nekrasovI (1114433), страница 61
Текст из файла (страница 61)
32) Приводившееся в основном тексте выражение дли коястанты диссоцнвцнн уксусной кислоты может быть переписано следующим образом: [СН,СООН) !ск,еоо! с Ото!Ода видно, что при условии [СН,СООН) = [СНнСОО') концентрация ионов водо. рода становится численно равной константе диссоциация. Такое положение в растворе слабой одноосновнай кислоты возникает тогда, когда она н э половину ней. трализована сильной щелочью.
Экспериментальное определение концентрации водоролных нояов в подобном растворе дает, следовательно, возможность непосредственно установить значение константы диссоциацин. Аналогичное рассуждение действительно и для слабых однокислотных оснований. 33) Строго говоря, значение ионного произведения воды могло бы считаться независимым от состава раствора лишь при выводе его на основе не концентраций, а ан ти в иос те й, Для обычного выражения Кв зта независимость уже не имеет места (вследствие изменения коэффициентов активности).
Например, в нормальном растворе КС1 значение Кв составляет не 1 ! 0-' °, а 1,7 ° !0-!4. С изменением температуры значение Кв меняется слелующнм образом: Темееретуре. 0...., .. О 10 20 М! ЗО 40 Зе 60 70 Ю Ю 1ОО дп.юсе.......... О,П ОЛО 0.00 1,00 !.47 злз 0,40 Ола И,э 2з.! 30,1 Оз.у Максимальное значение Кв (1 ° 10™) достнгаетса прк 275'С, после чего оно начинает умечьшаться (ср.
доп. 3!). Повышение давления сопровождается ростом Ка (для 25'С в 2,2 раза при 1000 ат и а 51 раз при 8000 ат). При приближенных расчетах все эти изменения Кв обычно ие учитываются. 34) Па существу водародный показатель соответствует не концентрации, а активностисти водородных ионов (т. е. рН = — 180н), При прямом экспериментальном опрелсленин рН именно эта величина обычно я устанавлнваетсн. По водородному показатедю имеется монография '. 35) Подобно водородному, может быть введен «гидрокснльиый показательн — рОН. Нэ выражения ддя ионного произведения воды саедует, что рН+рОН = рКв При обычных условиях рОН = !4 — рН.
38) Аналогичные рН и определяемые соотношением рК = — 18К (где К вЂ” мовстанта диссоцнвцнн) показатели применяются иногда также для характеристики силы кислот н оснований. Например, уксусной кислоте (К = 2 ° !0 с) отвечает значение рК 4,7. Следует учятывать, что чем больше рК, тем слабее данный электролит. 37) Значение рН = 7 для нейтральной среды действительно лишь при обычных температурах (точнее, при 25'С). Как видно из рнс. Ч.23, в интервале 0 — 100'С числовая характеристика нейтральной среды претерпевает довольно существенные изменения.
Например, при 40'С ей отвечает рН = 6,7. Несколько влияет иа значение рН ' Беате Р Определение рН. Теория н пряктнкн. Итд. 2.е. Пер. с енгд„аод ред. Б. Н, Ннконескато н м. м. шуянне. л, «хнмня, 1яут. 400 с. 9 б. Элехгролитическая диссоциация 187 нейтральной среды н состав растворов (вследствие изменении козффнцнентоа ак. тнвностн). 38) От рН среды сильно зависит диссоциация очень слабых кислот. Как видно из рнс. Ч-24, при рН = 9 перекись водорода (К, = 2 ° 10 'т) еще практически полностью находится в молекулирной форме, а прм рН =!4 — ужа только в форме нона НО2.
7,2 ХЮ 10 уд ЛУ Ы ~а .аХ Рнс. Ч.22. Зкенс месть «Н неа. трельмоа среды от темнеретуры. Рнс. Ч-24. Днегреммк злектролнтнеескоа кнссоиненнн Н2О2. 39) )!вменение окраски отдельных индикаторов происходит прн различных нонцеитрацнях ионов водорода, что важно для химического анализа, так как позволяет выбирать тот индикатор, который наиболее подходит при данных условиях. Например, изме.
нтнре окраски лакмуса (красный — синий) наблюдается прнблизительмо при рН 7, метнлового оранжевого (крвсный — желтый) — при рН 4, фенолфталенна (бесцветный — малиновый) — при рН = 9. С помощью набора различных индикаторов можно определять рН среды весьма точно.
40) Прн многих химических исследованиях важно создать среду с определенным значением рН, супсественно не меняющимся в процессе опыта. Отвечающие зтому н условию системы носят название буферных растеорон. Обычно они содержат смеси слабых кислот нян асио. наний с нх салями. Концентрация водородных ионов в таких растворах почти не изменяется при разбавле. ннн нх водой, а также и при добавленвн небольших количеств сильных кислот или щелочей. Существует много различных рецептур приготовле- (а У д 7 Б б иг ()4 аб дВ у,д„ уьупляпиая дцля НРО!" Ркс. Ч.25. Характеристике 4юсфетн«го буфера.
