Номер 6, страница 56, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

6. Что называется водородным показателем? Как рассчитывается водородный показатель?

Что называется водородным показателем?

Водородный показатель, или pH (от лат. pondus Hydrogenii — «вес водорода» или potentia Hydrogenii — «сила водорода»), — это безразмерная величина, которая количественно выражает кислотность или щелочность водного раствора. Он представляет собой удобный способ измерения концентрации ионов водорода (протонов $H^+$) в растворе.

Шкала pH используется для классификации растворов:

• Растворы с $pH < 7$ являются кислыми. Чем ниже значение pH, тем выше кислотность.
• Растворы с $pH = 7$ являются нейтральными (например, чистая вода при 25o C).
• Растворы с $pH > 7$ являются щелочными (или основными). Чем выше значение pH, тем выше щелочность.

Ответ: Водородный показатель (pH) — это мера активности ионов водорода в растворе, служащая для количественной оценки его кислотности.

Как рассчитывается водородный показатель?

Водородный показатель (pH) определяется как отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации (или, точнее, активности) ионов водорода $[H^+]$, выраженной в молях на литр (моль/л).

Математическая формула для расчета pH:

$pH = -\lg[H^+]$

где $\lg$ — это операция взятия десятичного логарифма.

Например, для нейтральной воды при 25o C концентрация ионов водорода составляет $1 \times 10^{-7}$ моль/л. Ее pH рассчитывается следующим образом:

$pH = -\lg(10^{-7}) = -(-7) = 7$

Также pH связан с гидроксидным показателем (pOH) через ионное произведение воды ($K_w$). При 25o C:

$K_w = [H^+][OH^-] = 10^{-14}$

Прологарифмировав это выражение, получаем простое соотношение:

$pH + pOH = 14$

Это позволяет рассчитать pH, если известна концентрация гидроксид-ионов $[OH^-]$. Сначала находят pOH ($pOH = -\lg[OH^-]$), а затем pH по формуле $pH = 14 - pOH$.

Ответ: Водородный показатель рассчитывается по формуле $pH = -\lg[H^+]$, где $[H^+]$ — молярная концентрация ионов водорода в растворе.