Ако искате да постигнете успех в химията, трябва да разберете киселини и основи. Трябва не само да разберете какви са тези съединения и как се държат в разтвор, но и да можете да се справите прости изчисления на рН и разбиране защо поведението на силните киселини опростява изчисленията, включващи тези вещества.
Като начало трябва да знаете, че в химията, концентрация често се изразява в молове на единица обем, обикновено литри (mol / L), а не в масови единици на литър. Броят на грамовете в 1 мол от веществото може да се определи от моларните маси или молекулните тегла на съставните му атоми, налични в периодичната таблица на елементите.
- Количеството mol / L обикновено се записва като единичен символ М.
Какво представляват киселините и основите?
Киселината е съединение, което дарява протон във воден разтвор. Този протон понякога се представя в уравнения като самостоятелен протон (H+) или като хидрониев йон (протон плюс вода: Н3О+). Другият компонент на разтворената киселина се нарича конюгирана основа. Общата формула за дисоциация на киселина е HA → H+ + А–, къде– е конюгираната основа.
Базите, от друга страна, служат като двойници на киселини: Те лесно приемат протони, равносилни на отдаване на хидроксидни йони (OH–) във воден разтвор. Остатъкът от дисоциирана база се нарича конюгирана киселина, и често е метален катион като Na+.
Какво е рН в химията?
РН или „мощността на водорода“ е стойност, която обикновено (но не математически) е ограничена до числовия диапазон от 0 до 14,0. Киселинните разтвори имат ниско рН, неутралните разтвори (като чиста вода) имат 7, а основните разтвори имат по-високо рН стойности.
Математически рН е само отрицателното на логаритъма спрямо основата 10 на концентрацията на Н+ (или H3О+) йони: pH = –log10[Н +]. Стига да имате калкулатор и да внимавате с правомощията си от 10, тези изчисления са ясни.
Сила на киселини и основи
Силната киселина е тази, която лесно се отказва от своите протони, и то дори когато pH на околната среда е ниско, което означава, че вече има много протони, които се носят наоколо. Слабите киселини не се отказват толкова лесно от своите протони, ставайки дисоциирани в значителна степен само когато pH е по-близо до неутрално. По подобен начин силните основи лесно се отказват от хидроксидните йони дори в разтвори с високо рН.
Силите на киселините и основите могат да получат стойност: pKа, или константа на дисоциация на киселина, стойността на рН, при която половината киселина е дарила своите протони, докато другата половина остава в конюгирано състояние. (Базите имат, както се досещате, pKб стойности.) По-силните киселини имат по-ниски рКа стойности.
Изчисляване на рН на солна киселина
Солната киселина или HCl е добре позната и често срещана силна киселина. Използването на солна киселина включва лаборатории по химия в гимназиите по целия свят, както и множество индустриални и производствени приложения.
Пример: Изчислява се рН на 0,100 М разтвор на HCl.
Тъй като HCl е силна киселина, тя напълно йонизира и рН на HCl в разтвор може да се намери от концентрацията (моларността) на H + йони, по дефиниция равна на 0,100 М. (Конюгираната основа на киселината, която е хлоридният йон Cl–, също би имал концентрация от 0,100 М.)
По този начин рН е –log (0.100) = 1.000.
Ясно е, че по-високите стойности на моларност ще доведат до по-ниски стойности на рН и обратно за HCl (или която и да е киселина).
Онлайн рН калкулатор за силни киселини
Ако не искате да изтеглите калкулатор и искате да научите за химичното поведение на още няколко силни киселини, вижте страницата в Ресурсите.