Расчет pH водных растворов различных протолитов

В случае протолитических равновесий одними из наиболее важных являются расчеты равновесной концентрации ионов Н30+ и величины pH раствора. Информация, получаемая в результате подобных вычислений, используется при построении кривых титрования для кислотно-основного титрования, выборе индикатора, расчете погрешности титрования, а также в любых других методах анализа, где встречаются протолитические равновесия.

Водородным показателем (pH)[1] называется отрицательный десятичный логарифм активности (или молярной концентрации) ионов водорода в растворе, например:

В случае водных растворов формулы (7.30) и (7.31) выглядят, соответственно, так:

Для концентрированных растворов величины pH, рассчитанные через активность и молярную концентрацию, отличаются, поэтому для них иногда даже используют разные обозначения — соответственно, раН и рсН. Обозначение pH используется для экспериментально определяемой величины, которая, в принципе, не соответствует в точности ни раН, ни рсН, но все-таки ближе к первой, чем ко второй.

Как уже отмечалось выше, шкала кислотности той или иной среды зависит от величины pi^sH растворителя. Для характеристики кислотности и щелочности водных растворов используется интервал pH от 0 до 14. В более кислых и более щелочных растворах понятие pH теряет смысл, так как активность и концентрация Н30+ в них обычно значительно отличаются (причем еще и по-разному у различных веществ).

Для характеристики кислотности концентрированных кислот используется функция Н0 (функция кислотности Гаммета). Значения Hq определяют спектрофотометрически с использованием определенных индикаторов. Например, величина Н0 для 5,5 М H2S04 равна-2,48, для 100%-й H2S04 она составляет-11,7. Для разбавленных растворов значения Н0 совпадают с pH.

Рассмотрим расчет pH водных растворов протолитов, имеющих наиболее важное значение для аналитической химии. Погрешность экспериментального определения pH составляет обычно несколько сотых долей. С учетом данного обстоятельства, а также неопределенности величин констант, приведенных в справочниках, значения pH не имеет смысла рассчитывать точнее, чем до сотых долей. Влияние ионной силы раствора мы при расчетах учитывать не будем.

  • [1] Понятие pH было предложено в 1909 г. датским физикохимикоми биохимиком Серенном Петером Лаурицем Сёренсеном (Sorensen)(1868-1939). Буква «р» в его обозначении (так же как и в обозначениирК) является первой буквой немецкого слова «Potenz», которое в случаематематических терминов переводится на русский язык как «степень».
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >