ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Брянская государственная инженерно-технологическая академия

Кафедра химии

Х И М И Я

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ (№ 3)

3.1. Растворы электролитов

3.1.1. Водородный показатель,

3.1.2. Гидролиз солей,

3.1.3. Буферные растворы

3.2. Жесткость воды

для студентов специальности 260400 - “Лесное хозяйство” и 260500 - “Садово-парковое и ландшафтное строительство.

БРЯНСК 2007

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Брянская государственная инженерно-технологическая академия

Кафедра химии

УТВЕРЖДЕНО

Научно-методическим советом БГИТА

Протокол № ____ от_________2007г

Х И М И Я

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ (№ 3)

3.1. Растворы электролитов

3.1.1. Водородный показатель

3.1.2. Гидролиз солей

3.1.3. Буферные растворы

3.2. Жесткость воды

для студентов первого курса специальности 260400 - “Лесное хозяйство” и 260500 - “Садово-парковое и ландшафтное строительство.

БРЯНСК 2007

Составили: д.х.н., профессор Пашаян А.А.

к. х. н., доцент Лукашов С.В.

Рецензент: к.х.н., доцент Щетинская О.С.

Рекомендовано учебно-методической комиссией лесохозяйственного факультета

Протокол № _____ от «____»___________ 2007г.

Контрольная работа № 3.1.

Растворы электрлолитов

Контрольная работа № 3.1.1.

Водородный показатель

Теоретические пояснения

Водородный показатель среды водного раствора электролита рН равен взятому с обратным знаком десятичному логарифму актив­ности ионов водорода в этом растворе:

рН = -lg а_н+ (1)

Среда водного раствора электролита может быть кислой, ней­тральной или щелочной. Носителями кислотных свойств являются ионы Н⁺, а основных - ион ОН^-, поэтому в кислых растворах а_н+ > а_он-, а в щелочных - а_н+< а_он- .

Растворы, в которых а_н+ = а_он- называют нейтральными.

При электролитической диссоциации воды образуется равное количество ионов H⁺ и ОН^-:

2Н₂О Н₃О⁺ + ОН^-

или упрощенно:

Н₂О Н⁺ + ОН^-

Константа диссоциации воды при 295К равна 1,810^-16, а активность (концентрация) воды при той же температуре моль/л. Тогда

К_Д = = 1,8 х10^-16

Отсюда а_н+ а_он- = 1,8 10^-16 х 55,56 = 10^-14 .

Величина K_W = а_н+а_он- называется ионным произведением воды (буква w- от слова water- вода). При 295К К_W = 10^-14.

В нейтральных растворах а_н+ = а_он- = = 10^-7 моль/л. Следовательно, в нейтральной среде рН= -lg а_н+ = -lg 10^-7= 7. Так как в кислых растворах а_н+ >10-⁷ моль/л, то и рН < 7, а в щелочных растворах а_н+ < 7 моль/л и рН > 7.

Наряду с показателем рН используется показатель рОН:

рОН = -lg а_он- . (3)

Из выражения K_W =10^-14, при 295К можно показать, что

- lg K_W = -lg а_н = (-lg а_он-); Следовательно рН + рОН = 14.

При расчете водородного показателя среды водных растворов сильных кислот и оснований следует учитывать необратимость процесса их электролитической диссоциации, то есть степень диссоциации = 1:

НС1 Н⁺+ С1^- и NaOH Na⁺ + ОН^-

Концентрация ионов Н⁺ в растворах сильных кислот и концент­рация ионов ОН^- в растворах щелочей численно равны молярности растворов. Например, C_Н+ в 0,001 М растворе НС1 равна 0,001 моль/л, а С_ОН- в 0,01 М растворе NaOH равна 0,01 моль/л.

Чтобы вычислить значение водородного или гидроксильного показателя среды (рН или рОН), нужно знать активность ионов H⁺ или ОН- ( а_н+ или а_он-). а_н+ = fC_H+ и а_он- = fС_ОН- . Коэффициенты активности ионов находят по справочным таблицам как функцию ионной силы раствора.