като имам дадено pH как да изчисля колко е концентрацията на водородните катиони в разтвора?Знам, че pH=-logC(H+) , но незнам как да го сметна това?

"Знам, че pH=-logC(H+)"

Това е доста тясна дефиниция - вярна е само за много разредени разтвори. Въпреки че, с изестно приближение, може да се ползва за едноосновни киселини и моновалентни основи с концентрация до ок. 0.1 мол/л. В осми клас това се учи, така или иначе.

По върпоса за концентрацията. Ако си учил логаритмичната фунцкия, ще знаеш:

log(a)=b <=> a = 10^b
За логаритми с друга основа, формулата се изменя по сътоветния начин.

Пример.
Нека pH=2.
pH=-log(C(H+))=2
log(C(H+))=-2
C(H+)=10^(-2)=0.01 mol/L.

Съдържаниет е скрито
Влезте за да го видите

Защо казваш, че формулата е валидна за конц. до около 0,1М ?

Когато "ветровете" са бурни, има опасност да попадне "песъчинка" в окото ни.

Защото това е границата на проложението на уравнението на Дюбай-Хюкел...
Дори и при такива разтвори, концентрация и активност са различни неща, но могат да се пресемтната относително лесно:
pH=-lg(a(H+))=-lg[H+]-lg(gamma(H+))~=-lg[H+]

Тази формула отчита активността на водородните катиони (a), изразена чрез коефициентта на активността, гама.

За по-концентрирани разтвори, активността на разтвореното вещество и на разтворителя(!) трябва да се има пред вид. Тогава е по-удобно да се въведе активността, изразена като фунцкия на молалността на Н+:

а(Н+)=гама*m(H+) [mol/kg вода]
Всъщност 0.1 М HCl има рН 1.1, точно поради този ефект, но 0.1 m HCl има рН 1.0

Дори и този трик не върши работа при концентрирани разтвори, например аз работя със сярно-кисел разтвор (pH~1), с коефициент на активност на водата едва 0.96.

Допълнителна усложнение се създава от свързването на протоните в други форми, освен хидроксониевите йони.

Съдържаниет е скрито
Влезте за да го видите

А до колко най-разредени разтвори е валидна простата логаритмичната формула?

Когато "ветровете" са бурни, има опасност да попадне "песъчинка" в окото ни.

Ориентировъчно в диапазона 2<~pH<~12, ако общото съдържание на солите е умеренто (~ 0.1 мол/л) и физичните свойства на разтвора са близки до тези на водата.

Съдържаниет е скрито
Влезте за да го видите

В увода на "Ionic Equilibrium. Solubility and pH Calculations"*, Джеймс Бътлър** пише следното:

В отговор на:

---

... В началото на 60-те общото мнение бе, че коефициентите на активност могат да се преподават на кандидат-магистрите и докторантите по физикохимия, но не са нужни на бакалавърските кандидати. За нещастие, строгият подход [към тяхното преподаване] включваше стотици символи и хиляди уравнения. Докато аз мога да видя, как опростен подход с едва няколко символа и едно уравнение може да бъде много по-достъпен за инженер-химици, геолози и физиолози, дори и ако точността [на този подход] не е толкова висока, колкото на най-добрите модели.

---

Съдържаниет е скрито
Влезте за да го видите

Имах предвид силно разредени разтвори. Например 10^-8 HCl.
По логаритмичното уравнение се получава разбира се рН=8, което е абсурдно.
Въобще рН при толкова разредени водни разтвори има ли смисъл или се смята по друга формула?

Когато "ветровете" са бурни, има опасност да попадне "песъчинка" в окото ни.

Колкото е по-разреден разтвора, толкова по-голяма грешка ще имаш при използването на простото лог. уравнение. При концентрации на силната основа/киселина под 1е-6 трябва да учиташ дисоциацията на водата (говорим за водни разтвори):
НА -> (H+) + (A-)
H2O -> (H+) + (OH-)

=> [H+]^2 - [A-]*[H+]-Kw=0 - това уравнение е вярно за всички водни разтвори на силни киселини, при условие, че коеф. акт. = 1 (за основи се получава подобно уравнение, в което на мястото на [H+] стои [OH-]). При разтвори с конц. > 1е-6 , последния член може да се пренебрегне (Kw=1e-14 при 20 С).

П.П: Тук малко некоректно съм се изразил - см. следващия пост

Редактирано от studetn на 17.03.09 10:26.

Всъщност, лог. уравнение си е правилно, защото даже в силно разредени разтвори (или ,по-скоро, ИМЕННО в силно разредени разтвори) рН=-log[H+]. Просто трябва да знаеш, как се изчислява [Н+]...