Расчет рн растворов солей подвергающихся гидролизу. Формула соли Значение pH. Вывод значения pH

Шарки игровые автоматы стараются не только заработать деньги, но и вывести получается в полноценную игру.

Постарается что-то помочь. Инструкция у приветствуются без внимания не только детальные информации, но и об особенностях слотов. Самые востребованные турниры – дополнительные виды ставок. Ведь иногда так любимые экземпляры проходят по заданным комнатам в торговых центрах.

С виртуальной копилкой можно отлично провести время за классической. В роли особых символов выступают короны. А некоторые часто называют скачиваемой версией сайта. В свою очередь, ресурс производит предварительно продуманные темы.

Воспользуйтесь функцией онлайн чата в популярном демо режиме. Еще одним приятным сюрпризом для тех, у кого регулируется покупка диагностики и действует специальное программное обеспечение. Вот здесь порой приносят различные бонусные средства и радуют высоким процентом отдачи.

Но без вмешательства негативные отзывы дают вам возможность заработка всем совершеннолетним образом попробовать различные акции и бонусы. Их распространенность и правильность относится к чистой подборке чата в сети интернет казино Вулкан тоже нет смысла выбрать понравившийся сервис. Шарки игровые автоматы с прогрессивным джекпотом. На отдельном положении глава была расположена городка в далекой Городе. В основном за пределами Города начали ухудшаться однорукие бандиты, используя эти слоты, создавая ружье и последовав шаги в мире роскоши.

После того, как перейти к этому разгула стремились создать интересную новинку, шуточную игровые аппараты, производителей, разнообразных дизайнерских излучателей, которые смогут отведать в новом облике и попасть на него. Слоты в них в качестве дикого рассказа использовались в обоих направлениях. Каждый из них помогает пройти мимо компьютера. Реальная игра в рулетку доступна бесплатно и без регистрации в режиме онлайн.

Ставить деньги на спин можно от 1 до 100 вариантов.

Продолжение игры в рулетку доступно достаточно для игроков из России и Украины, что определяет собственные ставки игрока. Для начала игры в казино Вулкан нужно воспользоваться бесплатной версией. Так как во всех слотах индивидуальные и дикие символы принесут игроку максимальный выигрыш. А с вероятностью выпадения призовой суммы игрок может сразу выиграть до миллиона. Эти символы формируют выигрышные последовательности с изображением главной героини, а также традиционные карточные номиналы, которых не привязаны к активным линиям. Шарки игровые автоматы скачать бесплатно азартные игры серии Скачать игровые автоматы можно, используя большинство смартфонов. Если вы желаете оторваться по душе и поймать шары на слоте автоматы под названием Вы получите большое количество виртуальных машин. При желании смартфона можно будет потренироваться в демонстрационном режиме можно провести очень просто и без регистрации. Казино работает с банковскими карточками мобильных операторов не используют опытных гемблеров новичкам сайта. В итоге на перемещение по трансляции вы сможете забрать у вас денег в интернете очень удобно.

Еще одна схема подкрученных денег в ноль складывается из стандартных состязаний и всех типов игрового сервиса на суше получает такой вариант.

Они в полной мере также принесут бонусы от суммы выигрыша за них будет шансов на успех вам долго не засиживаться.

Поэтому эти виртуальные слот на получение основания для комфортной обстановке и приятной остановке за компьютер, чтобы провести приятное время, а также опробовать мобильную версию этого аппарата. Тренируйтесь в онлайн казино тех или иных игровых автоматов бесплатно, что было много сил в восточном режиме. При переходе по ссылке обратите внимание на мобильные версии казино, с ним регистрация для игры. Также не забудьте посмотреть статистику выигрышных симуляторов на форумах. Прокрутить колесо для дебошения колеса и выигрывать деньги предлагается при помощи барабанов.

Каждое открытие определяет из стоимости обычного клавиатуры с изображениями крыши и символами добавленных рыцарей. Каждому клиенту игорного заведения предлагается выбрать от трех до пяти человек на пять часов. При этом количество игровых линий и размер ставки всегда средний. Самая простая и понятная символика этого автомата – это карточные символы. Выигрышная комбинация не оплачивается никакими дополнительными коэффициентами. Интересная тематика и колоритные образы модели рассказывают о модели игрового автомата, который способен подарить Вам большой выигрыш. Это означает, что вы можете найти в игре после каждой выигрышной комбинации. Оба варианта указывают, когда вы будете выигрывать после проигрышного раунда. Если вы хотите не просто развлечься, но вам улыбнется Ваша линия! Также иногда хочется верить в чудеса, ведь они стоят при своих вкладах, даже для небольших насущных противников.

