Сильні кислоти і основи - це такі, які в розведених розчинах практично
повністю дисоціюють на іони, |
тому для сильних кислот і основ |
можна |
|||
вважати, що [H+] = Cк; [OH-] = Cосн, де Ск, Сосн - концентрація кислоти і лугу в |
|||||
розчинах відповідно. Звідси для кислоти маємо рН = -lgCк, для лугу - |
рОН = - |
||||
lgCосн, рН = 14 + lgСосн. |
|
|
|
|
|
Приклад: |
|
|
|
|
|
CHCl = 10-3 моль/л, pH = -lgCк = 3 |
|
|
|
|
|
CNaOH = 10-2 моль/л, [OH-] = 10-2; pOH = 2; pH = 14-2 = 12 |
|
||||
Слабкі кислоти і основи |
|
|
|
|
|
Слабкі кислоти, розчинні у воді, частково дисоціюють на іони: |
|
||||
НА = Н+ + А- |
(1) |
|
|
|
|
Константа дисоціації в цьому випадку буде |
(2) |
||||
Згідно з рівнянням дисоціації (1), |
[H+ ]=[A- ], тому KHA = |
[H+ ]2 |
; |
|
|
|
|
||||
|
|
|
[HA] |
|
|
[H+]2 = КHA[HA]; |
|
|
|
|
|
[H+ ]= KHA [HA] |
|
|
|
|
(3) |
У зв’язку з тим, що слабкі кислоти дисоціюють дуже незначною мірою, можна допустити, що концентрація недисоційованих молекул кислоти практично дорівнює загальній концентрації кислоти:
[HA] Cк
Тоді (3) можна записати як
[H+] = 
KHACк
звідки
рН = −lg КHAСк = −12 lgKНА − 12 lgCк = 12 pK − 12 lgCк
де рК – від’ємний логарифм константи дисоціації кислоти: рК=-lgKHA. Багатоосновні кислоти дисоціюють ступінчасто; наприклад, вугільна кислота дисоціює згідно з рівнянням
H2CO3 = H+ + HCO3-
HCO3- = H+ + CO32-
Константи дисоціації відповідно дорівнюють:
K |
|
= |
[H+ ] [HCO3 |
− ]= 3 10−7 |
|
рК =6,5 |
||||
|
1 |
|
|
[H2 CO3 ] |
|
|
|
|
1 |
|
K |
|
= |
|
[H+ ] [CO32− ] |
= 6 10−11 |
; |
рК =10,2 |
|||
|
|
[HCO3 |
− ] |
|
|
|||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
||
90
Як бачимо, К2 приблизно у 5.10з менша у порівнянні з К1. Концентрація HCO3- у розчині незначна. Виходячи з цих міркувань, робимо висновок, що при обчисленні рН розчину вугільної кислоти можна брати до уваги лише К1. Взагалі, для обчислення рН водних розчинів багатоосновних кислот необхідно
брати до уваги лише першу константу дисоціації.
Аналогічно слабким кислотам, для слабких основ pH =14 − 12 pK0 + 12 lgCocн
де К0 - константа дисоціації слабкої основи, Сосн - концентрація основи в розчині.
Для розрахунку рН розчинів багатокислотних основ також завжди використовують значення рК першої константи дисоціації.
Солі сильних основ і сильних кислот
Такі солі не гідролізують у розчині, тому їх розчини нейтральні, тобто їх рН=7.
Солі слабких кислот і сильних основ pH = 7 + 12 pKk + 12 lgCc
де Сс - концентрація солі в розчині.
рН водного розчину солі слабкої кислоти і сильної основи зростає зі збільшенням величини рКHA (тобто зі збільшенням сили слабкої кислоти) і концентрації. Для солей багатоосновних кислот завжди використовують значення рК останньої константи дисоціації відповідної кислоти.
Солі сильних кислот і слабких основ pH = 7 − 12 pKo − 12 lgCc
Як бачимо, рН розчину солі слабкої основи і сильної кислоти буде тим менше, чим слабкіша основа (чим більша величина рК) і чим більша концентрація солі. Для солей багатокислотних основ завжди використовують значення рК останньої константи дисоціації відповідної основи.
Солі багатоосновних кислот. Кислі солі багатоосновних кислот
pH = pKn + pKn+1 2
91