Для количественной характеристики реакции среды обычно приводят не концентрации водородных ионов, а применяют некоторый условный показатель, обозначаемый через рН и называемый водородным показателем. Он представляет собой отрицательный десятичный логарифм концентрации катионов водорода рН = - lg [H+].
Для нейтральной среды рН = -lg 10 -7 = 7;
для кислотной - рН < 7;
для щелочной - рН >7.
Аналогично вводится понятие гидроксильного показателя рОН = - lg [ОH-].
рН + рОН = 14.
Определение рН имеет колоссальное значение в технике и, в частности, в строительном деле. Обычно величину рН измеряют при помощи индикаторов - веществ, способных менять свою окраску в зависимости от концентрации ионов водорода. Индикаторами являются слабые кислоты и основания, молекулы и ионы которых окрашены в разный цвет (табл. 1).
Таблица 1
Индикаторы | Реакция среды раствора | ||
Кислая рН < 7 | Нейтральная рН = 7 | Щелочная рН > 7 | |
Лакмус | Красный | Синий | Синий |
Фенолфталеин | Бесцветный | Бесцветный | Малиновый |
Метиловый оранжевый | Розовый | Оранжевый | Желтый |
Однако индикаторы дают не точное определение значения рН, поэтому современные измерения рН производятся при использовании электрохимических методов, точность которых составляет ±0,01 единицы рН.
Пример 1. Вычислить рН раствора, в котором концентрация ионов ОН- равна 1∙10-9 моль/л.
Решение. Из соотношения рН + рОН = 14 находим, что рН = 14 – рОН. Так как рОН = - lg [ОH-], то рН = 14 – (-lg 10-9) = 5.
Сильные и слабые электролиты
Перед тем как рассматривать процесс гидролиза необходимо вспомнить сильные и слабые кислоты и основания. Так как каждая соль это продукт взаимодействия кислоты и основания, то от того какими электролитами эта соль образована будет зависеть как она будет подвергаться гидролизу (табл. 2). К сильным электролитам относятся соединения, которые характеризуются степенью диссоциации α > 30%.
Таблица 2
Таблица сильных кислот и оснований
Кислоты | α %, в 0,1 н р-ре | Основания | α %, в 0,1 н р-ре |
HCl HBr HJ HNO3 HClO4 H2SO4 | NaOH KOH LiOH Ca(OH)2 Ba(OH)2 |