ТОП 10:

ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ СРЕДЫ рН



Цель работы: определение водород­ного показателя среды методами рН-метрии и визуального колориметрирования; проведение расчетов рН водных растворов сильных и слабых кислот и оснований.

 

Водородный показатель среды водного раствора электролита рН равен взятому с обратным знаком десятичному логариф­му активности ионов водорода в этом растворе:

Среда водного раствора электролита может быть кислой, нейтральной или щелочной. Носителями кислотных свойств являются ионы Н+, а основных – ионы ОН-, поэтому в кислых растворах > , а в щелочных – < . Растворы, в которых = ,называют нейтральными.

При электролитической диссоциации воды образуется равное количество ионов Н+ и ОН-:

Н2О Û Н+ + ОН-

Константа диссоциации воды при 295 К равна 1,8´10-16, а при той же температуре равна примерно 55,56 моль/л:

 

 

Отсюда = 1,8´10-16´55,56 = 10-14.

Величина Kw = называется ионным произведением воды. При 295 К Kw = 10-14. В нейтральных растворах моль/л (рН = 7), в кислых растворах моль/л (рН < 7), в щелочных растворах моль/л (рН > 7).

Наряду с показателем рН используется показатель рОН:

 

Исходя из значения ионного произведения воды Кw при 295 К

рН + рОН = 14.

При расчете водородного показателя среды водных растворов сильных кислот и оснований следует учитывать необратимость процесса их электролитической диссоциации (a = 1):

НС1 Þ Н+ +Сl-

NaOH Þ Na+ + ОН-

Концентрация ионов Н+ в растворах сильных кислот и концентрация ионов ОН- в растворах щелочей численно равны молярности растворов. Например, сн+ в 0,001 М растворе НС1 равна 0,001 моль/л, а сон- в 0,01 М растворе NaOH равна 0,01 моль/л.

Чтобы вычислить значение водородного или гидроксильного показателя среды (рН или рОН), нужно знать активность ионов Н+ или ОН- ( или ): и . Коэффициенты активности ионов вычисляют или находят по справочным таблицам как функцию ионной силы раствора.

При расчете водородного показателя среды водных растворов слабых кислот и оснований следует учитывать обратимость процесса их электролитической диссоциации (α<1):

 

СН3СООН Û СНзСОО- + Н+

NH4OH Û NН4+ +ОН-

Н2СО3 Û Н+ + НСОз-

 

Концентрация ионов Н+ в растворах слабых одноосновных кислот и концентрация ионов ОН- в растворах слабых одноосновных оснований численно равны концентрации продиссоциировавших молекул электролита, а не исходной концентрации раствора, как в случае сильных кислот и оснований.

Концентрацию продиссоциировавших на ионы молекул электролита определяют, исходя из степени диссоциации: с = aсо, где со— исходная концентрация молекул, моль/л.

Степень диссоциации рассчитывают на основании закона Оствальда:

 

ПРИМЕЧАНИЕ. Чаще пользуются формулой КД = α2со, считая, что α<< 1. В случаях, когда расчет по упрощенному уравнению дает результат α > 0,1, вычисления повторяют, не пренебрегая величиной α в знаменателе дроби.

Определив степень диссоциации α и концентрацию молекул, распавшихся на ионы с, вычисляют рН или рОН раствора электролита, считая, что = (кислота) или (основание).

При вычислении водородного или гидроксильного показа­теля среды раствора слабой кислоты или слабого основания можно считать, что ; ввиду малых ионных сил (І) растворов (разбавленные растворы).

 

 







Последнее изменение этой страницы: 2016-12-10; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.232.188.251 (0.006 с.)