Как определить pH растворов. Как найти ph раствора


Ph растворов

Министерство образования Российской Федерации

Владимирский государственный университет

Кафедра химии и экологии

Лабораторная работа № 5

«Определение pH растворов»

Выполнил студент группы ПГС – 105

Стребыкин Д.А.

Приняла

Курнавина Г.Н.

Владимир 2005

План

  1. Цель работы.

  2. Краткое теоретическое введение.

  3. Приборы и реактивы.

  4. Ход выполнения работы.

Цель работы.

Научиться практически определять pH растворов.

Краткая теория

Как известно, вода является слабым электролитом, диссоциирующим по уравнению:

h3O ↔ H+ + OH-

Для воды, а также для водных растворов любых электролитов произведение активных равновесных концентраций водородных и гидроксильных ионов – величина постоянная при данной температуре. Она называется ионным произведением воды и при 22°С составляет Кw = 1.0*10-14. Следовательно, для чистой воды можно записать:

[H+] = [OH-] = 1.0*10-7 моль/л

Прибавление к воде кислоты или щелочи смещает ионное равновесие воды. Концентрации ионов H+ и OH- изменяются. Однако произведение концентраций [H+] и [OH-] остается постоянным и равным ионному произведению воды. Это дает возможность, зная концентрацию одного иона, вычислить концентрацию другого:

[H+] = 1.0*10-14 / [OH-]

[OH-] = 1.0*10-14 / [H+]

Более удобно характеризовать кислотность щелочность среды величинами, являющимися десятичными логарифмами концентраций ионов H+ и OH-, взятыми с обратными знаками. Эти величины называются водородным (pH) и гидроксильным (pOH) показателями.

pH = -lg [H+]

pOH = -lg [OH-]

В нейтральной среде [H+] = 1.0*10-7 моль/л; pH = 7

В кислой среде [H+] > 1.0*10-7 моль/л; pH < 7

В щелочной среде [H+] < 1.0*10-7 моль/л; pH > 7

Для определения кислотности или щелочности среды используют индикаторы – вещества, которые меняют свою окраску в зависимости от pH среды. Это изменение происходит в определенном интервале pH, например, у метилового оранжевого (или кратко – метилоранжа) окраска от желтой до красной изменяется в интервале pH 4.4-3.1. При помощи индикаторов возможно определение pH раствора. Например, если в испытуемом растворе индикатор метилоранж желтеет, а лакмус краснеет, то pH раствора лежит между 4,4-5,0.

Для характеристики поведения слабых электролитов в растворах используют понятие константы диссоциации слабого электролита, которая по своему смыслу, является константой равновесия процесса распада молекул этого электролита на ионы. Для слабых кислот она носит название константы кислотности (Ka), а для слабых оснований – константы основности (Kh).

Например, для процесса диссоциации уксусной кислоты

Ch4COOH ↔ Ch4COO- + H+

Выражение для константы кислотности примет вид:

Ka = [Ch4COO-]*[H+] / [Ch4COOH]

Поскольку все слабые электролиты диссоциируют частично и обратимо, существует еще одна характеристика глубины протекания этого процесса, она носит название степени диссоциации (α) и показывает отношение числа молекул, подвергшихся распаду на ионы, к общему количеству молекул, введенных в раствор:

Степень диссоциации и константа диссоциации слабого электролита связаны между собой уравнением разведения Оствальда:

Ka = с α 2 / (1- α), где с – молярная концентрация слабого электролита

При малых значениях концентрации вещества очень низкой степени диссоциации ( т.е с→ 0, α → 0 ) уравнение разведения Оствальда можно упростить до вида

Ka ≈ с α 2

Приборы и реактивы:

Ионометр, компаратор, колбы мерные на 50 мл – 2 шт., стаканчики химические по 50 мл – 2 шт., пипетки мерные на 5 мл, пробирки. Растворы: уксусная кислота 1 М, гидроксид натрия 0,05 М. Лакмус, метилоранж, фенолфталеин, универсальный индикатор.

Ход работы:

Опыт 1: Окраска индикаторов в различных средах.

