Водородный и гидроксидный показатель

Пользоваться истинными концентрациями неудобно, поэтому применяют их логарифмы взятые с обратным знаком. Выделяют водородный показатель рН и гидроксильный показатель рОН

Эти показатели взаимосвязаны через ионное произведение воды

рН + рОН = 14

pH = -lg [H⁺] для расчета рН сильных кислот

pОH = -lg [ОH^-] для расчета рН сильных оснований или pH =14 + lg [ОH^-]

 

По реакции среды растворы делят на:

Нейтральные рН=7

Кислые рН<7

Щелочные pH>7

Существуют различные методы измерения рН. С помощью рН-метров и индикаторов.

Индикаторы – это вещества, которые обратимо изменяют свой цвет в зависимости от рН раствора.

Индикатор	В щелочных растворах	В кислых растворах	В нейтральных растворах
лакмус	синий	красный	фиолетовый
фенолфталеин	малиновый	бесцветный	бесцветный
метилоранж	желтый	розовый	оранжевый

 

Расчет рН раствора сильной кислоты и сильного основания

Задача 1.

Вычислить рН в 0,01М HCl и NaOH

Решение.
Соляная кислота относится к сильным кислотам, поэтому можно принять концентрацию ионов водорода равной концентрации кислоты [H⁺] = 0,01 моль/л.

Значение рН=–lg 0,01 =2.

Гидроксид натрия относится к сильным основаниям, поэтому можно принять концентрацию гидроксил-ионов равной концентрации основания[ОH^-] = 0,01 моль/л

Значение рН= 14–lg [ОH^-] =12.

 

Растворимость. Равновесие в гетерогенной системе раствор-осадок. Произведение растворимости (ПР). Условия образования и растворения осадков. Дробное осаждение и разделение.

В растворе с осадком происходят постоянные процессы растворения осадка и осаждения. Концентрация ионов в растворе над осадком величина постоянная

Произведение концентраций ионов в насыщенном растворе труднорастворимого электролита постоянная величина называется произведением растворимости ПР

Например для CaCO₃

ПР = [Са²⁺][СО₃^2-]= 4,76 ∙ 10^-9 (справочная величина).

Гидролиз солей

Гидролизом соли называется взаимодействие ионов соли с водой, в результате которого изменяется рН среды.

рН воды=7, но при растворении хлорида железа (III) рН-метр выдает значение 2,34. Откуда в растворе соли появляются ионы водорода? И учеными было выяснено, что некоторые соли реагируют с водой.

 

1. Соли, образованные катионом сильного основания и анионом сильной кислоты не подвергаются гидролизу: NaCl, K₂SO₄, NaNO₃.     

Имеют нейтральную реакцию среды, рН = 7.

2. Соли образованные катионом сильного основания и слабой кислоты подвергаются гидролизу по аниону: Na₂CO₃, Na₂S, K₂SO₃, CH₃COOK, NaCN, Ba(NO₂)₂.

Na₂S + H₂O ↔ NaHS + NaOH

2Na⁺ + S^2- + H₂O ↔ Na⁺ + HS^- + Na+ + OH^-

S^2- + H₂O ↔ HS^- + OH^-

Растворы имеют щелочную реакцию среды, рН>7.

3. Соли образованные катионом слабого основания и сильной кислоты подвергаются гидролизу по катиону: ZnCl_2, FeCl₃, CuCl₂, NH₄I, Al₂(SO₄)₃.

FeCl₂ + H₂O ↔ FeOHCl + HCl

Fe²⁺ 2Cl^- + H₂O ↔ FeOH^- +Cl^- + H⁺ + Cl^-

Fe²⁺ + H₂O ↔ FeOH⁺ + H⁺

Растворы имеют кислотную реакцию среды, рН<7.

4. Соли образованные катионом слабого основания и слабой кислоты подвергаются гидролизу по катиону и аниону: CH₃COONH₄, (NH₄)₂S, NH₄CN

CH₃COONH₄ +HOH↔CH₃COOH+NH₄OH

CH₃COO^- + NH₄⁺ +HOH↔CH₃COOH+NH₄OH

В результате гидролиза ацетата аммония происходит образование двух слабых электролитов, раствор оказывается близким к нейтральному, рН~7.