Kw, pH, pOH: ცნება, როგორ გამოვთვალოთ, სავარჯიშოები

იონიზაციის მუდმივი აძლევს წყალი(კვ), ო წყალბადის პოტენციალი(pH) ეს არის ჰიდროქსილიონური პოტენციალი (pOH) ისინი არიან ზომებს მნიშვნელოვანია გამოთვლებისთვის ქიმიური ბალანსი მჟავე და ძირითად ხსნარებში, აგრეთვე H იონების კონცენტრაციის განსაზღვრისას⁺ და ოჰ^- საკითხის გადაწყვეტას.

რა არის კვ?

წყლის იონური პროდუქტი, ან Kw (ეს ვნიშნავს წყალი - წყალი, ინგლისურად), არის მუდმივი, რომელიც გამოიყენება წყლის თვითიონიზაციით წარმოქმნილი ბალანსი. ძალიან მცირე სიჩქარითაც კი, წყალი იონიზირებს H იონების გამომუშავებას⁺ და ოჰ^-შემდეგი ქიმიური განტოლების თანახმად:

იონური წყლის ბალანსი.

განტოლების ანალიზით, ჩვენ ვხვდებით, რომ როდესაც იონიზაცია სუფთა წყლის მოლეკულადან წარმოიქმნება H იონი.⁺ და OH იონი^-, ანუ ამ იონების კონცენტრაცია ყოველთვის იგივე იქნება. მაშინაც კი, როდესაც ტემპერატურის მომატება ხდება, რაც იონიზაციის სიჩქარის ზრდას იწვევს, კონცენტრაციები იგივე რჩება.

წაიკითხეთ ასევე:იონიზაციის ენერგია

ექსპერიმენტული გაზომვების საფუძველზე გამოითვალეს H იონების კონცენტრაცია⁺ და ოჰ^- (წყლის თვითიონიზაციის შედეგად) 25 ° C ტემპერატურაზე და მისი მნიშვნელობა

1. 10^-7 მოლ / ლ. ანუ ჯამში 1 მილიარდი წყლის მოლეკულამხოლოდ ორი იონიზაციას განიცდის. ეს გვიჩვენებს, რომ სუფთა წყალს აქვს იონიზაციის დაბალი ხარისხი და ხსნის ძალიან დაბალს ელექტროგამტარობა სუფთა წყლის.

იმის გათვალისწინებით, თუ რა იყო ზემოთ ნაჩვენები, ჩვენ შეგვიძლია დავწეროთ გამოხატვა წყლის ბალანსის მუდმივი:

წყლის იონიზაციის მუდმივა (კ_ვ).

H იონის კონცენტრაციის მნიშვნელობების გამოყენება⁺ და ოჰ^- 25 ° C- ზე, შეგვიძლია გამოვთვალოთ K- ის მნიშვნელობა_w:

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ამ ღირებულებას კ_ვ იცვლება ტემპერატურის მატებასთან ერთად, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ცხრილში:

T (° C)	კვ
10	0,29. 10^-14
20	0,68. 10^-14
25	1,00. 10^-14
30	1,47. 10^-14
40	2,92. 10^-14
60	9,40. 10^-14

ამ თემის შესახებ მეტი ინფორმაციის მისაღებად წაიკითხეთ ჩვენი ტექსტი: იონური წყლის პროდუქტი.

რა არის pH და pOH?

PH, ან წყალბადის იონური პოტენციალი, სკალით განსაზღვრავს მჟავე, ძირითადი ან ნეიტრალური ნივთიერება.

აკრონიმი pH ნიშნავს წყალბადის პოტენციალი და შექმნა დანიელმა ბიოქიმიკოსმა სორენ სორენსენი1909 წელს წყალბადის იონის კონცენტრაციები [ჰ⁺], რომლებიც, როგორც წესი, გამოხატულია ათობითი რიცხვებით. ამ თემის შესახებ მეტი ინფორმაციისთვის წაიკითხეთ ჩვენი ტექსტი: რა არის pH?

ამგვარი აღნიშვნა მიუთითებს H იონის შემცველობაზე⁺ ხსნარში იმყოფება და განისაზღვრება მათემატიკური გამოხატულებით:

ანალოგიურად, ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ pOH ან ჰიდროქსილიონური პოტენციალი, რომელიც გვეუბნება OH იონის შემცველობა^- ხსნარში იმყოფება. მისი მათემატიკური გამოხატულებაა:

წყალხსნარში ყოველთვის იქნება H იონები⁺ და ოჰ^- (წყლის მიერ იონიზაციის შედეგად გამოწვეული), რომელიც გამოყენებული იქნება ხსნარის დასახასიათებლად მჟავე ან ძირითადი. მით უფრო მეტი H იონები⁺ ხსნარში არის, უფრო მჟავე იქნება. შესაბამისად, OH იონების არსებობა^- გამოსავალი მას უფრო ძირითადს გახდის. თუ ამ იონების რაოდენობაში წონასწორობაა, ხსნარი კლასიფიცირდება როგორც ნეიტრალური.

pH მასშტაბი

PH მასშტაბის ჩვენება ხდება მნიშვნელობებით 0 – დან 14 – მდე (მნიშვნელობები იზომება 25 ° C– ზე). იხილეთ pH მასშტაბი ქვემოთ მოცემულ სურათზე:

ქვედა pHგამოსავალი,მეტია მისი მჟავიანობა, და რაც უფრო ახლოს იქნება მასშტაბის დასასრულს, ანუ 14-თან ახლოს, მით უფრო დიდი იქნება მისი ძირითადი ხასიათი. მაგალითად, ლიმონის წვენს აქვს pH 2, ხოლო გაუფერულებამდე - pH 12.