В три пробирки налить по 1,5-2 мл (половина микропробирки) дистиллированной воды и добавить по 2 капли лакмуса. В одну пробирку добавить 2 капли 2 М HCl, в другую 2 капли 2 М NaOH. Наблюдать окраску лакмуса в нейтральной, кислой и щелочной средах. После выполнения опыта растворы вылить, посуду тщательно вымыть. Повторить опыт с использованием индикаторов фенолфталеина и метилоранжа. Окраску индикаторов занести в таблицу.

Индикатор

Среда

Кислая

Нейтральная

Щелочная

Лакмус

Красный

Фиолетовый

Синий

Фенолфталеин

Бесцветный

Бесцветный

Малиновый

Метилоранж

Розовый

Оранжевый

Желтый

Опыт 2. Определение pH раствора уксусной кислоты.

В мерной колбе на 50 мл приготовить 0,1 М раствор из 1 М уксусной кислоты. Для этого пипеткой на 5 мл набрать нужное количество 1 М уксусной кислоты в мерную колбу и долить до метки дистиллированной воды. Вычислить степень диссоциации 0,1 М раствора кислоты по формуле

α= (Ka / См)0,5, где α – степень диссоциации, Ka - константа кислотности, для уксусной кислоты , Ka = 1,86*10-5 , См - молярная концентрация кислоты. Затем, используя значение α, вычислить концентрацию ионов водорода [H+] по формуле [H+] = α* См * b, где b – число ионов водорода, получающихся при диссоциации одной молекулы кислоты (для уксусной кислоты b = 1). После этого рассчитать водородный показатель раствора pH.

α= (1,86*10-5 / 0,1)0,5 = 0,0136

[H+] = 0,0136* 0,1 * 1= 0,00136

pH = -lg [H+]; pH =2.87

Вывод: Был изучены методы вычисления pH растворов.

5

studfiles.net

Химик.ПРО - Определить pH раствора

Определите pH раствора, содержащего в 1000 граммах воды (h3О) 0,01 моль гидроксида натрия (NaOH) и 0,12 моль хлорида натрия (NaCl).

 Решение задачи

Ионной силой называют полусумму произведений молярных концентраций всех присутствующих в растворе ионов на квадраты их зарядов:

Где:

I – ионная сила раствора;

Cm,i – молярная концентрация i-го иона;

zi – заряд i-го иона.

Определите pH раствора Запишем уравнение диссоциации раствора гидроксида натрия (NaOH):

Определите pH раствора Запишем уравнение диссоциации раствора хлорида натрия (NaCl):

Находим ионную силу раствора:

I = 0,5 (0,01 ⋅ 12 + 0,01 ⋅ 12 + 0,12 ⋅ 12 + 0,12 ⋅ 12) = 0,5 ⋅ 0,26 = 0,13.

Отсюда коэффициент активности гидроксид иона (ОH-) равен:

f ОH- = 0,795.

Тогда активность гидроксид ионов (ОH-):

а ОH- = 0,795 ⋅ 0,01 = 7,95 ⋅ 10-3.

По значению ионного произведения воды найдем активность ионов водорода (H+):

аH+ = 10-14 /7,95 ⋅ 10-3 = 0,125 ⋅ 10-11

Водородный показатель раствора азотной кислоты (HNO3) равен:

Определите pH раствора Получаем:

pH = -lg 0,125 ⋅ 10-11 = 11,9.

В случаях приближенных расчетов можно не учитывать активность, тогда pH раствора будет равен 12.

Ответ:

водородный показатель раствора 11,9.

Похожие задачи по химии

himik.pro

Как определить pH растворов

pH – это водородный показатель, который отражает количество свободных ионов водорода, содержащихся в растворе. Кроме того, значение pH показывает щелочность или кислотность растворов. Определение значения водородного показателя среды важно, так как он влияет на скорость различных химических и биохимических реакций.

Вам понадобится

- кислотно-основные индикаторы;- пробирки;- пипетки;- pH-метр.

Спонсор размещения P&G Статьи по теме "Как определить pH растворов" Как понизить ph воды Как найти коэффициент распределения Как определить сильные электролиты

Инструкция

1

Для быстрого определения pH приготовьте органические вещества-индикаторы, которые изменяют цвет в зависимости от кислотности растворов, например, метилоранж (метиловый оранжевый), лакмус, фенолфталеин и др. Затем ополосните чистую пробирку небольшим количеством исследуемого раствора и вылейте его. Потом налейте туда приблизительно 15 мл образца и добавьте в него несколько капель индикатора. Аккуратно перемешайте. Сравните полученный вами цвет с окраской шкалы стандартных растворов. Визуально определите наиболее близкий оттенок к вашей пробе. Искомое значение pH будет равно значению pH эталона. Если в качестве индикатора взяли лакмусовую бумагу, то капните на нее исследуемый раствор и потом сравните со шкалой.

