Химия: расследуем мир веществ Урок 61 из 67
Почему единица pH означает десятикратное различие?
Прочитаем логарифмическую шкалу и обязательно укажем температуру модели.
Опорная карта
Схема модели
Только бумага, калькулятор и готовые данные. Не пробуйте, не нюхайте, не смешивайте и не нагревайте химикаты; не открывайте бытовые средства и неизвестные ёмкости. Нейтральный pH не доказывает безопасность. Не применяйте учебную нейтрализацию к коже, глазам, разливам или неизвестным смесям.
Ситуация и вопрос
Карточки двух растворов показывают pH 3 и pH 5. Один ученик говорит «разница в два раза», другой — «в сто раз». Что именно они сравнивают? Прозрачные растворы не рассматриваем и не измеряем: используем только числовые карточки и водную модель при 25 °C.
Новые слова без пропусков
pH строго связан с активностью ионов водорода. В достаточно разбавленной учебной модели используем pH≈−lg(c(H₃O⁺)/(1 моль/л)). Логарифм получает безразмерное отношение; pH тоже безразмерен. При 25 °C нейтральность означает c(H₃O⁺)=c(OH⁻), обычно pH≈7 для этой модели.
Предскажите
Предскажите, где c(H₃O⁺) выше: при pH 3 или 5. Разница чисел pH — два, но как меняется величина 10^(−pH)? Не называйте «силу кислоты» по одному pH: результат зависит и от состава, и от концентрации. Здесь сравниваем только активность, приближённо — концентрацию.
Исследуйте или разберите данные
Заполните карточки при 25 °C: c(H₃O⁺)=10⁻³, 10⁻⁵ и 10⁻⁷ моль/л. Найдите pH. В обратную сторону для pH 4 получите 10⁻⁴ моль/л. Каждый шаг на единицу меняет концентрационное приближение в десять раз, а не прибавляет фиксированное количество ионов.
| Объект / шаг | Дано / расчёт | Вывод |
|---|---|---|
| 10⁻³ mol/L | −lg(10⁻³) | pH ≈ 3 |
| 10⁻⁵ mol/L | −lg(10⁻⁵) | pH ≈ 5 |
| 10⁻⁷ mol/L; 25 °C | c(H₃O⁺) = c(OH⁻) | pH ≈ 7 |
Разобранный пример
Для pH 3 концентрационное приближение даёт 10⁻³ моль/л, для pH 5 — 10⁻⁵. Отношение 10⁻³/10⁻⁵=100. У первого раствора в этой модели концентрация H₃O⁺ в сто раз выше. Нейтральная точка привязана к температуре: равенство концентраций важнее запоминания одного числа.
Где легко ошибиться
Ошибка: считать диапазон 0–14 абсолютной границей для любых растворов либо писать «pH 7 безопасно пить». Водные растворы могут выходить за привычный диапазон; здесь он лишь удобный фрагмент шкалы. pH не определяет загрязнители, микробы и все опасные свойства. При иной температуре нейтральный pH может отличаться от 7.
Перенос в новый случай
Новый случай: A имеет pH 2, B — pH 4 при одинаковой температуре и применимом приближении. Найдите отношение c(H₃O⁺). Карточка C при 25 °C имеет c(H₃O⁺)=10⁻⁹ моль/л. Назовите её среду, не объявляя полное химическое содержимое известным.
Ответ и проверка памяти
Проверка: A/B=100, у A больше H₃O⁺; C имеет pH≈9 и щелочную среду при 25 °C. Из этого не известны все вещества и пригодность для питья. Восстановите три опорных значения и поясните, почему температурное условие нельзя выбросить из ответа.
Задание
При pH 4 и 6 каково отношение c(H₃O⁺) в принятом приближении? Нейтральность всегда pH 7?
Ответы
Показать ответы
100:1; нет, нейтральность задаётся равенством H₃O⁺ и OH⁻, нейтральный pH зависит от температуры.
Когда вернуться
Закройте страницу и через 10 минут воспроизведите карту, определите термины своими словами и решите новый случай. Через сутки и через неделю повторите без подсказки. Если ошибка осталась, вернитесь к разобранному примеру и запишите, какой шаг был пропущен.
Источники и границы
Если вы нашли ошибку или опечатку в тексте статьи, то сообщите нам об этом
Комментарии (0)
Войдите, чтобы оставить комментарий →
Пока нет комментариев. Будьте первым.