Кислотная и щелочная среда в солях. Гидролиз солей

Прежде всего, стоит сказать, что чёткое соблюдение необходимого формата и внимательное изучение самого задания могут вам очень помочь. Для того, чтобы понять, чего от вас хотят разработчики, читайте ВСЕ,что написано в задании. Не торопитесь! По собственному опыту могу сказать, что очень высока вероятность упустить ключевые моменты и требования после первого прочтения тем к эссе.

Итак, в этом задании вам предлагают на выбор 3 временных промежутка, которые сходятся с важными периодами в истории России. По ним вам нужно написать эссе, раскрыв в своей работе несколько событий и роль в них исторических личностей,выбор которых остается за вами. Например, вам даны следующие временные промежутки: (1964-1982); (1855-1881); (1237-1242).

Особенность здесь состоит в том, что вас сразу проверяют на знание дат и периодов в истории, потому что без этих знаний вы не сможете понять какие личности и события относятся к каждому из отрезков, так как кроме этих дат у вас больше ничего не будет. Поэтому мой первый совет вам: в 95% случаев вам предложат 3 временных отрезка именно по такому принципу, который надо заучить как мантру:

1 период - правление Рюриковичей(+Смутное время)

2 период - правление Романовых

3 период -XX век.

И лишь на оставшиеся 5% приходится вероятность того, что вам дадут начало XXI века в одном из отрезков и очень важно об этом не забывать во время подготовки к экзамену. Сложность этого задания еще и в том, что в прошлом году были введены варианты, в которых отрезки указываются с конкретными месяцами, за границы которых выходить нельзя. Например: октябрь 1917-декабрь 1922.

II Формат написания

Важно отметить здесь, что особого внимания к использованию различных клише или особенностей написания со стороны членов комиссии ждать не стоит, однако существует ряд общих рекомендаций к каждому из абзацев. Всего их предполагается 5. Сейчас детально разберем каждый из них в соответствии с критериями.

    1 абзац стоит начать с фразы: “Анализируемый период является очень важным в истории России”. Здесь от вас требуется очень немного: всего лишь указать 2 события/процесса (желательно со ссылкой на конкретную дату), которые вписываются в рамки периода, без детального раскрытия. Итог - 1 критерий уже вас в кармане!

    2 абзац должен содержать раскрытие ролей двух исторических личностей, связанных с вышеуказанными событиями. Алгоритм здесь такой: 1 личность - роль в 1 событии; 2 личность - роль во 2 событии. На этом шаге учащиеся очень часто сталкиваются со сложностью трактовки самого понятия “роль в событии”. На деле всё очень просто: роль личности в событии - это в основном его конкретные действия (приказы,командование войсками,переговоры и тд), которые повлияли на это событие и связаны с ним напрямую. Например: роль Петра I в Полтавском сражении заключалась в том, что именно он отдавал приказы войскам и именно под его непосредственным командованием русская армия победила шведскую. Саму роль надо раскрыть как можно подробнее,чтобы у проверяющих не возникало лишних вопросов.

    3 абзац можно назвать самым сложным в плане набора баллов, и сейчас мы с вами разберемся почему. В нём от вас требуют указать две причинно-следственных связи в рамках выбранного периода. Что это значит? Вам нужно взять ещё 2 новых(!) события(процесса,явления) и указать другие 2 события, на которые они повлияли, указав при этом причинно-следственную связь. Звучит пугающе, не так ли? Хотя на деле всё очень просто! Вот яркий пример: берём 10 съезд РКП(б) 1921 года как событие и указываем,что он напрямую повлиял на замену политики “военного коммунизма” политикой “нэпа”. Причинно-следственная связь указана, и снова балл у вас в кармане!

    4 абзац должен содержать историческую оценку значимости периода с опорой на факты или авторитетное мнение. Здесь у вас 2 варианта: либо вы в общем оцениваете значимость периода, “вбрасывая” в текст факты его воздействия на другие события (в этом плане можно выйти за верхние рамки периода и описать его влияние на события в будущем), либо же вы заранее заучиваете мнения знаменитых историков по всем периодам и указываете их. В этом плане можно цитировать таких авторитетных историков, как Ключевский, Соловьёв и Карамзин.

    5 абзацем вы завершаете все эссе классическим “значение этого периода для истории России невозможно переоценить из-за…”. И снова балл!

В целом,соблюдение такого формата обеспечит вам 7 баллов из 11 возможных. Еще один балл касается использования исторических терминов и понятий, 2 балла вы получите за отсутствие фактических ошибок, и последний балл за форму изложения. Напоследок, самое главное - не теряться в большом количестве фактов и обязательно указывать конкретные даты и факты,которые не вызовут у комиссии ни малейшего сомнения!

По ссылке вы можете просмотреть мое эссе прошлого года, которое соответствует всем критериям и помогло мне в написании ЕГЭ по истории на 100 баллов.

Методическая разработка «Историческое сочинение по заданному периоду правления»

Пояснительная записка.
В 2016 г. в ЕГЭ по истории, как известно, произошли кардинальные изменения:усложнены прежние задания, добавлены новые задания. Особую трудность у учеников вызывают задания высокой сложности с собственной развернутой аргументацией, в том числе, сочинение по заданному периоду из истории Российского государства. Учителя, ученики задались вопросом: как написать сочинение? В первый год всегда трудно, пока нет каких-то «внятных> разработок, подсказок. Я разработала алгоритм написания сочинения, опираясь на критерии оценивания из демо-версии. К тому же, можно позаимствовать наработки из прежнего задания - сочинение об исторической личности. Ниже представлен алгоритм для сочинения и образец сочинения по периоду правления Ярослава Мудрого.

Алгоритм написания задания «Историческое сочинение по периоду»

Критерии оценивания

К1. Указаны события, явления, процессы - 2 балла
К2. Две исторические личности и их роль в событиях - 2 балла
К3. Причинно-следственные связи между событиями - 2 балла
К4. Историческая оценка периода – 1 балл
К5. Исторические термины, понятия – 1 балл
К6. Фактические ошибки – 2 балла
К7. Форма, стиль изложения – 1 балл
К1 + К4 = должно быть не менее 4 баллов, чтобы оценивались К6 и К7! (всего – 11 балл.)

Данный период относится к эпохе…
В данный период происходили важные процессы, явления (формирование Древнерусского государства, феодальной раздробленности, объединение и собирание русских земель, Бунташный век, Дворцовые перевороты…).
В данный период великим (выдающимся, примечательным) правителем в Российском государстве был … (1-ая историческая личность).
В данный период великим (выдающимся, примечательным) государственным деятелем (политиком, ученым-исследователем) в Российском государстве был … (2-ая историческая личность).
Правителю (князю, императору) удалось осуществить множество преобразований, серьезно повлиявших на жизнь Российского государства и общества.
По причине процесса/явления правитель предпринимает:

Во внутренней политике:

1. реформы органов власти, гос. и местного управления,
2. крестьянская реформа,
3. реформа просвещения, поощрение научным исследованиям, книгоиздательству,
4. активное правотворчество, кодификация законов,
5. реформирование и реорганизация армии,
6. социально-экономические преобразования, налоговая реформа...

Во внешней политике:

1. дипломатия, культурные, торговые, экономические связи с иностранными гос-вами,
2. династические браки,
3. расширение территориальных границ,
4. военные походы, войны, отражение внешней агрессии, иностранной интервенции.
Роль этого правителя/деятеля огромна, велика, неизгладима (неоднозначна).

Результаты деятельности:

1. благодаря реформам в области управления был создан более совершенный гос. аппарат власти, реформы способствовали укреплению и централизации гос. власти.
2. наблюдался рост, развитие экономики, выросли экономические показатели, специализация регионов, развитие торговли, развивались товарно-денежные отношения.
3. сильный толчок развитию науки, искусства, культуры, образования, открытие новых учебных и воспитательных учреждений.
4. повысился международный авторитет Росси, Россия вошла в число ведущих европейских держав.
5. значительно расширилась территория Российского государства, приобретены новые земли...

К3. Причинно-следственные связи между событиями, процессами, явлениями

Причинами процесса (крещения, раздробленности, восстания, поражения-победы в войне, революции…) стали … .
По причине … была развязана война с … . Итогом, следствием войны стало … .
По причине … и острой необходимости были осуществлены следующие реформы… . Вследствие этого произошло … .

К4. Историческая оценка периода с опорой на исторические факты и мнения историков

Данный период является важным, переломным, значимым в истории Российского государства…
Известные историки (такие, как Соловьев, Ключевский, Ломоносов, Татищев...) оценивают данное правление как сложный, неоднозначный период, который повлиял на дальнейшие события и всю последующую историю страны. С одной стороны укрепил/ослабил государство, но с другой стороны...

