- •1. Важнейшие классы неорганических соединений введение
- •Лабораторная работа Цель работы: Ознакомление с реакциями образования оксидов металлов и неметаллов, их гидратов, солей, а также со свойствами основных классов неорганических соединений.
- •6. Получение и свойства амфотерных гидроксидов
- •2.Основы объемного химического анализа введение
- •Лабораторная работа
- •3. Химическая кинетика Лабораторная работа 1
- •Описание изучаемой химической реакции
- •Опыт 3. Влияние температуры на скорость химической реакции
- •4.Ионные реакции в растворах введение
- •I. Реакции образования осадков слаборастворимых веществ
- •II. Реакции образования молекул слабых электролитов и газообразных веществ.
- •III. Реакции образования молекул слабых электролитов при разрушении менее “прочных” веществ
- •IV. Цепочка последовательно протекающих реакций образования осадков более “прочных” веществ при разрушении осадков менее “прочных” веществ
- •5. Водородный показатель Введение
- •Лабораторная работа
- •9. Гидролиз солей Введение
- •1. Соль образована несильной кислотой.
- •2. Соль образована несильным основанием
- •3. Соль образована несильной кислотой и несильным основанием
- •4. Ступенчатые реакции гидролиза
- •Лабораторная работа
- •7. Окислительно-восстановительные реакции. Введение
- •Лабораторная работа.
- •8. Комплексные соединения Лабораторная работа
- •9.Тепловые эффекты химических процессов Лабораторная работа
- •Контрольные вопросы
- •10. Жесткость воды Введение
- •Лабораторная работа
- •Выполнение работы
- •11. Основы электрохимии. Гальванические элементы Лабораторная работа
- •Приложения
- •1.Константы диссоциации воды и некоторых слабых кислот и оснований в водных растворах (0,1 n)
- •2.Произведение растворимости труднорастворимых в воде веществ при 25оС
- •3.Константы нестойкости некоторых комплексных ионов
- •Литература
- •Содержание
5. Водородный показатель Введение
Вода является весьма слабым электролитом. Диссоциация воды может быть выражена уравнением
Н2О « Н++ОН- .
Константа диссоциации определяется уравнением
K = [H+]×[OH-] /[H2O].
Поскольку в разбавленных растворах концентрация воды практически постоянна, то
Kw = K×[H2O] =[H+]×[OH-] = const.
Величина, обозначаемая Kw, называется ионным произведением воды. Она зависит только от температуры. При 25оС
Kw = [H+]×[OH-] = 1× 10-14.
Постоянство Kw означает, что в любом водном растворе (нейтральном, кислом или щелочном) представлены оба вида ионов, т.е. ионы водорода и гидроксильные ионы. Характер среды определяется теми ионами, концентрация которых больше. Понятия кислая, нейтральная и щелочная среда приобретают количественный смысл:
если [H+]=[OH-]=Ö1× 10-14 = 10 - 7 моль/л - среда нейтральная;
если [H+] > 10-7 моль/л - среда кислая;
если [H+] < 10-7 моль/л - среда щелочная.
Для характеристики среды удобнее пользоваться не значениями концентраций, а их логарифмами, взятыми с обратным знаком. Эти величины называются соответственно водородным и гидроксильным показателями и обозначаются символами рН и рОН:
рН = - lg[H+]; pOH = - lg[OH-]
соответственно
рН + рОН = 14.
Для экспериментального определения кислотности или основности среды используют слабые органические кислоты и основания, которые называются индикаторами. Окраска индикаторов в недиссоциированном состоянии отличается от окраски их ионов. Диссоциацию на ионы такого индикатора, например, метилового оранжевого, можно представить в общем виде следующим образом:
RH « H++R-
красный желтый
При увеличении [H+] равновесие сместится влево, в сторону красной окраски, при уменьшении [H+], т.е. при добавлении [OH-] - соответственно вправо, в сторону желтой окраски.
Интервалы перехода окраски некоторых индикаторов
-
Индикатор
Интервал перехода рН
Изменение цвета
Метиловый оранжевый
Метиловый красный
Лакмус
Ф\ф
3,2-4,4
4,4-6,2
5,0-8,0
8,2-10,0
От красного до желтого
От красного до желтого
От красного до синег
От бесцветного до малинового
На основе свойств кислотно-основных индикаторов создан универсальный индикатор. Смесь простых индикаторов подобрана так, что окраска раствора с каплей такой смеси изменяется непрерывно с изменением рН в широком интервале. Промышленность выпускает универсальную бумагу. По изменению окраски такой индикаторной бумаги с помощью цветовой шкалы определяют рН раствора. Для измерения рН наряду с химическими индикаторами используется специальный прибор - рН-метр. РН-метр состоит из милливольтметра и двух электродов. В исследуемый раствор опускают два электрода - стандартный и индикаторный. Потенциал стандартного электрода jстанд. постоянен в любом растворе, потенциал индикаторного электрода jинд. зависит от рН раствора. Милливольтметр рН-метра отградуирован не в вольтах, а в единицах рН. Поэтому при измерении разности потенциалов (jстанд. - jинд.) по шкале милливольтметра определяется рН раствора.