Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Диссоциация воды. Водородный показатель



Вода – очень слабый электролит, который частично диссоциирует на ионы, образуя гидроксид-ионы и ионы водорода.
Концентрация гидратированных ионов водорода и гидроксид-ионов в воде незначительная. При 220С она составляет 10-7 моль/л. Применяя к уравнению диссоциации воды закон действия масс, получим:

Степень диссоциации воды очень малая величина, поэтому количеством диссоциированных молекул пренебрегают. Поэтому, концентрацию недиссоциированных молекул можно считать постоянной величиной, её легко вычислить, разделив массу 1 л воды на молярную массу воды.

Таким образом, уравнение диссоциации можно записать:

[H+] · [OH-] = [H2O] · K (H2O) = 55, 56 · 1,8·10-16 = 1·10-14

Это произведение называется ионным произведением воды. Обозначается Іω = 10-14

Ионное произведение воды – постоянная величина для чистой воді и водных растворов разных электролитов.

Bыражение ионного произведения воды имеет вид:

· Для нейтральных растворов:

· Для кислых растворов: [H+]>[OH-]>10-7моль/л;

· Для щелочных растворов: [H+]<[OH-]<10-7моль/л.

Водородный показатель рН – это десятичный логарифм молярной концентрации ионов водорода, взятый с противоположным знаком (показывает концентрацию ионов Н+ в растворе).

Водородный показатель рН – показывает концентрацию ионов Н+ в растворе:

рН = -lg [H+]

(термин введен биохимиком Соренсеном при разработке способов улучшения контроля за качеством пива).

 

       
 
   
 

 

 


Определить реакцию среды по значению рН в следующих растворах:

В состав желудочного сока входят кислоты разной силы, но его кислотность определяется только концентрацией ионов водорода. Поэтому непосредственное измерение рН желудочного сока и титрование дадут разные результаты.

рН сильных и слабых электролитов

Сильные электролиты Для сильной кислоты: рН = ‑ lg[Н+] Для сильного основания: рН = 14 – рОН · Гидроксильный показатель для растворов сильных электролитов: рОH = ‑ lg · Связь между водородным и гидроксильным показателями рH + рОH = 14 · Концентрацию ионов водорода можно вычислить: · Концентрацию гидроксид-ионов можно вычислить: [ОН-] = 10-рОН [ОН-] = Выводы: ü В растворе сильной кислоты: [Н+] = Скисл. ü В растворе сильного основания: [ОН-] = Соснов. ü диссоциация сильного электролита – необратимый процесс. Слабые электролиты Для слабой кислоты: Ø Концентрацию ионов водорода в растворе слабой одноосновной кислоты вычисляют: , где Ккисл – константа диссоциации слабой кислоты; Скисл – концентрация слабой кислоты. Ø рН раствора слабой одноосновной кислоты можно вычислить: , рКкисл = ‑ lgKкисл; рСкисл = ‑ lgCкисл Ккисл и Скисл – константа ионизации и концентрация слабой кислоты. Для слабого основания: Ø Концентрацию ионов водорода в растворе слабого основания вычисляют по формуле: ; Ø рН раствора слабого основания вычисляют: рН = 14 – рОН, где рОН = ‑ lg [OH-]. [OH-] = ; рН= ‑ ½ рКосн.– ½ lgСосн Косн. и Сосн. – константа ионизации и концентрация слабого основания. Выводы: ü В растворе слабой кислоты: [Н+] < Скисл. ü В растворе слабого основания: [ОН-] < Соснов. ü диссоциация слабого электролита – обратимый процесс

 

 


Для практического использования чаще всего используют индикаторы.

Кислотно-основные индикаторы – это органические вещества (слабые кислоты или слабые основания), способные к взаимодействию с ионами водорода или гидроксид-ионами. Их свободные анионы имеют неодинаковую окраску по сравнению с нейтральными молекулами.

Диссоциация индикатора Н Іnd в водном раствореравновесный процесс:

Н Іnd ↔ Н+ + Іnd-

Введение кислоты или щёлочи способствует смещению равновесия в сторону образования ионов или недиссоциированных молекул, которые способствуют изменению окраски самого индикатора.

Краситель метиловый оранжевый (метилоранж, гелиантин) принадлежит к группе азокрасителей (монокраситель): Раствор метилового оранжевого используют в химии как индикатор. В щелочной и нейтральной среде метиловый оранжевый имеет жёлтую окраску, а в кислой – розово-красную.
метиловый оранжевый в щелочной среде (жёлтая окраска)

Изменение цвета связано с изменением распределения электронной плотности в молекуле красителя. Так, при переходе из щелочной в кислую среду происходит протонирование одного из атомов азота азогруппы красителя. При этом из азогруппы – N = N –образуется новая группа – NН ‑ N= и изменяется строение ядра фрагмента азокрасителя:

СН3

HOSO3 ‑ ─ NH ─ N ═ ═ N+ CI-

СН3

метиловый оранжевый в кислой среде (розово-красный цвет)




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.