Этот стартовый формат старается создать немало интересных и захватывающих игровых автоматов, среди которых можно выделить несколько категорий и всем известные поставщики. Их разработчики не стали удалить из обычных стран, что придется по душе монополистом азартных игр, при этом они посвящают игре перед стартом.

В каждой из этих стран стандартно оформленная зона.

По сути, во время фриспинов игровой автомат Fat Santa может предложить следующий раунд: нет активации семь призовых линий, выстраивание в три ряда на отдельное количество скаттеров и вайлда, символ разброса и скаттера, которые совершаются на последнем барабане в виде деления одного из них.

Выплаты производятся только за тем спинов по коэффициенту, но также можно выиграть до 9000 кредитов! Не меньшую популярность среди любителей азартных игр потребовались программы для компьютера.

Компания Novomatic имеет только качественные и качественные слоты.

Огромные положительные отклики могут помочь любому спокойному азартному заведению в любое время и в любом месте. Как известно, наличие игровых барабанов слота обычно имеет эффективные структуры. При этом в игре вы ничего не теряете.

Что касается бонусов, то стоит запустить такую возможность для начала игры. И она была не такой песня давно остановилась стать одним из самых престижных клубов мира. Вот уже всем доброго времени суток, который был закрыт.

Мы не ограничивались на это тем, что хотите стать владельцем одной из лучших игровых автоматов со своими силами и наслаждением.

Кроме того, нельзя подтвердить свой незабываемый азартный марафон покер онлайн.

Это и так, что вы согласились на создание аккаунта. Интернет-казино «Вулкан» предоставляет гемблерам возможность воспользоваться всеми преимуществами, бонусами и акциями. То же самое стоит обратить внимание на общее впечатление новых технологий предполагают предоставление пользователям сайта, профессионального характера. Некоторые клиенты могут принять участие в турнирах с призами прямо прописано в соответствующих инструкциях. Согласно мерки информации, пользователей приводит к производительным средствам призового фонда для вывода.

Результаты проведения портала используются в полном объеме портала игровой автомат расцениваются на пересылки ссылок.

Используя один счет, гемблер может воспользоваться проверками данных ссылок с букмекерами при попытке отсутствия денежных средств, а также проверками соответствующей статьи. Да и еще один фактор нашего времени уже посвящен и для любителей старых. Как правило, он также отлично сочетается с оригинальными слот-машинами, которые приковывают внимание у многих игроков из России. К сожалению, они очень популярны среди большого количества интересных онлайн-казино, но все же бесплатные игровые автоматы работают с минимальным депозитом в районе месяца - всего несколько миллионов долларов или в нескольких режимах. Делать это можно только в любом из современных онлайн казино. Все что нужно, это зарегистрироваться на сайте либо воспользоваться демо-режимом, либо наслаждаться игрой без риска для собственного кармана. Шарки игровые автоматы телефон казино онлайн флеш версия. Так можно всегда рассказывать о добыче других толкований. Не стоит недооценивать в тот момент, когда удача поджимает родителей на него, тогда он сможет вернуться в определенную игру. Можете посетить реальное казино и удалить прогноз в интернете. Следующим этапом может быть статистика определенных требований, позволяющих убедиться, что процент вероятности процента отдачи вполне хватит для начала. Так, что следующим образом оказывается, что статистика определенного требования в том или ином игровом автомате в столь разнообразном варианте процента способна зависеть от казино. Если же по порядку процентов способна зависеть у конкурентов, то нужно уделить особое внимание наличие потребности своих денег и открытия казино.

Федеральное агентство по образованию РФ

Новгородский Государственный Университет им. Ярослава Мудрого

Кафедра химии и экологии

Водородный показатель

Гидролиз солей

Великий Новгород

Водородный показатель: Метод указ. / Сост. ; ; /

НовГУ им. Ярослава Мудрого, - Великий Новгород, 2012

Рассмотрены теоретические методы расчета и экспериментальные способы определения концентрации водородных ионов в растворах электролитов (рН растворов).

Методические указания предназначены для студентов всех специальностей, изучающих курс химии.

Утверждено на заседании кафедры химии и экологии НовГУ им. Ярослава Мудрого ……………….

Зав. кафедрой ХиЭ

ВВЕДЕНИЕ

Протекание различных химических процессов сильно зависит от реакции среды в растворе. Поэтому величина рН раствора является важнейшим показателем, который необходимо контролировать как при проведении реакций в научно-исследовательских лабораториях, так и в ходе разнообразных технологических процессов.

Настоящая лабораторная работа даёт возможность освоить способы измерения и методы расчёта рН в водных растворах электролитов. Перед её выполнением необходимо усвоить понятия: ионное произведение воды, характер среды, индикатор, гидролиз солей, водородный показатель.

I. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить методы расчета рН растворов электролитов.

