Аналитическая химия - основы качественного и количественного анализа

Таким образом, водный раствор независимо от того, какова его реакция, должен всегда содержать Н+- и ОН "-ионы. Зная, что [Н+][ОН"]= 10~14, реакцию любого раствора можно охарактеризовать количественно через концентрацию ионов Н + . При этом если [Н+1>10~7 моль/л, то раствор имеет кислую реакцию; при [Н+]= 10 моль/л—нейтральную; при [Н+]<10~7 моль/л— щелочную.

Концентрацию ионов [Н+] удобнее выражать в логарифмической форме. Зеренсен предложил эту величину называть водородным показателем, а Кларк—обозначать через рН.

Водородный показатель рН представляет собой десятичный логарифм концентрация водородных ионов, взятый с обратным знаком:

При вычислении рН проводят округление до 0,01: •в нейтральном растворе рН = 7,00, в кислом растворе рН<7,00, в щелочном растворе рН>7,00.

Например, если [Н+] = 10~3 моль/л, то lgl0_3=—3, рН = 3,00. Раствор будет кислый.

Если [Н+}=5-10~10 моль/л, то рН =-lg5 + lg 10_1О=-(0,70-— 10,00)=9,30 (щелочной раствор).

Следовательно, кислотность раствора растет с уменьшением рН, щелочность возрастает с его увеличением, а именно: рН 1ч-4— кислая среда; рН 5,6—слабокислая среда; рН 7—нейтральная среда; рН 8,9—слабощелочная среда; рН 10-н14—щелочная среда.

Водородный показатель рН определяет концентрацию Н+-и ОН "-ионов в растворе и служит практическим мерилом кислотности и щелочности и растворов.

При более точных расчетах показатель рН определяют как отрицательный логарифм активности Н+-ионов, т. е. рН„ = = —lgaH+. В растворах, обладающих высокой ионной силой, при расчетах рН вводят коэффициент активности.

Наряду с рН применяют гидроксидный показатель рОН:

При логарифмировании уравнения [Н+] [ОН~] = Ю-14 и изменении знаков у логарифмов на обратные получим:

Следовательно, для любого водного раствора имеем соотношение

Для измерения рН и рОН существуют различные методы. Качественно реакцию среды можно определить с помощью специальных реактивов, называемых индикаторами, окраска которых изменяется в зависимости от концентрации Н+- и ОН~-ионов в растворе.

Концентрация водородных ионов имеет важное значение при химических исследованиях, различных технологических производственных процессах, изучении явлений, происходящих в живых организмах, и т. д.

Познакомимся с вычислениями [Н+], [ОН~] и рН в растворах сильных и слабых кислот и оснований.

Сильные кислоты (HCI, HI, HN03 и др.). В сильных кислотах [Н+] практически считают равной концентрации кислоты. Следовательно, для расчетов применяют следующие формулы:

Пример 1. Определить [Н+] и рН в растворах сильных кислот.

Хлороводородная кислота—сильная кислота, диссоциирует в разбавленных растворах практически полностью (без учета коэффициента активности), поэтому принимаем концентрацию ионов Н+ равной общей концентрации кислоты:

Изменение рН на единицу соответствует изменению концентрации Н+-ионов в .10 раз.

Пример 2. Имеем раствор сильной кислоты с [Н+]=5-10~3 моль/л, чему равен рН раствора?

Определяем водородный показатель по формуле

Пример 3. Чему равна концентрация водородных ионов в растворе сильной кислоты, если рН раствора равен 4,4? Зная, что pH=-lg[H+] = 4,4,

lgjc=0,6, х=3,98, [Н+] = 3,98-10-5 моль/л. Сильные основания (NaOH, КОН и др.). В сильных основаниях. [ОН~] считаем практически равной концентрации основания КЮН. Следовательно, для расчетов можно применить следующие формулы:

Пример 4. Определить [ОН-], [Н+] и рН в растворах гидроксидов NaOH и КОН для следующих концентраций:

Решаем контрольные работы по химии
Срочно нужно решить задачи по химии, выполнить контрольную работу или написать реферат? Тогда вам сюда.

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию

Главная страница сайта	Услуги решения задач по химии
Лекции по химии	Учебник - общая химия