Водородный показатель раствора, рН
Водородный показателем, или рН, называется взятый с обратным знаком десятичной логарифм концентрации (или активности) ионов водорода в растворе:
рН = – lg С(Н+) или рН = – lg a (H+).
В нейтральном растворе: С (Н+)=С (ОН-) = 10-7 моль/л; рН=7 В кислом растворе: С (Н+)>С (ОН-)>10-7моль/л; рН<7. В щелочном растворе: С (ОН-)>С (Н+)<10-7 моль/л; рН>7. Вода является слабым электролитом и характеризуется ионным произведением воды, КW, которое равно: КW = С (Н+)×С (ОН-)=10-14. Ионное произведение воды – величина постоянна при данной температуре. Прологарифмирую это уравнение, получим: рН+рОН=14. Из этого уравнения следует, что зная рН можно легко рассчитать рОН, и наоборот.
Расчет рН сильных электролитов
Пример 1. Определите рН 0,1 М раствора HCl. Диссоциация HCl происходит полностью: HCl→H++Cl , при этом моль/л. Соответственно , т.е. необходимо вычислить ионную силу раствора HCl и по ней в таблице выбрать коэффициент активности ионов водорода. По таблице выбираем коэффициент активности γ, равный 0,84, следовательно: рН=-lg0,84×0,1=1,08. Пример 2. Определите рН 0,1 М раствора NaOH. Так как NaOH является сильным электролитом, его диссоциация происходит полностью: NaOH→Na++OH , при этом моль/л. В данном случае рН=14–рОН и первоначально находим . Рассчитываем ионную силу 0,1 М раствора NaOH. . По таблице выбираем коэффициент активности γ для ионов гидроксила, равный 0,8. Рассчитываем рОН: рОН=-lg0,8×0,1=1,097, рН=14-1,097=12,903. Расчет рН слабых электролитов
При расчете рН слабых электролитов, обычно используют значение концентрации ионов водорода, а не величину активности , так как вследствие неполной диссоциации слабых электролитов, в растворе находится небольшое количество заряженных частиц, между которыми происходят незначительные взаимодействия. В этом случае . Пример 1. Рассчитайте рН 0,1 М раствора СH3CООН, константа диссоциации которого равна КД=1,8×10 5. Уксусная кислота диссоциирует по уравнению: СH3CООН→СH3CОО +H+; . Так как диссоциация уксусной кислоты неполная, то , где С0 – исходная концентрация СH3CООН. Степень диссоциации a находим по уравнению Оствальда: ; , тогда =0,424×10 2×10 1=0,424×10 3; рН=-lg0,424×10 3=3,38. Пример 2. Рассчитайте рН 0,1 М раствора NH4OH, константа диссоциации которого равна КД=1,79×10-5. Аммиак диссоциирует по уравнению NH4ОН→N +ОH ; рН=14–рОН; Находим степень диссоциации a: ; . Находим концентрацию ионов ОН и рОН раствора =0,423×10 2×10 1=0,423×10 3; рОН=-lg0,423×10 3=3,38. Находим рН раствора: рН=14–3,38=10,62.
Контрольные задания 101*. Вычислите рН 0,05 M HCl и 0,05 М СН3СООН. 102*. Вычислите pH 0,01 M раствора NH4OH. 103*. Вычислите степень диссоциации NH4OH в 0,05 M растворе при 298 К. 104*. Вычислите рН 0,01 M NaOH и 0,01 М NH4OH.
Таблица 4. Константы диссоциации некоторых слабых электролитов t=25 С
105*.Вычислите степень диссоциации и концентрацию ионов водорода [H+] в 0,3 М раствора HF. 106*. При какой молярной концентрации уксусной кислоты в растворе ее степень диссоциации равна 0,01? При какой концентрации кислоты увеличится в два раза? 107. Степень диссоциации муравьиной кислоты НСООН в 0,2 н. растворе равна 0,03. Определите константу диссоциации кислоты. 108*. Вычислите концентрацию ионов NH4+в 0,005 М растворе NH4OH при 298 К. 109*. Вычислите активности ионов Н+ и ОН-в 0,01 M NaOH при 298 К. 110*. Рассчитайте молярность раствора уксусной кислоты СН3СООH, рН которого равен 3.
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (7484)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |