Təbiət və Fundamental fənlər kafedrası

Təbiət və Fundamental fənlər kafedrası

Fənnin adı

Kimya

Dinləyicinin soyadı və adı

Əmirxanlı Tural

Kursun və taqımın nömrəsi

I kurs, HFT20Q1

Sərbəst işin nömrəsi və mövzusu

Sərbəst iş №1, pH göstəricisi

İstifadə olunan ədəbiyyat

Kimya dərslikləri, Neft- kimya

instutunun internet portalı, vikipediya ensiklopediyası

Fənn müəlliminin soyadı və adı

Qurbanova Elvira

Sərbəst işin qəbulu haqqında müəllimin qeydi

Müəllimin işi yoxladığı tarix

Dinləyicinin aldığı bal

Müəllimin imzası

Qeyd: Sərbəst iş ən azı 2 vərəq həcmində yazılmalıdır. Mövzu yazılarkən giriş hissə, işin məzmunu və nəticə qeyd olunmalıdır.

Hidrogen göstəricisi (pH) nədir?

Hidrogen göstəricisi (pH) -məhlullarda hidrogen ionlarının konsentrasiyasını və ya aktivliyini səciyyələndirən kəmiyyətdir, ilk dəfə Danimarkalı kimyaçı Soren Peter Laurtz Sorensen tərəfindən 1909-cu ildə Karlsberq Laboratoriyasında müəyyələşdirilmiş və anlayış kimi təklif edilmişdir.

Açılışı “Power of Hydrogen” (Hidrogenin Gücü) olan və bir məhlulun turşuluq və əsaslıq dərəcəsini ifadə eden ölçü göstəricisinə pH deyilir. Digər bir deyimlə pH məhluldakı hidrogen ionu [H+] ilə hidroksid ionunun [OH–] qatılıqlarına müvafiq olaraq məhlulun turşuluğunu ifadə edən ölçüdür. 0-dan 14-ə qədər olan bir şkalada ölçülür.

Hidrogen göstəricisi (pH) – əks işarə ilə götürülmüş hidrogen ionlarının qatılığının onluq laqorifmidir:

H+ qatılığı OH– qatılığından çox olan məhlullar turş maddələdir və pH göstəricisi 7-dən kiçikdir. Məsələn: HClO₄ (perxlorat turşusu),    H₃PO₄(ortofosfat turşusu), H₄P₂O₇ (pirofosfat turşusu), HPO₃ (metafosfat turşusu),  H₂S (sulfid turşusu), H₂SO₄  (sulfat turşusu), H₂SO₃ (sulfit turşusu),  HCl (xlorid turşusu), HClO (hipoxlorit turşusu), HClO₂ (xlorit turşusu), HClO₃ (xlorat turşusu).

[H⁺] = 10^–7 mol/l – neytral məhlul, [H⁺] = [OH^–]
Əgər OH– və H+ ionlarından bərabər miqdarlarda mövcudsa, maddə 7 pH göstəricisinə malikdir və neytraldır. Məsələn: H₂O (təmiz su).

[H⁺] = 10^–7 mol/l – neytral məhlul, [H⁺] = [OH^–]

OH– qatılığı H+ qatılığından çox olarsa əsas maddə sayılır ve pH göstəricisi 7-dən böyükdür. Məsələn:  Cu(OH)₂ (mis (II) hidroksid), Fe(OH)₃ (dəmir (III) hidroksid), NaOH (kaustik soda), KOH (yeyici kalium qələvisi), Ca(OH)₂ (sönmüş əhəng).

[H⁺] < 10^–7 mol/l – qələvi məhlul, [H⁺] < [OH^–]
Turşu və Əsasların pH göstəricisinin hesablanması

Su amfiproton həlledici olduğundan çox zəif dissosiasiya edərək özündən hidroksonium və hidroksid ionları ayırır.

H₂O+H₂O ⇔ H₃O⁺+OH^- va ya sadə şəkildə H₂O ⇔ H⁺+OH^-

Təmiz suda hidrogen və hidroksid ionlarının qatılıgı bərabərdir:

[H⁺] = [OH^- ] =1x10^-7

Su çox zəif dissosiasiya etdiyindən onun tarazlıq qatılığını [H₂O] sabit qəbul

etmək olar.

K_su = [H⁺] x [OH^- ] =1x10^-7 x1x10^-7=1x10^-14

Burada- (K_su) suyun ion hasilidir və o, sabit temperaturda sabit kəmiyyətdir. Temperaturun artması ilə suyun dissosiasiyası da artır. Məsələn, 99-100°C-də suyun ion hasili 1x10^-12 olur. Deməli bu temperaturda H⁺ və OH^- ionlarının qatılığı 1x10^-6 M olur.

Lakin məhlulların turşuluğunu xarakterizə etmək üçün hidrogen ionlarının qatılığından deyil, hidrogen göstəricisindən istifadə olunur.

Suyun ion hasilini mənfi onluq loqarifmləsək, -lg[H⁺]+(-lg[OH^-])= -lg10^-14 və ya pH+pOH=14 alınar.

Qüvvətli turşular sulu məhlulda tam dissosiasiya edir. Məsələn:

HB→H⁺ + B^-

Ona görə də məhlulların hidrogen ionlarının qatılığı turşunun ilkin qatılığına bərabər olur.

[H⁺] = [B^-] = C

Buradan qüvvətli turşuların (pH –1, pH= -lgC), məsələn, 0.01M xlorid turşusunun pH-ını hesablayaq:

pH= -lgC= -lg10^-2=2

Lakin qüvvətli turşuların çox duru məhlulunda suyun dissosiasiyasından ayrılan hidrogen ionlarının qatılığı da pH-in qiymətinə təsir edir.

Zəif turşular sulu məhlulda qismən dissosiasiya edir.

HB ⇔ H⁺ + B^-

Zəif turşuların pH-ı tapmaq üçün, ifadəni mənfi onluq loqarifmləyək (pH –1)

pH= pK- lgC

Məsələn, 0,1 M sirkə turşusunun pH-ını hesablayaq. pK_CH3COOH = 4,76_.

pH= pK- lgC= x4,76 - lg10^-1=2,38+0,5=2,88

Çoxəsaslı turşuların pH-ının hesablanılması zamanı onların dissosiasiya sabitlərinin qiymətinə fikir vermək lazımdır. Əgər mərhələli dissosiasiya sabitlərinin qiymətləri bir-birindən kəskin fərqlənirsə belə turşuların pH-ının hesablanması zamanı birinci dissosiasiya sabitindən istifadə olunur. Məsələn, karbonat turşusunun mərhələli dissosiasiyası

H₂CO₃ ⇔ H⁺ + HCO₃^-

HCO₃^-⇔ H⁺ + HO₃^-2

Mərhələli dissosiasiya sabitləri

K₁ = [H⁺] x [HCO₃^-] / [H₂CO₃] = 3 x10^-7 pK₁=6,5

K₂ = [H⁺] x [HCO₃^-2] / [H₂CO₃^-] = 6 x10^-11 pK₂=10,2

Göründüyü kimi, birici dissosiasiya sabitinin qiyməti ikinci dissosiasiya sabitinin qiymətindən təxminən 4000 dəfə böyükdür. Ona görə də dissosiasiyanın ikinci mərhələsindən ayrılan hidrogen ionları məhlulun pH-ına praktiki olaraq təsir etmir. Məsələn: 0.01 M karbonat turşusu məhlulunun plin hesablayaq.

pH= pK₁ - lgC₁= x 6,5 - lg10^-1=3,25+1=4,25

Qüvvətli əsaslar da qüvvətli turşular kimi sulu məhlulda tam dissosiasiya edir.

Məsələn:

NaOH → Na⁺ + OH^- ona görə də [OH^-] = C_p və pOH = - lg[OH ^-] = - lgC_p

Suyun ion hasilindən pH + pOH = 14 olduğundan

pH = 14 - pOH = 14+ lgC_p

Məsələn: 0,01 M NaOH məhlulunun pH-ını hesablayaq.

pH = 14 - pOH = 14+ lg10^-2 = 14 – 2 = 12

Zəif əsaslar da zəif turuşular kimi sulu məhlulda qismən dissosiasiya edir. Ona görə də zəif turşu məhlullarında hidrogen ionlarının qatılığını göstərən tənliyə uyğun olaraq zəif əsas məhlullarında hidroksid ionlarının qatılığı hesablamaq olar.

pH = 14 - pOH = 14 - lgK_b + lgC_a

Məsələn: 0,01M NH₄OH məhlulunun pH-ını hesablayaq. pK_NH4OH= 4,74

pH = 14 - pK ₊ - lg C_a = 14 - x 4,74 + lg10^-2= 10,63

Müəyyən miqdar qüvvətli protolit (turşu və ya asas) əlavə etdikdə və ya durulaşdırıldıqda pH-ının qiymətini sabit saxlayan məhlullara bufer məhlullar deyilir. Adətən bufer məhlullar zəif protolitlər və onların duzu qarışığından hazırlanılır. Lakin bəzən qüvvətli turşuların və əsasların qatı məhlullarından və eləcə də çoxəsaslı turşuların müxtəlif duzları qarışığından da bufer məhlul kimi istifadə olunur. Bufer məhlullara müəyyən qədər qüvvətli protolit əlavə etdikdə məhlulun pH-ının nəzərə çarpacaq dərəcədə dəyişməməsi bu protolitlərdən ayrılan

H⁺ və OH^- ionlarının qatılığının çox zəif dəyişməsi ilə əlaqədardır.