Сочинение по периоду 1019-1054 гг.
Данный период правления относится к эпохе расцвета Древнерусского государства. Правителем государства в эти годы был выдающийся князь Ярослав Мудрый, который внес огромный вклад в развитие и процветание русского государства. Он активно проводил преобразовательную реформаторскую деятельность, серьезно повлиявшую на жизнь государства и общества.
Приход князя к власти был непростым. Междоусобица между сыновьями-наследниками князя Владимира растянулась на много лет. В борьбе за киевский престол главным соперником новгородского князя Ярослава был брат Святополк, прозванный Окаянным за жестокую расправу со своими братьями - Борисом и Глебом. Ярослав вышел победителем из этой распри и стал мудро править в течении многих лет.
Так, под его началом впервые был создан 1й свод законов - «Русская правда» в 1051 г. Причиной создания свода стала необходимость упорядочить, систематизировать существовавшие ранее многочисленные обычаи, правила (некоторые из них были довольно варварскими, например, обычай кровной мести, который был заменен на более гуманный, - штраф).
С целью укрепления власти была проведена реформа органов управления: были введены должности посадника и наместника. Во внешней политике князь Ярослав старался расширить международные связи Руси с иностранными государствами, чему немало способствовали династические браки родственников с западными правителями. Так, своих дочерей он выдал замуж за королей Норвегии и Франции, а сам, как известно, взял в жены дочь короля Швеции Ингегерду. Тем самым, повысился международный авторитет Руси, расширились связи и контакты с Западными державами. Не забывал князь и о защите своих границ, активно отражал военную угрозу в лице набегов степных кочевников- печенегов. Под его руководством печенеги были разбиты окончательно.
Рост силы и авторитета Руси позволили Ярославу впервые назначить первого русского митрополита. В 1051 г. Киевским митрополитом стал выдающийся писатель и деятель Илларион. Он является автором религиозно-публицистического характера «Слово о Законе и благодати божьей». Роль этого государственного и религиозного деятеля велика. Он способствовал укреплению позиций русской церкви, распространению грамотности и воспитанию в гуманных обычаях.
Ярослав, прозванный Мудрым, действительно являлся образованной разносторонней личностью своего времени. Он покровительствовал культуре и образованию, при нем распространялось христианство, росла грамотность, книгоиздательство, библиотеки. Были возведены прекрасные храмы – Софийские соборы в Киеве и Новгороде (1037 г., 1045 г.), Киево-Печерский монастырь. Возводились новые города - Ярославль, Юрьев.
Роль этого правителя в истории Древнерусского государства велика. Благодаря его реформам Русь повысила авторитет на международной арене. Реформы власти способствовали централизации и её укреплению. Этот правитель дал сильный толчок развитию культуры, искусству, летописанию, образованию. Были заложены основы русского законодательства.
Многие историки, такие как Ключевский, Соловьев, оценивают это период как значимую эпоху в истории нашего государства. На эти годы приходится расцвет и могущество Древнерусского государства. В эти годы Русь окрепла, приобрела запас духа, стойкости, мудрости и смогла запасти силы, чтобы встретить эпоху раздробленности и новых испытаний.

Урок, проводимый с использованием тетради для практических работ И.И.Новошинского, Н.С.Новошинской к учебнику Химия 8 класс в МОУ “СОШ №11” г. Северодвинска Архангельской области учителем химии О.А.Олькиной в 8 классах (на параллели).

Цель урока: Формирование, закрепление и контроль умений учащихся определять реакцию среды растворов с помощью различных индикаторов, в том числе природных, используя тетрадь для практических работ И.И.Новошинского, Н.С.Новошинской к учебнику Химия 8 класс.

Задачи урока:

  1. Образовательные. Закрепить следующие понятия индикаторы, реакция среды (типы) , pH, фильтрат, фильтрование на основе выполнения заданий практической работы. Проверить знания учащихся, которые отражают зависимость “ раствор вещества (формула) – значение pH (числовое значение) – реакция среды”. Рассказать учащимся о способах снижения кислотности почв Архангельской области.
  2. Развивающие. Способствовать развитию логического мышления учащихся на основании анализа результатов, полученные в ходе практической работы, их обобщения, а также умения делать вывод. Подтвердить правило: практика доказывает теорию или опровергает ее. Продолжить формирование эстетических качеств личность учащихся на основе разнообразного спектра представленных растворов, а также поддержать интерес ребят к изучаемому предмету “Химия”.
  3. Воспитывающие. Продолжить формировать умения учащихся выполнять задания практической работы, придерживаясь, правил по охране труда и технике безопасности, в том числе правильно выполнять процессы фильтрования, нагревания.

Практическая работа № 6 “Определение pH среды”.

Цель для учащихся: Научится определять реакцию среды растворов разных объектов (кислот, щелочей, солей, почвенного раствора, некоторых растворов и соков), а также изучить растительные объекты как природные индикаторы.

Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, пробка, стеклянная палочка, штатив с кольцом, фильтровальная бумага, ножницы, химическая воронка, стаканы, фарфоровая ступка с пестиком, мелкая терка, чистый песок, универсальная индикаторная бумага, испытуемый раствор, почва, кипяченая вода, плоды, ягоды и другой растительный материал, раствор гидроксида натрия и серной кислоты, хлорида натрия.

