Ja vēlaties gūt panākumus ķīmijā, jums jāsaprot skābes un bāzes. Jums vajadzētu ne tikai saprast, kādi ir šie savienojumi un kā tie izturas šķīdumā, bet arī jāspēj veikt vienkārši pH aprēķini un saprotiet, kāpēc spēcīgo skābju uzvedība vienkāršo aprēķinus, kas saistīti ar šīm skābēm vielas.
Vispirms jums jāzina, ka ķīmijā koncentrēšanās bieži izsaka molos uz tilpuma vienību, parasti litros (mol / L), nevis masas vienībās uz litru. Gramu skaitu vielas 1 molā var noteikt pēc tās sastāvdaļu atomu molmasām vai molekulmasām, kas pieejamas periodiskajā elementu tabulā.
- Daudzums mol / L parasti tiek rakstīts kā viens simbols M.
Kas ir skābes un bāzes?
Skābe ir savienojums, kas ziedo protonu ūdens šķīdumā. Šis protons dažreiz tiek attēlots vienādojumos kā atsevišķs protons (H+) vai kā hidronija jonu (protons plus ūdens: H3O+). Otru izšķīdušās skābes sastāvdaļu sauc par konjugāta bāzi. Skābes disociācijas vispārējā formula ir HA → H+ + A–, kur– ir konjugāta bāze.
Bāzes, no otras puses, kalpo kā skābju konstantes: tās viegli pieņem protonus, kas ir līdzvērtīgi hidroksīda jonu (OH
–) ūdens šķīdumā. Disociētās bāzes paliekas sauc par konjugāta skābe, un tas bieži ir metāla katijons, piemēram, Na+.Kas ir pH ķīmijā?
PH jeb "ūdeņraža jauda" ir vērtība, kas parasti (bet ne matemātiski) ir ierobežota ar skaitlisko diapazonu no 0 līdz 14,0. Skābiem šķīdumiem ir zems pH līmenis, neitrālu šķīdumu (piemēram, tīra ūdens) pH ir 7, bet bāzes šķīdumu pH ir augstāks vērtības.
Matemātiski pH ir tikai logaritma negatīvs pret H koncentrācijas pamatu 10+ (vai H3O+) joni: pH = –log10[H +]. Kamēr jums ir kalkulators un esiet piesardzīgs ar savu 10 vērtību, šie aprēķini ir vienkārši.
Skābju un bāzes stiprība
Spēcīga skābe ir tā, kas viegli atsakās no saviem protoniem un to dara pat tad, ja apkārtējās vides pH ir zems, kas nozīmē, ka apkārt jau ir daudz protonu. Vājās skābes tik viegli neatsakās no saviem protoniem, nozīmīgā mērā disociējas tikai tad, kad pH ir tuvāk neitrālam. Spēcīgas bāzes, tāpat kā augsta pH šķīdumos, viegli atsakās no hidroksīda joniem.
Skābes un bāzes stiprumam var piešķirt vērtību: pKa, vai skābes disociācijas konstante, pH vērtība, pie kuras puse skābes ir ziedojusi savus protonus, bet otra puse paliek konjugētā stāvoklī. (Bāzes ir, jūs uzminējāt, pKb vērtībām.) Tādējādi stiprākām skābēm pK ir zemāksa vērtības.
Sālsskābes pH aprēķins
Sālsskābe vai HCl ir labi pazīstama un izplatīta stiprā skābe. Sālsskābes izmantošana ietver gan koledžas, gan vidusskolas ķīmijas laboratorijas visā pasaulē, kā arī daudzas rūpnieciskas un ražošanas lietojumprogrammas.
Piemērs: Aprēķiniet 0,100 M HCl šķīduma pH.
Tā kā HCl ir spēcīga skābe, tā pilnībā jonizējas, un HCl pH šķīdumā var noteikt pēc H + jonu koncentrācijas (molaritātes) pēc definīcijas, kas vienāds ar 0,100 M. (Skābes konjugāta bāze, kas ir hlorīda jons Cl–koncentrācija būtu arī 0,100 M.)
Tādējādi pH ir –log (0.100) = 1.000.
Skaidrs, ka augstākas molaritātes vērtības nodrošina zemākas pH vērtības un gluži pretēji HCl (vai jebkurai skābei).
Tiešsaistes pH kalkulators stiprajām skābēm
Ja jums nav vēlēšanās vilkt kalkulatoru un vēlaties uzzināt par vēl dažu stipru skābju ķīmisko izturēšanos, skatiet resursu lapu.