Ионное произведение воды.Водородный и гидроксильный показатели.Буферные растворы,их состав,сущность буферного действия.Ацетатная и аммонийная буферные смеси

Ионное произведение воды — произведение концентраций ионов водорода Н+ и ионов гидроксида OH− в воде или в водных растворах, константа автопротолиза воды.

Вода, хотя и является слабым электролитом, в небольшой степени диссоциирует:

H2O + H2O ↔ H3O+ + OH− или H2O ↔ H+ + OH−

Равновесие этой реакции сильно смещено влево. Константу диссоциации воды можно вычислить по формуле: K=[H+][OH-]\[H2O]

 

Концентрация ионов водорода и гидроксид-ионов важна в химии растворов, поэтому была введена специальная величина — водородный показатель, или pH. По определению, водородный показатель есть обратный логарифм концентрации ионов H+:pH=-lg[H+].

pH чистой воды равен -lg10-7=7. Если в растворе концентрация ионов Н+ больше, чем 10-7 моль/л, то pH такого раствора будет меньше 7, что является показателем кислой среды раствора, Если же [Н+]<10-7 моль/л, то pH>7, и раствор имеет щелочную реакцию.

 Для определения среды растворов используются приборы, называемые pH-метрами. Быстрый анализ можно провести, если в исследуемый раствор добавить одну-две капли кислотно-основного индикатора, т.е. такого вещества, которое под действием ионов Н+ и ОН- может резко изменять свою окраску. Изменения окрасок наиболее распространенных индикаторов приведены ниже.

 

Буферные растворы — растворы с определённой устойчивой концентрацией водородных ионов; смесь слабой кислоты и её соли (напр., СН3СООН и CH3COONa) или слабого основания и его соли (напр., NН3 и NH4CI). Величина рН буферного раствора мало изменяется при добавлении небольших количеств свободной сильной кислоты или щёлочи, при разбавлении или концентрировании. Буферные растворы широко используют в различных химических исследованиях.

Буферные растворы имеют большое значение для протекания процессов в живых организмах. Например, в крови постоянство водородного показателя рН поддерживается буферными смесями, состоящими из карбонатов и фосфатов. Известно большое число буферных растворов.Значение pH буферного раствора можно рассчитать по формуле:pH=pK+log[A-]\[HA] , где pK это показатель константы диссоциации кислоты HA.

 

Ацетатный буферный раствор представляет собой раствор уксусной кислоты СН3СООН и ацетата натрия NаСН3СОО. Аммиачный буферный раствор представляет собой раствор гидроксида аммония NH4OH и хлорида аммония NH4Cl.

Буферное действие подобных растворов основано на следующих процессах. Если к ацетатному буферному раствору [СН3СООН + NаСН3СОО] прибавить в пределах буферной емкости раствор щелочи (NaOH или КОН), то будет происходить нейтрализация гидроксида слабой кислотой: СН3СООН + ОН– = СН3СОО– + Н2О.

При добавлении к ацетатному буферному раствору сильной кислоты ионы водорода связываются анионами слабой кислоты, образующейся при диссоциации соли: Н+ + СН3СОО– = СН3СООН.

Аналогично действие аммиачного (аммиачно-аммонийного) буферного раствора [NH4OH + NH4Cl] при введении кислоты или щелочи, обусловленное протеканием следующих процессов: NH4OH + Н+ =NH4 + Н2О, NH4 + ОН- = NH4OH.

Как рассчитать рН буферного раствора, вы знаете: вспомните о смещении равновесия диссоциации уксусной кислоты одноименным ионом – добавлением в раствор ацетата натрия. Именно тогда вы получили буферный раствор!

20) Гетерогенные равновесия.Произведения растворимости

Гетерогенные равновесия в водных растворах характеризуются тем, что перенос частиц происходит через поверхность раздела двух сосуществующих фаз.

По своему характеру двухфазные гетерогенные равновесия достаточно многообразны:

1. Твердая фаза (осадок) – жидкая фаза (насыщенный раствор вещества, находящегося в осадке). Эта система имеет большое значение, т.к. в химической практике часто приходится одни вещества отделять от других. Это наиболее часто встречающийся в химии случай реакций образования и растворения осадков.

2. Твердая фаза (ионит) – жидкая фаза (раствор). Ионный обмен широко применяется для очистки воды от примесей (умягчение, обессоливание), а также для разделения веществ, близких по своим химическим свойствам, когда обычные методы химического разделения оказываются неэффективными.

3. Жидкая фаза (раствор вещества в растворителе I) – жидкая фаза (раствор вещества в растворителе II). Этот случай реализуется тогда, когда некоторое вещество растворено в двух несмешивающихся друг с другом растворителях, причем в одном из них растворимость вещества больше, чем в другом.

 

Произведение растворимости (ПР, Ksp) — произведение концентрации ионов малорастворимого электролита в его насыщенном растворе при постоянной температуре и давлении. Произведение растворимости — величина постоянная.

Для двухфазного равновесия насыщенный раствор - осадок KnAm <=> nK+ + mA-

произведение растворимости (ПР) будет равно ПР = [K+]n*[A-]m

Размерность произведения растворимости dim ПР = L-(n+m)N(n+m) (моль(n+m)/л(n+m))

⇐ Предыдущая1234

Поделиться: