Kislotalar va ishqorlar bir xil shkaladagi ikkita ekstremal pozitsiyadir: ularning xossalari (butunlay qarama-qarshi) bir xil qiymat - vodorod ionlarining konsentratsiyasi (H+) bilan belgilanadi. Biroq, o'z-o'zidan bu raqam juda noqulay: hatto vodorod ionlarining kontsentratsiyasi yuqori bo'lgan kislotali muhitda ham bu raqam birlikning yuzdan, mingdan bir qismini tashkil qiladi. Shuning uchun, qulaylik uchun ular minus birga ko'paytiriladigan ushbu qiymatning o'nlik logarifmini ishlatadilar. Bu pH (potentia vodorod) yoki vodorod indikatori deyish odatiy holdir.
Tseptsiyaning paydo boʻlishi
Umuman olganda, kislotali muhit va ishqoriy muhit vodorod ionlarining H + konsentratsiyasi bilan aniqlanishi va ularning konsentratsiyasi qanchalik yuqori bo'lsa, eritma shunchalik kislotali bo'ladi (va aksincha, H + shunchalik past bo'ladi). kontsentratsiya, muhit qanchalik ishqoriy bo'lsa va qarama-qarshi OH ionlarining konsentratsiyasi shunchalik yuqori bo'ladi -), fanga uzoq vaqtdan beri ma'lum. Biroq, faqat 1909 yilda daniyalik kimyogari Sørensen birinchi bo'lib tadqiqotini nashr etdi, unda u vodorod indeksi - PH tushunchasidan foydalangan, keyinchalik pH bilan almashtirilgan.
Kislotalikni hisoblash
pH indeksini hisoblashda, eritmadagi suv molekulalari, juda oz miqdorda bo'lsa ham, ionlarga ajraladi, deb taxmin qilinadi. Bu reaksiya suv avtoprotolizi deb ataladi:
H2O H+ + OH-
Reaksiya teskari, shuning uchun u uchun muvozanat konstantasi aniqlanadi (har bir komponentning o'rtacha konsentratsiyasini ko'rsatadi). Bu erda standart shartlar uchun konstantaning qiymati - harorat 22 °C.
Quyida kvadrat qavs ichida - ko'rsatilgan komponentlarning molyar konsentratsiyasi. Suvdagi suvning molyar kontsentratsiyasi taxminan 55 mol / litrni tashkil qiladi, bu ikkinchi darajali qiymatdir. Shuning uchun H+ va OH- ionlari konsentratsiyasining mahsuloti taxminan 10-14 ni tashkil qiladi. Bu qiymat suvning ion mahsuloti deb ataladi.
Toza suvda vodorod ionlari va gidroksid ionlarining konsentratsiyasi 10-7 ni tashkil qiladi. Shunga ko'ra, suvning pH qiymati taxminan 7 bo'ladi. Bu pH qiymati neytral muhit sifatida qabul qilinadi.
Keyin, siz suvdan uzoqqa qarashingiz va qandaydir kislota yoki ishqor eritmasini ko'rib chiqishingiz kerak. Masalan, sirka kislotasini olaylik. Suvning ion mahsuloti bir xil bo'lib qoladi, lekin H+ va OH- ionlari orasidagi muvozanat avvalgisiga qarab siljiydi: vodorod ionlari qisman dissotsilangan sirka kislotasidan kelib chiqadi va "qo'shimcha" gidroksid ionlari dissotsilanmagan suv molekulalariga kiradi. Shunday qilib, vodorod ionlarining kontsentratsiyasi yuqori bo'ladi va pH past bo'ladi (kerak emas).logarifm minus belgisi bilan olinganligini unutmang). Shunga ko'ra, kislotali va gidroksidi pH bilan bog'liq. Va ular quyidagi tarzda bog'langan. pH qiymati qanchalik past bo'lsa, muhit shunchalik kislotali bo'ladi.
Kislotali xossalar
Kislotali muhitlar pH qiymati 7 dan past boʻlgan eritmalardir. Shuni taʼkidlash kerakki, suvning ion mahsuloti qiymati bir qarashda pH qiymatlarini 1 dan 14 gacha cheklasa ham, Aslida, pH birdan kam (va hatto noldan kam) va 14 dan katta bo'lgan eritmalar mavjud. Masalan, kuchli kislotalarning konsentrlangan eritmalarida (oltingugurt, xlorid) pH -2 ga yetishi mumkin.
Ba'zi moddalarning eruvchanligi bizda kislotali muhit yoki ishqoriy muhit mavjudligiga bog'liq bo'lishi mumkin. Masalan, metall gidroksidlarini oling. Eruvchanlik eruvchanlik mahsulotining qiymati bilan belgilanadi, u tuzilish jihatidan suvning ion mahsuloti bilan bir xil: ko'paytirilgan konsentratsiyalar. Gidroksid holatida eruvchanlik mahsuloti metall ionining konsentratsiyasini va gidroksid ionlarining konsentratsiyasini o'z ichiga oladi. Vodorod ionlari ko'p bo'lsa (kislotali muhitda) ular gidroksid ionlarini cho'kmadan faolroq "chiqarib tashlaydilar" va shu bilan muvozanatni erigan shaklga o'zgartiradilar, cho'kmaning eruvchanligini oshiradilar.