Ход урока

Ребята! Мы с вами уже познакомились с такими понятиями как реакция среды водных растворов, а также индикаторы.

Какие типы реакции среды водных растворов вы знаете?

  • нейтральная, щелочная и кислотная.

Что такое индикаторы?

  • вещества, с помощью которых можно определить реакцию среды.

Какие индикаторы вам известны?

  • в растворах: фенолфталеин, лакмус, метиловый оранжевый.
  • сухие: универсальная индикаторная бумага, лакмусовая бумага, метилоранжевая бумага

Какими способами можно определить реакцию среды водных растворов?

  • влажным и сухим.

Что такое pH среды?

  • водородный показатель ионов водорода в растворе(pH=– lg )

Давайте вспомним, какой ученый ввел понятие pH среды?

  • Датский химик Сёренсен.

Молодцы!!! Теперь откройте тетрадь для практических работ на с.21 и прочитайте задание №1 .

Задание №1.Определите pH раствора при помощи универсального индикатора.

Вспомним правила при работе с кислотами и щелочами!

Выполните опыт из задания №1.

Сделайте вывод. Таким образом, если раствор имеет pH = 7 среда нейтральная, при pH < 7 среда кислотная, при pH > 7 среда щелочная.

Задание №2.Получите почвенный раствор и определите его pH при помощи универсального индикатора.

Прочитайте задание на с.21-с.22, выполните задание по плану, результаты занесите в таблицу.

Вспомним правилами безопасности при работе с нагревательными приборами (спиртовкой).

Что такое фильтрование?

  • процесс разделение смеси, который основан на различной пропускной способности пористого материала – фильтрата по отношению к составляющим смесь частицам.

Что такое фильтрат?

  • это прозрачный раствор, получаемый после фильтрования.

Результаты оформите в виде таблицы.

Какая реакция среды почвенного раствора?

  • Кислая

Что необходимо сделать, чтобы повысить качество почвы в нашем регионе?

  • CaCO 3 + H 2 O+CO 2 = Ca(HCO 3) 2

Внесение удобрений, которые имеют щелочную реакцию среды: молотый известняк и других карбонатных минералов: мела, доломита. В Пинежском районе Архангельской области есть залежи такого минерала, как известняк, вблизи карстовых пещер, поэтому он доступен.

Сделайте вывод. Реакция среды полученного почвенного раствора pH=4,слабокислая, следовательно, для повышения качества почвы необходимо известкование.

Задание №3. Определите pH некоторых растворов и соков при помощи универсального индикатора.

Прочитайте задание на с.22, выполните задание по алгоритму, результаты занесите в таблицу.

Источник сока

Источник сока

Картофель

Силикатный клей

Капуста свежая

Столовый уксус

Капуста квашеная

Раствор питьевой соды

Апельсин

Свекла свежая

Свекла вареная

Сделайте вывод. Таким образом, разные натуральные объекты имеют разные значения pH: pH 1?7– среда кислотная (лимон, клюква, апельсин, помидор, свекла, киви, яблоко, банан, чай, картофель, капуста квашеная, кофе, силикатный клей).

pH 7?14среда щелочная(капуста свежая, раствор питьевой соды).

pH = 7 среда нейтральная(хурма, огурец, молоко).

Задание №4. Изучите растительные индикаторы.

Какие растительные объекты могут выступать в качестве индикаторов?

  • ягоды: соки, лепестки цветов: вытяжки, соки овощей: корнеплодов, листьев.
  • вещества, которые могут изменять окраску раствора в разных средах.

Прочитайте задание на с.23 и выполните его по плану.

Результаты оформите в таблицу.

Растительный материал (природные индикаторы)

Цвет раствора природного индикатора

Кислотная среда

Естественный цвет раствора (нейтральная среда)

Щелочная среда

Клюква (сок)

фиолетовый

Клубника (сок)

оранжевый

персиково – розовый

Черника (сок)

красно-фиолетовый

сине – фиолетовый

Черная смородина (сок)

красно-фиолетовый

сине – фиолетовый

Сделайте вывод. Таким образом, в зависимости от pH среды природные индикаторы: клюква (сок), клубника (сок), черника (сок), черная смородина (сок) приобретают следующие цвета: в кислой среде – красный и оранжевый цвет, в нейтральной – красный, персиково – розовый и фиолетовый цвета, в щелочной среде от розового через сине – фиолетовый до фиолетового цвета.

Следовательно, по интенсивности окраски природного индикатора можно судить по реакции среды того или иного раствора.

По окончании работы приведите в порядок рабочее место.

Ребята! Сегодня был очень необычный урок! Вам понравился?! Можно ли использовать сведения, полученные на данном уроке в повседневной жизни?

Сейчас выполните задание, которое приведено в ваших тетрадях для практических работ.

Задание для контроля. Распределите вещества, формулы которых приведены ниже, по группам в зависимости от pH их растворов: HCl, H 2 O, H 2 SO 4 , Ca (OH) 2 , NaCl, NaOH, KNO 3 , H 3 PO 4 , KOH.

pH 17– среда (кислотная) ,имеют растворы (HCl,H 3 PO 4 ,H 2 SO 4) .

pH 714 среда(щелочная), имеют растворы (Ca(OH) 2 , KOH, NaOH).

pH = 7 среда (нейтральная), имеют растворы (NaCl, H 2 O,KNO 3).

Оценка за работу_______________

Химическим путем рН раствора можно определить при помощи кислотно-основных индикаторов.

Кислотно-основные индикаторы – органические вещества, окраска которых зависит от кислотности среды.

Наиболее распространенными индикаторами являются лакмус, метиловый оранжевый, фенолфталеин. Лакмус в кислой среде окрашивается в красный цвет, в щелочной – в синий. Фенолфталеин в кислой среде - бесцветный, в щелочной окрашивается в малиновый цвет. Метиловый оранжевый в кислой среде окрашивается в красный цвет, а в щелочной – в желтый.

В лабораторной практике часто смешивают ряд индикаторов, подобранных таким образом, чтобы цвет смеси изменялся в широких пределах значений рН. С их помощью можно определить рН раствора с точностью до единицы. Эти смеси называют универсальными индикаторами .

Имеются специальные приборы – рН–метры, с помощью которых можно определить рН растворов в диапазоне от 0 до 14 с точностью до 0,01 единицы рН.

Гидролиз солей

При растворении некоторых солей в воде нарушается равновесие процесса диссоциации воды и, соответственно, изменяется рН среды. Это объясняется тем, что соли реагируют с водой.

Гидролиз солей химическое обменное взаимодействие ионов растворенной соли с водой, приводящее к образованию слабодиссоциирующих продуктов (молекул слабых кислот или оснований, анионов кислых солей или катионов основных солей) и сопровождающееся изменением рН среды.

Рассмотрим процесс гидролиза в зависимости от природы оснований и кислот, образующих соль.

Соли, образованные сильными кислотами и сильными основаниями (NaCl, kno3, Na2so4 и др.).

Допустим , что при взаимодействии хлорида натрия с водой происходит реакция гидролиза с образованием кислоты и основания:

NaCl + H 2 O ↔ NaOH + HCl

Для правильного представления о характере этого взаимодействия запишем уравнение реакции в ионном виде, учитывая, что единственным слабодиссоциирующим соединением в этой системе является вода:

Na + + Cl - + HOH ↔ Na + + OH - + H + + Cl -

При сокращении одинаковых ионов в левой и правой частях уравнения остается уравнение диссоциации воды:

Н 2 О ↔ Н + + ОН -

Как видно, в растворе нет избыточных ионов Н + или ОН - по сравнению с их содержанием в воде. Кроме того, никаких других слабодиссоциирующих или труднорастворимых соединений не образуется. Отсюда делаем вывод, что соли, образованные сильными кислотами и основаниями гидролизу не подвергаются, а реакция растворов этих солей такая же, как и в воде, нейтральная (рН=7).

При составлении ионно–молекулярных уравнений реакций гидролиза необходимо:

1) записать уравнение диссоциации соли;

2) определить природу катиона и аниона (найти катион слабого основания или анион слабой кислоты);

3) записать ионно-молекулярное уравнение реакции, учитывая, что вода - слабый электролит- и что сумма зарядов должна быть одинаковой в обеих частях уравнения.

Соли, образованные слабой кислотой и сильным основанием

(Na 2 CO 3 , K 2 S, CH 3 COONa и др .)

Рассмотрим реакцию гидролиза ацетата натрия. Эта соль в растворе распадается на ионы: CH 3 COONa ↔ CH 3 COO - + Na + ;

Na + -катион сильного основания, CH 3 COO - - анион слабой кислоты.

Катионы Na + не могут связывать ионы воды, так как NaОН – сильное основание - полностью распадается на ионы. Анионы слабой уксусной кислоты CH 3 COO - связывают ионы водорода с образованием малодиссоциированной уксусной кислоты:

CH 3 COO - + НОН ↔ CH 3 COOН + ОН -

Видно, что в результате гидролиза CH 3 COONa в растворе образовался избыток гидроксид-ионов, и реакция среды стала щелочной (рН > 7).

Таким образом можно сделать вывод, что соли, образованные слабой кислотой и сильным основанием гидролизуются по аниону ( An n - ). При этом анионы соли связывают ионы Н + , а в растворе накапливаются ионы ОН - , что обуславливает щелочную среду (рН>7):

An n - + HOH ↔ Han (n -1)- + OH - , (при n=1 образуется HAn – слабая кислота).

Гидролиз солей, образованных двух- и трехосновными слабыми кислотами и сильными основаниями, протекает ступенчато

Рассмотрим гидролиз сульфида калия. К 2 S диссоциирует в растворе:

К 2 S ↔ 2К + + S 2- ;

К + - катион сильного основания, S 2 - анион слабой кислоты.

Катионы калия не принимают участия в реакции гидролиза, взаимодействуют с водой только анионы слабой сероводородной кислоты. В данной реакции по первой ступени происходит образование слабодиссоциирующих ионов HS - , по второй ступени – образование слабой кислоты H 2 S:

1-я ступень: S 2- + HOH ↔ HS - + OH - ;

2-я ступень: HS - + HOH ↔ H 2 S + OH - .

Образующиеся по первой ступени гидролиза ионы ОН - значительно снижают вероятность гидролиза по следующей ступени. В результате практическое значение обычно имеет процесс, идущий только по первой ступени, которым, как правило, и ограничиваются при оценке гидролиза солей в обычных условиях.

Вспомните:

Реакция нейтрализации — это реакция между кислотой и щелочью, в результате которой образуются соль и вода;

Под чистой водой химики понимают химически чистую воду, не содержащую никаких примесей и растворенных солей, т. е. дистиллированную воду.

Кислотность среды

Для различных химических, промышленных и биологических процессов очень важной характеристикой является кислотность растворов, характеризующая содержание кислот или щелочей в растворах. Поскольку кислоты и щелочи являются электролитами, то для характеристики кислотности среды используют содержание ионов H+ или OH - .

В чистой воде и в любом растворе вместе с частицами растворенных веществ присутствуют также ионы H+ и OH - . Это происходит благодаря диссоциации самой воды. И хотя мы считаем воду неэлектролитом, тем не менее она может диссоциировать: H 2 O ^ H+ + OH - . Но этот процесс происходит в очень незначительной степени: в 1 л воды на ионы распадается только 1 . 10 -7 моль молекул.

В растворах кислот в результате их диссоциации появляются дополнительные ионы H+. В таких растворах ионов H+ значительно больше, чем ионов OH - , образовавшихся при незначительной диссоциации воды, поэтому эти растворы называют кислотными (рис. 11.1, слева). Принято говорить, что в таких растворах кислотная среда. Чем больше ионов H+ содержится в растворе, тем больше кислотность среды.

В растворах щелочей в результате диссоциации, наоборот, преобладают ионы OH - , а катионы H+ ввиду незначительной диссоциации воды почти отсутствуют. Среда таких растворов щелочная (рис. 11.1, справа). Чем выше концентрация ионов OH - , тем более щелочной является среда раствора.

В растворе поваренной соли количество ионов H+ и OH - одинаково и равно 1 . 10 -7 моль в 1 л раствора. Такую среду называют нейтральной (рис. 11.1, по центру). Фактически это означает, что раствор не содержит ни кислоты, ни щелочи. Нейтральная среда характерна для растворов некоторых солей (образованных щелочью и сильной кислотой) и многих органических веществ. У чистой воды также нейтральная среда.

Водородный показатель

Если сравнивать вкус кефира и лимонного сока, то можно смело утверждать, что лимонный сок намного кислее, т. е. кислотность этих растворов разная. Вы уже знаете, что в чистой воде также содержатся ионы H+, но кислого вкуса воды не ощущается. Это объясняется слишком малой концентрацией ионов H+. Часто бывает недостаточно сказать, что среда кислотная или щелочная, а необходимо количественно ее охарактеризовать.

Кислотность среды количественно характеризуют водородным показателем pH (произносится «пэ-аш»), связанным с концентрацией

ионов Гидрогена. Значение pH соответствует определенному содержанию катионов Гидрогена в 1 л раствора. В чистой воде и в нейтральных растворах в 1 л содержится 1 . 10 7 моль ионов H+, а значение pH равно 7. В растворах кислот концентрация катионов H+ больше, чем в чистой воде, а в щелочных растворах меньше. В соответствии с этим меняется и значение водородного показателя pH: в кислотной среде он находится в пределах от 0 до 7, а в щелочных — от 7 до 14. Впервые водородный показатель предложил использовать датский химик Педер Сёренсен.

Вы могли заметить, что значение pH связано с концентрацией ионов H+. Определение pH напрямую связано с вычислением логарифма числа, которое вы будете изучать на уроках математики в 11 классе. Но взаимосвязь между содержанием ионов в растворе и значением pH можно проследить по следующей схеме:



Значение рН водных растворов большинства веществ и природных растворов находится в интервале от 1 до 13 (рис. 11.2).

Рис. 11.2. Значение рН различных природных и искусственных растворов

Сёрен Педер Лауриц Сёренсен

Датский физико-химик и биохимик, президент Датского королевского общества. Окончил Копенгагенский университет. В 31 год стал профессором Датского политехнического института. Возглавлял престижную физико-химическую лабораторию при пивоваренном заводе Карлсберга в Копенгагене, где сделал свои главные научные открытия. Основная научная деятельность посвящена теории растворов: он ввел понятие о водородном показателе (рН), изучал зависимость активности ферментов от кислотности растворов. За научные достижения Сёренсен внесен в перечень «100 выдающихся химиков XX века», но в истории науки он остался прежде всего как ученый, который ввел понятия «рН» и «рН-метрия».

Определение кислотности среды

Для определения кислотности раствора в лабораториях чаще всего используют универсальный индикатор (рис. 11.3). По его окраске можно определить не только наличие кислоты или щелочи, но и значение рН раствора с точностью до 0,5. Для более точного измерения рН существуют специальные приборы — рН-метры (рис. 11.4). Они позволяют определить рН раствора с точностью до 0,001-0,01.

Используя индикаторы или рН-метры, можно следить за тем, как протекают химические реакции. Например, если к раствору натрий гидроксида приливать хлоридную кислоту, то произойдет реакция нейтрализации:

Рис. 11.3. Универсальным индикатором определяют приблизительное значение рН

Рис. 11.4. Для измерения pH растворов используют специальные приборы — рН-метры: а — лабораторный (стационарный); б — портативный

В этом случае растворы реагентов и продуктов реакции бесцветны. Если же в исходный раствор щелочи поместить электрод рН-метра, то о полной нейтрализации щелочи кислотой можно судить по значению рН образованного раствора.

Применение водородного показателя

Определение кислотности растворов имеет большое практическое значение во многих областях науки, промышленности и других сферах жизни человека.

Экологи регулярно измеряют рН дождевой воды, воды рек и озер. Резкое повышение кислотности природных вод может быть следствием загрязнения атмосферы или попадания в водоемы отходов промышленных предприятий (рис. 11.5). Такие изменения влекут за собой гибель растений, рыбы и других обитателей водоемов.

Водородный показатель очень важен для изучения и наблюдения процессов, происходящих в живых организмах, т. к. в клетках протекают многочисленные химические реакции. В клинической диагностике определяют pH плазмы крови, мочи, желудочного сока и др. (рис. 11.6). Нормальное значение pH крови — от 7,35 до 7,45. Даже небольшое изменение pH крови человека вызывает серьезные заболевания, а при рН = 7,1 и ниже начинаются необратимые изменения, которые могут привести к смерти.

Для большинства растений важна кислотность почвы, поэтому агрономы заранее проводят анализ почв, определяя их рН (рис. 11.7). Если кислотность слишком велика для определенной культуры, почву известкуют — добавляют мел или известь.

В пищевой промышленности при помощью кислотно-основных индикаторов проводят контроль качества продуктов питания (рис. 11.8). Например, в норме для молока pH = 6,8. Отклонение от этого значения свидетельствует либо о наличии посторонних примесей, либо о его скисании.

Рис. 11.5. Влияние уровня pH воды в водоемах на жизнедеятельность растений в них

Важным является значение pH для косметических средств, которые мы используем в быту. В среднем для кожи человека pH = 5,5. Если кожа контактирует со средствами, кислотность которых существенно отличается от этого значения, то это влечет преждевременное старение кожи, ее повреждение или воспаление. Было замечено, что у прачек, которые длительное время использовали для стирки обычное хозяйственное мыло (pH = 8-10) или стиральную соду (Na 2 CO 3 , pH = 12-13), кожа рук становилась очень сухой и покрывалась трещинами. Поэтому очень важно использовать различные косметические средства (гели, кремы, шампуни и т. д.) с pH, близким к естественному pH кожи.

ЛАБОРАТОРНЫЕ ОПЫТЫ № 1-3

Оборудование: штатив с пробирками, пипетка.

Реактивы: вода, хлоридная кислота, растворы NaCl, NaOH, столовый уксус, универсальный индикатор (раствор или индикаторная бумага), пищевые продукты и косметическая продукция (например, лимон, шампунь, зубная паста, стиральный порошок, газированные напитки, соки и т. д.).

