Кислотності-основності розчинів - раздел Химия, З дисципліни ФІЗИЧНА ХІМІЯ Водневим Показником Рн Називають Десятковий Логар...
Водневим показником рН називають десятковий логарифм концентрації йонів Гідрогену зі знаком мінус:
pН= –lg [H+] (6.2)
або
, (6.3)
де [H+] – молярна концентрація йонів Гідрогену в розчині. Аналогічно концентрацію гідроксид-йонів виражають через показник рОН, який є десятковим логарифмом концентрації гідроксид йонів, взятий зі знаком мінус:
рОН = –lg [ОН–]. (6.4)
На основі йонного добутку води обчислюють концентрацію [H+]- та [ОH–]-йонів за формулами:
рН + рОН = 14; (6.5)
рН = 14 – рОН; (6.6)
рОН = 14 – рН. (6.7)
У кислих розчинах: [H+] > [ОН–] і pН < 7.
У лужних розчинах: [H+] < [ОН–] і pН > 7.
У чистій воді (нейтральне середовище):
[H+] = [OH–] = 10–7 і pН = 7.
Вся шкала кислотності-основності знаходиться в межах від 10–14 до нуля, моль йонів/л:
[H+]
|
| 10–1,
| 10–2,
| ...,
| 10–6,
| 10–7,
| 10–8,
| ...,
| 10–12,
| 10–13,
| 10–14
|
[ОН–]
| 10–14,
| 10–13,
| 10–12,
| ...,
| 10–8,
| 10–7,
| 10–6,
| ...,
| 10–2,
| 10–1,
|
|
нейтральне середовище
[H+] = [OH–] = 10–7
Значення рН характеризується активністю Н+, тобто йонів тільки одного виду. Але за допомогою досвіду можна знайти тільки середню йонну активність (для I-I - валентного електроліту ). Через це поняття активності йонів водню умовне, і шкалу значень рН приводять у відповідність із такими величинами, наприклад, константами дисоціації, значення яких можуть бути визначені точно. Вимірювання рН потенціометричним методом, дають погоджені з умовною шкалою дані.
У багатьох випадках необхідно мати розчини з певним значенням водневого показника (у якості останніх можуть бути використані буферні розчини).
Буферні розчини. Буферними, називаються розчини, здатні зберігати досить постійним значення рН при розведенні або впливі інших розчинів. Звичайно буферний розчин складається із слабкої кислоти (або слабкої основи) і солі цієї кислоти (або основи), яка є сильним електролітом. Наприклад, суміш оцтової кислоти з ацетатом натрію, хлориду амонію з гідроокисом амонію.
Відповідно до рівняння дисоціації оцтової кислоти
СН3СООН СН3СОО¯+Н+
константа дисоціації її дорівнює:
, звідси .
Введення в розчин кислоти добре дисоційованої солі цієї кислоти сильно зміщує рівновагу дисоціації вліво. У результаті активність недисоційованої кислоти стає практично рівною концентрації розчиненої кислоти, а активність аніона - рівною концентрації аніона доданої солі:
(6.8)
(6.9)
Значення коефіцієнта активності можна з деяким наближенням обчислити з рівняння
(6.10)
де z + іz- - заряд відповідно катіона й аніона;
I – іонна сила розчину
I= ½∑Ci· (6.11)
Підбір концентрацій кислоти й солі дозволяє приготувати розчин із заданим значенням рН.
Буферні розчини володіють такою важливою властивістю, що розведення їх майже не змінює концентрації водневих йонів, тому що при розведенні відношення
.
Відбувається лише незначна зміна через зміну коефіцієнта активності солі.
Додавання сильних кислот і лугів до буферних розчинів менше підвищує кислотність або лужність, ніж додавання їх у такому ж співвідношенні до води. Це явище пов'язане з так званою буферною ємністю. Останню, характеризують кількістю молів сильної кислоти або основи, яку необхідно додати до одного літру буферного розчину, що змінює рН на одиницю. Розведення буферних розчинів зменшує буферну ємність. При заданій концентрації найбільшою ємністю володіє розчин, у якому відношення кількість кислоти й солі дорівнює одиниці.
Все темы данного раздела:
Передмова
Фізична хімія – наука, що пояснює і встановлює закономірності хімічних явищ на основі загальних принципів фізики та хімії. Вона охоплює всі питання теорії хімічних процесів і розглядає вплив фізичн
Складання таблиць
Всі вимірювання містять щонайменше дві змінні, одну з яких обирають як незалежну (у дослідах її задають як аргумент х), а інші (інша) є залежними (функції
Оцтоетилового етеру в кислому середовищі при 25°С
t, c
Vt, см3
лугу
V¥ - Vt, см3
t – t0, c
k·10
Густина розчинів фосфорної кислоти у воді при 20 °С.
