Кислотно-основні індикатори — це речовини, які змінюють забарвлення в залежності від pH речовину.

Найчастіше такими речовинами є або слабкі кислоти або слабкі основи. Як індикатори використовують такі кислоти, забарвлення яких досить відрізняється від забарвлення відповідної їм основи. Процес переходу кислоти в основу рівноважний, тому, якщо додавати надлишок - іонів — забарвлення одне, а для надлишку - іонів — інше.

Найчастіше використовувані індикатори:

1. тимоловий синій (червона - жовта);

перша зміна при

друга зміна (жовта – синя):

2. метиловий оранжевий (червона - жовта):

3. бромкрезоловий зелений (жовта - синя);

4. метиловий червоний (жовта - червона);

5. бромтимоловий синій (жовта-синя);

6. тимоловий червоний (жовта-червона);

7. фенолфталеїн (безбарвна-рожева);

Як ви бачите, індикатори змінюють забарвлення в дуже вузькому інтервалі , тому найчастіше використовують універсальний індикатор — це суміш індикаторів, яка дає поступову зміну забарвлення в широкому діапазоні . По забарвленнюрозчину можна приблизно визначити значення .

Буферні розчини або буфери — це розчини, яких значно не змінюється при додаванні невеликої кількості кислоти чи основи.

Таких розчинів — 4 види:

1. буферні розчини, що містять сильну кислоту .

2. буферні розчини, що містять сильну основу .

3. буферні розчини, що містять слабку кислоту

4. буферні розчини, що містять слабку основу

Буферні речовини мають важливе значення в багатьох технологічних процесах: захисні покриття, виробництво барвників, фотоматеріалів, хімічний аналіз

Більшість біологічних систем представляє собою буферні розчини, які підтримують постійне , тому що більшість ферментів може функціонувати лише в вузьких інтервалах .

Ось деякі природні буферні системи:

1. кров людини

2. слина

3. шлунковий сік

4. молоко

5. морська вода

6. томатний сік

7. сльози

8. сеча

9. білок курячого яйця

10. апельсиновий сік

Для різних рослин необхідний ґрунтових розчинів та поливних вод, властивості мінеральних природних вод залежить від .

З процесом дисоціації води пов’язаний такий процес, як гідроліз солей. Гідролізом взагалі називається взаємодія речовини з водою, при якій складові частини речовини об’єднуються зі складовими частинами води. Гідролізу підпадають сполуки різних класів, однак ми розглянемо тільки гідроліз солей.

Давайте згадаємо, як одержують солі. Їх одержують в результаті взаємодії кислоти та лугу, тобто в результаті реакції нейтралізації. Тепер ми з вами знаємо про такий параметр, як водневий показник, або , розчину. Тому ми можемо припустити, що в результаті гідролізу солей, таких як

або реакція середовища буде нейтральною. Однак це припущення справедливе лише для першої солі, а для другої — реакція середовища буде кислою. Чому це відбувається? Іонна теорія пояснює: різне середовище в результаті гідролізу солі обумовлене взаємодією води з іонами розчинної солі, при якій утворюється надлишок гідроген- або гідроксид-іонів. Хоча концентрація - та - іонів в розчині дуже мала, але вони знаходяться в стані рівноваги з великою кількістю недисоційованих молекул води. З’єднання одного з цих іонів з іонами солі порушує рівновагу та визиває дисоціацію нових молекул води. А в результаті в розчині накопичуються іони іншого виду і розчин набуває чи кислу, чи лужну реакцію.

Взаємодія іонів солі з водою, що супроводжується зміною концентрацій гідроген - та гідроксид - іонів води називається гідролізом солі. Основною причиною гідролізу є утворення малодисоційованих речовин (молекул або іонів).

Гідроліз перебігає по-різному, в залежності від сили кислоти та основи, з яких утворилася сіль:

З того, що процес гідролізу — це процес зворотній слід, що для нього можна визначити або солі:

.

З того, що для розведених розчинів, слід, що:

.

Значення солі характеризує здатність даної солі підлягати гідролізу: чим більше , тим в більшому ступені сіль підлягає гідролізу.

В залежності від сили вихідних кислоти чи основи солі можна розподілити на 4 типи:

 

 

Солі 1,2,3 типів підлягають гідролізу, солі 4-го типу — не підлягають гідролізу.

Розглянемо гідроліз солей кожного типу:

1)

— визначається праворуч — лужне.

гідроліз іде по аніону (середовище має такий самий знак).

Чим більш слабкою буде кислота, тим сильніше її солі підлягають гідролізу.

2)

Таким чином, в розчині накопичиться надлишок іонів і , тобто

середовище кисле, а гідроліз іде по катіону.

Чим більш слабка основа, тим в більшому ступені підлягають гідролізу

солі, що утворені нею.

3)

близько 7, тому немає надлишку ні іонів , ні іонів , а

гідроліз іде по аніону і катіону.

Чим більш слабкі кислота і основа, тим більш буде і тим більше сіль

підлягає гідролізу.

4)

Тому, процес гідролізу солей, що утворені сильною кислотою та сильною основою зведений до процесу дисоціації молекул води і вести розмову про гідроліз не можна. Гідролізу не підлягають, тому що рівновага між недисоційованими молекулами і іонами води не порушується.

Для перших трьох типів солей гідролізу підлягає не вся кількість солі, що знаходиться в розчині, а лише її частка. Тобто, в розчині встановлюється динамічна рівновага між сіллю і утвореною кислотою або основою. Таким чином, стан гідролізу може бути охарактеризований ступенем гідролізу.

Ступінню гідролізу солі називається відношення числа гідролізованих молей солі до загальної кількості молей солі, що знаходяться в розчині:

Ступінь гідролізу залежить від концентрації солі. визначається природою солі і теж визначається природою солі, що видно з попередніх викладок (закон Оствальда). Рівновага гідролізу, як і любому рівноважного процесу, може бути зміщеною.

Підвищення температури розчину солі або зменшення його концентрації, тобто розведення розчину, може значно посилити гідроліз. Крім того, ослабленню гідролізу сприяє підкислення або підлуження розчинів.

До цього ми розглядали гідроліз солей, що перебігають в одну стадію. Що ж відбувається, коли солі і змістити рівновагу в сторону продуктів гідролізу. Зміщенню рівноваги в сторону вихідних речовин, тобто ослаблення його, сприяє зниження розчину і підвищення концентрації солі.

З цього вибігає, що зберігати розчини для ослаблення процесу сіль містить більше 1-го катіону, чи аніону.

Гідроліз солей, утворених слабкою багатоосновною кислотою або слабкою багатокислотною основою, перебігає поступово, декілька стадій.

Розглянемо в тому ж порядку, що й одноосновні і однокислотні сполуки.

1)

I ст.

Порівняно з

I I ст.

Як ви пам’ятаєте . Тому гідроліз по першій стадії завжди перебігає в більшому ступені, ніж по другій. Гідроліз по третій стадії — проблематичний.

Треба пам’ятати, що стадій гідролізу завжди на одиницю менше, ніж заряд самого багатозарядного іона (виняток )

2)

 

 

- практично не іде

 

3) більш глибоко іде гідроліз солей, що утворені слабкою кислотою та слабкою основою:

Гідроліз йде в одну стадію і до кінця, тому що гідроліз катіона і аніона підсилюється один одним і рівновага зміщується в сторону утворення кінцевих продуктів.

Важливим є процес посилення гідролізу в результаті реакції обміну між солями. Наприклад:

Повинна була б утворитися сіль — алюміній сульфід, але ви пам’ятаєте, що гідроліз такої солі йде до кінця, тому в реакції обміну утворюються одразу продукти гідролізу солі. Таке відбувається для солей, в таблиці розчинів яких стоїть риска.

Довідка:

Для :

Для :