Правила безопасности:

Для опытов используйте небольшие количества реактивов;

Остерегайтесь попадания реактивов на кожу, в глаза; при попадании едкого вещества смойте его большим количеством воды.

Определение ионов Гидрогена и гидроксид-ионов в растворах. Установление приблизительного значения pH воды, щелочных и кислых растворов

1. В пять пробирок налейте по 1-2 мл: в пробирку № 1 — воды, № 2 — хлоридной кислоты, № 3 — раствора натрий хлорида, № 4 — раствора натрий гидроксида и № 5 — столового уксуса.

2. В каждую пробирку добавьте по 2-3 капли раствора универсального индикатора или опустите индикаторную бумагу. Определите pH растворов, сравнивая цвет индикатора по эталонной шкале. Сделайте выводы о наличии в каждой пробирке катионов Гидрогена или гидроксид-ионов. Составьте уравнения диссоциации этих соединений.

Исследование pH пищевой и косметической продукции

Испытайте универсальным индикатором образцы пищевых продуктов и косметической продукции. Для исследования сухих веществ, например, стирального порошка, их необходимо растворить в небольшом количестве воды (1 шпатель сухого вещества на 0,5-1 мл воды). Определите pH растворов. Сделайте выводы о кислотности среды в каждом из исследованных продуктов.


Ключевая идея

Контрольные вопросы

130. Наличием каких ионов в растворе обусловлена его кислотность?

131. Какие ионы содержатся в избытке в кислотных растворах? в щелочных?

132. Какой показатель количественно описывает кислотность растворов?

133. Каково значение рН и содержание ионов H+ в растворах: а) нейтральных; б) слабокислотных; в) слабощелочных; г) сильнокислотных; д) сильнощелочных?

Задания для усвоения материала

134. Водный раствор некоторого вещества имеет щелочную среду. Каких ионов больше в этом растворе: H+ или OH - ?

135. В двух пробирках находятся растворы нитратной кислоты и нитрата калия. Какие индикаторы можно использовать для определения, в какой пробирке содержится раствор соли?

136. В трех пробирках находятся растворы барий гидроксида, нитратной кислоты и кальций нитрата. Как с помощью одного реактива распознать эти растворы?

137. Из приведенного перечня выпишите отдельно формулы веществ, растворы которых имеют среду: а) кислотную; б) щелочную; в) нейтральную. NaCl, HCl, NaOH, HNO 3 , H 3 PO 4 , H 2 SO 4 , Ba(OH) 2 , H 2 S, KNO 3 .

138. Дождевая вода имеет рН = 5,6. Что это означает? Какое вещество, содержащееся в воздухе, при растворении в воде определяет такую кислотность среды?

139. Какая среда (кислотная или щелочная): а) в растворе шампуня (рН = 5,5);

б) в крови здорового человека (рН = 7,4); в) в желудочном соке человека (рН = 1,5); г) в слюне (рН = 7,0)?

140. В составе каменного угля, используемого на теплоэлектростанциях, содержатся соединения Нитрогена и Сульфура. Выброс в атмосферу продуктов сжигания угля приводит к образованию так называемых кислотных дождей, содержащих небольшие количества нитратной или сульфитной кислот. Какие значения рН характерны для такой дождевой воды: больше 7 или меньше 7?

141. Зависит ли рН раствора сильной кислоты от ее концентрации? Ответ обоснуйте.

142. К раствору, содержащему 1 моль калий гидроксида, прилили раствор фенолфталеина. Изменится ли окраска этого раствора, если к нему добавить хлоридную кислоту количеством вещества: а) 0,5 моль; б) 1 моль;

в) 1,5 моль?

143. В трех пробирках без надписей находятся бесцветные растворы натрий сульфата, натрий гидроксида и сульфатной кислоты. Для всех растворов измерили значение рН: в первой пробирке — 2,3, во второй — 12,6, в третьей — 6,9. В какой пробирке содержится какое вещество?

144. Ученик купил в аптеке дистиллированную воду. рН-метр показал, что значение рН этой воды равно 6,0. Затем ученик прокипятил эту воду в течение длительного времени, заполнил контейнер до верха горячей водой и закрыл крышкой. Когда вода остыла до комнатной температуры, рН-метр определил значение 7,0. После этого ученик трубочкой пропускал воздух через воду, и рН-метр снова показал 6,0. Как можно объяснить результаты этих измерений рН?

145. Как вы считаете, почему в двух бутылках уксуса от одного производителя могут содержаться растворы с несколько различными значениями рН?

Это материал учебника