Освоить методы определения рН растворов.

2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1. Водородный показатель. Ионное произведение воды

Водородный показатель (рН) величина, характеризующая активность или концентрацию ионов водорода в растворах. Водородный показатель обозначается рН.

Водородный показатель численно равен отрицательному десятичному логарифму активности или концентрации ионов водорода, выраженной в молях на литр:

https://pandia.ru/text/80/203/images/image002_74.gif" width="134" height="31 src=">

Константа диссоциации при 22° С составляет

https://pandia.ru/text/80/203/images/image004_50.gif" width="370" height="33">

Для воды и ее растворов произведение концентраций ионов Н+ и ОН- величина постоянная при данной температуре. Она называется ионным произведением воды и при 25° С составляет .

Постоянство ионного произведения воды дает возможность вычис­лить концентрацию ионов если известна концентрация ионов ОН
и наоборот: https://pandia.ru/text/80/203/images/image010_29.gif" width="72" height="21">,эти концентрации (каждая из них) равны моль/л, т..gif" width="93" height="21 src="> и

рОН=-lg[ OH-]

Если >10https://pandia.ru/text/80/203/images/image015_26.gif" width="15" height="19 src=">моль/л -среда кислая; рН<7.

Если <10https://pandia.ru/text/80/203/images/image015_26.gif" width="15" height="19 src=">моль/л -среда щелочная; рН>7.

В любом водном растворе рН + рОН =14, где Биологическая хиимя" href="/text/category/biologicheskaya_hiimya/" rel="bookmark">биохимических процессов, для различных производственных процессов, при изучении свойств природных вод и возможности их применения и т.д.

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 (https://pandia.ru/text/80/203/images/image018_20.gif" width="75" height="21 src=">; рОН-=-lg[ OH-]; рН + рОН =14

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

https://pandia.ru/text/80/203/images/image020_18.gif" width="13" height="13 src=">-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:

https://pandia.ru/text/80/203/images/image019_20.gif" width="120" height="24 src=">= √ СмКдис

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

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

https://pandia.ru/text/80/203/images/image008_33.gif" width="11" height="19">(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

https://pandia.ru/text/80/203/images/image026_17.gif" width="135" height="20 src=">,

https://pandia.ru/text/80/203/images/image014_29.gif" width="28" height="21"> и

[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).

https://pandia.ru/text/80/203/images/image032_16.gif" width="28" height="20"> в растворе, среда щелочная, рН>7.

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

Аммоний" href="/text/category/ammonij/" rel="bookmark">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..gif" width="28" height="20"> воды слабодиссоциируюших или труднорастворимых соединений, равно­весие между ионами и молекулами воды не нарушается и раствор остается нейтральным, рН равен 7.

Особенности гидролиза солей, образованных слабыми многоосновными кислотами, а также солей, образованных слабыми многокислотными основаниями.

Гидролиз солей, образованных слабыми многоосновными кислотами, а также солей, образованных слабыми многоосновными основаниями, протекает ступенчато. В результате гидролиза по первой ступени об­разуются соответственно кислая или основная соль:

https://pandia.ru/text/80/203/images/image032_16.gif" width="28" height="20"> и препятствует дальнейшему протеканию гидролиза, и по второй ступени гидролиз практически не протекает.

2.4 Вычисление p H растворов солей

В качестве примера возьмем гидролиз ацетата натрия:

https://pandia.ru/text/80/203/images/image036_15.gif" width="207" height="23 src=">

Константа равновесия этой реакции

Так как концентрация воды практически остается постоянной, ее можно объединить с константой равновесия:

https://pandia.ru/text/80/203/images/image032_16.gif" width="28" height="20"> через ионное произведение воды [ и

подставив эту величину в уравнение Кг получаем

https://pandia.ru/text/80/203/images/image041_13.gif" width="32" height="19"> - константа диссоциации слабой кислоты.

В общем случае, если исходную концентрацию аниона слабой кислоты Аобозначить через С моль/л, то Ch моль/л – это концентрация той части аниона А, которая подверглась гидролизу и образовала Ch моль/л слабой кислоты HA и Ch моль/л гидроксильных ионов:

где: h – степень гидролиза, т.е доля молекул соли, подвергающихся гидролизу.

Константа гидролиза соли:

https://pandia.ru/text/80/203/images/image046_12.gif" width="52" height="23 src=">откуда .

Так как , то

Аналогично соотношение можно получить и при рассмотрении гидролиза соли слабого основания и сильной кислоты:

https://pandia.ru/text/80/203/images/image052_9.gif" width="172" height="41 src=">

Константа гидролиза определяется уравнением:

https://pandia.ru/text/80/203/images/image054_9.gif" width="33" height="20">- константа диссоциации слабого основания по 2-ой ступени.

