pH (или кислотность среды) - это безразмерная величина, которая служит для оценки среды водных растворов. По сути, это мера концентрации ионов водорода (H⁺) в растворе. Значение pH указывает на то, насколько раствор является кислым или щелочным (или же его среда нейтральна)
Важно понимать, что данная тема очень узко рассматривается на ЕГЭ по химии. Однако предлагаем разобраться в ней поглубже, чтобы точно не допустить ошибок в заданиях.
Итак, формула выглядит следующим образом:
Рассмотрим пример
Далее поговорим непосредственно о том, как определить, является среда кислотной, нейтральной или щелочной?
Для этого используется шкала кислотности, где рассматриваются значения от 0 до 14.
Чем больше в растворе концентрация ионов положительно заряженного водорода, тем меньше значение pH (по шкале можно заметить, что и среда в этом случае более кислотная).
И кислотная, и щелочная среды имеют подразделение на сильнокислотную/слабокислотную, сильнощелочную/слабощелочную (важный момент для ЕГЭ), но для определения среды вещества способы теоретической и практической химии различаются.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ pH
В теоретической химии (и на ЕГЭ) для определения среды раствора необходимо придерживаться алгоритма.
Четвертым шагом необходимо определить среду раствора данного вещества.
Для солей среда определяется немного иначе.
Далее в заданиях ЕГЭ необходимо расположить вещества в порядке убывания или возрастания кислотности (по шкале кислотности, которую также дают на реальном экзамене). Полученную последовательность цифр - перенести в ответ без других знаков и пробелов.
Важно отметить, что в заданиях часто попадаются органические кислоты или кислотные остатки - все они имеют слабокислую среду. Также встречаются амины - среда слабощелочная, и соединения аммония, который стоит рассматривать как слабое основание.
Ниже представлены примеры реальных заданий ЕГЭ по химии по этой теме и их подробный разбор по алгоритму
Задание 1:
Для веществ, приведенных в перечне, определите характер среды их водных растворов, имеющих одинаковую концентрацию (моль/л).
1. Сульфат калия.
2. Сульфат алюминия.
3. Гидроксид лития.
4. Гидроксид аммония.
Запишите номера веществ в порядке возрастания значения pH их водных растворов.
Задание 2:
Для веществ, приведенных в перечне, определите характер среды их водных растворов, имеющих одинаковую концентрацию (моль/л).
1. Перхлорат натрия.
2. Хлорид алюминия.
3. Силикат калия.
4. Хлороводородная кислота
Запишите номера веществ в порядке возрастания значения pH их водных растворов.
Задание 3:
Для веществ, приведенных в перечне, определите характер среды их водных растворов, имеющих одинаковую концентрацию (моль/л).
1. Иодоводородная кислота.
2. Нитрат калия.
3. Сульфат цинка.
4. Карбонат натрия.
Запишите номера веществ в порядке убывания значения pH их водных растворов.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ pH
На практике предоставляется возможность намного более точно оценить кислотность вещества, получив при этом конкретное числовое значение pH. Для этого используются индикаторы - специальные вещества, изменяющие окраску в зависимости от степени кислотности среды раствора, в который они были помещены. Наиболее распространены 3 индикатора: фенолфталеин, метилоранж и лакмус. Их окраска меняется в соответствие с таблицей.
Другим способом измерения кислотности среды является применение электронного прибора pH-метра. С помощью такого прибора можно получить значение с точностью до 0.001, поэтому современные химики чаще предпочитают его.
ПРИМЕНЕНИЕ pH В НАУКЕ
Водородный показатель, конечно, является важнейшей характеристикой веществ во многих прикладных и естественных науках.
- В биологии множество биохимических процессов зависят от pH. Для многих организмов оптимальные условия pH критически важны для функционирования ферментов и клеток. Например, кровь человека имеет pH около 7.4, и даже небольшие изменения могут привести к серьезным последствиям.
- В экологии pH влияет на химические реакции в замкнутых экосистемах, таких как воды рек и озёр. Например, кислые дожди могут снижать pH водоемов, что может негативно сказаться на экосистемах.
- Помимо этого, водородный показатель играет немалую роль в пищевой, фармацевтической и косметической промышленности. Правильный уровень pH влияет на стабильность и безопасность продуктов.
Подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить новые материалы!
А запись на курсы от Lomonosov school поможет вам не только улучшить свои знания в химии, но и комфортно и вместе с профессионалами подготовиться к экзаменам. До новых встреч, юные химики!
https://vk.me/lomonosov_school
https://t.me/go_lomonosov
Оплатить обучение сразу можно также в несколько кликов на нашем сайте:
https://portal.lomonosov.school/shop