Shuningdek, insonning butun ovqat hazm qilish tizimi kislotali muhitga ega ekanligini ta'kidlash joiz: me'da shirasining pH darajasi 1 dan 2 gacha. Bu qiymatlardan yuqoriga yoki pastga og'ish turli kasalliklarning belgisi bo'lishi mumkin.
Ishqoriy muhitning xossalari
Bishqoriy muhitda pH qiymati 7 dan katta qiymatlarni oladi. Qulaylik uchun gidroksid ionlarining yuqori konsentratsiyasi bo'lgan muhitda kislotalilikning pH ko'rsatkichi pOH asosliligining pH ko'rsatkichi bilan almashtiriladi. Bu -lg[OH-] ga teng qiymatni bildirishini taxmin qilish oson (gidroksid ionlari konsentratsiyasining manfiy kasr logarifmi). To'g'ridan-to'g'ri suvning ion mahsulotidan pH + pOH=14 tengligi kelib chiqadi. Shuning uchun pOH=14 - pH. Shunday qilib, pH indeksi uchun to'g'ri bo'lgan barcha bayonotlar uchun, pOH asoslilik indeksi uchun qarama-qarshi bayonotlar to'g'ri. Agar ishqoriy muhitning pH qiymati ta'rifi bo'yicha katta bo'lsa, uning pOH kichikligi aniq va ishqor eritmasi qanchalik kuchli bo'lsa, pOH qiymati shunchalik past bo'ladi.
Ushbu jumla hozirgina kislotalilik haqidagi ko'plab munozaralarni chalkashtirib yuboradigan mantiqiy paradoksni keltirib chiqardi: past kislotalik yuqori kislotalikni bildiradi va aksincha: yuqori pH qiymatlari past kislotalikka mos keladi. Bu paradoks logarifm minus belgisi bilan olinganligi va kislotalik shkalasi xuddi teskari bo'lgani uchun paydo bo'ladi.
Kislotalikning amaliy ta'rifi
Muhitning kislotaliligini aniqlash uchun indikatorlar deb ataladiganlardan foydalaniladi. Odatda bu juda murakkab organik molekulalar bo'lib, ular muhitning pH darajasiga qarab rangini o'zgartiradi. Indikator juda tor pH diapazonida rangni o'zgartiradi: bu aniq natijalarga erishish uchun kislota-asos titrlashda qo'llaniladi: indikator rangi o'zgarishi bilan titrlash to'xtatiladi.
Eng mashhur ko'rsatkichlar metildirapelsin (past pH bo'lgan mintaqada o'tish oralig'i), fenolftalein (yuqori pH bo'lgan mintaqada o'tish oralig'i), lakmus, timol ko'k va boshqalar. Kislotali va gidroksidi muhitda ularning o'tish oralig'i joylashgan hududga qarab turli ko'rsatkichlar qo'llaniladi.
Shuningdek, universal ko'rsatkichlar mavjud - ular kuchli kislotali muhitdan kuchli gidroksidi muhitga o'tganda ranglarini asta-sekin qizildan to'q binafsha rangga o'zgartiradilar. Aslida, universal ko'rsatkichlar umumiy ko'rsatkichlarning aralashmasidir.
Kislotalikni aniqroq aniqlash uchun qurilma - pH o'lchagich ishlatiladi (potentsiometr, usul mos ravishda potentsiometriya deb ataladi). Uning ishlash printsipi zanjirdagi EMFni o'lchashga asoslanadi, uning elementi pH o'lchangan eritma hisoblanadi. Eritmaga botirilgan elektrodning potentsiali eritmadagi vodorod ionlari konsentratsiyasiga sezgir - shuning uchun EMF o'zgaradi, buning asosida haqiqiy pH hisoblanadi.
Kundalik hayotda turli muhitlarning kislotaligi
Kislotalilik indeksi kundalik hayotda katta ahamiyatga ega. Masalan, zaif kislotalar - sirka, olma - konservantlar sifatida ishlatiladi. Ishqoriy eritmalar yuvish vositalari, shu jumladan sovun. Eng oddiy sovun - bu yog 'kislotalarining natriy tuzlari. Suvda ular ajraladi: yog 'kislotasi qoldig'i - juda uzun - bir tomondan manfiy zaryadga ega, ikkinchi tomondan - uglerod atomlarining uzoq qutbsiz zanjiri. Buzaryad hidratsiyada ishtirok etadigan molekulaning oxiri atrofidagi suv molekulalarini to'playdi. Ikkinchi uchi yog 'molekulalari kabi boshqa qutbsiz narsalarga yopishadi. Natijada, mitsellalar hosil bo'ladi - to'plar, ularda manfiy zaryadli "dumlar" chiqib turadi va "dumlar" va yog' va axloqsizlik zarralari yashiringan. Detarjan barcha yog' va kirlarni bunday misellarga bog'lashi tufayli sirt yog' va kirdan yuviladi.
Kislotalik va salomatlik
PH darajasi inson tanasi uchun katta ahamiyatga ega ekanligi allaqachon aytib o'tilgan. Ovqat hazm qilish tizimidan tashqari, tananing boshqa qismlarida kislotalik indeksini nazorat qilish muhimdir: qon, tupurik, teri - kislotali va ishqoriy muhit ko'plab biologik jarayonlar uchun katta ahamiyatga ega. Ularning ta'rifi tananing holatini baholashga imkon beradi.
Endi pH testlari mashhurlik kasb etmoqda - kislotalikni tekshirish uchun ekspress testlar. Ular universal indikator qog'ozining oddiy chiziqlari.
