zn2+(aq)║Ag+(aq) │Ag(s)
2.Waa‘ee seelii galvaanikii kamtu sirrii dha?
A.Walnyaatinsa tasumaa fayyadamuun annisaa elektirikaa uuma
B.Hangi elktiroodii isa tokkotti yammu dabalu inni biro immoo nyaatame bulbulatti dabalamu danda‘a.
C.Hojii irra oluuf annisaa elektirikaa hinbarbaachisu
D.Hunduu deebii dha.
3.Seelotni walakkaa seelii galvanikii giddutti kan argamu walitti makama ayoonota suutaa kan eeyyamu ______jedhama.
Elektiroolayitii B.Kondaaktorii C.Insulatorii D.Riqicha ashaboo
6.2.2. Jijjiirama Annisaa Walabaa Seelii Voltikii keessatti
Walnyaatinsii tasumaa seelii garagartee kuusaa naannoo elektiroodotaatti uumsisuun annisaa
elektiriikaa maddisiisa.Kanaafu seeliin elektirookeemikaalaa annisaa keemikaalaa gara annisaa
elektirikaatti jijjiruuf fayyada.Annisaa walabaa shallaguun annisaa elektrikaa walnyaatinsa seelii
keessatti madduu danda‘u tilmaamuun ni danda‘ama.Annisaan walabaa (∆G) annisaa elektirikaa
olaanaa madduu ykn argamuu waliin walqixa.
∆G = -Wmax = -nFEcell
Fkn:Walnyaatinsii seelii elektirookeemikaalaa keessaatti gaggeefame haala armaan gadiin kenname.
2H2(g) + O2(g) 2H2O( )
Tempireehera 250C irratti PH2 = PO2 = 1.00 atm, irratti kuusaa seelii isaa 1.23V dha. Walnyaatinsii kun tasumaa ta‘u fi miti tasuma ta‘u isaa adda baasi.Tasuma yoo ta‘e annisaa elektirikaa umamuu danda‘u shallagi.
Furmaata: Dursa gatii n murteessuu fi ∆G shallaguu dha.Wal-nyaatinsa kana keessatti H2(g) gara H2O( )yammuu oksideefamu O2(g) immoo gara H2O( )rideekfame.Mala ayoonii-elektirooniin wal-nyaatinsa kan seelii walakkaatti addan qoodun yamuu madaalamu haala armaan gadiin ifa.
2H2(g) +4OH-(aq) 4 H2O( ) (Oksideeffama)
2 O2(g) +4H+(aq) + 4e- 2H2O( ) (Rideekfama)
2H2(g) + O2(g) 2H2O( ) (Ridooksii)
C h e m 2 2 2 Page 150
Walqixxattoo kan irraa n = 4, waan ta‘eef gatii ∆G shaallaguu ni dandeenya.
∆G = -nFEcell
= -( 4mole-) 96500C (1.23V)
mole-
= -475KJ
Wal-nyaatinsichi tasumaa dha.kanaaf annisaa elaktirikaa 475KJ maddisiisa. ∆G posativii osoo ta‘e, wal-nyaatinsi kun gaggeeffamuuf annisaa elektirikaa 475KJ barbaachisa jechuu dha.
Gilgaala
Gatii Ecell shallaguun walnyaatinsi kenname tasumaa fi miti tasuma ta‘u isaa adda baasi.
Ca2+(aq) + Mg(s) → Ca(s) + Mg2+
2Cl-(aq) + S2O8 2-(aq) → Cl2(g) + 2SO4 2-(aq)
Mn2+(aq) + 2e- Mn(s)
Cl2(g) + 2e- 2Cl-(aq) ,walnyaatinsa walakkaa seelii armaan oli tiif wal-
nyaatinsa walgalaa barreessun gatiiE0 cell shallagi.walnyaatinsi kun tasumaa immoo mititasumaa
dha.
Gatii E0cell fi ∆G (KJ) walnyaatinsa armaan gaditiif shallagi.
