ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6

Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 683

1.1 Методичні вказівки до вивчення теоретичного матеріалу

Вода – слабкий електроліт. Ступінь дисоціації води при 22 ⁰С α = 1,8 · 10^-9. Це означає, що у воді об’ємом 1л (1л містить 55 моль води: 1000 г/ (18г · моль^-1) = 55 моль) при 22 ⁰С , стільки 10^-7 моль дисоціює на іони:

Н₂О Н⁺ + ОН^-

Внаслідок цього утворюється 10^-7 моль гідроген-іонів і 10^-7 моль гідроксид іонів. Таким чином, концентрація гідроген- і гідроксид-іонів у воді однакові і при температурі 22⁰С дорівнюють [Н⁺] = [ОН^-] = 10^-7 моль/л. Добуток концентрацій гідроген- і гідроксид-іонів називають іонним добутком води (I ). При 22⁰С ця величина становить

I = [Н⁺][ОН^-] = 10^-7 ∙ 10^-7 = 10^-14

Іонний добуток води залежить від температури: з її підвищенням він збільшується, із зниженням – зменьшується. Будь-який розчин кислоти, лугу або солі містить гідроген- та гідроксид-іони. Концентрація гідроген-іонів визначає кислотність розчину (середовища), а концентрація гідроксид-іонів – лужність.

Розчини, в яких концентрація гідроген- і гідроксид-іонів однакові і дорівнюють 10^-7 моль/л, називають нейтральними.

Якщо до нейтрального розчину додати кислоту (НА Н⁺ + А^-), концентрація гідроген-іонів у розчині збільшиться. Внаслідок цього рівновага Н₂О Н⁺ + ОН^- зміститься вліво, а, значить, концентрація гідроксид-іонів зменьшиться в стільки разів, у скільки зросте концентрація гідроген-іонів.

Розчини, в яких концентрація гідроген-іонів перевищує концентрацію гідроксид-іонів [Н⁺] >[ОН^-], називають кислими. Розчини, де концентрація гідроген-іонів меньша, ніж гідроксид іонів [Н⁺] <[ОН^-], є лужними.

У кислих і лужних розчинах добуток концентрацій іонів [Н⁺] [ОН^-] – стала величина за сталої температури, [Н⁺] [ОН^-] = 10^-14. Тому, знаючи концентрацію одного з цих іонів, можна легко визначити концентрацію іншого. Наприклад, знайдемо концентрацію гідроген- і гідроксид-іонів в 0,01 М розчині HCl. Рівняння дисоціації : HCl H⁺ + Cl^-. Будемо вважати, що ступень дисоціації α(HCl) = 100%. Отже, [Н⁺] = 10^-2 моль/л, тоді

[ОН^-] = 10^-14 /10^-2 = 10^-12 моль/л

Кислотність розчину звичайно виражають через концентрацію гідроген-іонів. Для зручності замість концентрації гідроген-іонів використовують водневий показник рН.

Водневий показник рН – це від’ємний десятковий логарифм концентрації гідроген-іонів, рН = - lg [Н⁺]. Наприклад, при [Н⁺] = 10^-1, рН = 1; при [Н⁺¹] = 10^-5, рН = 5 і т.д.

Знаючи концентрацію гідроген-іонів, можна визначити рН розчину і навпаки. У нейтральних розчинах [Н⁺] = [ОН^-] = 10^-7 моль/л, рН = 7. У кислих розчинах [Н⁺] >10^-7 моль/л, рН < 7. У лужних розчинах [Н⁺] <10^-7 моль/л, рН > 7.

Кислотність розчину можна визначити за допомогою індикаторів – речовин, які змінюють свій колір залежно від рН. Зміна кольору індикаторів відбувається в певному інтервалі значень рН. Кожний індикатор характеризується своїм інтервалом переходу (Таблиця 1)

Таблиця 1

Існують універсальні індикатори, за допомогою яких можна визначити будь-яке значення рН з точністю до одиниці.

Багато промислових, хімічних і біологічних процесів відбуваються лише за певних значень рН розчину.

1.2 Проведення дослідів