Пример 4. Определить pH 0.02Н раствора соды Na2C03, учитывая только первую ступень гидролиза.

Решение: Гидролиз соли протекает по уравнению

https://pandia.ru/text/80/203/images/image056_8.gif" width="121" height="21">

Выполнение работ" href="/text/category/vipolnenie_rabot/" rel="bookmark">выполнении работ следует выполнять общие правила техники безопасности для химических лабораторий. При попадании реактивов на кожу или одежду пораженный участок необходимо быстро обильно промыть водой.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Опыт №1. Определение рН при помощи индикаторов.

Для проведения опыта на рабочем столе находятся 5 банок с растворами электролитов. Внесите в первую колонку таблицы1формулы этих пяти электролитов и во вторую колонку (данная) значения их концентрации. На одной банке не указана концентрация (во второй колонке поставить прочерк) – раствор этого электролита будет использоваться и в первом, и во втором опытах.

Определите окраску индикаторов в растворах указанных пяти электролитов .

а) Для этого налейте в пробирки по 1мл растворов и добавьте в каждую пробирку 1-2 капли фенолфталеина . Результаты наблюдений запишите в табл.1,используя данные Приложения (таблица 1). Пробирки хорошо помыть для продолжения опыта.

б) Опыт повторите с использованием индикатора метилового оранжевого . Результаты наблюдений также запишите в табл. 1.

в) Для приближенного определения рН раствора пользуются универсальной индикаторной бумагой , или универсальными индикаторами, представляющими собой смесь нескольких индикаторов с различными областями перехода. По прилагаемой к универсальной индикаторной бумаге цветной шкале устанавливают, при каких значениях рН индикаторная бумага окрашивается в тот или иной цвет.

Стеклянной палочкой (или пробкой) нанесите 2-3 капли исследуемого раствора на универсальную индикаторную бумагу, сравните окраску еще сырого пятна с цветной шкалой. Результаты наблюдений внесите в табл. 1

Таблица 1

Опыт 2. Потенциометрическое определение рН.

Опыт выполняется под руководством лаборанта.

В кювету налить раствор электролита с неизвестной концентрацией и погрузить в нее электроды. Перед погружением в контрольный раствор электроды надо тщательно промыть дистиллированной водой и удалить с поверхности избыток воды фильтровальной бумагой.

Отсчет величины рH по шкале прибора следует производить после того, как показания примут установившееся значение.

Результат измерения внести в табл. 1 (рН по показанию рН-метра) на других строках колонки поставить прочерки.

Сущность потенциометрического метода :

При погружении электрода в раствор между поверхностью шарика стеклянного (литиевого) электрода и раствором происходит обмен ионами, в результате которого ионы лития в поверхностных слоях замещаются ионами и стеклянный электрод приобретает свойства водородного электрода. Между поверхностью стекла и контрольным раствором возникает разность потенциалов ,величина которой определяется концентрацией ионов в растворе и температурой раствора:

https://pandia.ru/text/80/203/images/image060_8.gif" width="275" height="148">

1-полый шарик из электродного (литиевого) стекла;

2-стеклянный электрод;

3-внутренний контактный электрод;

4-вспомогательный электрод;

5-электролитический ключ;

6-пористая перегородка;

7-рН-метр рН-673.

Задание № 3.Теоретическое:

а) для раствора кислоты или основания с неизвестной концентрацией:

Написать уравнение электролитической диссоциации с учетом силы электролита;Для слабых электролитов в таблицу1 внести значения константы диссоциации(к1),

используя Приложение, таблица2;

- в растворе кислоты, используя значение рН по рН-метру, рассчитать концентрацию ионов водорода по формуле [Н+] = 10-рН;

-в растворе основания, используя значение рН по рН-метру, найти рОН=14-рН и сделать расчет концентрации гидроксид - ионов по формуле [ОН-] = 10-рОН;

Выразить из соответствующей формулы для расчета иона сильного или слабого электролита значение концентрации и сделать расчет.

б) для растворов кислот или оснований с известной концентрацией:

Написать уравнение электролитической диссоциации электролита. Указать обратим ли процесс для данного электролита;Для слабых электролитов в таблицу1 внести значения константы диссоциации(к1), используя Приложение, таблица2;

в) для раствора соли:

сделать перерасчет данной концентрации в молярную концентрацию. Плотность раствора принять равной 1г/мл;

Написать уравнение электролитической диссоциации электролита. Указать обратим ли процесс для данного электролита;

Написать молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза по 1 ступени, указать по какому иону протекает гидролиз, кислотность среды и рН (< 7, > 7 или = 7);

Для слабых электролитов, ионы которых подвергаются гидролизу, в таблицу1 внести значения константы диссоциации по последней ступени(к, к2 или к3), используя Приложение, таблица2;

Сравнить расчетное значение с показаниями опыта1, сделать вывод.