Al(s) + Ni2+(aq) → Al3+(aq) + Ni(s) (hin madalamne)
Ag+(aq) + Zn(s) → Ag(s) + Zn2+(aq) (hin madalamne)
6.2.3. Hojiirra oolmaa seelota Gaalvanikii
- Seel Baatirii
Faaydaan seeli gaalvanikii oomisha elaktiriksitiif qbu seenaa dheeraa qaba. Ummatootni Peershiyaa harka bakka Iraan Jedhamu irra qubatanii turan gosa seelii gaalvanikii faaya warqee dibuuf gargaaru (Gold plating Jewelry) itti fayyadamaa turaniiru. Har‘a garuu gosoota seelii gaalvanikii addaa addaatti fayyadamuuf filannoon ni jira. Kanneen keessaa seeliin baatirii qaama teeknolojii ammayyaa‘a fi bayyee beekamaa dha.
C h e m 2 2 2 Page 151
- Baatirii
Baatirii kaarentii elektirikaa oomishuuf wal nyaatinsa keemikalaa fayyadamuu dha.
Baatiriin akka madda aangoo elektirikaatti fayyada.
Baatiriin hamma turtii faaydaa isaanii irratti hundaa‘uun bakka lamatti qoodamu.
A. Baatiriiwwan sadarkaa tokkoffaa:-gosoonni baatiriiwwan akkanaa kunkan hin chaarja‘inii fi aangoon isaanii suuta suutaan hamma dhaqee faaydaan ala ta‘utti badaa deema. Baatiriiwwan akkanaa beekamoo ta‘an Seelii baatirii harkaa fi baatirii liitiyemii ti.
B. Baatiriiwwan sadarkaa lammaffaa:- baatiriiwwan akkanaa kun kan chaarja‘anii fi irra deddeebiin faaydaa kennuu dandaa‘anii dha. Baatiriin gosa akkanaa beekamaa ta‘e baatirii liidii konkolataa keessaa ti.
- Seelii baatirii Lekilanche fi seelii maanganizii
seelii baatirii Lekilanchee
Kaatodiin ulee kaarbonii ti.
Elektirolaaytootniin jajjaboo MnO, MnO2, NH4Cl, NaOH fi bulbula daakuu kaarbonii ti .
seelii maanganizii
kaatodiin uuwistu istiilii ti.
Elektirolaaytootni bulbula cuunqa‘aa NaOH (18M) dha.
Baatiriiwwan kun lamaan baayyee wal fakkaatu. Kan isaan wal fakkeessu keessaa tokko utubaa baatirii negativii (anode) sibiila ziinkii yemmuu ta‘u utubaan baatirii poozativii (Chatode) isaanii ulee baatrii dadhabaa poozativii fayyadamu.
Faayidaan isaanii
Akka madda ifaatti,raadiyoo,kaalkuleterii,keessatti fi meeshaalee wal fakkaataniif faaydaa qabu.
Seeliin baatirii maanganizii qabiyyee voolteji fi argama korrentii of keessaa qabuun seelii baatirii
Lekilanchee si‘a lama haa naanna‘u malee gatiin isaa si‘a sadii itti naana‘a.
Wal nyaatinsootni seelii baatirii harkaa keessatti qooda fudhatan hamma tokko wal xaxaa fi guutummaa guutuun hubatamuu kan hin dandeenyee dha.
Haa ta‘u malee wal nyaatunsa salphaa dhumatti yemmuu agarsiifamu
Zn(s) Zn2+ + 2e-
2MnO2(s) + 2NH4+(aq) + 2e- Mn2O3(s) + 2NH3(aq) + 2H2O(l) (kaatodii)
Seelii baatirii maanganizii keessatti wal nyaatinsi seelii dimshaahsaa
C h e m 2 2 2 Page 152
Zn(s) + 2MnO2(s) ZnO(s) + Mn2O3(s)
Hub:-seelii baatirii sadarkaa tokkoffaa kamiyyuu chaarjessuun itti fayyadamuuf yaaluun rakkoo mataa isaa qaba. Sababni isaas balaa dhuka‘aa uumama gaasii baatirii kana keessattin dhufuf saaxiluu waan ta‘eef dha.
- Baatirii Meerkurii
- Seelii baatirii gabaaf oolu keessaa isa tokkoo fi isa duraa ti.
- Baatirii sadarkaa tokkoffaa dha.
Faaydaan isaa:-mana yaalaa keessatti namoota dhibee rukuttaa onnee qabaniif furmaata kan kennuu dha.
