Kimyo · Eritmalar va elektrolitlar · 7-sinf

Kislota, asos va indikatorlar

Qizil karam sharbati nega limonda qizarib, sodada ko‘karadi?

Vaziyat

Toshkentdagi oshxonada salat uchun qizil karam to‘g‘raldi — taxtada binafsha rang suv qoldi. Ustiga limon tomizilganda dog‘ qizarib ketdi, soda sepilgan joyi esa ko‘kardi. Oshxonadagi limon sharbati, sirka, suv, soda, sovun va ohak suvining qaysilari kislota, qaysilari asos? Ta’mini tatib ko‘rmasdan buni qanday bilish mumkin va kislotani asos bilan qanday aniq neytrallash mumkin?

Mavzu

Kislota, asos va indikatorlar *(namuna)*. Oshxona laboratoriyasi: limon, soda, sovun va qizil karam sharbati

Asosiy tushunchalar

pH shkalasi
Indikatorlar
Neytrallanish

Formulalar

pH = - \lg [H^{+}]

pH — vodorod ionlari konsentratsiyasining (mol/l) manfiy o‘nlik logarifmi. pH 7 — neytral, < 7 — kislotali, > 7 — ishqoriy.

[H^{+}] \cdot [O H^{-}] = 10^{- 14}

Suvning ion ko‘paytmasi (25 °C): toza suvda $[H^{+}] = [O H^{-}] = 10^{- 7}$ mol/l.

HCl + NaOH \overset{}{\to} NaCl + H_{2} O

Neytrallanish: kislota + asos → tuz + suv; ionlarda: $H^{+} + OH^{-} \overset{}{\to} H_{2} O$ .

CH_{3} COOH + NaHCO_{3} \overset{}{\to} CH_{3} COONa + H_{2} O + CO_{2} ↑

Sirka va soda: neytrallanishda karbonat angidrid gazi ajraladi (vishillash).

c_{1} V_{1} = c_{2} V_{2}

Titrlash: ekvivalent nuqtada kislota va ishqor mollari teng (bir negizli kislota uchun).

Nazariya

Kislotalar, asoslar va pH

Kislotalar suvda vodorod ionlari H⁺ beradi (aniqrog‘i H₃O⁺), ishqorlar — gidroksid ionlari OH⁻. Suvning o‘zida ham ikkalasi juda oz: 25 °C da $[H^{+}] \cdot [O H^{-}] = 10^{- 14}$ . Shuning uchun muhitni bitta son — pH = $- \lg [H^{+}]$ bilan ifodalash qulay: pH < 7 — kislotali, 7 — neytral, > 7 — ishqoriy. Shkala logarifmik: pH 1 ga kamaysa, H⁺ 10 marta ko‘payadi. Limon sharbatida (pH ≈ 2,2) H⁺ toza suvdagidan taxminan 60 000 marta ko‘p.

Indikatorlar

Indikator — rangi pH ga bog‘liq bo‘lgan kuchsiz organik kislota yoki asos: uning protonli va protonsiz shakllari har xil rangda. Har bir indikator rangini o‘z oralig‘ida o‘zgartiradi: fenolftalein 8,2–10 (rangsiz → malina), metiloranj 3,1–4,4 (qizil → sariq), lakmus 4,5–8,3 (qizil → ko‘k). Universal indikator — bir nechta indikator aralashmasi, butun shkala bo‘ylab rang o‘zgartiradi va pH ni ±1 aniqlikda ko‘rsatadi. Fenolftalein kislotada ham, neytral suvda ham rangsiz — u faqat ishqorni «taniydi».

Qizil karam — tabiiy indikator

Qizil karam, qora uzum, qorag‘at va qora tut kabi o‘simliklarda antotsianlar bor — ular pH ga qarab rangini o‘zgartiradi: kuchli kislotada qizil, neytral muhitda binafsha, kuchsiz ishqorda ko‘k va yashil, kuchli ishqorda sariq. Shuning uchun qizil karam sharbati uyda tayyorlanadigan «universal» indikator. Sahnadagi namunalar pH i: limon sharbati 2,0–2,6, sirka 2,4 atrofida, soda eritmasi ≈ 8,3, sovun eritmasi 9–10, ohak suvi ≈ 12,4.

Neytrallanish: sirka va soda

Kislota va asos o‘zaro ta’sirlashib, tuz va suv hosil qiladi — bu neytrallanish. Ichimlik sodasi (NaHCO₃) sirka kislota bilan reaksiyaga kirishganda CO₂ gazi ham ajraladi — xamir ko‘pchishi shunga asoslangan. 50 ml 9 % li sirkada ≈ 0,076 mol kislota bor; uni neytrallash uchun shuncha mol soda kerak. Kislota hali ortiqcha bo‘lsa, eritma bufer: pH = p $K_{a}$ + lg(atsetat/kislota) va sekin o‘zgaradi; kislota tugagach ortiqcha soda muhitni kuchsiz ishqoriy qiladi (pH ≈ 8,3).

Laboratoriya: titrlash

Titrlash — noma’lum kislota miqdorini aniq konsentratsiyali ishqor eritmasi bilan aniqlash. Byuretkadan NaOH tomchilab qo‘shiladi, eritma aralashtirib turiladi. Ekvivalent nuqtaga yaqin tomchi tushgan joyda pushti dog‘ paydo bo‘lib, aralashganda yo‘qoladi; birinchi yo‘qolmaydigan och pushti rang — titrlash oxiri. Kuchli kislotada bitta tomchi pH ni 4 dan 10 ga «sakratadi». Sirka (kuchsiz kislota) titrlanganda ekvivalent nuqtada eritmada atsetat ionlari qoladi va pH ≈ 8,5–8,7 (suyultirishga qarab), shuning uchun fenolftalein mos keladi, metiloranj esa rangini juda erta o‘zgartiradi. Hisob: $n (NaOH) = c V$ , $m = n M$ , $ω = m / (ρ V_{namuna})$ .

Xavfsizlik va model

Kislota va ishqorlarni tatib ko‘rmang; ishqor (ohak suvi, NaOH) ko‘zga tushsa, ko‘p suv bilan yuving — himoya ko‘zoynagi taqing. Fenolftalein eritmasi spirtli, olovdan uzoq tuting. Model: eritmalar ideal (faolliklar konsentratsiyaga teng), 25 °C; namunalar pH i — o‘lchangan tipik qiymatlar; sirka + soda reaksiyasida CO₂ to‘liq uchib ketadi deb olingan; titrlashda pH zaryad balansi tenglamasidan aniq hisoblanadi. Havoda turgan distillangan suv CO₂ yutib, pH ≈ 5,6 bo‘lib qoladi — sahnadagi «toza suv» CO₂ siz.

Bilasizmi?

Robert Boyl XVII asrda o‘simlik sharbatlarining rangi kislota va ishqorda o‘zgarishini tasvirlagan; lakmus esa likenlardan olinadigan qadimiy indikator — undan shimdirilgan qog‘oz hozir ham ishlatiladi.
pH tushunchasini 1909-yilda daniyalik kimyogar Syoren Syorensen Kopengagendagi Karlsberg laboratoriyasida fermentlar ta’sirini o‘rganayotganda kiritgan.

Tajribada nima bor

Tajriba hayotiy vaziyatdan boshlanadi: natijani taxmin qilasiz, boshqaruvlarni o‘zgartirib tajriba o‘tkazasiz va xulosa chiqarasiz. Ichida topshiriqlar, nazariya, test va ekskursiya bor — kamera o‘zi harakatlanib, eng muhim joylarni tushuntiradi.