Шкала рН

Содержание

Слайд 2

КИСЛОТНО-ОСНÓВНОЕ РАВНОВЕСИЕ Вода – слабый электролит и диссоциирует согласно уравнению: Константа

КИСЛОТНО-ОСНÓВНОЕ РАВНОВЕСИЕ
Вода – слабый электролит и диссоциирует согласно уравнению:

Константа диссоциации этого

равновесия называется ионным произведением воды Кw [w – первая буква water – вода (англ.)] и, в соответствии с ЗДМ для равновесия, имеет следующее выражение ([…] – равновесные концентрации ионов; равновесная концентрация жидкости [H2O] не входит в него):

Наряду с Kw используют показатель ионного произведения pKw

Слайд 3

Диссоциация – эндотермический процесс => Kw растет с повышением температуры: По

Диссоциация – эндотермический процесс => Kw растет с повышением температуры:

По умолчанию

температуру принимают равной 25 °С, а Kw = 10−14.
В любом водном растворе [H+] и [OH−] обратно пропорциональны друг другу. Чем больше в растворе ионов H+ , тем меньше в нем ионов OH−, и наоборот. Соотношение концентраций этих ионов и определяет среду водного раствора.
Слайд 4

В щелочной среде: В соответствии с принципом Ле Шателье, при добавлении

В щелочной среде:

В соответствии с принципом Ле Шателье, при добавлении катионов

водорода или гидроксид-ионов равновесие диссоциации воды смещается влево.

В кислой среде:

В нейтральной среде:

Слайд 5

Для количественной характеристики среды раствора используют водородный и гидроксидный показатели. Водородный

Для количественной характеристики среды раствора используют водородный и гидроксидный показатели.
Водородный

показатель pH («пэ-аш») – взятый с обратным знаком десятичный логарифм равновесной молярной концентрации (моль/л) катионов водорода (точнее, их активности).

Гидроксидный показатель рOH («пэ-о-аш») – это взятый с обратным знаком десятичный логарифм равновесной молярной концентрации (моль/л) гидроксид-ионов (точнее, их активности).

Интервал изменения обоих показателей равен примерно
(–1 ÷ 15) (при комнатной температуре).
Соотношение между pH и рOH:

Слайд 6

Для идеально чистой воды рН = 7 Дождевая вода имеет рН

Для идеально чистой воды рН = 7
Дождевая вода имеет рН ≈

5,5 – 6,0 за счет растворенного СО2.
Слайд 7

Наличие белкового буфера в составе слез поддерживает рН в пределах физиологической нормы!

Наличие белкового буфера в составе слез поддерживает рН в пределах физиологической

нормы!
Слайд 8

Расчет равновесных концентраций катионов водорода [H+] и гидроксид-ионов [OH–], рН и

Расчет равновесных концентраций катионов водорода [H+] и гидроксид-ионов [OH–], рН и

pOH в растворах кислот и оснований.

1. Раствор сильной кислоты HyAn (y = 1, 2).

где c − концентрация кислоты, моль/л; Kw – ионное произведение воды; y – оснóвность кислоты.
В 10−7 M растворе HI

При c > 5·10−7 моль/л используют более простое уравнение:

Слайд 9

Найти [H+], рН, рОН, [OH-] в 0,005 М растворе H2SO4. 2.

Найти [H+], рН, рОН, [OH-] в 0,005 М растворе H2SO4.

2. Раствор

сильного основания M(OH)x (x = 1, 2).

где c − концентрация шелочи, моль/л; x – кислотность щелочи.
В 3·10−7 M растворе Ba(OH)2

При c > 5·10−7 моль/л используют более простое уравнение:

Слайд 10

Найти [H+], рН, рОН, [OH−] в 0,03 М растворе KOH. 3.

Найти [H+], рН, рОН, [OH−] в 0,03 М растворе KOH.

3. Раствор

слабой кислоты, константа диссоциации которой
равна Ka (если основность кислоты больше 1, то используется
константа I-ой ступени диссоциации Ka,I).

В 0,05 М растворе H3PO4 (Кa,I = 7,2∙10−3)

Слайд 11

При c/Ka > 100 используют более простое уравнение: Найти [H+], рН,

При c/Ka > 100 используют более простое уравнение:

Найти [H+], рН, рОН,

[OH−] в 0,3 М растворе HCOOH (Кa = 1,8∙10−4).
Слайд 12

4. Раствор слабого основания, константа диссоциации которой равна Kb (если кислотность

4. Раствор слабого основания, константа диссоциации которой
равна Kb (если кислотность основания

больше 1, то используется
константа I-ой ступени диссоциации Kb,I).

В 0,06 М растворе (C2H5)2NH2OH (Кb = 9,5∙10−4)

Слайд 13

При c/Kb > 100 используют более простое уравнение: Найти [H+], рН,

При c/Kb > 100 используют более простое уравнение:

Найти [H+], рН, рОН,

[OH−] в 0,07 М растворе (CH3)3NHOH (pКb = 4,20).
Слайд 14

Найти [H+] и рН раствора, содержащего 0,2 моль/л HCOOH (Кa =

Найти [H+] и рН раствора, содержащего 0,2 моль/л HCOOH
(Кa = 1,8∙10−4)

и 0,1 моль/л CH3COOH (Кa = 1,8∙10−5).
Слайд 15

Найти [H+] и рН раствора, содержащего 0,05 моль/л (CH3)3NHOH (pКb =

Найти [H+] и рН раствора, содержащего 0,05 моль/л (CH3)3NHOH (pКb =

4,20) и 0,03 моль/л CH3NH3OH (pКb = 3,38).
Слайд 16

рН яблочного сока равен 4,57. Найти [Н+] и [OH−] (моль/л). Для

рН яблочного сока равен 4,57. Найти [Н+] и [OH−] (моль/л).

Для растворов

сильных электролитов с достаточно высокими концентрациями (примерно 1 моль/л и больше) при расчетах pH и pOH следует использовать значения активностей (не концентраций!) соответствующих ионов.
Слайд 17

Активная, потенциальная и общая кислотность (щелочность) раствора. Активная кислотность [H+]акт –

Активная, потенциальная и общая кислотность (щелочность) раствора.

Активная кислотность [H+]акт – концентрация

свободных ионов Н+, имеющихся в растворе при данных условиях.
Активная щелочность [OH–]акт – концентрация свободных ионов OН–, имеющихся в растворе при данных условиях.
Потенциальная кислотность [H+]пот – концентрация ионов Н+, связанных в молекулы или ионы слабых кислот, имеющихся в растворе.
Потенциальная щелочность [OH–]пот – концентрация ионов OН–, связанных в молекулы или ионы слабых оснований, имеющихся в растворе.
Общая кислотность (щелочность) [H+]общ ([OH–]общ) – сумма активной и потенциальной.
Слайд 18

Найти [H+]акт, [H+]пот и [H+]общ в 0,05 М растворе H2SO4. Найти

Найти [H+]акт, [H+]пот и [H+]общ в 0,05 М растворе H2SO4.

Найти [H+]акт,

[H+]пот и [H+]общ в 0,2 М растворе HCOOH (Кa = 1,8∙10−4).
Слайд 19

Найти [OH–]акт, [OH–]пот и [OH–]общ в 0,04 М растворе (CH3)3NHOH (Кb

Найти [OH–]акт, [OH–]пот и [OH–]общ в 0,04 М растворе (CH3)3NHOH
(Кb

= 6,3∙10–5).

Найти [OH–]акт, [OH–]пот и [OH–]общ в 0,01 М растворе NaOH.