Caracterizarea acidității soluțiilor.
Pentru apă [distilată] [H +] = [OH -] = 10 - 7 mol / l chimic pură. Dacă acidul este adăugat la apă, [H +] devine mai mult de 10 - 7 mol / l, iar [OH -] este mai mic de 10 - 7 mol / l. Dimpotrivă, dacă se adaugă alcaline la apă, [H +] va fi mai mic de 10-7 mol / l, iar [OH -] este mai mare de 10 - 7 mol / l.
În funcție de concentrația ionilor [H +] sau [OH -] în soluții, există trei tipuri principale de medii:
Mediul neutru este un mediu în care concentrațiile ionilor [H +] și [OH -] sunt aceleași:
[H +] = [OH -] = 10 - 7 mol / l
Mediul acid este un mediu în care concentrația de ioni [H +] este mai mare decât [OH -]:
[H +] ≥ [OH-]; [H +] ≥ 10 -7 mol / l
Mediul alcalin este un mediu în care concentrația ionilor [H +] este mai mică decât [OH -]:
[H +] ≤ [OH-]; [H +] <10-7 mol / l
Folosind ecuația produsului ionic de apă [H +] [OH -] = 10 -14. se poate calcula concentrația unui ion dacă concentrația celuilalt este cunoscută.
EXEMPLUL 1 într-o soluție de [H +] = 10-2 mol / l. Determinați [OH -] care este mijlocul acestei soluții?
[OH -] = KH20 = 10 -14 / 10-2 = 10-12 mol / l; mediul este acid.
Pentru a caracteriza soluțiile apoase media nu sunt concentrație magnitudinea de ioni de hidrogen sau ioni de hidroxid în ea, și așa-numitul pH hidrogen.
4. Indicele de hidrogen (pH) al soluției este numeric egal cu logaritmul zecimal negativ al concentrației ionilor de hidrogen din această soluție:
Într-un mediu neutru, pH = - log 10 -7 = 7
În cazul acidului pH ≤ 7, cu cât valoarea pH este mai scăzută, cu atât este mai mare aciditatea soluției. În mediu alcalin pH ≥ 7, cu cât valoarea pH-ului este mai mare, cu atât mai mare este alcalinitatea soluției.
Relația dintre concentrația [H +] și mediul de soluție este reprezentată sub forma unei scheme (Barkovsky p. 31).
Există diferite metode de măsurare a pH-ului. Din punct de vedere cantitativ, puteți calcula folosind formulele pentru calcularea pH-ului acizilor și bazelor puternice și slabe, precum și folosind un pH-metru. Calitativ, reacția mediului și pH-ul soluțiilor sunt determinate prin intermediul unor indicatori.
5. Indicatorii sunt substanțe care schimbă în mod reversibil culoarea în funcție de mediul de soluție, adică din pH-ul soluției.
Cel mai adesea se utilizează litmus, fenolftaleină, metil portocaliu. Ei își schimbă culoarea într-o gamă mică de valori ale pH-ului.
Utilizați amestecuri de indicatori pe larg, care permit determinarea pH-ului soluțiilor într-o gamă largă de concentrații (1-10, 0-12). Soluțiile de astfel de amestecuri - „indicatori universali“ benzi de obicei impregnate „hârtie de testare“, prin care să se determine rapid și precis soluțiile apoase de studiu aciditate. Pentru o determinare mai precisă, culoarea hârtiei indicatoare obținută la aplicarea unei picături de soluție este imediat comparată cu scala de culoare de referință.
Aciditatea mediului este esențială pentru multe procese chimice și posibilitatea de scurgere sau rezultatul unei anumite reacții este adesea dependentă de pH-ul mediului. Pentru a menține o anumită valoare pH-ului în sistemul de reacție în laborator sau producție tampoanele de utilizare, care permit menținerea pH substanțial constant după diluare sau prin adăugarea la soluție cantități mici de acid sau alcalin.
PH-ul hidrogenului este folosit pe scară largă pentru a caracteriza proprietățile acido-bazice ale diferitelor medii biologice. De exemplu, pH-ul serului de sânge este de 7,4; gastric suc - 1,85; lacrimal fluid - 7,7, urină - 6,0-7,0.
Aciditatea mediului de reacție este de o importanță deosebită pentru reacțiile biochimice care au loc în sistemele vii. Concentrația ionilor de hidrogen în soluție are adesea un efect asupra proprietăților fizico-chimice și activitatea biologică a proteinelor și acizilor nucleici, totuși funcționarea normală a organismului de a menține homeostazia acido-bazic este de cea mai mare importanță. Întreținerea dinamică a pH-ului optim al fluidelor biologice se realizează datorită acțiunii sistemelor tampon ale corpului.