§ 13. Поняття про рH розчину

Опанувавши зміст параграфа, ви будете

розуміти зміст поняття «водневий показник» і його значення;
знати, як визначається кислотність або лужність розчинів;
уміти їх визначати за допомогою індикаторів.

Ви вже знаєте, що вода — слабкий електроліт, вона дуже погано проводить електричний струм, але її електропровідність можна виміряти, що пояснюється невеликою дисоціацією води на йони Гідрогену і гідроксид-іони:

Н₂О ⇄ Н⁺ + ОН^-

Знаючи електропровідність чистої води, можна обчислити концентрацію йонів Гідрогену [H⁺] і гідроксид-іонів [OH^-] у воді. При 25 °С вона дорівнює 10^-7 моль/л.

Розчини, в яких концентрації йонів Гідрогену і гідроксид-іонів однакові, називаються нейтральними розчинами, тобто при 25 °С концентрація як йонів Гідрогену, так і гідроксид-іонів дорівнює 10^-7 моль/л. У кислотних розчинах більшою є концентрація йонів Гідрогену, в лужних — гідроксид-іонів. Проте якою не була б реакція розчину, добуток концентрації йонів Гідрогену і гідроксид-іонів залишається сталим.

Якщо, наприклад, до чистої води добавити стільки кислоти, що концентрація йонів Гідрогену підвищиться до 10^-3, то концентрація гідроксид-іонів знизиться. Кислотність і лужність розчину можна кількісно характеризувати концентрацією йонів Гідрогену:

нейтральний розчин [Н⁺] = 10^-7 моль/л

кислотний розчин [Н⁺] > 10^-7 моль/л

лужний розчин [Н⁺] < 10^-7 моль/л

Замість концентрації йонів Гідрогену [Н⁺] використовують водневий показник pH.

Величина рН уперше була введена данським хіміком С. Серенсоном. Літера «р» — початкова від данського слова potenz (ступінь) і «Н» — символ Гідрогену.

Наприклад, якщо [Н⁺] = 10^-5 моль/л, то рН = 5, а якщо [Н⁺] = 10^-9, то рН = 9 і т. д. Отже, в нейтральному середовищі [Н⁺] = 10^-7, рН = 7, в кислотному рН < 7, і тим менше, чим кислотніший розчин. У лужних розчинах рН > 7, і тим більше, чим більша лужність розчину.

Для вимірювання рН існують різні методи. Наближено реакцію розчину можна визначати за допомогою індикаторів, забарвлення яких змінюється залежно від концентрації йонів Гідрогену.

Лабораторний дослід 1

В. Встановлення приблизного значення рН води, лужних і кислотних розчинів

У три пробірки налийте трохи води, розчину натрій гідроксиду і хлоридної кислоти. За допомогою індикаторів установіть приблизне значення рН.

Випробуйте індикаторами деякі харчові продукти, засоби косметики чи побутової хімії (на вибір). Зробіть висновок про їхні значення рН.

Для багатьох процесів величина рН має вагоме значення. Так, рН крові людини і тварини має точне значення. Рослини можуть нормально рости лише тоді, коли рН відповідає значенням у певному інтервалі, що характерний для даного виду рослин. Властивості природних вод, зокрема їхня корозійна активність, дуже залежать від значення рН.

Висновки

• рН розчину — це водневий показник, за допомогою якого визначають кислотне, лужне або нейтральне середовище. рН нейтрального середовища дорівнює 7, кислотного < 7, лужного > 7.

• Визначити наближено рН розчину можна за допомогою індикаторів, оскільки вони змінюють свій колір залежно від рН розчину.

Зміст