Iloczyn jonowy wody i jego zal. od temp. - Biorąc że [H2O] jest praktycznie stałe stosuje się pojęcie iloczynu jon. które obl. mnożąc stałą dysocjacji przez stężnia wody [H+][OH] =
K(H2O)[H2O] = 1,99 *10(-19) * 55,3 = K(H2O) = 1,1 * 10(-14) Wartość iloczynu jon. zależy od temp. i zmienia się: od 0,6 * 10(-14) w 18 stopniach do 59 * 10(-14) w 100 stopniach. Dla wolnych roztworów kwasowych lub zasad w temp. 25stopni wartość iloczynu jon. = 10(-14) = const tak samo dla czystej wody. Stąd w roztworze zasadowym stężenie np jonów wodorowych można określić na podstawie [H+] = 10(-14)/[OH-]. Liczbowa wartość iloczynu jonowego nie może być w żadnym razie przekroczona, gdyż jest ona wyrazem równowagi chem. pomiędzy cząsteczkami wody i jej jonami.
Wykładnik stężenia jonów wodorowych - pH = - lg [H+] wtedy w: obojętnym roztworze pH = -lg 10(-7) = 7 odczyn obojętny [H+] = [OH-], kwaśnym roztworze pH < 7 odczyn kwasowy [H+] >> [OH-], zasadowym roztworze pH > 7 odczyn zasadowy [H+] << [OH-].Ściśle biorąc zamiast stężeń [H+] należy brać wartość aktywności jonów wodorowych aH, wtedy pH = -lg aH+ Metody oznaczania pH - możemy obliczyć na podstawie : stężnia znanego roztworu, za pomocą indykatorów ( czyli subst. zmieniających barwę w zależności od wartości pH ), pehametrem, metoda potencjometryczna (używamy do tego celu ogniwa wodorowego. Jedna elektroda tego ogniwa jest w styczności z roztworem o znanym stężeniu [H+] najczęściej równym 1n, a druga elektroda jest w roztworze o nieznanym pH pH = E / 0,058
Wskaźniki kwasowo-zasadowe, mechanizm działania: przykładem zastosowania prawa działania mas do reakcji jonowych jest działanie kwasów i zasad na pewne barwniki tzn.
Indykator: nawet bardzo mała ilość wolnego kwasu lub wolnej zasady w związkach tych wywołuje momentalne zmiany zabarwienia: oranż metylowy, fetyloftaleina, czerwień metylowa, lakmus, błękit branotymolowy ( elektrolity o bardzo małej wartości stałej dysocjacji K). Zakres zmiany barwy pozostaje w związku z wartością pH (pH=-lgK) na podstawie oranżu metylowego. Mechanizm działania na przykładzie metylooranżu: Skomplikowany związek organiczny, wewnątrz którego znajduje się azobenzen o buduwie:
[NCH(3)](2)*C(6)H(6)*N=N*C(6)H(4)*SO(4)*SO(3)]-*H+. Jest to sól sodowa bardzo słabego kwasu sólfonowego dysocjujących w roztworze. Część zawarta w klamrach to anion, ma kolor złotożółty natomiast niezdysocjonowane drobiny RH mają w roztworach zabarwienie czerwone w roztworze wodnym istnieć będzie równowaga
H*R=H++R- czerwony=żółty
Roztwór wodny metylooranżu wykazuje barwę czerwoną w miarę jednak wzrostu dusocjacji co za tym idzie wzrostu stężeń jonów R-.Po oddaniu do roztworu metylooranżu kropli jakiegokolwiek kwasu barwa staje się intensywnie czerwona. Wystarczy do tego minimalna ilość kwasu. Natomiast nieznaczna ilość zasady zmienia barwę na kolor intensywnie żółty.Dodając kwasu, sprawdzamy nadmiar jonów H+ wskutek czego dysocjacja cząstek indykatora musi być cofnięta. Wprowadzając natomiast wolną zasadę działamy jonami OH-, które wiążą jony H+ - dysocjacja posuwa się głębiej, wyrażna zmiana barwy w przypadku metylooranżu następuje gdy:[H+]=ok.10(-4).Dokładniej zakres zmiany barw w pH wynosi 3,1-3,4.