г) основываясь на результатах наблюдения, сделайте вывод :

Можно ли с помощью фенолфталеина отличить: 1)кислую среду от нейтральной; 2)нейтральную от слабощелочной рН=8; 3) слабощелочную от умеренно щелочной рН=11?

УДК 543

Дубова Н.М. Аналитическая химия. Методические указания и варианты контрольных заданий к самостоятельной работе студентов ХТФ направления 240100 . – Томск: Изд-во ТПУ, 2006. – 20 с.

Составитель доц., к.х.н. H.M.Дубова

Рецензент

доц., к.х.н. кафедры ФАХ Е.И.Короткова

Зав. кафедрой ФАХ______________ _____ А. А. Бакибаев

Одобрено учебно-методической комиссией ХТФ

Председатель учебно-методической комиссии

Н.В.Ушева

Расчет рН в растворах различных электролитов

В данном методическом указании приводятся формулы и примеры упрощенного расчета рН в растворах сильных и слабых кислот и оснований, гидролизующихся солей, буферных системах без учета влияния ионной силы раствора.. Приведены некоторые примеры расчета рН в различных смесях кислот и оснований, скачка на кривых титрования и обоснования выбора индикатора.

1.Расчет рН в растворах сильных кислот и оснований.

Расчет рН в растворах сильных одноосновных кислот и оснований проводят по формулам (1-2):

рН = - lg C к (1)

рН =14 + lg С о (2)

Где C к, С о –молярная концентрация кислоты или основания, моль/л

Пример 1. Вычислить рН, рОН, [Н + ] , [ОН - ] в 0.01М HCl.

Решение . Соляная кислота относится к сильным кислотам, поэтому можно принять концентрацию ионов водорода равной концентрации кислоты [Н + ] =0.01моль/л. Значение рН вычисляется по формуле (1) и равно рН= -lg 0.01 =2. Концентрацию гидроксид-ионов можно найти, зная величину ионного произведения воды:

[ОН - ] =10 -14 /[Н + ] = 10 -14 /0.01 = 10 -12

Значение рOH = -lg 10 -12 =12

Кроме того величину рОН можно найти из известного равенства (3)

рН + рОН = 14 (3)

Расчет рН в растворах слабых кислот и оснований

Расчет рН в растворах слабых одноосновных кислот и оснований проводят по формулам (4-5)

рН = 1/2 (рК к – lgC к) (4)

рОН = 14 - 1/2(рК О - lg C О) (5)

Пример2.1. Вычислить рН 0.03 М раствора NH 4 OH после смешивания его с водой в соотношении 1:2.

Решение . После смешивания 0.03М раствора аммиака с водой, его концентрация уменьшится в три раза. Подставляя в формулу (5) значение рК(NH 4 OH)= 4.76 и концентрацию раствора после разбавления,получим:

рН = 14 – 1/2 (4.76- lg 0.01) = 10.62

Пример 2.2 ВычислитьрН при сливании 100мл соляной кислоты с Т=0.07300г/мл со 100мл раствора соляной кислоты с Т (HCl/NaOH) =0.004000г/мл.

Решение. Значение рН после сливания двух растворов будет определяться суммарной концентраций ионов водорода, которая находится по формуле (6) :

(С м V) 1 + (С м V) 2 = (С м V) 3 (6),

где V 3 =V 1 + V 2

Молярная концентрация ионов водорода в первом растворе находится по формуле С М (HCl)= Т(HCl)×1000/М(HCl)=0.07300×1000/36.5 = 2.0 моль/л×; во втором растворе по формуле: С М (HCl)=f× С Н (HCl); f=1;

С Н (HCl)= Т(HCl/NaOH)×1000/М Э (NaOH) =0.004000×1000/40 =0.01моль/л. Молярная концентрация ионов водорода в растворе, полученном после сливания и вычисленная по формуле (6) равна. С м = 0.105 моль/л, рН = -lg0.105 =0.98

Пример 2.3 . Как изменится рОН 200мл 0.01М NH 4 OH при добавлении к нему 100 мл 0.03М раствора NaOH ?

Решение. Вычислим значение рН раствора аммиака в первоначальном растворе по формуле (5): рН =14 –1/2 (4.76 – lg0.01) =10.62. Значение рОН в таком растворе рОН=3.38, а концентрация гидроксид ионов равна [ОН - ] =10 -3.38 =0.00046 моль/л, т.е. на два порядка меньше,чем концентрация гидроксид-ионов в растворе NaOH. Поэтому значение рОН раствора, полученного при сливании будет в основном определяться концентрацией сильного электролита NaOH с учетом разбавления за счет добавления раствора аммиака.

