Кислотность среды: pH и индикаторы
Текст урока
В воде кислоты дают ионы H⁺, щёлочи — ионы OH⁻. Кислотность среды показывает pH: pH = −lg[H⁺]. pH < 7 — кислая, pH = 7 — нейтральная, pH > 7 — щелочная среда. При уменьшении pH на 1 концентрация ионов H⁺ растёт в 10 раз.
Среду определяют индикаторами — они меняют цвет в зависимости от pH: лакмус в кислоте красный, в щёлочи синий; фенолфталеин в кислой и нейтральной среде бесцветный, в щелочной малиновый; метилоранж в кислоте красный, в щёлочи жёлтый. Универсальный индикатор меняет цвет по всей шкале.
pH = −lg[H⁺]pH меньше на 1 → [H⁺] больше в 10 разpH < 7 · = 7 · > 7кислая · нейтральная · щелочная[H⁺]·[OH⁻] = 10⁻¹⁴в воде (25 °C)меняй pH или выбирай вещество ↓Лимонный сок: кислая — лакмус и метилоранж красныеВверху шкала pH универсального индикатора, чёрная стрелка — выбранный pH. Внизу к одному и тому же раствору добавлены четыре индикатора: лакмус, фенолфталеин, метилоранж и универсальный индикатор. Цвета близки к учебным.
pH7Выбери вещество- [H⁺]
- [OH⁻]
Создай среду, где фенолфталеин малиновый.
Настрой ползунки и кнопки…Что показывает симуляция?
языком ползунков- Лимонный сок (pH ≈ 2): лакмус красный, метилоранж красный, фенолфталеин бесцветный.
- Вода (pH = 7): лакмус фиолетовый, фенолфталеин всё ещё бесцветный — нейтральную среду фенолфталеином не определить.
- Мыло (pH ≈ 10): фенолфталеин становится малиновым, лакмус синим.
- Метилоранж выше pH ≈ 4,4 уже жёлтый — он показывает и слабокислую среду как «щелочную».
- Между pH 3 и pH 5 концентрация H⁺ различается в 100 раз.
Цвета индикаторов
таблица из учебника| Индикатор | Кислая | Нейтральная | Щелочная |
|---|---|---|---|
| Лакмус | красный | фиолетовый | синий |
| Фенолфталеин | бесцветный | бесцветный | малиновый |
| Метилоранж | красный | оранжевый | жёлтый |
| Универсальный | красный–оранжевый | жёлтый–зелёный | синий–фиолетовый |
Самые частые ошибки
красной ручкой«Чем больше pH, тем сильнее кислота»Наоборот: чем меньше pH, тем кислее среда. В растворах сильных кислот pH 0–2.
«Между pH 3 и pH 4 разница маленькая»Шкала логарифмическая: разница в 1 единицу pH — это разница концентрации H⁺ в 10 раз.
Пытаться определить кислоту фенолфталеиномФенолфталеин в кислой и нейтральной среде одинаково бесцветный. Он годится только для обнаружения щёлочи.
Разобранные задачи
сначала реши самЗадача 1
В растворе [H⁺] = 10⁻³ моль/л. Найдите pH и определите среду.
Показать решениеpH = −lg 10⁻³ = 3pH < 7 → кислая средаОтвет: pH = 3, кислая.
Задача 2
В растворе фенолфталеин бесцветный, а метилоранж жёлтый. В каком диапазоне pH?
Показать решениеФенолфталеин бесцветный → pH < 8,2Метилоранж жёлтый → pH > 4,4Ответ: 4,4 < pH < 8,2.
В реальной жизни: индикатор из красной капусты
химия домаТри стакана: лимонный сок, вода и раствор содыЦветные пигменты многих растений — антоцианы — природные индикаторы: красная капуста, черника, ежевика. Цвет цветков гортензии тоже зависит от кислотности почвы. А в лаборатории для точных измерений используют универсальную индикаторную бумагу и pH-метр.
Проверь себя: 5 тестовых заданий
5 вопросов1Какая среда при pH = 3?
2Какого цвета фенолфталеин в щелочной среде?
3Какого цвета лакмус в кислой среде?
4Во сколько раз концентрация H⁺ при pH = 3 больше, чем при pH = 5?
5Открытый вопрос: [H⁺] = 10⁻⁴ моль/л. Чему равен pH? Запиши ответ числом.
ИсточникПрограмма вступительных экзаменов ДИМ 2026: Химия → Электролитическая диссоциация: диссоциация воды, водородный показатель (pH), индикаторы.