Седьмой класс → Кислоты, Щелочи и Соли ↓
Шкала pH и индикаторы
Введение в шкалу pH
Шкала pH — это важная концепция в химии, которая помогает измерять, является ли вещество кислотой, основанием или нейтральным. Шкала варьируется от 0 до 14, где:
- Значение pH менее 7 указывает на кислое вещество.
- pH 7 считается нейтральным.
- Значение pH более 7 указывает на щелочное вещество.
Кислоты и их свойства
Кислоты — это вещества со значением pH менее 7. У них есть некоторые характерные признаки:
- Они имеют кислый вкус. Например, уксус и лимонный сок.
- Они могут окрашивать синий лакмус в красный цвет.
- Они реагируют с основаниями с образованием соли и воды.
Основания и их характеристики
Основания имеют значение pH более 7. Некоторые из их характеристик:
- Они имеют горький вкус и скользкие, как мыло.
- Они могут окрашивать красный лакмус в синий цвет.
- Они реагируют с кислотами с образованием соли и воды.
Нейтральные вещества
Нейтральные вещества имеют значение pH ровно 7. Вода является распространенным нейтральным веществом, представленным химически следующим образом:
H 2 O
Индикатор pH
Индикаторы pH — это вещества, которые меняют цвет в зависимости от pH раствора, который они содержат, помогая нам определить, является ли раствор кислотным, щелочным или нейтральным.
Обычные индикаторы
Некоторые из наиболее распространенных pH-индикаторов:
- лакмусовая бумага:
- Синий лакмус краснеет в кислой среде.
- Красный лакмус синеет в щелочной среде.
- Фенолфталеин: становится розовым в щелочной среде и остается бесцветным в кислой среде.
- Метилоранж: этот индикатор становится красным в кислой среде и желтым в щелочной среде.
Расчет pH
Значение pH раствора рассчитывается по следующей формуле:
pH = -log 10 [H + ]
где [H + ]
— это концентрация ионов водорода в растворе. Например:
Если [H + ] = 0.01 M, pH = -log 10 (0.01) = 2
Значение pH в повседневной жизни
Понимание pH важно в различных аспектах повседневной жизни, включая:
- Человеческое тело: Поддержание стабильного уровня pH в организме важно для хорошего здоровья. Кровь человека имеет слегка щелочной уровень pH, около 7.4.
- Почва для растений: pH почвы влияет на рост растений. Большинство растений лучше всего растут в почве с pH от 6 до 7.5.
- Бассейны: pH-равновесие воды в бассейне обычно должно быть от 7.2 до 7.8, чтобы предотвратить раздражение кожи.
Реакции кислота-основа
Когда кислоты и основания реагируют друг с другом, они обычно образуют соли и воду. Эта реакция известна как нейтрализация. Общая уравнение для реакции нейтрализации:
Кислота + Основа → Соль + Вода
Например, рассмотрим реакцию между соляной кислотой и гидроксидом натрия: HCl + NaOH → NaCl + H 2 O
Буферный раствор
Буферы — это специальные растворы, которые сопротивляются изменениям pH при добавлении небольших количеств кислоты или основания. Они помогают поддерживать стабильное pH-среду.
Практическая активность: тестирование pH
Простой эксперимент включает тестирование pH различных бытовых веществ с помощью лакмусовой бумаги. Следуйте этим шагам:
- Соберите различные жидкости, напр., лимонный сок, раствор соды, уксус, мыльная вода.
- С помощью пипетки нанесите несколько капель каждой жидкости на синий и красный лакмус.
- Наблюдайте за изменением цвета на лакмусе и записывайте значение pH на основании цветовой шкалы.
Заключение
Шкалы pH и индикаторы — это инструменты, которые помогают нам понять природу веществ. Изучив их использование, мы можем изучать химию окружающего мира и ее приложения в различных областях.