Another Explanation (5): ```html
অ্যাসিটিক অ্যাসিড দ্রবণের pH নির্ণয় 🧪
প্রদত্ত তথ্য:
- দ্রবণটির মাত্রা (Concentration, C) = 0.02 mol/L
- বিয়োজন মাত্রা (Degree of dissociation, α) = 50% = 0.5
- অ্যাসিটিক অ্যাসিডের বিয়োজন ধ্রুবক (Acid dissociation constant, \(K_a\)) = \(1.8 \times 10^{-5}\) mol/L
প্রয়োজনীয় সূত্র:
অ্যাসিডের বিয়োজন ধ্রুবক, \(K_a = C\alpha^2\)
হাইড্রোজেন আয়নের ঘনমাত্রা, \([H^+] = C\alpha\)
pH = \( -log_{10}[H^+]\)
সমাধান:
1.
হাইড্রোজেন আয়নের ঘনমাত্রা নির্ণয়:
\([H^+] = C\alpha = 0.02 \times 0.5 = 0.01\) mol/L 💧
2.
pH নির্ণয়:
pH = \(-log_{10}[H^+] = -log_{10}(0.01) = -log_{10}(10^{-2}) = -(-2) = 2\) 🤔
কিন্তু, এখানে \(K_a\) এর মান দেওয়া আছে, তাই দুর্বল অ্যাসিডের জন্য pH এর আরও সঠিক মান বের করতে হবে।
আমরা জানি, \([H^+] = \sqrt{K_a \times C}\) অথবা, \([H^+] = C\alpha\)
যেহেতু বিয়োজন মাত্রা 50% এর বেশি, তাই সরাসরি এই সূত্র ব্যবহার করা যাবে না। এক্ষেত্রে \(K_a\) এর মান ব্যবহার করে হিসাব করতে হবে। ➕
এসিডটি দুর্বল হওয়ায় বিয়োজন সামান্য হবে, তাই সাম্যাবস্থায় \([H^+] \approx C\alpha\) হবে।
আমরা জানি, \(K_a = \frac{[H^+][CH_3COO^-]}{[CH_3COOH]}\)
যদি \([H^+] = x\) হয়, তবে \(K_a = \frac{x \cdot x}{C-x}\)
যেহেতু \(K_a\) খুবই ছোট, তাই \(C - x \approx C\) লেখা যায়।
সুতরাং, \(K_a = \frac{x^2}{C}\)
বা, \(x = \sqrt{K_a \cdot C} = \sqrt{1.8 \times 10^{-5} \times 0.02} = \sqrt{3.6 \times 10^{-7}} = 6 \times 10^{-4}\) mol/L 💪
অতএব, \([H^+] = 6 \times 10^{-4}\) mol/L
pH = \(-log_{10}(6 \times 10^{-4}) = -log_{10}(6) - log_{10}(10^{-4}) = -0.778 + 4 = 3.222\) 💖
ফলাফল:
সুতরাং, দ্রবণটির pH = 3.22 (প্রায়) 🎉
```