иня буферных растворов. Примером подобной системы может служить только что рассмотренная смесь уксусной кислоты с ее солью, имеющая прн 0,1 М концентра. пнях обоих веществ рН 4,73. Прибавление к литру такого раствора !ОО ял ОЛ л! НС1 или 9,1 й! (чаОН смещает рН соответственно до 4б4 или 4,82, т. е, менее чем на О,!. Значение рН вЂ” 7 имеет ефосфатный буфере,т.е. снстема Н,РО, м~ Н + НРО,. Ход изменения рН этой важной системы в зависимости от относительных концентра. т цнй ионов Н,РО, и НРО, (при общей их концентрации, равной 0,1 л) показам ив рнс. Ч-25. Пологость среднего участка кривой указывает иа малую зависимость рН от смещаюших приведенное выше равновесие добавок кислот или щелочей.
Емкость буферного раствора, т. е. практическая независимость его рН от такмх добавок, тем выше. чем ои крепче. 41) Разложение воды на свободные газообразные ионы требует громадной затраты энергии: (Н,О) + 383 ккал = (Н ) + (ОН ). Сопоставление втой реакции с приведенной в основном тексте наглядно показывает, какую яолоссальиую роль играет при ноннзацни гндратация ионов. У. Растворы 188 6 6. Ионные реакции. Изложенное в предыдущем параграфе показывает, что разбавленный раствор сильного электролита содержит растворенное вещество почти исключительно в виде ионов.
Так как последние друг с другом непосредственно не связаны, каждый из них характеризуется своими определенными свойствами, независимо от того, в форме какого соединения он был первоначально взят. Например, какую бы кислоту мы ни взяли, ионы водорода всегда вызывают окрашивание лакмуса в красный цвет, придают раствору кислый вкус и т. д. Г!оэтому некоторые свойства разбавленного раствора сильного электролита являются по существу суммой свойств отдельных составляющих его ионов.
В ином положении находятся крепкие растворы сильных и растворы слабых электролитов. Здесь наряду с ионами имеются значительные количества недиссоцнированных молекул, свойства которых могут быть существенно иными, чем у ионов.' Если смешать разбавленные растворы двух электролитов АХ и ВУ (где А и  — положительные ионы, Х и У вЂ” отрицательные), то жидкость будет содержать все четыре возможных иона: А, В', Х' и т". Находясь в непрерывном беспорядочном движении, они временами могут сталкиваться в различных комбинациях: 1) А'+ В' 3) А'+Х' 6) А'+У' 2) Х'+У' 4) В'+У' 6) В'~-Х' Ввиду однонменности зарядов, при столкновениях двух первых типов никакого соединения не получится. Наоборот, при столкновении одного из следующих типов может образоваться соответствующая молекула; случаи 3 и 4 дадут исходные вещества, случаи 5 и 6 — новые: АУ и ВХ. Возможность образования в растворе каждого из четырех веществ оттеняется при помощи уравнения АХ + ВУ -=ь АУ + ВХ показывающего, что независимо от того, исходили ли мы из АХ или ВУ или АУ и ВХ, в итоге установится одно и то же р а в но в ес н ое состояние.
Положение равновесия в подобной системе определяется свойствами могущих образоваться веществ. Главную роль при этом играет вероятность возникновения того или иного из них, которая зависит прежде всего от относительного числа столкновений между соответствующими ионами. Пусть концентрации всех четырех ионов приблизительно одинаковы, как, например, в системе и хо,.>нс~ нио,+х с~ где все участники реакции почти одинаково сильно диссоциированы.
Шансы на образование каждого из веществ в данном случае приблизительно равны. Схематически это обозначено равной длиной наружных стрелок около уравнения. Если одно из веществ диссоциировано слабее других, соответствующие ионы будут при его образовании связываться в недиссоциированные молекулы, концентрация этих ионов в растворе станет меньше и вероятность образования веществ по обратной реакции понизится. В результате равновесие окажется смещенным туда, где образуется Е 6.
Ионные реакции малодиссоциированное вещество. Такой случай осуществится, например, в системе сн.соон. + нс~ сн.соон т н.о Ввиду сравнительно слабой диссоциации уксусной кислоты концентрация и ионов СНаСОО', и ионов Н' сильно понизится. Тем самым уменьшится вероятность нх реакции с ионами На и С!', которая вела бы к образованию СНаСОО)к)а и НС!. Сравнивая рассматриваемую систему с предыдущей, иагсем: свете«в свете«в Хенов+НС! ы:=В Ннов+Хаю СНвСООХв+НШ к=е СНЗСООН+ХвС! много: Ма', МО',, Н'.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
