 |
13. Ионное произведение воды и водородный показатель. Методы определения pН растворов. Индикаторы и их свойства
|
|
|
|
При нарушении этого равновесия может развиваетсяся отёк. Отёк – накопление внесосудистой жидкости. Одна из причин отёка – гипопротеинемия – уменьшение концентрации белков в плазме, ведущая к снижению онкотического давления. Она возникает вследствие длительного голодания («голодные отёки»), нарушения синтеза белков для плазмы в печени, потери с мочой при заболеваниях почек, обширных ожогах и т. п.
13. Ионное произведение воды и водородный показатель. Методы определения pН растворов. Индикаторы и их свойства
Ионное произведение воды показывает, чему равнопроизведение концентраций ионов водорода и гидроксид-ионов в воде
Водородный показатель — (рН) величина, характеризующая активность или концентрацию ионов водорода в растворах; численно равна отрицательному десятичному логарифму концентрации, выраженной в грамм ионах на литр
pH можно приблизительно оценивать с помощью индикаторов, точно измерять pH-метром или определять аналитически путём, проведением кислотно-основного титрования.
1. Для грубой оценки концентрации водородных ионов широко используются кислотно-основные индикаторы - органические вещества-красители, цвет которых зависит от pH среды. К наиболее известным индикаторам принадлежат лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый (метилоранж) и другие. Индикаторы способны существовать в двух по-разному окрашенных формах - либо в кислотной, либо в основной. Изменение цвета каждого индикатора происходит в своём интервале кислотности, обычно составляющем 1-2 единицы. Их преимуществом является дешевизна, быстрота и наглядность исследования.
Изменение цвета кислотно-основных индикаторов
|
|
|
в зависимости от pH раствора
| Название | Цвет индикатора в среде | ||
| Кислая [H+] > [OH-] рН < 7 | Нейтральная [H+] = [OH-] рН = 7 | Щелочная [OH-] > [H+] рН > 7 | |
| Лакмус | Красный | фиолетовый | синий |
| Фенолфталеин | бесцветный | бесцветный | малиновый |
| Метилоранж | Розовый | оранжевый | желтый |
Этот метод недостаточно точен, требует введения солевых и температурных поправок, дает значительную погрешность при очень малой минерализации исследуемой воды (менее 30 мг/л) и при определении pH окрашенных и мутных вод. Метод нельзя применять для сред, содержащих сильные окислители или восстановители. Используется обычно в полевых условиях и для ориентировочных определений.
2. Для расширения рабочего интервала измерения pH используют так называемый универсальный индикатор, представляющий собой смесь из нескольких индикаторов. Универсальный индикатор последовательно меняет цвет с красного через жёлтый, зелёный, синий до фиолетового при переходе из кислой области в щелочную. Индикатор изменяет окраску в интервале рН 1, 0-10, 0
Изменение цвета универсального индикатора
в зависимости от pH раствора
| рН | Окраска | рН | Окраска |
| 1, 0 | красно-фиолетовая | 6, 0 | зеленовато-желтая |
| 2, 0 | розово-оранжевая | 7, 0 | желто-зеленая |
| 3, 0 | Оранжевая | 8, 0 | зеленая |
| 4, 0 | желто-оранжевая | 9, 0 | сине-зеленая |
| 5, 0 | Желтая | 10, 0 | серовато-синяя |
3. Использование специального прибора - pH-метра - позволяет измерять pH в более широком диапазоне и более точно (до 0, 01 единицы pH), чем с помощью индикаторов. Ионометрический метод определения pH основывается на измерении милливольтметром ионометром ЭДС гальванической цепи, включающей специальный стеклянный электрод, потенциал которого зависит от концентрации ионов H+ в окружающем растворе. Способ отличается удобством и высокой точностью, особенно после калибровки индикаторного электрода в избранном диапазоне рН, позволяет измерять pH непрозрачных и цветных растворов и потому широко используется.
|
|
|
Стеклянный электрод представляет собой стеклянную трубку с выдутым на ее конце шариком с очень тонкой стенкой, в которую залита суспензия AgCl в растворе HCl и погружена серебряная проволока. Таким образом, внутри трубки с шариком находится хлорсеребряный электрод. Для измерения pH стеклянный электрод погружают в испытуемый раствор (тем самым не внося в него никаких посторонних веществ). В этот же раствор напрямую или через электролитический ключ погружают электрод сравнения. В полученной системе перенос электронов от хлорсеребрянного электрода к электроду сравнения, происходящий под действием непосредственно измеряемой разности потенциалов, неизбежно сопровождается переносом эквивалентного количества протонов из внутренней части стеклянного электрода в испытуемый раствор. Если считать концентрацию ионов H+ внутри стеклянного электрода постоянной, то измеряемая ЭДС является функцией только активности ионов водорода, т. е. pH исследуемого раствора.
4. Аналитический объёмный метод - кислотно-основное титрование - также даёт точные результаты определения кислотности растворов. Раствор известной концентрации (титрант) по каплям добавляется к исследуемому раствору. При их смешивании протекает химическая реакция. Точка эквивалентности - момент, когда титранта точно хватает, чтобы полностью завершить реакцию, - фиксируется с помощью индикатора. Далее, зная концентрацию и объём добавленного раствора титранта, вычисляется кислотность раствора.
|
|
|
