Чтение онлайн

на главную - закладки

Жанры

Электроника?.. Нет ничего проще!
Шрифт:

Протекающую реакцию записывают следующим образом:

Двойная стрелка обозначает, что реакция может протекать в обоих направлениях, но происходит она преимущественно в направлении справа налево. На основе одного химического закона можно доказать, что произведение количества содержащихся в воде ионов Н+ (концентрация, обозначается | Н+|) на количество содержащихся в воде ионов ОН (обозначается |

ОН|) всегда постоянно и равно | Н+| х | ОН| = 10– 14.

Н. — В самом деле, не очень много! Это составляет одну стотысячную одной миллиардной! Как же обозначают цифрами такие концентрации?

Л. — Их выражают в «грамм-ионах на литр» (г·ион/л), т. е. числом, показывающим, сколько раз 1 г ионов Н+или 17 г ионов ОН содержится в литре (что соответствует 6·1023 настоящих ионов). Само собой разумеется, что взвесить ионы нельзя, так как нет возможности получить их в свободном состоянии. Но их количество можно определить косвенными методами. Например, можно возвратить ионам Н+ недостающие им электроны, в результате чего получится газ водород (рис. 34), объем которого можно замерить, а это даст нам и вес (примерно 1 г на 11 л).

Показатель pH

Н. — По твоему уравнению диссоциации количество ионов Н+ должно точно соответствовать количеству ионов ОН. Разве не так?

Л. — Да, если бы я не добавил в воду постороннее вещество. Ну и раз ты находишься на верном пути, скажи мне, какова концентрация ионов Н+ в чистой воде.

Н. — Это можно рассчитать. Если | Н+| = | ОН|, а их произведение равно 10– 14, то концентрация каждого из названных ионов составляет 10– 7.

Л. — Прекрасно. Если теперь я добавлю в воду кислоту, которая высвобождает большое количество ионов Н+, то концентрация ионов ОН снизится, потому что произведение | Н+| х | ОН| остается равным 10– 14. Чем больше ионов Н+, тем более выраженный кислотный характер приобретает раствор. Теперь принято измерять количество ионов Н+ в растворе и обозначать его логарифмом в сопровождении значка Н+, эту величину называют водородным показателем pH раствора.

Н. — О! Опять логарифмы! Они приводят меня в ужас.

Л. — Все это не так страшно. Запомни только логарифмы некоторых чисел:

Н. — Значит, логарифм всего лишь показатель степени числа 10?

Л. — Видишь, ты сам это понял. Когда говорят, что pH раствора, например, 6, это означает, что концентрация ионов Н+ в этом растворе составляет 10– 6. Ты знаешь, что очень чистая вода имеет показатель pH, равный 7. У кислых растворов показатель pH меньше 7…

Н. —

Нет, ты ошибаешься! В кислых растворах концентрация ионов Н+ выше.

Л. — Подожди, Незнайкин, разве ты не согласен, что 10– 2 (или 0,01) все же больше, чем 10– 7 (или 0,0000001)?

Н. — Согласен, ты прав. Но скажи, пожалуйста, до какого уровня может опуститься показатель pH в очень кислых растворах?

Л. — При pH = 0 в растворе в каждом литре содержится 1 грамм-ион Н+. А так как концентрация этих ионов может быть немного выше, то величина pH может спуститься несколько ниже нуля — почти до —1.

И наоборот, в основных (или щелочных) растворах, куда добавили ионов ОН, концентрация ионов Н+ опускается ниже уровня 10– 7 и может дойти до 10– 14 (когда на каждый литр раствора приходится 1 грамм-ион ОН) и показатель pH может достичь 14.

Иногда показатель может еще повышаться почти до 15, но эти случаи носят скорее характер исключения, чем правила.

Измерение pH

Н. — Но тогда величину pH совершенно невозможно измерить?

Л. — Почему ты думаешь, что при высоких значениях pH, иначе говоря у щелочных растворов, труднее измерить этот показатель?

Н. — Да потому, что даже с помощью точных измерительных приборов невозможно измерить количество ионов, когда в литре их всего лишь 10– 12 или того меньше.

