- •Класифікація розчинників
- •Константи сполучених кислот і основ
- •Відповідно для основ маємо
- •Автопротоліз амфіпротонних розчинників
- •Кислоти і основи в розчинах-амфолітах. Сильні і слабкі протоліти
- •Значення і для деяких протолітичних пар у водних розчинах
- •РН розчинів сильних протолітів
- •Значення функції кислотності Гаммета для системи при температурі 25° с
- •РН розчинів слабких кислот
- •Розрахунок рН розчинів слабких основ
- •Розрахунок рН розчинів амфолітів
- •Розрахунок рН буферних розчинів
- •Розведення буферного розчину
- •Розрахунок буферної ємності
РН розчинів сильних протолітів
У водних розчинах сильні кислоти й основи іонізовані цілком. Для однопротонної кислоти концентрація Н30+ дорівнює концентрації розчиненої кислоти:
, (1.51)
а . (1.52)
Приклад 1. Обчислити рН 0,05 М розчину HCl.
М;
.
Міркуючи аналогічно, одержуємо для сильної основи
, (1.53)
, (1.54)
. (1.55)
Приклад 2. Обчислити і М розчину
; .
Такі міркування справедливі тільки в припущенні, що джерелом Н3О+ і ОН- є сильні кислоти і основи. Якщо ж аналітична концентрація сильних протолітів досягає М і менше, джерелом йонів і буде не тільки протоліт, а і розчинник.
Таким чином,
, (1.56)
де отримана за рахунок йонізації кислоти, – за рахунок води
, а
(1.57)
. (1.58)
Якщо концентрація кислоти не занадто мала, у рівнянні (1.58) можна зневажити величиною . Однак для спрощення неможливе, а при джерелом є вода (табл. 2).
Таблиця 1.1.2
Концентрація і у розчинах сильних кислот
-
1
1.10-2
1.10-4
1.10-6
5.10-7
2.10-7
1.10-7
5.10-8
1.10-8
1.10-9
0
0
2
4
6
6,3
6,7
7,0
7,3
8,0
9,0
–
10-14
10-12
10-10
10-8
7.10-8
4,2.10-8
6,2.10-8
8,1.10-8
9,5.10-8
9,95.10-7
1.10-7
1
1.10-2
1.10-4
1.10-6
5,07.10-7
2,42.10-7
1,62.10-7
1,31.10-7
1,05.10-7
1,005.10-7
1.10-7
0
2,00
4,00
6,00
6,29
6,62
6,78
6,88
6,98
6,998
7,00
Для обчислення рН розчинів сильних основ використовуємо рівняння
, (1.59)
(1.60)
. (1.61)
Концентровані розчини сильних кислот не можна характеризувати значенням , тому що коефіцієнт активності менше одиниці, а визначити його незалежним методом важко. Кислотність таких розчинів оцінюється функцією Гаммета Н0, пропорційної рН. Кислотність порівнюється за допомогою індикаторів, що є основою:
, (1.62)
, (1.63)
де – константа йонізації В.
(1.64)
Підставляючи (1.64) у (1.63), одержуємо
, (1.65)
, (1.66)
, (1.67)
(1.68)
Тому що – величина, постійна для індикаторів однакової
зарядності, пропорційно – .
Таблиця 3