33. Ионное произведение воды. Водородный показатель. РН и рОн растворов. Расчёт рН в растворах сильных и слабых электролитов.

Ионное произведение воды - произведение равновесных концентраций катионов водорода и гидроксид ионов, величина постоянная и равна 10-14 моль-ион/л.

Таким образом, ионное произведение воды позволяет для любого водного раствора найти концентрацию ОН- по известной концентрации Н+, и наоборот.

Кислотность растворов обычно выражают через концентрацию ионов Н+. В нейтральных растворах [Н+] =[ОН-]=√10-14=10-7моль-ион/л. В кислых растворах [Н+]>10-7моль-ион/л, в щелочных [Н+] <10-7моль-ион/л.

Чтобы не писать числа с показателем степени, кислотность раствора выражают через отрицательный логарифм концентрации ионов водорода, называя эту величину водородным показателем и обозначая ее рН.

рН=-lg[Н+],

рОН=-lg[ОН-],

рН+рОН=14

Величина рН впервые была введена датским химиком С. Серенсоном. Буква «р» - начальная от датского слова potenz (степень), «Н»- символ водорода.

В кислых растворах рН <7, в нейтральных =7, в щелочных >7.

В обычной лабораторной практике рН измеряют с погрешностью 0,02. По этой причине не следует приводить значение рН раствора более чем с двумя цифрами после запятой.

В растворах слабых кислот НА кислотно-основное равновесие имеет вид

НА+Н2О = Н3О⁺+А- или НА = Н⁺+А

34. Какие растворы называются буферными растворами?

Буферными растворами называются растворы, сохраняющие неизменными значения рН при разбавлении или добавлении небольшого количества сильной кислоты или основания. Протолитические буферные растворы представляют смеси электролитов, содержащие одноимённые ионы.

35. Классификация буферных растворов. Примеры.

Различают в основном протолитические буферные растворы двух типов:

1. Кислотные т.е. состоящие из слабой кислоты и избытка сопряженного с ней основания (соли, образованной сильным основанием и анионом этой кислоты).

Например: СН₃СООН и СН₃СООNa - ацетатный буфер

СН₃СООН + Н₂О ↔ Н₃О⁺ + СН₃СОО^- избыток сопряженного основания кислота

СН₃СООNa → Na⁺ + CH₃COO^-

2. Основные, т.е. состоящие из слабого основания и избытка сопряженной с ним кислоты (т.е. соли, образованной сильной кислотой и катионом этого основания).

Например: NH₄OH и NH₄Cl – аммиачный буфер.

NH₃ + H₂O ↔ OH^- + NH₄⁺ избыток сопряженной кислоты

Основание NH₄Cl → Cl^- + NH₄⁺

3. Амфотерные аминокислотные и белковые буферные системы. Буферное действие этих буферных систем начинает проявляться при добавлении к ним некоторого количества кислоты или щелочи. Образуется смесь двух форм белка:

а) слабая «белок-кислота»+соль этой слабой кислоты

б) слабое «белок-основание»+соль этого слабого основания– аминокислотные белковые р-ры (-NH2) – основания (-СООН)

36. Уравнение для расчета рН буферных систем кислотного и основного типа (Гендерсона – Гассельбаха). Факторы, влияющие на значение рН буферных систем.

Уравнение буферной системы рассчитывается по формуле Гендерсона-Гассельбаха:

где рК = -ℓg К_Д.

С – молярная или эквивалентная концентрация электролита (C = V N)

Таким образом, рН буфера зависит от: константы диссоциации и соотношения концентрации компонентов. Чем эти величины больше, тем больше рН буфера. рН буфера будет наибольшим при соотношении компонентов равным единице.