Концентрація
Н3Р04, %
Побудова графіків
Графічне зображення експериментальних і розрахункових даних полегшує порівняння величин, дозволяє легко знайти характер зміни величин — наявність екстремальних точок чи точок перегину, періодичніс
Проведення кривої через нанесені точки.
І. Звичайно крива, що виражає залежність у = f(x) повинна бути плавною. Однак, можливі і стрибки, внаслідок порушення безперервності.
II. Крива повинна проходити як
Теплоти розчинення і розведення.
Інтегральною теплотою розчинення DНт(розч) називають кількість теплоти, що виділяється чи поглинається при розчиненні 1моля речовини у визначеному великому об'ємі ро
Визначення істинної зміни температури в калориметрі при термохімічному процесі.
Для вимірювання температури користуються термометром Бекмана. При роботі з калориметром спостерігаються часткові втрати тепла в навколишнє середовище, що викривляє вимірювану різницю температур поч
Завдання.
1. Визначити зміну температури в калориметрі в результаті розчинення певної наважки KCl.
2. Обчислити моляльну концентрацію розчину і за табличними даними визначити кількість теплоти, що в
КУПРУМ (II) СУЛЬФАТУ
Завдання:
1. Визначити інтегральну теплоту розчинення безводної солі та кристалогідрату і по різниці обчислити теплоту утворення кристалогідрату.
ВИЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОТИ НЕЙТРАЛІЗАЦІЇ СИЛЬНОЇ КИСЛОТИ СИЛЬНОЮ ОСНОВОЮ У ВОДІ
Завдання:
1. Визначити теплову сталу калориметра.
2. Визначити теплоту розведення концентрованої сильної кислоти.
3. Визначити теплоту не
Контрольні питання
1. Чому теплові ефекти реакцій, що протікають при постійних об'ємі та тиску, є функціями стану системи?
2. Що таке теплоти утворення, нейтралізації, розчинення, розведення?
3. Як
Рефрактометрія
2.I. Поляризація молекул
Усі молекули можуть бути розділені на два типи: неполярні й полярні (з несиметричним і симетричним розподілом зарядів). Полярну молекулу називають
І ВСТАНОВЛЕННЯ ЙОГО СТРУКТУРИ
Ціль роботи: визначення рефракції розчиненої речовини за питомою рефракцією розчину, розчинника й відсотковому вмісту розчину, а також установлення його ймовірної структури, використовуючи в
ХІМІЧНА РІВНОВАГА
Хімічні реакції поділяються на гомогенні і гетерогенні. Хімічна реакція, що протікає в межах однієї фази, називається гомогенною. До гомогенних реакцій відн
Послідовність виконання роботи
Взяти вісім сухих колб із притертими пробками місткістю 100 мл. Пронумерувавши колби, налити в них наступні кількості розчинів точної концентрації (табл. 3.1):
Таблиця 3.1.
Розрахунок рівноважних концентрацій речовин
Рівноважна концентрація йоду:
де - молярність розчину тіосульфат
Експерементальні данні
Номер колби
Температура досліду
Номер проби
Час відбору проби
Об’єм Na2S2O3 (мл) витра
Контрольні питання
1. Які термодинамічні і кінетичні ознаки рівноважного стану?
2. Через які величини можна виразити константу хімічної рівноваги? Яка залежність існує між константами рівноваги, вираженими
ФАЗОВІ РІВНОВАГИ
Для характеристики стану сплавів широко застосовують правило фаз Гіббса, записане у формі:
(4.1)
де С – ч
І3 ПРОСТОЮ ЕВТЕКТИКОЮ
Діаграми плавкості цього типу найбільш поширені та характерні для бінарних систем неізоморфних речовин, що не утворюють хімічних сполук, наприклад, свинець—сурма, калію хлорид— літі
Типи термопар
Термопара
Позначення
по ОСТу
Верхня межа температури,
°С
Сплави
Склад,%
Хромель–алюмель
Х
Послідовність виконання роботи
Видається сім тиглів, що містять бензойну кислоту, нафталін та їх суміші:
№1 - бензойна кислота;
№ 2 -15% нафталіну і 85% бензойної кислоти;
№ 3 - 30% нафталіну і 70% бен
КРИСТАЛІЗАЦІЯ БІНАРНИХ СУМІШЕЙ
(СИСТЕМА NaNО3 – KNO3)
Завдання:
1. Одержати криві охолодження для чистих компонентів і сумішей відомого с
РОЗЧИНИ
Закон розподілу. Система з двох практично незмішуючихся рідин і третього, розчинного в них компонента, буде біваріантною (С=3–2+1=2) при рівновазі між обома конденс
Послідовність виконання роботи
У мірній колбі на 100 см3 готують розчин бензойної кислоти (наважка 2-4 г) в органічному розчиннику (бензол, толуол, ксилол). Відбирають 50 см3 отриманого розчину піпеткою за
ВИЗНАЧЕННЯ СТУПЕНЯ АСОЦІАЦІЇ
ОЦТОВОЇ КИСЛОТИ В БЕНЗОЛІ (ЧИ ХЛОРОФОРМІ)
Оцтова кислота, як і інші карбонові кислоти, в органічному розчиннику знаходиться у вигляді подвійних молекул чи
ВИВЧЕННЯ ПРОЦЕСУ ЕКСТРАГУВАННЯ
Завдання. Визначити кількість витягнутої речовини при однократному і багаторазовому витягу тим самим об'ємом розчинника.
