Тема уроку
Поняття про рН розчину (без математичних розрахунків). Значення рН для характеристики кислотного чи лужного середовища.
Водневий показник (pH-фактор) - це міра активності іонів водню в розчині, тобто кількісно виражає кислотність розчину. У дуже розведених розчинах водневий показник еквівалентний концентрації іонів водню. Дорівнює по модулю і протилежний за знаком десятковому логарифму активності водневих іонів, вираженій в молях на один літр:
pH = -lg[H+]
При стандартних умовах значення pH лежить в межах від 0 до 14. У чистій воді, при нейтральному pH, концентрація H+ дорівнює концентрації OH- і становить 1·10-7 моль на літр. Максимально можливе значення pH визначається як сума pH і pOH і дорівнює 14.
Всупереч поширеній думці, pH може змінюватися не тільки в інтервалі від 0 до 14, а може і виходити за ці межі. Наприклад, при концентрації іонів водню [H+] = 10-15 моль/л, pH = 15, при концентрації іонів гідроксиду [OH-] 10 моль/л pOH = -1.
Методи визначення значення pH
Для визначення значення pH розчинів широко використовують кілька методик. Водневий показник можна приблизно оцінювати з допомогою індикаторів, точно вимірювати pH- метром або визначати аналітично шляхом, проведенням кислотно-основного титрування.
1. Для грубої оцінки концентрації водневих іонів широко
використовуються кислотно-основні індикатори - органічні речовини- барвники, колір яких залежить від pH середовища. До найбільш відомих індикаторів належать лакмус, фенолфталеїн, метиловий оранжевий (метилоранж) та інші.
Індикатори здатні існувати у двох по-різному пофарбованих формах - або в кислотній, або в основний. Зміна кольору кожного індикатора відбувається в своєму інтервалі кислотності, зазвичай становить 1-2 одиниці.
2. Для розширення робочого інтервалу вимірювання pH використовують так званий універсальний індикатор, що представляє собою суміш з кількох індикаторів.
Універсальний індикатор послідовно змінює колір з червоного
через жовтий, зелений, синій до фіолетового при переході з кислої області в лужну. Визначення pH індикаторним методом утруднено для каламутних або забарвлених розчинів.
3. Використання спеціального приладу - pH-метра - дозволяє вимірювати pH в більш широкому діапазоні і більш точно (до 0,01 одиниці pH), ніж за допомогою індикаторів. Іонометріческій метод визначення pH грунтується на вимірюванні милливольтметром-ионометрии ЕРСгальванічного ланцюга, що включає спеціальний скляний електрод, потенціал якого залежить від концентрації іонів
H + у навколишньому розчині. Спосіб відрізняється зручністю і високою точністю, особливо після калібрування індикаторного електрода в обраному діапазоні рН, дозволяє вимірювати pH непрозорих і кольорових розчинів і тому широко використовується.
4. Аналітичний об'ємний метод - кислотно-основне титрування - також дає точні результати визначення кислотності розчинів. Розчин відомої концентрації (титрант) по краплях додається до досліджуваного розчину. При їх змішуванні протікає хімічна реакції. Точка еквівалентності - момент, коли титранта точно вистачає, щоб повністю завершити реакцію, - фіксується за допомогою індикатора. Далі, знаючи концентрацію і об'єм доданого розчину титранту, обчислюється кислотність розчину.
Кислотно-основні індикатори
Для грубої оцінки концентрації водневих іонів широко використовуються кислотно-основні індикатори - органічні речовини-барвники, колір яких залежить від pH середовища. До найбільш відомих індикаторів належать лакмус, фенолфталеїн, метиловий оранжевий (метилоранж) та інші. Індикатори здатні існувати в двох по-різному забарвлених формах - або в кислотній, або в основний. Зміна кольору кожного індикатора відбувається в своєму інтервалі кислотності, зазвичай становить 1-2 одиниці.
Універсальний індикатор
Для розширення робочого інтервалу вимірювання pH використовують так званий універсальний індикатор, який представляє собою суміш з декількох індикаторів. Універсальний індикатор послідовно змінює колір з червоного через жовтий, зелений, синій до фіолетового при переході з кислотної області в основну.
Розчинами таких сумішей - «універсальних індикаторів» зазвичай просочують смужки «індикаторного паперу», за допомогою яких можна швидко (з точністю до одиниць рН, або навіть десятих часток рН) визначити кислотність досліджуваних водних розчинів. Для більш точного визначення отриманий при нанесенні краплі розчину колір індикаторного паперу негайно порівнюють з еталонною кольоровою шкалою, вид якої представлений на зображеннях.
Визначення pH індикаторним методом утруднено для мутних або забарвлених розчинів.
Д/З Дайте відповіді на запитання:
Чи всі речовини розчиняються?
Які чинники впливають на розчинність речовин?
Що таке індикатор і яка його роль?
Чи існують природні індикатори?
.png)