2

Чтобы найти водородный показатель эмульсии, коллоидной системы или неводного раствора, то используйте специальный прибор: pH-метр. Перед началом работы настройте его по стандартным буферным растворам согласно инструкции, прилагаемой к измерителю. Найдите значение pH, сравнив потенциал индикаторного электрода, опущенного в опытный образец с зарядом того же электрода в стандартном буферном растворе. Помните, что нахождение этим методом кислотности или щелочности растворов следует проводить при температуре +25 плюс-минус 2 градуса, иначе необходимо будет делать соответствующие поправки.

3

Еще одним способом определения pH является кислотно-основное титрование. В сухой стакан для титрования поместите пробу исследуемого образца и добавьте к ней цветной индикатор, например, слабую кислоту, которая имеет разную окраску кислой и щелочной форм. Далее к этому раствору, при постоянном помешивании, добавьте по каплям титр (раствор известной концентрации). Прекратите титрование, как только раствор изменит цвет. Затем, зная объем и концентрацию титранта, рассчитайте кислотность исследуемой пробы. Как просто

masterotvetov.com

Как посчитать pH

2 методика:Высчитать pH сильной кислоты или щелочиВычислить pH слабой кислоты или щелочи

рН водного раствора - это мера, показывающая степень его кислотности. Используйте нижеприведенные подсказки, чтобы узнать, как рассчитать рН.

Шаги

Метод 1 из 2: Высчитать pH сильной кислоты или щелочи

  1. 1 Узнайте что такое рН. Шкала рН используется, чтобы показать является ли раствор кислотным или щелочным. Она работает путем измерения потенциала ионов водорода, содержащихся в веществе. Формула для расчета pH водного раствора была открыта в Калифорнийском университете как отрицательный логарифм концентрации в растворе водородных ионов. [1] Это может быть выражено как:
    • pH = - log[h4O+]
    • Шкала рН колеблется от 0 до 14.Водный раствор с рН ниже 7 соответствует кислоте, а раствор с рН выше 7 представляет собой щелочь. 7 - нейтральное содержание ионов.[1]
  2. 2 Изучите как определить сильную кислоту или щелочь.Сильная кислота или щелочь представляет собой соединение, которое почти всегда растворяется полностью в воде. Это означает, что концентрация кислоты легко вычисляется и, следовательно, она равна концентрации ионов водорода в растворе.
  3. 3 Найти концентрацию сильной кислоты или щелочи. Для расчета рН сильной кислоты или щелочи, необходимо сначала определить концентрацию ионов гидроксония в растворе - моль на литр.
    • Если раствор покупной, молярность будет указана на упаковке.
    • Если раствор был создан в лаборатории, число ионов гидроксония в продуктах реакции можно определить по химическому уравнению реакции, а молярность может быть определена по количеству продуктов реакции.
  4. 4 Используйте уравнение рН для расчета рН. Значение рН равно отрицательному логарифму объема концентрации. Например:
    • Соляная кислота (HCl) - это пример сильной кислоты. pH для 0.01M раствора HCl равен −log10(0.01), из чего следует pH = 2.

Метод 2 из 2: Вычислить pH слабой кислоты или щелочи

  1. 1 Изучите, что определяет слабую кислоту или щелочь. Расчет рН слабых кислот и щелочей немного сложнее. Это происходит из-за того, что слабые кислоты и щелочи не полностью растворяются в воде, как следствие количество нерастворимых ионов гидроксония делает значение концентрации раствора неточным. Чтобы избежать неточности, вы должны использовать уравнение химического равновесии.[2]
    • Поиск рН раствора, содержащего слабую кислоту требует решения квадратного уравнения.
    • Поиск рН раствора, содержащего слабую щелочь может потребовать решения кубического уравнения.
  2. 2 Рассмотрите равновесие раствора. Запишите химическое равновесие, соотвествующее вашей конкретной ситуации, наряду с уравнением для константы равновесия.[2]
  3. 3 Создайте таблицу значений. Она должна отражать концентрацию всех веществ, записанных в равновесии.[2]
  4. 4 Подставьте эти значения в уравнение константы равновесия.[2]
  5. 5 Решите квадратное уравнение. Полученный ответ будет значением рН слабой кислоты или щелочи.

ves-mir.3dn.ru

Как определить pH растворов

pH – это водородный показатель, который отражает количество свободных ионов водорода, содержащихся в растворе. Кроме того, значение pH показывает щелочность или кислотность растворов. Определение значения водородного показателя среды важно, так как он влияет на скорость различных химических и биохимических реакций.

