1.2. Водневий показник водних розчинів електролітів (рН)

Розглянемо процес дисоціації сильної кислоти у водному розчині:

HCl  H⁺ + Cl^–

В розчині утворюються катіони Гідрогену. Для визначення їх концентрації використовують величину рН. Позначення “рН” ввів в 1908 році біолог Зьоренсен.

Літерою р було вирішено було позначати від'ємний логарифм будь – якої величини (тобто показник числа з основою 10 з оборотним знаком).

Наприклад, якщо с(Н⁺) = 0,001 моль/дм³ = 10^-3 моль/дм³.

Тоді

рН = - lg с_H⁺ = - lg 10^-3 = 3

Таким чином:

рН – це від'ємний логарифм концентрації іонів Гідрогену

рН = - lg с_H⁺

або в рівноважному стані

Таким чином, рН в розчинах сильних кислот та лугів визначається за формулами:

кислоти	основи
pH = -lg[H+]	рН = 14 - рОН pH = 14 + lg[ОH-]

Практична робота складання рівнянь реакцій у молекулярній та іонній формах

Мета роботи: Закріпити знання з курсу неорганічної хімії і з складання рівнянь хімічних реакцій у молекулярних та іонних формах.

Згідно з теорією електролітичної дисоціації, реакції у розчинах електролітів між частинками, які існують в розчинах: іонами, малодисоційованими молекулами. Їх записують у вигляді молекулярно-іонних рівнянь.

Розрізняють рівняння реакцій:

• молекулярні – речовини записані у молекулярній формі;

• повні молекулярно-іонні – речовини записані у вигляді іонів та молекул, що знаходяться у реакційному середовищі;

• скорочені молекулярно-іонні - записані лише іони та молекули, які безпосередньо беруть участь у реакції.

При складанні іонних рівнянь малодисоційовані, малорозчинні, газоподібні речовини записують у вигляді молекул. Коефіцієнти у рівнянні реакції знаходять, дотримуючись законів збереження маси речовин, враховуючи поняття електронейтральності (алгебраїчна сума зарядів іонів лівої частини рівняння повинна дорівнювати алгебраїчній сумі зарядів іонів правої частини).

Приклад

Складіть рівняння реакції між барій хлоридом та натрій сульфатом у молекулярній, іонній та скороченій іонній формах.

Розв’язання

1. Складаємо молекулярне рівняння реакції:

ВаСl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl

2. Перевіряємо за таблицею розчинність учасників реакції.

BaCl₂, Na₂SO₄, NaCl – розчинні у воді середні солі, тобто у розчині вони практично повністю дисоціюють на іони, тому в йонному рівнянні їх записують у вигляді іонів.

BaSO₄ практично не розчиняється у воді, тому її записують у молекулярній формі.

Одержуємо повне молекулярно-іонне рівняння:

Ba²⁺ + 2Cl^- + 2Na⁺ + SO₄^2– → BaSO₄↓ + 2Na⁺ + 2Cl^-

3. Виключаємо з правої та лівої сторін рівняння однакові кількості однойменних іонів (2Na⁺ + 2Cl^-) та одержуємо скорочене молекулярно-іонне рівняння:

Ba²⁺ + SO₄^2– → BaSO₄↓

Завдання для самостійної роботи

1. Складіть рівняння реакції у молекулярній, повній молекулярно - іонній та скороченій молекулярно-іонній формах між:

а) натрій хлоридом та арґентум(І) нітратом;

б) кальцій карбонатом та хлоридною кислотою;

в) натрій гідроксидом та сульфатною кислотою;

г) кальцій гідроксидом та хлоридною кислотою;

д) калій гідроксидом та ферум(ІІІ) хлоридом;

е) цинк сульфатом та натрій сульфідом;

ж) магній хлоридом та натрій гідроксидом;

з) нікол(ІІ) хлоридом та натрій гідроксидом;

і) калій бромідом та арґентум(І) нітратом;

к) натрій сульфатом та плюмбум(ІІ) ацетатом;

л) магній нітратом та натрій фосфатом;

м) амоній хлоридом та калій гідроксидом;

н) ферум(ІІІ) сульфатом та калій сульфідом;

о) натрій карбонатом та алюміній хлоридом;

п) манган(ІІ) сульфатом та калій гідроксидом.

2. Складіть два різних рівняння у молекулярній формі, що будуть відповідати рівнянню у скороченій іонній формі:

а) Ca²⁺ + CO₃^2– → CaCO₃↓

б) Ni²⁺ + 2OH^- → Ni(OH)₂↓

в) Ba²⁺ + SO₄^2– → BaSO₄↓

г) Cu²⁺ + S^2- → CuS↓

д) Mg²⁺ + 2F^- → MgF₂↓

е) NH₄⁺ + OH^- → NH₃·H₂O