Какими способами можно определить реакцию среды водных растворов

Практическая работа № 6 «Определение pH среды»

Разделы: Химия

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.

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?

Что такое pH среды?

• водородный показатель ионов водорода в растворе(pH=– lg [H + ])

Давайте вспомним, какой ученый ввел понятие pH среды?

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.

Результаты оформите в виде таблицы.

Вещество

pH исследуемого раствора при использовании универсального индикатора

Реакция среды

щелочная

кислотная

нейтральная

нейтральная

Сделайте вывод. Таким образом, если раствор имеет pH = 7 среда нейтральная, 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.

Исследуемый раствор

pH исследуемого раствора при использовании универсального индикатора

Реакция среды

Почвенного раствора

слабокислая

Какая реакция среды почвенного раствора?

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

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

Среда растворов.Индикаторы

Содержание

Среда растворов.Индикаторы [ править ]

Вода и водные растворы окружают нас повсюду. В воде и в водных растворах присутствуют ионы H+ и OH-.Избыток или недостаток этих ионов определяет среду растовора.

.

Типы сред водных растворов [ править ]

Диссоциация воды. Понятие о водородном показателе. Вода является слабым электролитом. При комнатной температуре из 108 молекул воды только одна молекула воды распадается на ионы. Упрощённое уравнение диссоциации воды имеет вид: Н2О ⇄ Н+ + ОН− . Так как при диссоциации молекулы воды образуются и катион водорода, и гидроксид-ион, можно утверждать, что вода является амфотерным электролитом. Но в чистой воде концентрация ионов водорода равна концентрации гидроксид-ионов. Поэтому такую среду принято считать нейтральной. При данных условиях молярная концентрация каждого из ионов равна 10−7 моль/л. Использование таких чисел неудобно, поэтому чаще используется другая единица измерения концентрации ионов водорода — водородный показатель.

Водородным показателем рН называется отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода. Если концентрация ионов водорода равна 10−7 моль/л, то рН = 7; рН может принимать значения от 0 до 14.

Среды водных растворов [ править ]

Различают три основных типа сред водных растворов: Нейтральная среда — среда, в которой концентрация ионов водорода равна концентрации гидроксид-ионов (рН = 7 ). Кислая среда — среда, в которой концентрация ионов водорода больше концентрации гидроксид-ионов (рН 7 ). При значениях водородного показателя рН: от 0 до 3 среда водного раствора считается сильнокислой, от 4 до 6 — слабокислой, 7 — нейтральной, от 8 до 10 — слабощелочной, от 11 до 14 — сильнощелочной.

Чем меньше рН, тем больше кислотность водного раствора. Чем больше рН, тем больше щелочность водного раствора.

Индикаторы [ править ]

Среду водных растворов экспериментально можно определить различными способами. Одним из способов является применение индикаторов, изменяющих свою окраску при изменении среды раствора.

Индикаторы— вещества, обратимо изменяющие цвет в зависимости от среды раствора. В качестве индикаторов чаще всего на практике используют:

• метилоранж,
• лакмус,
• фенолфталеин,
• универсальный индикатор.

В кислой среде и метилоранж, и лакмус приобретают красный цвет. Вспомним правила смешивания цветов! Из каких двух цветов при смешивании можно получить оранжевый? Из красного и жёлтого. Действительно, в щелочной среде метилоранж приобретает жёлтый цвет. Красный и синий цвета при смешивании дают фиолетовый. Лакмус в щелочной среде становится синим. Оба индикатора более удобны на практике для определения кислой среды.

2)Фенолфталеин является индикатором на щелочную среду. Только в ней он приобретает яркую малиновую окраску. В остальных средах он бесцветный.

3)Универсальный индикатор изменяет окраску в широком диапазоне значений рН раствора.

Значение различных сред растворов и их определения [ править ]

Характер среды раствора имеет большое значение при протекании химических и биологических процессов. В зависимости от реакции среды эти процессы могут идти с разными скоростями и в разных направлениях. Поэтому определение pH среды растворов очень важно в медицине, науке, технике, сельском хозяйстве.

Постоянство концентраций ионов водорода — важный показатель внутренней среды живых организмов.