Вам понадобится

  • - кислотно-основные индикаторы;
  • - пробирки;
  • - пипетки;
  • - pH-метр.

Инструкция

  • Для быстрого определения pH приготовьте органические вещества-индикаторы, которые изменяют цвет в зависимости от кислотности растворов, например, метилоранж (метиловый оранжевый), лакмус, фенолфталеин и др. Затем ополосните чистую пробирку небольшим количеством исследуемого раствора и вылейте его. Потом налейте туда приблизительно 15 мл образца и добавьте в него несколько капель индикатора. Аккуратно перемешайте. Сравните полученный вами цвет с окраской шкалы стандартных растворов. Визуально определите наиболее близкий оттенок к вашей пробе. Искомое значение pH будет равно значению pH эталона. Если в качестве индикатора взяли лакмусовую бумагу, то капните на нее исследуемый раствор и потом сравните со шкалой.
  • Чтобы найти водородный показатель эмульсии, коллоидной системы или неводного раствора, то используйте специальный прибор: pH-метр. Перед началом работы настройте его по стандартным буферным растворам согласно инструкции, прилагаемой к измерителю. Найдите значение pH, сравнив потенциал индикаторного электрода, опущенного в опытный образец с зарядом того же электрода в стандартном буферном растворе. Помните, что нахождение этим методом кислотности или щелочности растворов следует проводить при температуре +25 плюс-минус 2 градуса, иначе необходимо будет делать соответствующие поправки.
  • Еще одним способом определения pH является кислотно-основное титрование. В сухой стакан для титрования поместите пробу исследуемого образца и добавьте к ней цветной индикатор, например, слабую кислоту, которая имеет разную окраску кислой и щелочной форм. Далее к этому раствору, при постоянном помешивании, добавьте по каплям титр (раствор известной концентрации). Прекратите титрование, как только раствор изменит цвет. Затем, зная объем и концентрацию титранта, рассчитайте кислотность исследуемой пробы.

completerepair.ru

Как найти ph раствора

Существует два способа определения водородного показателя растворов – потенциометрический (с помощью рН-метра) и колориметрический (с помощью химических индикаторов). Первый соответственно более точен и позволяет определять кислотность в любых средах, любого состава, цвета и консистенции, тогда как второй метод годится для прозрачных водных растворов. Этот метод определения рН растворов основан на использовании кислотно-основных индикаторов, окраска которых изменяется с изменением кислотности среды.

Вам понадобится

1

Смесь равных объемов кислот 0,12 н.: фосфорной, уксусной, борной. 2. Едкий натр NaOH, 0,2 н. 3. Индикаторы: Тропеолин 00, 0,1% водный раствор. Метиловый оранжевый, 0,1% водный раствор. Метиловый красный, 0,1% раствор в 60% спирте. Бромтимоловый синий, 0,05% раствор в 20% спирте. Крезоловый красный, 0,04% водный раствор. Фенолфталеин, 0,1 % спиртовой раствор. Тимолфталеин, 0,1% спиртовой раствор. Таблица переходов цветовиндикаторов Таблица кислотно-основных индикаторов. Спонсор размещения P&G Статьи по теме "Как найти ph раствора"

Инструкция

1

Проведите ориентировочное определение значения рН испытуемого раствора с помощью универсального индикатора или универсальной индикаторной бумаги. Степень кислотности водного раствора выражается водородным показателем (количеством ионов водорода), величина которого колеблется от 0 (крайне высокая кислотность) до 14 (крайне высокая щелочность). При этом изменению концентрации водородных ионов в 10 раз соответствует изменение рН на одну единицу. Нейтральная среда имеет показатель ph, равный 7 (при комнатной температуре). Метиловый оранжевый при рН 4,4 – желтый; лакмус при рН 8 – синий. К примеру, у вас лакмусовая бумажка приобрела красный цвет, следовательно, испытуемый раствор имеет повышенную кислотность, значение рН менее 5.

2

Найдите в таблице индикаторы, которые более точно диагностируют область кислотности, уже определенную универсальным индикатором. Т.е. смотрите, у какого индикатора в области значений наблюдается водородный показатель от 0 до 5 – у метиленового красного, метилоранжа и тропеолина 00.

3

Приготовьте стандартный ряд буферных растворов, охватывающих эту область рН. Для этого возьмите сухие калиброванные пробирки, поместите в них по 5 мл смеси кислот, едкого натра кладите в каждую пробирку соответственно таблице. Пронумеруйте (или как-то иначе пометьте) их. Перемешайте растворы и пипеткой уберите лишнее, доведя объем раствора в каждой пробирке ровно до 5 мл.

4

В отдельную чистую пробирку (если проверяете сразу несколько индикаторов, берите пробирки по числу индикаторов) наберите 5 мл испытуемого раствора. Добавьте по 2 капли нужного индикатора и сравните окраску испытуемого раствора с окраской растворов стандартного ряда.

Как просто

masterotvetov.com

Как найти ph раствора

Содержание

  1. Вам понадобится
  2. Инструкция

Существует два способа определения водородного показателя растворов – потенциометрический (с помощью рН-метра) и колориметрический (с помощью химических индикаторов). Первый соответственно более точен и позволяет определять кислотность в любых средах, любого состава, цвета и консистенции, тогда как второй метод годится для прозрачных водных растворов. Этот метод определения рН растворов основан на использовании кислотно-основных индикаторов, окраска которых изменяется с изменением кислотности среды.

Вам понадобится

  • 1. Смесь равных объемов кислот 0,12 н.: фосфорной, уксусной, борной.
  • 2. Едкий натр NaOH, 0,2 н.
  • 3. Индикаторы:
  • Тропеолин 00, 0,1% водный раствор.
  • Метиловый оранжевый, 0,1% водный раствор.
  • Метиловый красный, 0,1% раствор в 60% спирте.
  • Бромтимоловый синий, 0,05% раствор в 20% спирте.
  • Крезоловый красный, 0,04% водный раствор.
  • Фенолфталеин, 0,1 % спиртовой раствор.
  • Тимолфталеин, 0,1% спиртовой раствор.
  • Таблица переходов цветовиндикаторов
  • Таблица кислотно-основных индикаторов.

Инструкция

  • Проведите ориентировочное определение значения рН испытуемого раствора с помощью универсального индикатора или универсальной индикаторной бумаги. Степень кислотности водного раствора выражается водородным показателем (количеством ионов водорода), величина которого колеблется от 0 (крайне высокая кислотность) до 14 (крайне высокая щелочность). При этом изменению концентрации водородных ионов в 10 раз соответствует изменение рН на одну единицу. Нейтральная среда имеет показатель ph, равный 7 (при комнатной температуре). Метиловый оранжевый при рН < 3,1 имеет красный цвет, а при рН > 4,4 – желтый; лакмус при рН < 5 красный, а при рН > 8 – синий. К примеру, у вас лакмусовая бумажка приобрела красный цвет, следовательно, испытуемый раствор имеет повышенную кислотность, значение рН менее 5.
  • Найдите в таблице индикаторы, которые более точно диагностируют область кислотности, уже определенную универсальным индикатором. Т.е. смотрите, у какого индикатора в области значений наблюдается водородный показатель от 0 до 5 – у метиленового красного, метилоранжа и тропеолина 00.
  • Приготовьте стандартный ряд буферных растворов, охватывающих эту область рН. Для этого возьмите сухие калиброванные пробирки, поместите в них по 5 мл смеси кислот, едкого натра кладите в каждую пробирку соответственно таблице. Пронумеруйте (или как-то иначе пометьте) их. Перемешайте растворы и пипеткой уберите лишнее, доведя объем раствора в каждой пробирке ровно до 5 мл.
  • В отдельную чистую пробирку (если проверяете сразу несколько индикаторов, берите пробирки по числу индикаторов) наберите 5 мл испытуемого раствора. Добавьте по 2 капли нужного индикатора и сравните окраску испытуемого раствора с окраской растворов стандартного ряда.

completerepair.ru