Виконання роботи. Відміряти по 5м
Кріоскопія, ебуліоскопія
В стані рівноваги між рідиною і парою кількість молекул, що випаровується в одиницю часу дорівнює кількості, що конденсується. Якщо в леткій рідині розчинити невелику кількість будь-якої нелеткої р
Установка термометра Бекмана для кріоскопії.
Термометр Бекмана відрізняється від звичайного, по-перше, великою шкалою (точною), що дозволяє спостерігати зміни температури до 0,001°С й, по-друге, другим запасним ртутним резервуаром, за допомо
Послідовність виконання роботи.
Підготовлений термометр Бекмана вставити в прилад і почати спостерігати за температурою. Для рівномірності охолодження рідину необхідно повільно помішувати вставленою в прилад мішалкою. Помішуван
Послідовність виконання роботи.
Зібрати прилад, схема якого приведена на рис. 5.3.
Трубку з внутрішнім діаметром 45 мм розрізати на частини довжиною 18
Контрольні питання
1. Що називається розчином? Розчини ідеальні та істинні, їх особливості.
2. Як залежить тиск насиченої пари розчину від концентрації розчиненої речовини при даній температурі?
3.
ЕЛЕКТРОХІМІЯ
Йонний добуток води. Вода є досить слабким електролітом. Однією з причин слабкої дисоціації води є те, щоб молекули її є асоційованими за допомогою водневих зв’язків. Іншою при
Теоретичні відомості
Молекули електролітів у водних розчинах дисоціюють на йони, які і є носіями зарядів. Електрична провідність слабких електролітів, які дисоціюють у водних розчинах частково, визначається в основному
Контрольні питання
1. Чи можна при визначенні електричної провідності розчинів електролітів користуватися постійним струмом?
2. Чи грає роль кількість рідини, узятої для визначення електричної провідності? Щ
ХІМІЧНА КІНЕТИКА
Хімічна кінетика - це розділ фізичної хімії, що вивчає швидкість і механізм хімічних реакцій, а також залежність швидкості протікання реакцій від різних факторів.
Швидкість хімічної реакці
ВИВЧЕННЯ ШВИДКОСТІ ЙОДУВАННЯ АЦЕТОНУ
Ціль роботи- визначити значення константи швидкості реакції йодування ацетону в кислому середовищи при двох температурах і вирахувати енергію активації цієї реакції.
Теоретичні відомості
При реакції гідролізу цукру(I) утвориться глюкоза(II) і фруктоза (III):
С12Н22О11 + Н2О → С6Н12О6 + С
Дифузія
Розчинення твердого тіла в рідині, що супроводжується хімічною взаємодією або за відсутності її, може служити типовим прикладом гетерогенного процесу. Гетерогенні процеси протікають на поверхні роз
Значення деяких фундаментальних сталих
Атомна одиниця маси
а.о.м.
1,6606×10-27 кг
Електрична стала
e0
Знаки деяких математичних дій
а, поділене на b
, а / b, ab-1
Абсолютна величина
Густина води при різних температурах
t, 0С
r1, г/см3
t, 0С
r1, г/см3
Таблиця 6 Інтегральна теплота розчинення DНm солей у воді при 25°С
№
п/п
m, моль
солі на 1кг
Н2О
KCl
кДж/моль
Концентрація Cm насиченого
розчина, моль солі на
Інтегральна теплота розчинення солей, які утворюють кристалогідрати, при температурі 18°С.
Речовина
Кількість молів H20
на 1 моль солі
DН, кДж/моль
BaCl2
Новости и инфо для студентов