Как определить ph водного раствора вещества?
ph раствора- это водородный показатель, характеризующий концентрацию свободных ионов водорода в воде.
Показатель рН представляет собой логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком, т.е pH = -log[H+].
Простыми словами величина рН определяется количественным соотношением в растворе ионов Н+ и ОН-, образующихся при диссоциации находящихся в растворе веществ. Если в растворе содержание свободных ионов водорода меньше по сравнению с ионами ОН-, то раствор будет иметь щелочную среду (рН>7), если содержание ионов водорода больше , то раствор имеет кислую среду (рН<7). В растворе, где концентрация ионов водорода H+ и ионов OH- одинаковое, среда нейтральная (ph=7). В идеально чистой дистиллированной воде эти ионы уравновешивают друг друга рН=7.
При диссоциации гидроксидов в водных растворах увеличивается концентрация ионов OH-:
NaOH= Na(+)+OH(-)
А значит среда становится щелочной.
В случае диссоциации кислот увеличивается концентрация H+, а значит ph кислая:
HCl= H(+) + Cl(-)
Водные растворы солей имеют разные значения рН и показывают различную реакцию среды - кислую, щелочную, нейтральную.
Но! Соли не содержат в своем составе ионь водорода Н+ или гидроксид-ионы ОН-, которые определяют среду раствора. От чего же тогда зависит среда их водных растворов?
В водных растворах соли подвергаются гидролизу, что и влияет на кислотность среды.
Гидролизом соли называется взаимодействие ионов соли с водой, в результате которого образуются слабые электролиты.
Сущность гидролиза сводится к химическому взаимодействию катионов или анионов соли с гидроксид-ионами ОН- или ионами водорода Н + из молекул воды. В результате этого взаимодействия образуется малодиссоциирующее соединение (слабый электролит).
Химическое равновесие процесса диссоциации воды смещается и в водном растворе соли появляется избыток свободных ионов Н + или ОН -, и раствор соли показывает кислую или щелочную среду.
Существуют простые правила :
- соль образована сильной кислотой и слабым основанием — среда ее раствора кислая.
- соль образована слабой кислотой и сильным основанием — среда раствора щелочная.
- соль образована и сильной кислотой, и сильным основанием – среда раствора нейтральная.
- соль образована и слабой кислотой, и слабым основанием — среда раствора нейтральная.
- Если дана нерастворимая соль, гидролиз не протекает, а среда задается водой и будет нейтральной.
Теперь разберем на практике. Возьмем задание 21 ЕГЭ 2025 года досрочного экзамена по химии:
Для веществ, приведенных в перечне, определите характер среды их водных растворов.
- Na2PO4;
- CuCl2
- NaNO3
- HClO4
Запишите номера веществ в порядке возрастания значения рн их водных растворов, учитывая, что концентрация веществ во всех растворах (моль/л) одинаковая.