Производство спиртных напитков. Сырье, аппараты, технологии получения спирта и водки - Дорош А.К.
ISBN 5-325-00756-6
Скачать (прямая ссылка):
H2O = H+ + ОН-,
из которого следует, что в чистой воде, то есть такой, где нет других веществ и в которой ионы H и ОН" могут образовываться только в результату диссоциации ее молекул согласно приведенному уравнению, число ионов H и ОН" должно быть одинаково. Опыт показывает, что при 25 С в 1 л чистой воды содержится 1x10" моль ионов H и 1 х 10" моль ионов ОН" и что произведение их концентраций постоянно ит>авно Ch x Сон" = 1 х 10-1 моль2/л2.
В разбавленных водных растворах кислот и щелочей молярные концентрации ионов H+ и ОН" не обязательно равны 1 х 10"7 моль/л, однако они взаимосвязаны и при 250C их произведение всегда равно 1 х 10"14 моль2/л2. Поэтому, зная концентрацию одного из них, всегда можно вычислить концентрацию другого.
В кислых растворах преобладают ионы H+, следовательно, в них C^j, > 1 х 10"7 моль/л и, соответсвенно, Cqh— < 1 x 10-7 моль/л. В щелочных растворах преобладают ионы ОН", следовательно, в них Cj_j , < 1 х 10"7 моль/л и, соответственно, COH- > 1 х 10"7 моль/л. В нейтральной среде C^+ = Cqh_ = 10'7 моль/л. Поскольку числа со степенями не удобны для записи, вместо них используют водородный показатель рН, равный отрицательному десятичному логарифму чис-лового значения молярной концентрации ионов водорода, выраженной в моль/л: рН = — Loq(CH+).
Пример. В растворе концентрация Сн+равна 1 х 10"4 моль/л. Тогда рН - — LOq(ch+)--Loq(l х 10"4) - 4.
До этого времени мы говорили о чистой воде. Что же произойдет, если к ней прибавить в незначительном количестве кислоту или щелочь? Предположим, что в чистой воде мы растворили NaOH. Тогда его частицы, диссоциируя, добавят в раствор определенное число групп ОН-. Поскольку произведение концентраций ионов H+ и OH- должно быть постоянно, растворение NaOH приведет к понижению числа ионов
H+, то есть к понижению кислотности раствора.
Пример. В чистой воде растворили один моль NaOH и получили 1 л раствора с CNaOH - 1 моль/л, что соответствует СОН" - 1 моль/л. (Фактически концентрация ОН" будет большей на величину Сон- - 1 х 10" моль/л, имевшихся до растворения NaOH в чистой воде, которыми ^ожно пренебречь). Необходимо определить Ch+ такого раствора. Поскольку Сн х Сон" - 1 х 10" моль /л , то Ch+ X 1 моль/л - 1 х 10" моль /л или CH+ - IxIO"'4 моль/л, и полученный раствор будет иметь сильно выраженные щелочные свойства.
Предположим, что мы растворили HCl в чистой воде. Молекулы НС1, диссоциируя, добавят в раствор дополнительное число ионов H+, что приведет к понижению числа ионов ОН-, то есть к повышению кислотности раствора.
Пример. В чистой воде растворили один моль HCl и получили 1 л раствора с ChCI - 1 моль/л, что соответствует Ch - 1 моль/л. Числом собственных ионов H+ в воде можно пренебречь. Определим Сон" такого раствора. Так как CH+ х Сон - 1 х 10" моль /л , то 1 моль/л х Сон" - 1 х W"14 моль/л , или Сон" - 1 х 10" моль/л и полученный раствор будет иметь сильно выраженные киислотные свойства.
Таблица 1. Важнейшие кислотно-щелочные индикаторы |411
Индикатор
Интервал рН перехода окраски
Изменение окраски
Ализариновый желтый
10,1 — 12,0
Желтая на красно-оранжевую
Тийолфталеин
9,3 — 10,5
Бесцветная на синюю
фенолфталеин
8,2 — 10,0
Бесцветная на красную |
Крезоловый красный
7,2 — 8,8
Желтая на пурпурную
Бромтимоловый синий
6,0 — 7,6
Желтая на синюю
Лакмус
5,0 — 8,0
Красная на синюю
Метиловый красный
4,4 — 6,2
Красная на желтую
Метиловый оранжевый
3,0 — 4,4
Красная на желтую
Тропеолин OO
1,3 — 3,0
Красная па желтую
Тимоловый синий 1-й переход 2-й переход
1,2 — 2,8 8,0 — 9,6
Красная на желтую
Желтая на синюю_|
Обычно в водных растворах CH+ и СОН меньше или равно 0,1. моль/л и поэтому" с учетом их взаимосвязи в таких растворах рН имеет значения от 1 до 13. Величина рН используется как мера кислотности, щелочности или нейтральности раствора:
для кислой среды рН меньше 7 (рН < 7),
для щелочной среды рН больше 7 (рН > 7),
для нейтральной среды рН = 7.
Точно определить значения рН растворов можно только с помощью специальной аппаратуры. Оценку значений рН производят с помощью кислотно-щелочных индикаторов — веществ, которые резко изменяют свою окраску в определенной области значения рН. Некоторые из кислотно-щелочных индикаторов приведены в табл. 1.
1.3.1. Определение кислотности титрованием
Кислотность (щелочность) раствора можно точно определить с помощью титрования, в основе которого лежит правило, согласно которому равные объемы растворов одинаковой нормальности содержат равные эквивалентные количества растворенных веществ.
Титрование — это метод определения кислотности (щелочности) раствора путем смешивания определенной порции раствора, эквивалентная концентрация (Спэк) вещества в котором известна, с определенной порцией раствора, эквивалентная концентрация (Схэк) вещества в котором неизвестна и ее необходимо определить, и выполнения соответствующих расчетов. Раствор, Схэк вещества которого необходимо определить, называется титруемым, а раствор, значение Спэк которого известно, называют титрантом.
