- •Растворы
- •Способы выражения концентрации растворов
- •Свойства идеальных растворов осмос. Закон вант - гоффа
- •Законы рауля
- •Константа диссоциации
- •Связь между константой диссоциации и степенью диссоциации. Закон разбавления оствальда
- •Применение законов идеальных растворов к разбавленным растворам электролитов
- •Направление реакций обмена в растворах электролитов
- •Пример 2 Реакции с образованием осадков
- •Растворимость. Произведение растворимости
- •Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН
- •Шкала рН
- •Гидролиз солей
- •Степень гидролиза. Константа гидролиза
- •Соль образована сильным основанием и слабой кислотой (на примере NaCns)
- •Соль образована слабым основанием и сильной кислотой ( на примере nh4ci)
- •Соль образована слабым основанием и слабой кислотой ( на примере nh4cns)
- •Комплексные соединения
- •Направление протекания окислительно-восстановительных реакций
- •Лабораторные работы II семестра
- •Лабораторная работа 3
- •Определение содержани гидроксида натрия в растворе
- •Методом объемного анализа
- •Ионно-молекулярные реакции в растворах электролитов
- •Растворимость. Произведение растворимости. Смещение ионных равновесий
- •Гидролиз солей
- •Комплексные соединения
Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН
Вода является слабым электролитом и диссоциирует в соответствии с уравнением:
H2O H+ + OH-.
Константа диссоциации воды имеет вид:
Кдис = [H+] [OH-] / [H2O ] = 1,8 10-16 при Т = 25 оС.
Чистая вода практически не проводит электрический ток, т.е. άдис(H2O) << 1, поэтому можно при-нять, что [H2O ]рав = [H2O ]о. Рассчитаем [H2O ]:
[H2O ] = m (H2O) / M (H2O) * V (H2O) = 1000 г / 18 г/моль* 1 л = 55,6 моль/ л.
Подставим полученное значение См(H2O) в уравнение для Крав и получим :
Крав * 55,6 = [H+] [OH-] или 1 10-14 = [H+] [OH-].
Произведение [H+] [OH-] называется ионным произведением воды (Кw) и является величиной
постоянной. Очевидно, что в чистой воде [H+] = [OH-] = √ Кw = 10-7 (моль/л) при 25 оС.
В водных растворах кислот [H+] > [OH-]; в водных растворах щелочей и оснований [H+] < [OH-], но независимо от природы растворенного вещества, для всех водных растворов ионное произведение всегда остается равным 1 10-14.
Для удобства выражения реакции среды водных растворов был введен специальный термин, который назвали водородным показателем (рН). рН – отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации ионов водорода:
рН = - lg [H+].
Иногда пользуются также показателем рОН = - lg [ОH-].
В нейтральной среде рН = 7 рОН = 7
В кислой среде рН < 7 рОН > 7
В щелочной среде рН > 7 рОН < 7.
Шкала рН
0――――――――――――――――――――――――7――――――――――――――――――――――――14
←―― кислая среды нейтральная среда щелочная среда ――→
растворы кислот чистая вода растворы оснований, щелочей
Кислотность и щелочность (рН) является важнейшей характеристикой водных растворов не только в химии, но и в биологии, медицине и др. естественных науках, а также во многих отраслях производства.
Пример 1 Рассчитайте рН раствора, в 500 мл корого содержится 0,49 г серной кислоты. Степень диссоциации кислоты равна 1.
Решение: Уравнение диссоциации кислоты: H2SO4 <=> 2H+ + SO4-2
Выражение для расчета рН: рН = -lg CM (H+), где CM (H+) = n (H+) * άдис * CM (кислоты).
Рассчитаем CM (кислоты) = 0,98 / 98 * 0,5 = 0,05 моль/л
Тогда рН = -lg ( 1 * 2 * 0,05) = -lg 0,1 = 1.
Пример 2 Рассчитайте рН 5,6% раствора КОН, степень диссоциации щелочи в растворе составляет 0,9. Плотность раствора равна 1,02 мл/л.
Решение: Уравнение диссоциации щелочи: КОН <=> К+ + ОН-
Выражение для расчета рН в растворах щелочей : рН = 14 – рОН = 14 – (-lg n (ОH-) * άдис *CM (КОН)).
Рассчитаем CM (КОН) = 12 * 1,02 / 56 * 0,1 = 1,02 моль/л
Тогда рН = 14 -lg ( 0,9 * 1 * 1,02) = 13.
ЗАДАЧИ
Рассчитайте концентрацию ионов водорода в растворе, если: а) рН=4; б) рОН = 11; в) рН = 12;
г) рН = 8; д) рОН = 7; е) рОН = 13.
Рассчитайте рН и рОН раствора, в которых концентрация ионов Н+ составляет: а)10-3; б)10-11; в)10-5; г) 10-1.
Во сколько раз различается концентрация ионов ОН- в растворах: а) рН=3 и рОН = 2;
б) рН =14 и рОН = 11; в) рН = 5 и рОН = 5; г) рН = 4 и рОН = 10.
Рассчитайте молярную концентрацию растворов НCI, водородный показатель которых равен:
а) рН =3; б) рН = 5; рН = 2.
Вычислите рН 0,1 М раствора НF.
Вычислите рН в 0,1 М растворе сернистой кислоты, учитывая только 1-ю ступень диссоциации.
Вычислите рН и степень диссоциации в 0,002 М растворе HCIO.
Вычислите рН и степень диссоциации в 0,02 М растворе HNO2.
Вычислить константу гидролиза фторида калия, определить степень гидролиза этой соли в 0,01 М растворе и рН раствора.
Определите рН 0,02 М. раствора Н2СО3, учитывая только первую ступень диссоциации.
Сравните рН среды в 0,1 М и 0,001 М растворах HCN.
Рассчитайте рН в растворе Са(ОН)2, если 200 мл этого раствора содержат 0.074 г гидроксида кальция. Степень диссоциации электролита равна 1.