Iloczyn jonowy wody i jego zal. od temp. - Biorąc że [H2O] jest praktycznie stałe stosuje się pojęcie iloczynu jon. które obl. mnożąc stałą dysocjacji przez stężnia wody [H+][OH] =
K(H2O)[H2O] = 1,99 *10(-19) * 55,3 = K(H2O) = 1,1 * 10(-14) Wartość iloczynu jon. zależy od temp. i zmienia się: od 0,6 * 10(-14) w 18 stopniach do 59 * 10(-14) w 100 stopniach. Dla wolnych roztworów kwasowych lub zasad w temp. 25stopni wartość iloczynu jon. = 10(-14) = const tak samo dla czystej wody. Stąd w roztworze zasadowym stężenie np jonów wodorowych można określić na podstawie [H+] = 10(-14)/[OH-]. Liczbowa wartość iloczynu jonowego nie może być w żadnym razie przekroczona, gdyż jest ona wyrazem równowagi chem. pomiędzy cząsteczkami wody i jej jonami.
Wykładnik stężenia jonów wodorowych - pH = - lg [H+] wtedy w: obojętnym roztworze pH = -lg 10(-7) = 7 odczyn obojętny [H+] = [OH-], kwaśnym roztworze pH < 7 odczyn kwasowy [H+] >> [OH-], zasadowym roztworze pH > 7 odczyn zasadowy [H+] << [OH-].Ściśle biorąc zamiast stężeń [H+] należy brać wartość aktywności jonów wodorowych aH, wtedy pH = -lg aH+ Metody oznaczania pH - możemy obliczyć na podstawie : stężnia znanego roztworu, za pomocą indykatorów ( czyli subst. zmieniających barwę w zależności od wartości pH ), pehametrem, metoda potencjometryczna (używamy do tego celu ogniwa wodorowego. Jedna elektroda tego ogniwa jest w styczności z roztworem o znanym stężeniu [H+] najczęściej równym 1n, a druga elektroda jest w roztworze o nieznanym pH pH = E / 0,058
Wskaźniki kwasowo-zasadowe, mechanizm działania: przykładem zastosowania prawa działania mas do reakcji jonowych jest działanie kwasów i zasad na pewne barwniki tzn.
Indykator: nawet bardzo mała ilość wolnego kwasu lub wolnej zasady w związkach tych wywołuje momentalne zmiany zabarwienia: oranż metylowy, fetyloftaleina, czerwień metylowa, lakmus, błękit branotymolowy ( elektrolity o bardzo małej wartości stałej dysocjacji K). Zakres zmiany barwy pozostaje w związku z wartością pH (pH=-lgK) na podstawie oranżu metylowego. Mechanizm działania na przykładzie metylooranżu: Skomplikowany związek organiczny, wewnątrz którego znajduje się azobenzen o buduwie:
[NCH(3)](2)*C(6)H(6)*N=N*C(6)H(4)*SO(4)*SO(3)]-*H+. Jest to sól sodowa bardzo słabego kwasu sólfonowego dysocjujących w roztworze. Część zawarta w klamrach to anion, ma kolor złotożółty natomiast niezdysocjonowane drobiny RH mają w roztworach zabarwienie czerwone w roztworze wodnym istnieć będzie równowaga
H*R=H++R- czerwony=żółty
Roztwór wodny metylooranżu wykazuje barwę czerwoną w miarę jednak wzrostu dusocjacji co za tym idzie wzrostu stężeń jonów R-.Po oddaniu do roztworu metylooranżu kropli jakiegokolwiek kwasu barwa staje się intensywnie czerwona. Wystarczy do tego minimalna ilość kwasu. Natomiast nieznaczna ilość zasady zmienia barwę na kolor intensywnie żółty.Dodając kwasu, sprawdzamy nadmiar jonów H+ wskutek czego dysocjacja cząstek indykatora musi być cofnięta. Wprowadzając natomiast wolną zasadę działamy jonami OH-, które wiążą jony H+ - dysocjacja posuwa się głębiej, wyrażna zmiana barwy w przypadku metylooranżu następuje gdy:[H+]=ok.10(-4).Dokładniej zakres zmiany barw w pH wynosi 3,1-3,4.