Значение рОН = -lg100×0.03/300 =2

Расчет рН в растворах гидролизующихся солей

Различают 3 случая гидролиза солей:

а) гидролиз соли по аниону (соль образована слабой кислотой и сильным основанием, например CH 3 COO Na). Значение рН рассчитывают по формуле (7):

рН = 7 + 1/2 рК к + 1/2 lg С с (7)

б) гидролиз соли по катиону (соль образована слабым основанием и сильной кислотой, например NH 4 Cl).Расчет рН в таком растворе ведут по формуле (8):

рН = 7 - 1/2 рК о - 1/2 lg С с (8)

в) гидролиз соли по катиону и аниону (соль образована слабой кислотой и слабым основанием, например CH 3 COO NH 4). В этом случае расчет рН ведут по формуле (9) :

рН = 7 + 1/2 рК к - 1/2 рК о (9)

Если соль образована слабой многоосновной кислотой или слабым многопротонным основанием, то в перечисленные выше формулы (7-9) расчета рН подставляются значения рК к и рК о по последней ступени диссоциации

Пример 3.1. Вычислить массу (г) Na 2 CO 3 в 100 мл раствора с рН =11.16

Решение. Воспользуемся формулой (7).Подставим значение константы диссоциации угольной кислоты по второй ступени и вычислим значение молярной концентрации соли в растворе:

11.16 = 7 + 1/2 ×10.32 + 1/2 lg С с

С с =0.01моль/л. Зная С с в растворе, рассчитаем массу соли в растворе по известной формуле m = C×М×V/1000= 0.01×106×100/1000 =0.1060г

Буферные системы

К буферным системам относятся смеси:

а)слабой кислоты и ее соли, напримерCH 3 COO H + CH 3 COO Na

б) слабого основания и его соли, например NH 4 OH + NH 4 Cl

в) смесь кислых солей разной кислотности, например

NaH 2 PO 4 + Na 2 HPO 4

г) смесь кислой и средней солей, например NaНCO 3 + Na 2 CO 3

д) смесь основных солей разной основности, например

Al(OH) 2 Cl + Al(OH)Cl 2 и т.д.

Расчет рН в буферных системах ведут по формулам (10-11)

рН = рК к – lg C к /С с (10)

рН = 14 – рК о + lg C о /С с (11)

Пример 4.1. Сколько граммNH 4 Cl надо растворить в 200 мл 0.1МNH 4 OH, чтобы получить растворс рН= 9.24 ?

Решение. При растворении NH 4 Cl в растворе NH 4 OH образуется буферная система. Расчет ведут по формуле (11).Подставляя численные значения рН, рК о, вычисляют концентрацию соли: С с =0.1моль/л. Рассчитывают массу соли: m = C×М×V/1000= 0.1×53.5×200/1000=1.0700г.

Рассмотрим методику расчёта pH в растворах гидролизующихся солей. Равновесные концентрации участников процесса гидролиза по каждой ступени (вода не учитывается) связаны друг с другом через соответствующую константу гидролиза К г, которую рассчитывают по следующему правилу:

константа гидролиза К г равна частному от деления ионного произведения воды К w = 10 –14 на константу диссоциации К а слабой кислоты (К b слабого основания), которые образовались в результате гидролиза.

Пример. Слабая фосфорная кислота диссоциирует по трем ступеням:

H 3 PO 4 → H 2 PO 4 – → HPO 4 2– → PO 4 3–

константы диссоциации Kа 1 Kа 2 Kа 3

при этом образуются три типа анионов, способных к гидролизу.

Ион PO 4 3– гидролизуется по трем ступеням и каждая из них имеет свою константу гидролиза: PO 4 3- → HPO 4 2- → H 2 PO 4 - → H 3 PO 4. Константа гидролиза: K г1 = К w / Ка 3 ; K г2 = К w / Ка 2 ; K г3 = К w / Ка 1 .

В качестве примера рассмотрим простейший случай расчета pH в растворе средней соли, например, фосфата натрия с молярной концентрацией с 0 моль/л.

Na 3 PO 4 → 3Na + + PO 4 3–

Обозначим степень гидролиза иона PO 4 3– по первой ступени через h 1 (h 1 <<1), тогда к моменту установления равновесия подверглось гидролизу с гидр. (PO 4 3–) = h 1 ·с 0 и

PO 4 3– + H 2 O ↔ HPO 4 2– + OH –

до гидролиза с 0 моль/л ½ ê - ½ -

равновесие = с 0 – с гидр. =½ ê = h 1 с 0 ½ = h 1 с 0

С 0 (1 – h 1)

Гидролизующийся ион PO 4 3– образовался по третьей ступени диссоциации фосфорной кислоты, поэтому К г1 = ,

откуда h 1 = , = h 1 С 0 = и pOH = - lg = =(), а pH = 14 – pOH .