Изменение pH крови или желудочного сока является диагностическим тестом в медицине. Отклонения pH от нормальных величин даже на 0,01 единицы свидетельствуют о патологических процессах в организме. При нормальной кислотности желудочный сок имеет pH 1,7 ; Водородный показатель крови человека равен 7,4 ; слюны — 6,9 ; мочи — 6,0 . Каждый фермент функционирует при определённом значении pH (каталаза крови при pH 7,0 ; пепсин желудочного сока — при pH 1,5–2 ). Различные продукты питания и широко используемые на практике вещества характеризуются определёнными значениями pH. Водородные показатели продуктов питания и окружающих нас химических веществ очень различны.

pH апельсинового сока — 2,8 ; pH чёрного кофе — 5,0 ; pH молока — 6,9 ; pH дождевой воды — 6,1 ; pH раствора пищевой соды — 8,5 ; pH нашатырного спирта — 11,9 .

Источник

Определение характера среды водных растворов веществ. Индикаторы

Содержание:

В растворах находятся ионы и их количество огромно. Среда водного раствора определяется по процентному соотношению ионов H + или ОН — . Различают три вида сред водных растворов:

• кислая (избыток ионов Н + );
• щелочная (избыток ионов ОН — );
• нейтральная (количество ионов одинаково).

Определить среду раствора можно по индикаторам. Индикаторы – это вещества, способные менять окраску в разных средах. Индикатор должен с раствором образовывать форму, обладающую иными свойствами.

В химических лабораториях чаще используют лакмус, фенолфталеин и метилоранж.

• Метиловый оранжевый – это органическое основание Льюиса желтого цвета. При воздействии кислоты превращается в красную соль. Эта реакция обратима при добавлении основания. В процессе ионы Н + , связанные с атомами азота, взаимодействуют с ионами ОН — и в результате образуются молекулы воды. Та же ситуация происходит при сдвиге равновесия в сторону основания.
• Фенолфталеин – трифенилметановое соединение. Особенность заключается в том, что с помощью него невозможно отличить кислую от нейтральной среды. Но главное преимущество заключается в том, что он чувствителен к ионам ОН — .
• Лакмус – это природное вещество. Самый известный и широко применяемый индикатор. Удобна в использовании лакмусовая бумага.

Индикаторы различают не только кислоты, воду и щелочи, но и другие водные растворы. Сульфит калия от сульфата калия отличают фенолфталеином. Сульфит натрия – соль сильного основания и слабой кислоты, поэтому он имеет щелочную реакцию. Сульфат натрия – соль сильного основания и сильной кислоты, поэтому он имеет нейтральную среду.

Источник

Cреда водных растворов веществ. Индикаторы

Материалы портала onx.distant.ru

Определение характера среды водных растворов веществ. Индикаторы.

Среда водных растворов

Вода и водные растворы окружают нас повсюду. В воде и в водных растворах присутствуют ионы Н + и ОН — . Избыток или недостаток этих ионов определяет среду раствора.

В нейтральном растворе количество ионов водорода Н + равно количеству гидроксид-ионов ОН – .

[ Н + ] = [ ОН – ]

Если количество ионов водорода Н + больше количества гидроксид-ионов ОН – , то среда раствора кислая:

[ Н + ] > [ ОН – ]

Если количество ионов водорода Н + меньше количества гидроксид-ионов ОН – , то среда раствора щелочная:

[ Н + ] ОН – ]

Для характеристики кислотности среды используют водородный показатель рН. Он определяется, как отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода. В нейтральной среде рН равен 7, в кислой — меньше 7, в щелочной — больше 7.

Кислая среда	Нейтральная среда	Щелочная среда
[Н + ] > [ОН – ]	[Н + ] = [ОН – ]	[Н + ] – ]
pH	pH = 7	pH > 7

Индикаторы

Для определения среды раствора используют специальные вещества, которые изменяют цвет в зависимости от среды раствора: индикаторы. В зависимости от среды эти вещества могут переходить в разные формы с различной окраской.

Чаще всего используют следующие индикаторы: лакмус, метилоранж, фенолфталеин.

