PH раствора.

Величина pH используется для характеристики кислотности раствора. Если концентрация ионов водорода равна [H⁺], то

pH = -lg [H⁺]

В чистой воде

[H⁺] = [OH^-] = 10^-7

В кислых растворах

[H⁺] > [OH^-] и pH < 7

например, в 10^{-3 М растворе} HCl

pH = 3

В щелочных растворах

[H⁺] < [OH^-] и pH > 7

например, в 10^{-2 М растворе} NaOH

pOH = -lg2 • 10^-2 = 2 - lg2 = 1, 7

pH = 14 - pOH = 14 - 1, 7 = 12, 3

Для более точного определения значения pH растворов используют сложную смесь нескольких индикаторов, нанесенную на фильтровальную бумагу (так называемый " Универсальный индикатор Кольтгоффа"). Полоску индикаторной бумаги обмакивают в исследуемый раствор, кладут на белую непромокаемую подложку и быстро сравнивают окраску полоски с эталонной шкалой для pH:

20. Буферные растворы, природные буферные системы. Расчёт pH буферных систем, буферная ёмкость.

БУФЕРНЫЕ РАСТВОРЫ – растворы, концентрация ионов водорода (рН) которых не изменяется от прибавления ограниченных количеств сильной кислоты или щелочи (см. водородный показатель). Б.р. состоят из смеси раствора слабой кислоты и ее соли сильного основания или, наоборот, — слабого основания и его соли сильной кислоты, например: СН₃СOOН+СН₃СOONa — ацетатный буфер, NH₄OH+NHCl — аммиачный буфер. Иногда Б.р. может служить смесь растворов двух кислых или кислой и основной солей многоосновной слабой кислоты и сильного основания. Например, фосфатный Б.р. может быть составлен из следующих пар: 1) H₃PO₄+NaH₂PO₄; 2) NaH₂PO₄+Na₂HPO₄; 3) Na₂HPO₄+Na₃PO₄, а карбонатный — из 1) H₂CO₃+NaHCO₃; 2) NaHCO₃+Na₂CO₃.

Многие природные жидкости обладают буферными свойствами. Примером может служить вода в океане, буферные свойства которой во многом обусловлены растворенным углекислым газом и гидрокарбонат-ионами НСО3–. Источником последних, помимо СО2, являются огромные количества карбоната кальция в виде раковин, меловых и известняковых отложений в океане. Интересно, что фотосинтетическая деятельность планктона – одного из основных поставщиков кислорода в атмосферу, приводит к повышению рН среды. Происходит это в соответствии с принципом Ле Шателье в результате смещения равновесия при поглощении растворенного углекислого газа: 2Н+ + СО32– = Н+ + НСО3–, Н2 СО3 = Н2 О + СО2. Когда в ходе фотосинтеза CO2 + H2 O + hv = 1/n(CH2 O)n + O2 из раствора удаляется СО2, равновесие смещается вправо и среда становится более щелочной. В клетках организма гидратация СО2 катализируется ферментом карбоангидразой.

Клеточная жидкость, кровь также являются примерами природных буферных растворов. Так, кровь содержит около 0, 025 моль/л углекислого газа, причем его содержание у мужчин примерно на 5% выше, чем у женщин. Примерно такая же в крови концентрация гидрокарбонат-ионов (их тоже больше у мужчин).