Обчислення [H+], [ОH-], рН, рОН розчинів - Теоретичні основи аналітичної хімії

Концентрація водневих іонів розчинів кислот і основ.

Сильні кислоти - Це кіслоти, які в розведених розчинах практично повністю дисоціюють на іони. У випадку розведених розчинів одноосновних сильних кислот концентрація водневих іонів дорівнює концентрації кислоти:

[H+] = Ск;

PH = - lg [H+] = - lg Ck.

Сильні основи - Це основи, які добре розчиняються у воді і в розведених розчинах практично повністю дисоціюють на іони. Вважаючи, що сильні основи повністю розпадаються в розведених розчинах на іони, концентрація гідроксильних іонів розведених розчинів сильних основ практично дорівнює концентрації основи:

[OH-] = Co;

POH = - lg[OH-] = - lgCo.

РН = 14-рОН або рН = 14+ lgCo

(рівняння використовується для обчилення рН розведених розчинів сильних основ).

Слабкі кислоти - Розчинені у воді, частково дисоціюють на іони, тому можна допустити, що концентрація недисоційованих молекул кислоти практично дорівнює загальній концентрації кислоти:

[HA] = Ck

PH = Ѕ pKk - lgCk, де pKk -

Логарифм константи дисоціації кислоти з від'ємним знаком. Для 1 н. розчину слабкої кислоти Ck=1, а lg 1=0, формула для обчислення рН розчину 1 н. слабкої кислоти має вигляд:

РН= Ѕ pKk

З рівняння витікає, що із зміною концентрації кислоти змінюється рН розчину.

Слабкі основи. Концентрацію гідроксильних іонів слабих основ рОН обчислюють так само, як і рН слабких кислот:

РОН = 1/2рКо = Ѕ lgСо

Знаючи рОН, знаходять рН за рівнянням рН = 14-рОН.

Багатоосновні кислоти Дисоціюють ступінчасто. При обчисленні рН водного розчину багато основних слабких кислот треба брати до уваги лише першу константу дисоціації.

Концентрація водневих іонів розчинів солей.

Взаємодія іонів солей з водою, в результаті якої утворюється кислота або основа, називається Гідролізом.

Причиною гідролізу є зв'язування катіонів водню аніонами слабкої кислоти або солі. Наслідком гідролізу є лужна реакція розчину.

Кількісною характеристикою гідролізу є Ступінь гідролізу - Число, яке показує, яка кількість іонів солі із загальної кількості прореагувала з водою. Ступінь гідролізу h:

H = [OH-]/Cc

Залежно від характеру взаємодії з водою, всі солі можна поділити на чотири типи:

    1) солі сильних кислот и сильних основ; 2) солі слабких кислот і сильних основ; 3) солі сильних кислот і слабких основ; 4) солі слабких кислот та слабких основ.

Солі першого типу не гідролізують.

Солі другого типу гідролізують, в результаті чого утворюються вільні іони гідроксилу, розчини таких солей мають слабко лужну реакцію. Чим більший ступінь гідролізу, тим рН розчину солі має більше значення.

Солі сильних кислот і слабких основ дисоціюють і гідролізують. Під час реакції утворюється слабка основа і виділяються іони водню, що зумовлюють кислу реакцію розчину. Чим далі відбувається гідроліз, тим більшою буде концентрація водневих іонів розчину.

Для солей слабких кислот і слабких основ характерний двосторонній гідроліз: з водою реагують і катіони, і аніони. реакція розчину може бути лужною, нейтральною або кислою залежно від відносної сили кислоти і основи, які утворюються. Концентрація водневих іонів розчину не вказує на величину ступеня гідролізу; остання може бути досить значною, незважаючи на нейтральну реакцію розчину.

Гідроліз солей четвертого типу відіграє значну роль в якісному аналізі. Наприклад:

Сульфід амонію (NH4)2S є груповим реактивом для катіонів третьої групи. Ця сіль гідролізує за рівнянням:

(NH4)2S + HOH-NH4OH + NH4HS

Або в іонному вигляді

NH4++S2-+HOH-NH4OH+HS-

Гідроліз відбувається практично повністю, тобто в розчині сульфіду амонію майже немає вільних іонів сірки S2-. Сірководнева кислота дуже слабка, тому розчин сульфіду амонію має лужну реакцію.

Гідроліз солей зростає з підвищенням температури. Дисоціація води і концентрація іонів гідроксилу та іонів водню при цьому збільшується, тому взаємодія цих іонів з іонами солей полегшується.

Залежність гідролізу від концентрації солей.

Солі слабких кислот і сильних основ - Це сильні електроліти, тобто у водневих розчинах вони практично водністю розпадаються на іони. рН водного розчину обчислюється у цьому випадку за формулою:

РН = 7+1/2*рКк+1/2*lgCc

З рівняння: рН водного розчину солі слабкої кислоти і сильної основи зростає із збільшенням величини рКНА (тобто із зменшенням сили слабкої кислоти) і концентрації солі.

Солі слабких основ і сильних кислот:

РОН = 7+1/2*рКо+1/2*lgCc

РН = 7-1/2*рКо-1/2*lgCc

З рівняння: рН рочину солі слабкої основи і сильної кислоти буде тим менше, чим слабкіша основа (чим більша величина рК) і чим більша концентрація солі. хімія реакція окислення

Солі багатоосновних кислот.

Кислі солі багатоосновних кислот нейтралізують ступінчасто.

РН = (рК 1+рК 2)/2

Значення рН розчину такої солі не залежить від концентрації солі, а характеризується лише показниками констант багато основної кислоти.

Середні солі багатоосновних кислот - гідроліз відбувається з тим більшою силою, чим слабкіша кислота, аніон якої входить до складу солі.

РН = 7+1/2*рК 3+1/2*lgCc

Де рК 3 - остання (найменша) константа дисоціації багато основної кислоти.

Похожие статьи




Обчислення [H+], [ОH-], рН, рОН розчинів - Теоретичні основи аналітичної хімії

Предыдущая | Следующая