Окраска индикаторов в различных средах:

Индикатор/среда	Кислая	Нейтральная	Щелочная
Лакмус	Красный	Фиолетовый	Синий
Метилоранж	Красный	Оранжевый	Желтый
Фенолфталеин	Бесцветный	Бесцветный	Малиновый

Растворы кислот и оснований

Характер среды определяется процессами, которые происходят с веществами в растворе. Кислот, основания и соли в воде диссоциируют на ионы. Кислоты диссоциируют на катионы водорода H + и анионы кислотных остатков:

HA = H + + A –

При этом в растворе возникает избыток катионов водорода Н + , поэтому среда водных растворов кислот — кислая (что вполне логично).

Сильные кислоты диссоциируют в разбавленных растворах практически полностью, поэтому среда разбавленных растворов сильных кислот, как правило, сильно кислотная. Некоторые кислоты (слабые) диссоциируют частично, поэтому среда водных растворов слабых кислот — слабо кислая.

Основания диссоциируют на катионы металлов и гидроксид-анионы ОН – :

МеОH = Ме + + ОН –

При этом в растворе возникает избыток катионов гидроксид-анионов ОН – , поэтому среда водных растворов оснований — щелочная. Сильные основания (щелочи) хорошо растворимы в воде, поэтому среда их водных растворов — сильно щелочная. Нерастворимые основания в воде практически не растворяются, поэтому в водном растворе оказывается лишь небольшое количество ионов ОН – . Среда водного раствора аммиака слабо щелочная.

Растворы солей

Среда водных растворов солей определяется не только диссоциацией, но и особенностями взаимодействия катионов металлов и анионов кислотных остатков с водой — гидролизом солей .

Попадая в воду, соли диссоциируют на катионы металлов (или ион аммония NH₄ + ) и анионы кислотных остатков.

Катионы металлов, которым соответствуют слабые основания, притягивают из воды ионы ОН – , при этом в воде образуются избыточные катионы водорода Н + . Протекает гидролиз по катиону. Катионы металлов, которым соответствуют сильные основания, с водой таким образом не взаимодействуют.

Например , катионы Fe 3+ подвергаются гидролизу:

Fe 3+ + HOH ↔ FeOH 2+ + H +

Анионы кислотных остатков, которым соответствуют слабые кислоты, притягивают из воды катионы Н + , при этом в воде остаются гидроксид-анионы ОН – . Протекает гидролиз по аниону. Анионы кислотных остатков сильных кислот таким образом с водой не взаимодействуют.

Например , ацетат-ионы (остаток уксусной кислоты CH₃COOH) подвергаются гидролизу:

CH₃COO — + HOH ↔ CH₃COOH + OH —

В зависимости от состава соли водные растворы солей могут иметь кислую, нейтральную или щелочную среду.

Типы гидролиза солей в водных растворах:

Катио н/анион	Катион сильного основания	Катион слабого основания
Анион сильной кислоты	Гидролиз не идет	Гидролиз по катиону
Анион слабой кислоты	Гидролиз по аниону	Гидролиз по катиону и аниону

Среда водных растворов солей:

Катио н/анион	Катион сильного основания	Катион слабого основания
Анион сильной кислоты	Нейтральная	Кислая
Анион слабой кислоты	Щелочна я	Нейтральная*

* на практике среда водных растворов солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой, определяется силой кислоты и основания

Тип гидролиза и среда водных растворов некоторых солей:

Катио н/анион	Na +	NH4 +
Cl –	NаCl, гидролиз не идет, среда нейтральная	(NH4)2CO3 гидролиз по катиону, среда щелочная
CO3 2 –	Na2CO3, гидролиз по аниону, среда щелочна я	Na2CO3, гидролиз по катиону и аниону, среда определяется силой кислоты и основания

Индикаторы будут по-разному окрашиваться в водных растворах таких солей, в зависимости от среды. Таким образом, с помощью индикаторов можно различить водные растворы некоторых солей.

Окраска лакмуса в водных растворах солей, в зависимости от строения соли:

Катио н/анион	Катион сильного основания	Катион слабого основания
Анион сильной кислоты	Лакмус фиолетовый	Лакмус красный
Анион слабой кислоты	Лакмус синий	Окраска лакмуса зависит от силы кислоты и основания

Окраска лакмуса в водных растворах некоторых солей:

Катио н/анион	Na +	NH4 +
Cl –	NаCl, лакмус фиолетовый	(NH4)2CO3 лакмус красный
CO3 2 –	Na2CO3, лакмус синий	Na2CO3, окраска лакмуса зависит от силы кислоты и основания

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Источник