2.2 Вычисление рН растворов кислот и оснований.

Для вычисления рН растворов кислот и оснований следует пред­варительно вычислить молярную концентрацию свободных ионов водорода ( ) или свободных гидроксил ионов ( ), а затем воспользоваться формулами:

; рОН^-=-lg[ OH^-]; рН + рОН =14

Концентрация любого иона в моль/л в растворе электролита можно вычислить по уравнению

где С_{м иона} – молярная концентрация иона в моль/л;

См – молярная концентрация электролита в моль/л;

-степень диссоциации электролита;

n -количество ионов данного вида, которое получается при распаде одной молекулы электролита.

Если электролит слабый, то значение степени диссоциации может быть определено на основании закона разбавления Оствальда:

^; тогда = √ С_мК_дис

Пример 1. Вычислить рН 0,001H раствора гидроксида натрия.

Решение: гидроксид натрия является сильным электролитом, дис­социация в водном растворе происходит по схеме:

Степень диссоциации в разбавленном растворе можно принять равной 1. Концентрация ионов ОН (моль/л) в растворе равна:

Пример 2. Вычислить рН 1%-ного раствора муравьиной кислоты, считая, что плотность раствора равна 1г/мл; Кдисс =

Решение: 1л раствора содержит 10г НСООН, что составляет 10/46= =0,22моль, где 4б г/моль - молярная масса муравьиной кис­лоты. Следовательно, молярная концентрация раствора равна 0,22моль/л. Муравьиная кислота – слабый электролит, поэтому

, так как

,

Пример 3. рН раствора составляет 4,3. Вычислить и

Решение:

[Н⁺] = 10^-рН =10^-4,3 = 5∙10^-5моль/л

моль/л.

2.3. Реакция в растворах солей. Гидролиз.

Реакция водного раствора зависит не только от наличия в нем кислот или оснований, но также и от присутствия некоторых солей. Многие соли, растворяясь в воде, способны смещать реакцию среды в ту или иную сторону. При этом происходит

химическое взаимодействие между ионами соли и молекулами воды, сопровождающееся образо­ванием слабых кислот или слабых оснований или малодиссоциируемых ионов. Эта реакция получила название гидролиза солей.

Гидролиз соли - это обратимый, обменный процесс взаимодействия ионов соли с водой, приво­дящий к образованию слабых электролитов. В результате гидролиза изменяется кислотность среды.

Рассмотрим наиболее типичные случаи гидролиза солей.

1. Соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой (гидролиз по катиону).

В растворе накапливаются ионы , в результате чего реакция сме­щается в кислую сторону, рН в растворах солей подобного типа меньше7.

2. Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой (гидролиз по аниону).

В данном случае гидролиз ведет к увеличению концентраций ионов в растворе, среда щелочная, рН>7.

3. Соль, образованная слабой кислотой и слабым основанием (гидролиз по катиону и по аниону).

В результате гидролиза ацетата аммония происходит образование двух слабых электролитов, раствор ока­зывается близким к нейтральному, рН~7.

4. Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой.

Соли подобного типа гид­ролизу не подвергаются. Их ионы не образуют с ионами и воды слабодиссоциируюших или труднорастворимых соединений, равно­весие между ионами и молекулами воды не нарушается и раствор остается нейтральным, рН равен 7.