Л. — Ты совершенно прав, если пользоваться химическими методами (они бессильны уже при pH = 3). На практике же пользуются электрическими измерениями. Установили, что, когда тонкая перегородка из специального стекла разделяет два раствора с pH соответственно pH1 и рН2 (рис. 35), образуется электрическая батарея, э. д. с. которой примерно равна:

E = E0 + 0,06·(рН1рН2),

где Е0 — постоянная величина, зависящая от нескольких факторов.

Рис. 35. Разделяя тонкой стеклянной перегородкой (из стекла, с не очень хорошими свойствами изолятора) два раствора с разными pH, вызывают появление разности потенциалов, которая пропорциональна разности pH этих растворов.

Когда хотят измерить pH какого-нибудь раствора, в него опускают небольшой шарик из специального стекла, в который налит кислый раствор с известным pH и опущена платиновая проволочка. Это приспособление называют стеклянным электродом.

Н. — Любознайкин! Все имеет свой предел, ну, хватит надо мною смеяться! Ведь стекло прекрасный изолятор (к счастью для электронных ламп). Как можно сделать электрод из стекла, которое не проводит электрического тока?

Поделиться:
Популярные книги

Личный аптекарь императора. Том 4

Карелин Сергей Витальевич
4. Личный аптекарь императора
Фантастика:
городское фэнтези
попаданцы
аниме
фэнтези
5.00
рейтинг книги
Личный аптекарь императора. Том 4

Законы Рода. Том 9

Мельник Андрей
9. Граф Берестьев
Фантастика:
городское фэнтези
попаданцы
аниме
дорама
фэнтези
фантастика: прочее
5.00
рейтинг книги
Законы Рода. Том 9

Газлайтер. Том 10

Володин Григорий
10. История Телепата
Фантастика:
боевая фантастика
5.00
рейтинг книги
Газлайтер. Том 10

Кодекс Охотника. Книга VII

Винокуров Юрий
7. Кодекс Охотника
Фантастика:
фэнтези
попаданцы
аниме
4.75
рейтинг книги
Кодекс Охотника. Книга VII

Я уже царь. Книга XXIX

Дрейк Сириус
29. Дорогой барон!
Фантастика:
юмористическое фэнтези
аниме
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Я уже царь. Книга XXIX

Отверженный III: Вызов

Опсокополос Алексис
3. Отверженный
Фантастика:
фэнтези
альтернативная история
7.73
рейтинг книги
Отверженный III: Вызов

На границе империй. Том 10. Часть 4

INDIGO
Вселенная EVE Online
Фантастика:
боевая фантастика
космическая фантастика
попаданцы
5.00
рейтинг книги
На границе империй. Том 10. Часть 4

Дворянин

Злотников Роман Валерьевич
2. Император и трубочист
Фантастика:
боевая фантастика
альтернативная история
5.00
рейтинг книги
Дворянин

Мастер 3

Чащин Валерий
3. Мастер
Фантастика:
героическая фантастика
попаданцы
аниме
5.00
рейтинг книги
Мастер 3

На границе империй. Том 10. Часть 5

INDIGO
23. Фортуна дама переменчивая
Фантастика:
космическая фантастика
попаданцы
5.00
рейтинг книги
На границе империй. Том 10. Часть 5

Покоривший СТЕНУ 4: Четыре ответа

Мантикор Артемис
4. Покоривший СТЕНУ
Фантастика:
фэнтези
попаданцы
рпг
5.00
рейтинг книги
Покоривший СТЕНУ 4: Четыре ответа

Третий Генерал: Том III

Зот Бакалавр
2. Третий Генерал
Фантастика:
попаданцы
рпг
аниме
5.00
рейтинг книги
Третий Генерал: Том III

Лекарь Империи 7

Карелин Сергей Витальевич
7. Лекарь Империи
Фантастика:
городское фэнтези
аниме
боевая фантастика
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Лекарь Империи 7

Сержант. Назад в СССР. Книга 4

Гаусс Максим
4. Второй шанс
Фантастика:
попаданцы
альтернативная история
5.00
рейтинг книги
Сержант. Назад в СССР. Книга 4