РН-метрия

Вода является слабым электролитом, который слабо диссоциирует по уравнению:

Н₂О↔Н⁺ + ОН^-

При 25°С в 1 литре воды распадается на ионы 10^-7 моль Н₂О. Концентрация ионов Н⁺ и ОН^- (в моль/л) будет равна

[Н⁺] = [ОН^-] = 10^-7

Растворы, в которых концентрации ионов водорода и гидроксил-ионов одинаковы, называются нейтральными растворами. При добавлении в чистую воду кислоты концентрация ионов Н⁺ увеличивается, т.е. [Н⁺] >10^-7 моль/л; концентрация ионов [ОН^-] уменьшается, т.е. [ОН^-]<10^-7 моль/л. При добавлении щелочи - концентрация ионов ОН^- увеличивается: [ОН^-]>10^-7, следовательно, [Н⁺] <10^-7 моль/л.

На практике для выражения кислотности или щелочности раствора вместо концентрации [Н⁺] или [ОН^-] используют ее отрицательный десятичный логарифм, который называют водородным показателем рН:

рН = - lg[H⁺]

Понятие рН удобно применять для характеристики реакции растворов:

нейтральная рН=7

кислая рН< 7

щелочная рН >7

Наглядно шкалу рН можно выразить схемой:

[H+]г-ион/л	100	10-1	10-2	10-3	10-4	10-5	10-6	10-7	10-8	10-9	10-10	10-11	10-12	10-13	10-14
←Увеличение кислотности ↓ Увеличение щелочности→
рН
Реакция раствора	Сильнокислая	Слабокислая	Нейтральная	Слабощелочная	Сильнощелочная

Из этой схемы: с уменьшением кислотности рН возрастает, и наоборот.

Для определения рН раствора применяют реактивы, которые меняют свою окраску в зависимости от концентрации ионов водорода. Такие реактивы получили название индикаторы. Так, например, лакмус при рН 5 имеет красную окраску, при рН 8 – синюю. В интервале рН от 5 до 8 происходит медленное изменение окраски лакмуса от красной к синей. Этот промежуток между двумя значениями рН называется областью перехода, или интервалом индикатора. Он определяется для каждого индикатора.

Можно определять рН, пользуясь последовательно несколькими индикаторами, меняющими свою окраску при различных значениях рН. В пробирку с 1-2 мл исследуемой жидкости добавляют индикатор, с помощью которого можно определить щелочная это или кислотная среда. Далее к новой порции исследуемой жидкости прибавляем другой индикатор, подтверждающий, что определения были сделаны правильно, и с помощью нескольких индикаторов определяем более точно рН среды.

Наиболее точно рН раствора можно определить при помощи специальных приборов – рН-метров.