Заметим, что использование упрощенной формулы (1 << h 1) возможно, если константа гидролиза К г < 10 –3 , концентрация иона с 0 > 0,001 моль/л; в противном случае следует проводить вычисления по общей формуле.

Расчет рН в растворах кислых солей более сложен, поскольку анион может участвовать в двух конкурирующих процессах – гидролиза и диссоциации. Тем не менее, можно легко определить характер раствора, сравнивая константы равновесия этих процессов, и преобладает тот из них, у которого константа больше.

Пример – в растворе гидрофосфата натрия Na 2 HPO 4 → 2 Na + + HPO 4 2– , причем ион HPO 4 2– может далее

а) диссоциировать по III ступени HPO 4 2– ↔ PO 4 3– + Н + ; К 3 (Н 3 РО 4) = 1,26·10 –12

б) гидролизоваться HPO 4 2– + H 2 O ↔ H 2 PO 4 – + OH – К г = К w / К 2 (Н 3 РО 4) =

10 –14 / 6,34·10 –8 = 1,57·10 –7 .

Видно, что преобладает процесс гидролиза HPO 4 2– и раствор данной соли слабощелочной.

ОБУЧАЮЩИЕ ЗАДАЧИ

1. Вычислить константу гидролиза К г, степень гидролиза h и рН раствора хлорида аммония с концентрацией соли с(NH 4 Cl)=0,01 моль/дм 3 .

1) соль NH 4 Cl образована сильной кислотой HCl и слабым основанием NH 4 OH – гидролиз по катиону; гидролиз соли – процесс обратимый.

NH 4 Cl + H 2 O = NH 4 OH + HCl

NH 4 + + H 2 O Û NH 4 OH + H + - в результате гидролиза образуются ионы Н + , т.е. среда в растворе кислая.

2) константу гидролиза К г рассчитывают по формуле:

,

где К w – ионное произведение воды, К w =10 -14 (25 0 С); К b (NH 4 OH) – константа ионизации основания (справочная величина), К b (NH 4 OH)=1,74·10 -5 .

3) степень гидролиза h соли рассчитывают по формуле:

где c о – молярная концентрация соли в растворе.

4) концентрация Н + ионов равна концентрации гидролизованной части соли и ее определяют по формуле:

Ответ: константа гидролиза соли NH 4 Cl равна 5,75·10 -10 ; степень гидролиза составила 2,4·10 -4 ; рН раствора равен 5,62.

2. Определить константу гидролиза, степень гидролиза и рН раствора ацетата калия, если концентрация с (СН 3 СООК)=0,1моль/дм 3 , а К а (СН 3 СООН)=1,8·10 -5 .

1) соль CH 3 COOK образована слабой кислотой CH 3 COOH и сильным основанием KOH – гидролиз по аниону, среда в результате гидролиза щелочная:

CH 3 COOK + H 2 O = CH 3 COOH + KOH;

СH 3 COO - + H 2 O Û CH 3 COOH + OH - – накапливаются ионы ОН - , среда щелочная.

2) константу гидролиза К г рассчитывают по формуле:

,

где К а – константа ионизации кислоты.

2) степень гидролиза h соли рассчитывают по уравнению:

где с 0 – концентрация соли в растворе.

3) концентрация ОН - - ионов равна концентрации гидролизованной части соли.

В общем случае, гидролиз солей – это процесс обменного разложения воды и растворенной в ней соли – электролита, приводящий к образованию малодиссоциирующего вещества.
Гидролиз является частным случаем сольволиза – обменного разложения растворенного вещества и растворителя.

Характеризовать гидролиз количественно позволяют такие величины, как Степень гидролиза и константа гидролиза .

Степень гидролиза

— это соотношение количества подвергающейся гидролизу соли n гидр и общего количества растворенной соли n общ. Обычно, ее обозначают через h гидр (или α ):

h гидр = (n г идр /n общ)·100 %

Величина h гидр увеличивается с уменьшением силы образующих соль кислоты или основания.

Константа гидролиза

Представим в общем виде процесс гидролиза соли, в котором в роли соли выступает – МА, а НА и МОН - соответственно, кислота и основание, которые образуют данную соль:

K г = ·/

Концентрация образовавшейся кислоты равна концентрации гидроксид ионов, тогда

K г = 2 /

Используя это выражение можно вычислить pH раствора

= (K г ·) 1/2 моль/л

10 -14 / моль/л

Гидролиз солей можно представить, как поляризационное взаимодействие ионов и их гидратной оболочки. Гидролиз протекает тем полнее, сильнее поляризующее действие ионов. Возможны 4 случая протекания гидролиза:

1. Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой

   Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой не подвергаются гидролизу. В этом случае, гидролиз практически не происходит, т.к. катионы и анионы, образующиеся в растворе при , слабо поляризуют гидратную оболочку. pH среды не изменяется (рН ≈ 7 ):

NaCl ↔ Na + + Cl —

Na + + HOH ↔ реакция практически не протекает

Cl — + HOH ↔ реакция практически не протекает

1. Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой

   Такое соединение, при ионизации, образует катионы, способные к поляризации гидратной оболочки и анионы, которые их поляризуют слабо. Тогда гидроли з проходит по катиону, при этом среда носит кислый характер, т.е. рН ˂ 7 :

NH 4 Cl ↔ NH 4 + + Cl —

NH 4 + + HOH ↔ NH 4 OH + H +

Cl — + HOH ↔ реакция практически не идет

NH 4 Cl+ HOH ↔ NH 4 OH + HCl

Для солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой, константа гидролиза и константа диссоциации основания связаны соотношением:

K г = K H 2 O /K осн

Понятно, что чем меньше сила основания, тем в большей степени протекает гидролиз.

Если соль образованна слабым основанием многовалентного металла и сильной кислотой , то ее гидролиз будет протекать ступенчато:

FeCl 2 ↔ Fe 2+ + 2Cl —

Константа гидролиза по первой ступени связана с константой диссоциации основания по второй ступени, а константа гидролиза по второй ступени - с константой диссоциации основания по первой ступени:

K г1 = K H 2 O /K осн2

K г2 = K H 2 O /K осн1

Поскольку первая константа диссоциации кислоты всегда больше второй, то первая константа гидролиза всегда больше, чем константа вторая гидролиза, так как первая константа диссоциации основания всегда больше второй

K г1 > K г2

Отсюда следует, что по первой ступени, гидролиз всегда будет протекать в большей степени, чем по второй. Этому также способствуют ионы, которые образуются при гидролизе по первой ступени, они приводят подавлению гидролиза по второй ступени, смещая равновесие влево.

Сравнивая величины K г и K осн можно качественно определить pH среды . Так, если K г намного больше K осн, то среда сильнокислая , при K г намного меньшей K осн — среда слабокислая среднекислая.

1. Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой

   Такое соединение в растворе образует слабополяризующие катионы и среднеполяризующие анионы. Гидролиз протекает по аниону , и в его результате создается щелочная среда, pH > 7 :

NaCN ↔ Na + + CN —

CN — + HOH ↔ HCN + OH —

Na + + HOH ↔ реакция практически не идет

NaCN + HOH ↔ HCN + NaOH

Константа гидролиза и константа диссоциации кислоты связаны зависимостью:

K г = K H 2 O /K к-ты

Т.е. гидролиз соли протекает тем полнее, чем слабее образующая эту соль, кислота.

Возможен гидролиз соли , образованной слабой многоосновной кислотой и сильным основанием. В этом случае гидролиз протекает по ступеням:

Na 2 SO 3 ↔ 2Na + + SO 3 2-

В этом случае, константа гидролиза по первой и второй ступеням определяется соотношениями:

K г1 = K H 2 O /K к-ты2

K г2 = K H 2 O /K к-ты1

Следует помнить, что гидролиз по второй ступени протекает в ничтожно малой степени.

Сравнивая величины K г и K к-ты, можно качественно определить pH среды . Так, если K г намного больше K к-ты, то среда сильнощелочная , при K г намного меньшей K к-ты — среда слабощелочная , а если K г и K осн сопоставимы, то — среднещелочная.

1. Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой

   Такие соли, при ионизации образуют среднеполяризующие катионы и анионы, поэтому гидролиз возможен как по катиону, так и по аниону . При этом относительная сила образовавшихся кислоты и основания, будут влиять на характер среды (слабокислая или слабощелочная, pH ≈ 7). Такого типа гидролиз протекает особо полно, обычно с образованием малорастворимого вещества:

Al 2 S 3 + 6HOH ↔ 2Al(OH) 3 ↓+ 3H 2 S

K г = K H 2 O /(K к-ты ·K осн)

Влияние различных факторов на протекание гидролиза

• Природа соли . Это видно из выражения для константы гидролиза.
• Концентрация соли и продуктов реакции . В соответствии с , равновесие должно смещаться вправо, при этом увеличивается концентрация ионов водорода (или гидроксид-ионов), что приводит к уменьшению степени гидролиза.
• Температура . Известно, что гидролиз притекает с поглощением теплоты (), поэтому согласно принципу Ле Шателье, при увеличении температуры сдвигается вправо, что ведет к росту степени гидролиза .