- Baatirii Liitiyemii
Reeshoo aangoo gara ulfaatinaa olaanaa ta‘e qaba. Sababni isaas liitiyemiin rideeksaa cimaa fi sibiila rukkinni isaa baayyee gadi aanaa ta‘e waan ta‘eef dha.
Gaaffii :- faaydaa baatirii Liitiyemii kitaabolii wabii dubbisuun dareef gabaasi.
6 .Baatirii Liidii
• Gosa seelii baatirii sadarkaa lammafaa dha.
• Vooltejii inni kennu abbaa ja‘aa ykn kudha lamaa ti. Innis lakkoofsa seelota gaalvanikii seelii kana ijaaruuf gargaaru irratti hundaa‘a.
• Elektirolaaytiin baatirii kanaa bulbula callaba‘aa H2SO4 (30% hangaan ykn10M) dha.
• Wal qixxaattota wal nyaatinsa utubaa baatirii yemmuu baatirichi adeemsa chaarjii
guuturra jiruu
Baatiriin liidii baayyee gaariidha jedhamu kaarentii 650A fi isaa ol kan kennuu danda‘uu dha. Kun ammo ahgoo ykn humnaan 7.8KW waliin wal qixa.Vooltejiin baatirii kanaa adeemsa keessa yemmuu seelichii chharja‘aa adeemu hir‘achaa adeema.Sababni isaas asiidiin H2SO4 saamamaa adeemuun gara H2Otti geeddaramaa adeema.Kun ammo elektirolaaytiin H2SO4 akka callabaa‘u godha.
7.Baatirii Niikaad
• Gosa seelii baatirii sadarkaa lammafaati.
• Baatirii liidii caalaa sukka‘aa dha.
• Yeroo dheeraaf wal nyaatinsa osoo hin geggeessin turuu dandaa‘a.
C h e m 2 2 2 Page 153
Gilgaala
Gaaffilee armaan gadiif deebii sirrii ta‘e filadhu.
- Kanneen armaan gadii keessaa waa’ee baatirii irratti kamtu dhugaadha?
A. Baatiriiwwan madda human/ angoo salphaatti qabatamuu danda‘amanii ti.
B. Gosa baatiriiwwan hundaayyuu bu‘aan isaanii yeroo turtii isaan kennaniin tokkuma.
C. Baatiriiwwan garaa garaa akka seelii gaalvanikiittis akka elektorolaasisittis qoodamuun jiraachuu danda‘u.
D. Bu‘aan vooltejii baatirii tokkoo cuunqina elektirolaaytii isaa irratti hin hundaa‘u.
- Kanneen armaan gadii keessaa tokko baatirii sadarkaa tokkoffaa miti.
A. Baatirii liitiyemii C. baatirii nikelii
B. Baatirii meerkurii D. baatirii maanganizi
- Garaa garummaan baatirii Lekilanche fi baatirii Manganizii alkali gidduu jiru maal?
A. Seeliin Lekilanchee seelii gaalvanikii yemmuu ta‘u seeliin maanganizii alkali ammo seelii elektirolaaytiiti.
B. Seeliin Lekilanchee baatirii harkaaf akka madda ifaatti yemmuu gargaaru baatiriin maanganizii alkali garuu miti
C. Seelii lekilanchee keessatti utubaan baatirii kaatodii ulee kaarbonii yemmuu ta‘u seelii maanganizii alkali keessatti garuu ulee isilii ti.
D. Seelii Lekilanchee keessatti utubaan baatirii kaatodii ulee ziinkii yemmuu ta‘u seelii manganizii alkali keessatti garuu ulee kaarbonii ti.
- Baatiriiwwan armaan gadii keessaa kamtu utuu hin chaarja’in yeroo dheeraa turuu
danda’a
A. Seelii likilanchee C. baatirii liitiyemii
B. Baatrii liidii D. baatirii niikaad
C h e m 2 2 2 Page 154
Kitaabiilee Wabii (References)
Chans R. Chemistry, 1998 , 6th Edition, Mc Garaw Hill Inc.
Barandy E. and Humsiston E. , 1982, Generall Chemistry, John wiley and sons, Inc. USA Masterton W.Kl and Hjurely C.N, chemistry. Principles and Reactions
Atkins P.W , 1984, Chemistry structure and Dynamics, Mcgrew Hill Inc. USA