Для характеристики кислотности среды вводят водородный показатель рН, который равен взятому с обратным знаком десятичному логарифму молярной концентрации ионов водорода: pH=-lg[H+].
В зависимости от концентрации ионов Н+ в растворе может быть кислая, нейтральная или щелочная среда. Дистиллированную воду, взятую при температуре 22 °С, принято считать нейтральной. Являясь слабым электролитом, вода частично диссоциирует на ионы Н+ (в водных растворах он всегда гидратирован и присутствует в виде Н3О+) и ОН-. Их концентрации одинаковы и составляют при комнатной температуре 10-7 моль/л.
Несложно рассчитать, что для нейтрального раствора (дистиллированной воды) рН=-lg(10-7)=7. Если значение водородного показателя меньше 7, раствор является кислым, так как концентрация ионов водорода в нём выше концентрации гидроксид-ионов. Например, раствор соляной кислоты с концентрацией 1 моль/л имеет pH=-lg(1)=0.
А при рН больше 7 концентрация ионов водорода в растворе меньше концентрации гидроксид-ионов. Такие растворы называются щелочными. В частности, рН концентрированного раствора гидроксида натрия (10 моль/л) равен 15. Дождевая вода обычно имеет слабокислую реакцию среды (рН=6) за счёт растворения в ней углекислого газа; дождь считается кислотным, если его рН<5. Желудочный сок — это сильнокислая среда (рН=1,7), а рН крови (7,4), слюны (6,9) и слезы (7) близок к нейтральному.
Для определения кислотности среды часто применяют кислотно-основные индикаторы — особые вещества, имеющие в разных средах разную окраску. Как правило, в роли индикаторов выступают слабые органические кислоты или основания, содержащие хромофорные (от греч. «хрома» — «цвет» и «форо» — «несу») группы, которые придают этим веществам яркую окраску. В школьной химической лаборатории в качестве индикаторов обычно используют лакмус, метилоранж и фенолфталеин.
Окраска универсального индикатора при различных значениях рН.
Похожие статьи