Водородный и гидроксильный показатели: рН и рОН

Среда водных растворов – определяется соотношением концентраций двух ионов H⁺ и OH^-, которые всегда присутствуют в воде и в водном растворе любого вещества.

1) нейтральная среда:

для чистой воды концентрация ионов водорода равна концентрации гидроксид-ионов, так как из одного моля воды образуется один моль ионов Н⁺ и один моль ионов ОН^-. Следовательно, концентрация этих ионов при 22°С [Н⁺] = [ОН^-] = 10^-7 моль/л.

2) кислая среда:

если к чистой воде добавить кислоты, то [Н⁺]>[ОН^-] и [Н⁺]>10^-7 моль/л.

3) щелочная среда:

если к воде добавить щелочи, то [Н⁺] < [ОН^-] и [Н⁺] <10^-7 моль/л.

Чтобы избежать неудобств, связанных с применением чисел с отрицательными показателями степени, концентрацию водородных ионов принято выражать через водородный показатель и обозначать символом рН.

Водородным показателем рН называют десятичный логарифм концентрации водородных ионов, взятый с обратным знаком:

рН = –lg[H⁺] или [Н⁺] = 10^-рН,

где [Н⁺] – концентрация ионов водорода, моль/л.

Понятие «водородный показатель» было введено датским химиком Серенсеном в 1909 г.: буква «р» – начальная буква датского слова potenz – математическая степень, буква Н – символ водорода.

С помощью рН реакция растворов характеризуется так:

нейтральная рН=7, кислая рН<7, щелочная рН>7.

Аналогично концентрацию ОН^--ионов можно выразить через показатель гидроксид-ионов рОН: гидроксильным показателем рОН называют десятичный логарифм концентрации гидроксильных ионов, взятый с обратным знаком:

рОН = –lg[OH^-] или [ОН^-]=10^-рОН,

где [ОН^-] – концентрация гидроксид-ионов, моль/л.

С помощью рОН реакция растворов характеризуется так:

нейтральная рОН=7, кислая рОН>7, щелочная рОН<7.

рН + рОН=14; рОН=14–рН.

Качественно характер среды определяют с помощью индикаторов – это слабые органические кислоты и основания, изменяющие свою окраску в зависимости от среды раствора, т.е. рН раствора. Например, лакмус: в кислой среде – красный, в щелочной – синий, для определения нейтральной не используется; фенолфталеин: в кислой среде – бесцветный, в щелочной – малиновый.

Кроме этого водородный показатель можно просто и удобно определять с помощью индикаторной бумаги – полоски специальной бумаги, содержащей ряд индикаторных красок. Если смочить полоску такой бумаги исследуемым раствором, то она приобретает характерную окраску, которую сравнивают с эталонами цветов рН (шкала).

Истинное значение рНопределяют с помощью приборов рН-метров, используя потенциометрический метод.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: