3. Водородный и гидроксильный показатели.

Среду любого водного раствора можно охарактеризовать концентрацией ионов водорода или гидроксид-ионов.

Как видно из уравнения диссоциации воды концентрация ионов водорода Н⁺и гидроксид ионов - ОН^- в воде одинакова. При 20 ⁰С [Н⁺] = [ОН^-] =10^-7моль/л=√10^-14

В водных растворах различают три типа сред: нейтральную, щелочную и кислую.

1. нейтральная среда – это среда в которой концентрация ионов водорода равна концентрации гидроксид-ионов.

2. кислая среда – это среда, в которой концентрация ионов водорода больше концентрации гидроксид-ионов.

3. щелочная среда – это среда, в которой концентрация ионов водорода меньше концентрации гидроксид ионов.

Для характеристики сред растворов удобно использовать так называемый водородный показатель рН.

Водородным показателем рН называется отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода: рН= - lq[Н⁺] ·

Например, если [Н⁺] ·= 10^-3 моль /л , то рН=3, среда раствора кислая если [Н⁺] ·= 10^-12 моль/л,

то рН=12 – среда раствора щелочная.

	КИСЛАЯ	НЕЙТРАЛЬНАЯ	ЩЕЛОЧНАЯ
Концентрация ионов	[Н+] >·= 10-7	[Н+] ·= 10-7	[Н+]< 10-7
рН	pН<7	рH=7	рH>7

• чем рН меньше 7 , тем больше кислотность растворов.

• чем рН больше 7, тем больше щелочность раствора

Величины рН количественно характеризуют кислотность и щелочность растворов:

рН	0-3	4-6	7	8-10	11-14
Среда раствора	Сильно-кислая	Слабо-кислая	Нейтральная	Слабо-щелочная	Сильно-щелочная

.

Если концентрация ионов водорода в каком-либо растворе больше, чем в чистой воде ( 10^{- 7}), то такие растворы назы­вают кислыми. В этих растворах [Н⁺]>[ОН^-]. Если концен­трация ионов водорода [Н⁺] <С 10 ^-7, растворы называют щелоч­ными, если [Н+] = [ОН~] = 10~⁷ — нейтральными.

Для того, чтобы удобнее характеризовать концентрацию ио­нов Н+ и ОН- в растворе, точнее, их активность, Бренстед ввел понятия о водородном и гидроксильном показателях. Водород­ный показатель, обозначаемый рН, представляет собой отрица­тельный десятичный логарифм концентрации Н⁺-ионов:

_PH = -lg[H⁺].

Соответственно гидроксильный показатель рОН=—lg [OH~]. Например, если

[Н+]= 10^-4 моль/л, то рН = —lglO^-4 = 4. Та­ким образом, в воде и нейтральных растворах рН = рОН=7, в кислых растворах рН < 7 «< рОН, в щелочных растворах рН >• 7 >> рОН.

рН+рОН=14

Определенное значение рН раствора — важнейшее условие проведения аналитических реакций. Величину рН можно опре­делить экспериментально или рассчитать. Существуют разные методы измерения рН водных растворов. Качественно рН определяют с помощью кислотно-основных индикаторов.

Индикаторами называют вещества, которые обратимо изменяют свой цвет в зависимости от среды раствора. т.е. рН раствора.

При эксперименталь­ном определении точное значение рН измеряют на специаль­ных приборах — рН-метрах с помощью стеклянного электрода. Менее точным, но более быстрым и доступным способом яв­ляется определение рН с помощью различных кислотно-основ­ных индикаторов. Индикаторы — это особые вещества, окраска которых зависит от рН раствора. Индикаторы могут быть ис­пользованы как в виде растворов, так и в виде пропитанной ими индикаторной бумаги. Каждый индикатор дает возможность определить рН в определенном интервале.

Универсальный индикатор, представляющий собой смесь различных индикаторов, позволяет определить рН в широком интервале значений, например от 1 до 10, от 7 до 14. Каждому значению рН соответствует определенная окраска универсального индикатора:

рН Окраска индикатора рН Окраска индикатора

1 Ярко-красная 6 Лимонно-желта

2 Красная 7 Желто-зеленая

3 Красно-оранжевая 8 Зеленая

4 Оранжевая 9 Сине-зеленая

5 Желто-оранжевая 10 Фиолетовая

Шкала окраски прилагается к сухому индикатору и к инди­каторной бумаге. рН анализируемого раствора определяют, на­нося каплю этого раствора на полоску индикаторной бумаги и сравнивая полученную окраску с окраской шкалы.