როგორ გამოვთვალოთ pH და pOH

იცის იონის კონცენტრაცია, ჩვენ შეგვიძლია გამოთვალეთ მნიშვნელობები ხსნარების pH და pOH და, ვიცით პოტენციური მნიშვნელობები, გამოვთვლით იონების კონცენტრაცია ხსნარებში. ამ მიზნით გამოიყენება შემდეგი გამონათქვამები:

მოდით გადავიდეთ მაგალითებზე:

მაგალითი 1

თუ გვინდა ვიცოდეთ ხსნარის pH [H⁺] = 0.001 მოლ / ლ, უბრალოდ გამოიყენეთ ადრე წარმოდგენილი ფორმულა:

მაგალითი 2

ახლა, იმის გასარკვევად, რა არის OH კონცენტრაცია^- გამოსავალი pOH = 5, უბრალოდ შეცვალეთ მნიშვნელობა შემდეგ ფორმულაში:

თუ წყლის იონური ბალანსის იგივე პოტენციალს გამოვიყენებთ, გვექნება:

როგორც აღინიშნა, 25 ° C ტემპერატურაზე, Kw = 10^-14. ამიტომ:

ამით შეგვიძლია გამოვთვალოთ ხსნარის pOH მისი pH- ის საფუძველზე. თუ ჩვენ გვაქვს გამოსავალი pH 3-ით, მაშინ მისი pOH იქნება 11.

შეიტყვეთ მეტი: ნეიტრალური, მჟავე და ძირითადი საშუალებები

სავარჯიშოები მოგვარებულია

კითხვა 1 (UEFS-BA) OH იონების კონცენტრაცია^–_(აქ) მოცემულ ამონიუმის ჰიდროქსიდის ხსნარში, 25 ° C- ზე, უდრის 1.10-ს^–3 მოლ / ლ. ამ ხსნარის pOH არის:

ა) 0

ბ) 1

გ) 3

დ) 11

ე) 13

რეზოლუცია: წერილი C. თუ ჩვენ გვაქვს [OH^–] = 10^–3 მოლ / ლ, ასე რომ თქვენი pOH უდრის 3-ს.

შეხედე:

კითხვა 2 (UEA-AM) გაითვალისწინეთ შემდეგი ინფორმაცია, რომელიც მიღებულია მინერალური წყლის ეტიკეტიდან ქალაქ პორტო სეგუროში (BA):

ნიტრატი 1,45 მგ / ლ
pH 25 ° C ტემპერატურაზე 4,51

ეს მინერალური წყალი არის

ა) მჟავე და აქვს [H⁺] –].

ბ) მჟავე და აქვს [H⁺]> [ოჰ^–].

გ) ნეიტრალური და აქვს [H⁺] = [ოჰ^–].

დ) ძირითადი და აქვს [H⁺]> [ოჰ^–].

ე) ძირითადი და აქვს [H⁺] –].

რეზოლუცია: ასო ბ. ვინაიდან მინერალური წყლის pH ეტიკეტზე 7-ზე ნაკლებია, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ეს არის მჟავე ხსნარი და, შესაბამისად, H იონების კონცენტრაცია⁺ უფრო დიდია ვიდრე OH– ს^-.

კითხვა 3 (UEA-AM) ლაბორატორიაში აირული წყალბადის სწრაფი წარმოების ერთ-ერთი გზაა ფხვნილ მეტალურ თუთიაზე მარილმჟავასთან (HCl) რეაქცია, 1.0 მოლი / ლ კონცენტრაციაზე:

Zn (s) + 2 HCl (aq) _→ ZnCl₂ (aq) + H₂ (ზ)

იმის გათვალისწინებით, რომ მარილმჟავა არის 100% იონიზირებული და რომ ხსნარი 25 ° C ტემპერატურაზეა, მართებულად უნდა ითქვას, რომ ტექსტში მოხსენიებული მარილმჟავას ხსნარის pH არის

1. 0
2. 1
3. 3
4. 13
5. 14

რეზოლუცია:Ასო ა. ხსნარის pH- ის გამოთვლა შეგვიძლია ტექსტში ინფორმირებული HCl კონცენტრაციის გამოყენებით, ვინაიდან, რადგან იგი 100% იონიზირებულია, კონცენტრაცია [H⁺] იგივე იქნება, რადგან თითოეული იონიზირებული HCl მოლეკულისთვის ერთი H იონი⁺ გენერირდება. ამიტომ:

ვიქტორ ფერეირას მიერ
ქიმიის მასწავლებელი