Вычисление рН водных растворов

сильных кислот: рН = – lga (H+) = – lg (c (H+) / f (Н+))

сильных оснований: рН = 14 + lga (OH¯) = 14 + lg (c (OH¯) f (OH¯))

слабых кислот: рН = – ½(рK кислоты – lgc ) = – ½K кислоты – ½ lgc

слабых оснований: рН = 14 – ½рK основания + ½lgc

солей, образованных сильным основанием и слабой кислотой: рН = 7 + ½pK кислоты + ½lgc соли

солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой: рН = 7 – ½K основания – lgc соли

солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой: рН = 7 + ½pK кислоты + ½pK основания

кислого буферного раствора:

щелочного буферного раствора:

Вычисление буферной емкости.Емкость буферного раствора определяется количеством сильной кислоты или сильного основания, которое необходимо добавить к 1 л буферного раствора, чтобы изменить его значение рН на единицу.

Гетерогенное равновесие: осадок – насыщенный раствор малорастворимого соединения.Гетерогенное равновесие между осадком малорастворимого соединения и его ионами в насыщенном водном растворе может быть представлено следующим уравнением:

Ktm Ann ↓ ↔ mKtn + + n Anm -

[Ktn +] = m s ; [Anm -] = n • s

Константа равновесия обратимой реакции осаждения-растворения называется произведением растворимости Ks (или ПР) и выражается следующим образом:

Ks = a (Ktn +)m a (Anm -)n = (f (Ktn +) x [Ktn +])m• (f (Anm- )[Anm -])n = (ms)m(ns)n • f (Ktn +)m • f (Ann -)n = nnmmsm+n • f (Ktn +)m • f (Anm -)n , или Ks = nn • mm • sm+n

Растворимость – это свойство вещества образовывать гомогенные системы с растворителем. Молярная растворимость малорастворимого вещества (s), моль/л, выражается следующим образом:

Зная молярную растворимость соединения Ktm Ann , легко вычислить его растворимость в г/л ρ по формуле:

ρ = s • M(Ktm Ann )

Массу малорастворимого вещества в любом объеме можно рассчитать по формуле:

m (Ktm Ann ) = s(Ktm Ann ) • M(Ktm Ann ) x Vр-ра

Условие образования и растворения осадка.Осадок не образуется или растворяется, если произведение концентраций ионов осадка в растворе меньше величины произведения растворимости.

[Ktn +]m [Anm -]n < Ks (Ktm Ann )

Осадок образуется или выпадает, если произведение концентраций ионов осадка в растворе больше величины произведения растворимости.

[Ktn +]m [Anm -]n > Ks (Ktm Ann ).

Равновесия в окислительно-восстановительных системах.Для обратимой окислительно-восстановительной реакции

Oх + nē ↔ Red

Равновесный потенциал Eox/red со стандартным потенциалом редокс-пары Eox/red и активностью окисленной и восстановленной формы связан уравнением Нернста:

где R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/моль К, Т – температура по шкале Кельвина, К, T – число Фарадея, равное 96485 Кл/моль, а (Ох) – активность окисленной формы, a (Red) – активность восстановленной формы.

При подстановке в уравнение значений универсальной газовой постоянной, числа Фарадея, температуры Т = 298 К и замены натурального логарифма на десятичный получается уравнение для расчета значения равновесного электродного потенциала редокс-пары при 25°C:

Если в окислительно-восстановительных реакциях принимают участие ионы водорода, то уравнение Нернста выглядит следующим образом:

Если окисленная или восстановленная форма окислительно-восстановительной полуреакции является малорастворимым соединением, то в формулу для вычисления равновесного потенциала такой системы входит величина произведения растворимости этого соединения.

Если в окислительно-восстановительной полуреакции окисленной формой является комплексное соединение OxLm , характеризующееся константой устойчивости β(OxLm ), то равновесный окислительно-восстановительный потенциал вычисляется по уравнению:

Направление и глубина протекания окислительно-восстановительных реакций. Обратимая окислительно-восстановительная реакция

аОх1 + bRed1 ↔ аОх2 + bRed2 протекает в прямом направлении, если ΔЕ0 = Е0 Ox1/Red2 – Е0 Ox2/Red1 > 0, И В обратном направлении, если ΔЕ0 < 0.

Глубина протекания реакции, т. е. степень превращения исходных веществ в продукты реакции, определяется константой равновесия.

Для окислительно-восстановительной реакции константа равновесия с потенциала-

ми участвующих в реакции редокс-пар связана уравнением: