Fizikaviy kimyo fanidan laboratoriya mashg`ulotlari uchun

Ishdan kuzatilgan maqsad: 1. Vodorod ionlari konsentratsiyasini indicator metodi bilan o‘lchashni o‘rganish.

2. Kolorimetrik metod yordamida eritmalarning pH qiymatini topish

Ish uchun kerakli jihozlar: Kolorimetri asbob; 0,1 ml larga bo‘lingan 10 ml li pipetka; 1 ml li pipetka to‘rtta; 0,1 ml larga bo‘linan 50 ml li byuretkadan uchta
Nazariy qism.

Suvning H⁺ va OH^- ionlariga dissotsilanish qobilyati

H₂O → H⁺ +OH^-
Massalar ta’siri qonuniga muvofiq, dissotsilanish konstantasi bilan harakterlanishi mumkin:
[H]·[OH]

K= (1)

[H₂O]
Suvning dissotsilanish konstantasi qiymati 25⁰ C da 1,8 10^-16 ga teng.

Vodorod va gidroksid ionlarining konsentratsiyasi juda kichik bo‘lgani sababli, dissotsiyalanmagan suv molekulalarining konsentratsiyasi doimiy qiymat deb qabul qilinishi mumkin. U 1 litr hajmdagi molar hisobida ifoda qilinsa

[H₂O] =55,56 kelib chiqadi, (1) formuladan foydalanib
[H⁺]·[OH⁻]

K= yoki 55,56 K = [H⁺] ·[OH⁻]

55,56
ni hosil qilamiz.

K ning qiymati qo‘yilsa:

55,56 ·1,8 · 10^-16 = 1· 10^-14
[H⁺] · [OH] = 1 ·10^-14 hosil bo‘ladi.

Shunday qilib, ozod ionlar [H⁺] va [OH^-] konsentratsiyasining ko‘paytmasi suvda doimiy tempraturada o‘zgarmas qiymatga ega bo‘ladi. Bu qiymat suvning ionlar ko‘paytmasi deb ataladi. Suvning ionlar ko‘paytmasi K ni dissotsilanish konstantasi bilan almashtirib yuborish yaramaydi, chunki dissotsilanish konstantasi 55,56 marta kichik.

Vodorod ionlarining konsentratsiyasi kislotali eritmalarda 1 · 10^-7 dan ko‘p, ishqoriy eritmalarda 1 · 10^-7 dan kam bo‘ladi. Masalan, kislotaning 0,01 N eritmasida agar ß=1 bo‘lsa, u vaqtda [H⁺] = 10^-2 bo‘ladi. [OH^-] esa shunga muvofiq:
[H⁺] · [OH] = 1 ·10^-14
tenglama yordamida topilishi oson bo‘ladi.
10^-14 10^-14

[OH^-] = =

[H⁺] 10^-2
kelib chiqadi.

Vodorod ionlari konsentratsiyasining qiymati manfiy ko‘rsatkichli son bilan ifodalanadi, shu sababli bu qiymat o‘rniga vodorod ko‘rsatkichidan foydalanish ancha qulay. Bunda vodorod ko‘rsatkichi pH bilan belgilanadi, u vodorod ionlari konsentratsiyasi qiymatining manfiy o‘nlik logarifmasiga teng.

-lg [H⁺] = pH
Masalan, agar [H⁺] = 10^-4 bo‘lsa,
pH = -lg [H⁺] = - lg [ 10^-4]
bilan ifodalanadi.

Shunday qilib pH kichik sonlar bilan ifodalanadi, bu esa hisoblab chiqarishni ancha osonlashtiradi.

Vodorod (yoki gidroksid) ionlarining konsentratsiyasini titrlash yo‘li bilan topib bo‘lmaydi. Har qanday kislota ishqor bilan titrlaganda gidroksil ionlari vodorod ionlari bilan birikib, kam dissotsiyalangan suv molekulalari hosil qiladi. Bunda kislotaning dissotsiyalangan va dissotsiyalanmagan molekulalari orasida muvozanat buziladi, natijada eritmada bo‘lgan kislota batamom neytrallanguncha kislotaning yangi molekulalari dissotsiyalanaveredi. Bu hol masalan, quyidagi tenglamadan ko‘rinib turibdi.
CH₃COOH^- + H⁺ + Na⁺ + OH^- → CH₃COO^- + Na⁺ + H₂O
Demak, vodorod ionlari konsentratsiyasini topish uchun shunday usuldan foydalanish kerakki bunda tajriba olib boorish sharoiti
HA → A^- + H⁺
muvozanatga ta’sir etmasligi kerak.

Bu erda HA – kislota

A^- va H⁺ -kislota dissotsilanganda hosil bo‘ladigan ionlar.

Vodorod ionlarining konsentratsiyasini topish uchun elektrometrik metod, kolorimetrik metod yoki indicator metodlari eng ko‘p qo‘llaniladi.