Автопротолиз. Сутектік көрсеткіш

Оңтүстік Қазақстан обылысы
Шардара ауданы
№ 16 колледж студенті   
Орындаған: Ф-40 топ студенті Әмір Нұржан Анарбекұлы

 

Автопротолиз реакциясы барысында біртүрлі еріткіш молекулаларының бірі протонын беріп, екіншісі оны қосып алып тепе-теңдік орнайтындығын аддыңғы тақырыптан хабардар болдық, яғни:

H2O+H2O ⇔H3O++OH-

NH3+NH3 ⇔ NH+4+NH-2

CH3OH+CH3OH ⇔CH3OH2+ CH3O-

Жалпы жағдай үшін:

HSolv+HSolv ⇔H2Solv++Solv-

Тепе-тендікті сандық тұғыда сипаттау үшін тепе-теңдік константа өрнегін жазалық:    

K=[H3O+]*[OH-]/[H2O]*[H2O]

K=[H2Solv+]*[Solv-]/[HSolv]*[HSolv]

Диссоциациялануға еріткіш молекуласының өте аз бөлігі ұшырайтын болғандықтан оның концентрациясын тұрақты деп қабылдаймыз да, тепе-теңдік константасына көбейтіп жібереміз:

K*[H2O]2=Kw=[H3O+]*[OH-]

K*[HSolv]=KHSolv=[H2Solv+]*[Solv-]

Теңдеулердің біріншісі кәдімгі өзімізге таныс судың иондық көбейтіндісі. Екінші теңдеу де еріткіштің немесе лионий - лиат иондарының көбейтіндісі және KHSolv - шамасы автопротолиз константасы деп аталады.

Бөлме температурасы (~25°С) жағдайында судың иондық көбейтіндісінің мәні 1*10-14 -ке тең, яғни

Kw=[H3O+]*[OH-]=1*10-14

Теңдіктен [H3O+]=[OH-]  жағдайында [H+] шамасын анықталық:

Жазылу қарапайым болу үшін және өзімізге бұрыннан көзтаныс H3O+ орнына H+-ті пайдалансақ [H+]=10-7моль/л

Қолдануға ыңғайлы болу үшін ондық логарифм жүйесін пайдаланып -lg[H+] pH, ал -lg[OH-] pOH  деп белгілеп, бұларды сутектік және негіздік көрсеткіш деп атайды. Судағы ерітінділер үшін оның рН мәніне қарай ортаны бейтарап, қышқылды және негіздік деп үшке бөледі.

1. [Н+] = [ОН-] = 10-7 моль/л, рН = 7, орта бейтарап.

2. [Н+] > [ОН-]; [Н+] >10-7 моль/л, рН < 7 қышқылды орта.

3. [Н+] < [ОН-]; [Н+] <10-7  моль/л, рН > 7 сілтілі орта.

Егер,  pH+pOH=14 екендігін ескерсек кез-келген судағы ерітінді үшін сутектік көрсеткіш мәні төмендегіше анықталады:

pH=14-pOH

Айтқандарымызды жалпы еріткіштер мен су үшін жазатын болсақ төмендегідей өрнек аламыз:

Еріткіш су                                                   Амфипротонды еріткіш

H2O ⇔ H++OH-                                                       HSolv ⇔ H++Solv-  

немесе                                                       немесе

2H2O ⇔ H3O++OH-                                                   2HSolv ⇔ H2Solv++Solv

Kw=[Н+] *[OН-]                                            KHSolv=[Н] *[Solv-]

немесе                                                       немесе

Kw=[Н3O+] *[OН-]                                       KHSolv=[Н2Solv+] *[Solv-]

pKw=pH+pOH                                             pKHSolv=pH+pSolv

+]=[OН-]                                                   [Н]=[Solv-]

pH=1/2pKw     <— Бейтарап орта—>              pH=1/2pKHSolv

+]>[OН-]                                                     [Н]>[Solv-]

pH<7          <— Қышқылдық орта —>             pH<pSolv

+]<[OН-]                                                     [Н]<[Solv-]

pH>7          <— Сілтілік орта —>                    pH>pSolv

Қышқылдық ортаны көрсететін шкала су үшін 0 мен 14 аралығында жатса, өзге еріткіш үшін "0" ден pKHSolv аралығьн алады. Амфипротонды кейбір еріткіштердің автопротолизі 1 - кестеде келтірілген

Амфипротонды еріткіштердің автопротолизі

Еріткіш

HSolv

Лионий

H2Solv+

Лиат

Solv-

KHSolv

 pH шкаласы

Бейтарап орта мәні

pH=1/2 pKHSolv

H2O

H3O+

OH-

10-14

0-14,0

7

H2SO4

H3SO+4

HSO-4

10-3,6

0-3,6

1,8

HCOOH

HCOOH+2

HCOO-

10-6,7

0-6,7

3,35

CH3COOH

CH3COOH

CH3COO-

10-14,4

0-14,4

7,2

CH3OH

CH3OH+2

CH3O-

10-17,3

0-17,3

8,65

C2H5OH

C2H5OH+2

C2H5O-

10-19

0-19,0

9,5

NH3

NH+4

NH-2

10-22

0-22

11,0

CH3-CN

CH3CNH+

CH3CN-

10-19,5

0-19,5

9,75

Демек, кез-келген еріткіш үшін, орта қышқылдығы немесе сілтілігін лионий немесе лиат иондарының концентрациясымен (активтілігімен) сипаттауға болады. Қолдануда ыңғайлы болу үшін, кәдімгі өзімізге таныс pH және pOH сияқты  pH және p[Solv-] мәндерін пайдаланады.   Мұндағы pH және pOH  - сутектік және негіздік көрсеткіш болып аталатындықтан жалпы жағдай үшін, p[Solv-]-те негіздік көрсеткіш болып аталады.

Есімізге түсірелік!

Су үшік, Kw=[H+]* [OH-];   pKw=pH+pOH;

Еріткіш үшін, KHSolv=[H]* [Solv-];  p KHSolv=pH+pSolv; .

Егер,  pH=0 болса, онда pOH=pKw және p[Solv-]=p KHSolv  Ал, pOH=0 болса, онда pH=pKw және pH=pKHSolv.

Демек, еріткіш қышқылдығын сипаттайтьн сутектік көрсеткіш "0" ден pKHSolv (су үшін 0 ден 14-ке дейін) дейінгі аралықта жатады.

Мұндағы KHSolv - кәдімгі судың ионды көбейтіндісі KH2O іспеттес еріткіштің иондық көбейтіндісі немесе автопротолиз константасы деп аталады.

Еріткіштерде pH мәні температураға да көп байланысты. Мысалы, температураға қарай су үшін pKw  мәні төмендегіше өзгереді.

1°С         0          22         50           80          100

pKw       14,82    14,00    13,26      12,60      12,26

Егер бөлме температурасында бейтарап орта үшін  pH-мәні 7,00 болса, 100°С үшін бұл мән 6,13 -ті құрайды.


Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз:


Сайтта мәтіннен қате таптыңыз ба? Мәтінді белгілеп, Ctrl+Enter пернелерін басыңыз!

Пікірлер (0)

Пікір қалдырыңыз


nationalgeographic.kz
Сертификат алу. Сертификат, алғыс хат пен диплом алу жөнінде мәлімет
ҰБТ(онлайн тест)