Расчет рН растворов разных электролитов

При определении концентрации кислот и оснований важное значение имеет расчет рН растворов. Можно выделить несколько видов кислотно-основных растворов: сильной кислоты или основания, слабой кислоты или слабого основания, соли, образованной сильной кислотой и сильным основанием, соли, образованной слабой кислотой и сильным основанием или сильной кислотой и слабым основанием, кислого буферного раствора, включающего смесь слабой кислоты и ее соли, основного буферного раствора, включающего смесь слабого основания и его соли.

Расчет рН различных растворов.

1) Сильной кислоты: pH = -lg[H⁺] = -lgС_н, где С_н или С_эк., С_N -нормальная концентрация кислоты.

2) сильного основания: рН = 14 + lg[OH^-] = 14 + lgС_o, где С_o или С_эк., С_N - нормальная концентрация основания.

3) слабой кислоты: . рН определяется диссоциацией слабой кислоты:
рН= 0,5 рК_к - 0,5 lgC_к = -lg = 0,5 рК_к + 0,5 pC_k = рК_к + рС_к, где C_к - молярная концентрация слабой кислоты, pC_к = -lgC_к. Если кислота многоосновная (Н₂СО₃, Н₃РО₄), то учитывается только диссоциация по первой стадии, так как диссоциация по остальным стадиям меньше и поставляет незначительное количество протонов.

4) cлабого основания: рН = 14 – рОН = 14 – (-lg ), так как рОН = -lg

5) В растворе находится соль слабой кислоты и сильного основания. рН определяется гидролизом соли слабой кислоты: pH = 7 + 0,5 pK_к + 0,5 ^. lgC_соли = 14 – рОН = 14 + lg . Если кислота двухосновная, расчет вести считая, что гидролиз идет только по первой стадии.

6) Соли сильной кислоты и слабого основания: pH = 7 - 0,5 pK_осн. - 0,5 ^. lgC_соли = -lg .

7) Соли сильной кислоты и сильного основания: рН = 7, так как гидролиз соли не протекает ни по аниону, ни по катиону и среда остается нейтральной.

8) Кислой буферной смеси, состоящей из слабой кислоты и ее соли: рН= -lg[H⁺] =

-lg = -lgK_k – lg(C_k/C_соли) = рК_к - lg(C_k/C_соли) = рК_к – lgC_k + lgС_соли.

9) Основной буферной смеси, состоящей из слабого основания и его соли: рН = 14 + lg = 14 - рК_о + lgC_o/C_cоли = 14 - рК_о + lgC_o - lgC_cоли.

Очевидно, что в вариантах 3 – 6 удобно пользоваться однотипной формулой:

рН = -lg (варианты 3,6) или

рОН = -lg (варианты 4,5), используя при этом константы равновесия соответствующих процессов, а именно: диссоциации (варианты 3,4) или гидролиза (варианты 5,6).

В вариантах 8 – 9 удобно пользоваться однотипной формулой:

рН = рК_к – lgСк/С_соли(кислый буфер, вариант 8) или

рОН = рК_о – lgС_о/С_соли(основный буфер, вариант 9).