Сторінка
3

Розвиток періодичного закону д. І. Менделєєва і будова атома

Отже, в нейтральному середовищі [Н+] = [ОН -] = 10-7 моль/л, у кислому — [Н+] > [ОН -] (тобто становить 10~6, 10~5, КГ4, . моль/л), у лужному [Н+] < [ОН -] (тобто [Н+] = 10-8, 10-9, 10-10, . моль/л).

Значно зручніше оперувати не справжнім значенням концентрації йонів Гідрогену, яке виражається малим дробовим числом, а логарифмом цієї величини. Виражати концентрацію йонів Гідрогену за показником степеня, тобто як логарифм концентрації йонів Гідрогену, взятий з протилежним знаком, і позначити цю величину символом рН (так званий водневий показник) було запропоновано на початку XX ст. Математично це записується так:

рН =-lg [Н+].

Аналогічно концентрацію гідроксид-іонів також виражають за показником степеня їх концентрації — рОН:

рОН = -lg [OH -].

Водні розчини бувають кислі, нейтральні та лужні. В нейтральному водному розчині [Н+] = 10-7 моль/л, рН = -lg 10-7 = 7, у кислому — [Н+] > 10-7 моль/л (10-6, 10-5, 10-4 тощо і відповідно рН дорівнює 6, 5, 4 і т. д.); у лужному розчині [Н+] < 10-7 моль/л (10-8, 10-9, 10-10 тощо, а рН відповідно дорівнює 8, 9, 10 і т. д.).

Практично рН розчинів найчастіше визначають за індикаторами. Індикаторний метод ґрунтується на тому, що різні індикатори змінюють своє забарвлення за різних значень рН: метилоранж за рН = 4,4, лакмус — за рН = 7, фенолфталеїн — за рН = 9 тощо. Є індикатори, здатні змінювати своє забарвлення у разі послідовної зміни рН, наприклад m- і n-нітрофенол, які можна використати для визначення рН.

Водневий показник визначають також і потенціометричним методом. Цей метод ґрунтується на вимірюванні електродних потенціалів водневого, хінгідронного та скляного електродів, які перебувають у стані рівноваги з йонами Гідрогену. Для цього використовуються прилади, які називаються рН-метрами.

СІРКОВОДЕНЬ. СУЛЬФІДИ

Найбільша подібність властивостей Оксигену і Сульфуру виявляється у сполуках, в яких їхні атоми мають ступені окиснення -2.

За високої температури сірка сполучається з воднем з утворенням сірководню. У лабораторіях сірководень добувають в апаратах Кіппа, діючи розбавленими розчинами кислот на сульфіди металів:

Сірководень — безбарвний газ з неприємним запахом тухлих яєць, зріджується за температури -60,3 °С, твердне за температури -85,6 °С.

Н2S горить на повітрі голубуватим полум'ям. Сірководень надзвичайно отруйний газ. Молекула Н2S має кутову форму (Н8Н = 92°), довжина зв'язку (Н — 8) = 0,133 нм; молекула Н2S полярна. Здатність молекул сірководню до утворення водневих зв'язків значно слабкіша, ніж молекул води, тому сірководень за звичайних умов — газ.

Сірководень — сильний відновник. На повітрі він горить з утворенням оксиду сульфуру (ІV) і води:

У водному розчині Н28 повільно окиснюється киснем повітря:

Сірководень здатний реагувати також з іншими окисниками. Залежно від природи окисника, умов, рН розчину, температури сірководень у розчині окиснюється до вільної сірки або до , наприклад:

У воді сірководень розчиняється добре: за температури 20 °С в одному об'ємі води розчиняється 2,5 об'єму Н28. Йонізація Н28, що перебуває у рідкому стані, мізерно мала. Значно краще він піддається йонізаціїу воді:

Водний розчин Н2S є слабкою двохосновною кислотою, яка дисоціює за двома ступенями:

Солі сірководню називаються сульфідами. Завдяки двохосновності сірководню в разі пропускання його в розчин лугів він здатний утворювати два типи солей: кислі (гідрогенсульфіди NаHS) та середні (сульфіди На2S).

Більшість сульфідів у воді не розчиняється, за винятком сульфідів лужних металів і амонію. Гідрогенсульфіди відомі тільки для лужних і лужноземельних металів. Гідрогенсульфіди кальцію і стронцію дуже нестійкі. Розчинні сульфіди як солі слабкої кислоти піддаються гідролізу. Гідроліз сульфідів, що містять елементи у високих ступенях окиснення (Сr2S3, А12S3 тощо), йде до кінця й є необоротним процесом. Більшість сульфідів забарвлені в різні кольори.

Нерозчинні у воді сульфіди можна добути за реакціями обміну:

Погано розчинні у воді сульфіди (МnS, РеS, СоS, NiS, ZnS) розчиняються в сильних кислотах-неокисниках, а такі сульфіди, як СdS, СuS, РbS, Sb2S3, АS2S3, SnS, SnS2, мають дуже малі добутки розчинності і не розчиняються у сильних кислотах-неокисниках. Останні можна перевести у розчин нагріванням з царською водою або нітратною кислотою:

Здатність сульфідів по-різному взаємодіяти з водою, розчинами кислот, розчином сульфіду амонію, який утворює з сульфідами Sn(ІV), As(III), Sb(V), Sb(III) розчинні тіосполуки, використовують у хімічному аналізі.