Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Водневий показник рН






 

 

Вода є досить слабким електролітом. Спрощена схема дисоціації молекул

води, якою часто користуються, має вигляд:

Н2О Н+ + ОН-.

Іон гідрогену Н+ не може окремо існувати у водному розчині, оскільки він сильно гідратований – взаємодіє з молекулами води з утворенням іонів гідроксонію Н3О+. Тому рівняння дисоціації води можна записати таким чином:

2О Н3О+ + ОН-.

Тоді вираз для константи дисоціації води має вигляд:

.

Причому, у чисельнику – добуток рівноважних концентрацій іонів, а у знаменнику – рівноважна концентрація води. Оскільки вода дисоціює досить погано, вважають, що її рівноважна концентрація [H2O] практично не відрізняється від початкової молярної концентрації C(H2O), яку можна визначити таким чином:

Отже, C (H2O)» [H2O] = 55, 56 моль/л.

Кондуктометрично (методом вимірювання електропровідності) було визначено ступінь дисоціації води при 298, 15 К ( = 1, 8 × 10-9).

Тоді константа дисоціації води при 298, 15 К

= a2 С;

= (1, 8 × 10-9)2 × 55, 56 = 1, 8 × 10-16 (моль/л),

а йонний добуток води (константа автоіонізації води) при 298, 15 К:

= [Н+][ОН-] = 2О];

= 1, 8 × 10-16 × 55, 56 = 1, 0 × 10-14 (моль22)

Отже,

= [Н+][ОН-] = 1, 0 × 10-14 ( моль22). (15.4)

Згідно з формулою (15.4), у чистій воді чи в будь-якому водному розчині при постійній температурі добуток концентрацій іонів гідрогену Н+ та гідроксильних іонів ОН- є сталою величиною, яку називають іонним добутком води.

Знаючи , можна визначити рівноважні молярні концентрації гідроксильних іонів та іонів гідрогену за формулами:

[ОН-] = ; (15.5)

+] = . (15.6)

Зазначимо, що процес дисоціації води є ендотермічним, тобто відбувається з

поглинанням теплоти (D H 0дис = 57, 3 кДж/моль). Іонний добуток води (константа автоіонізації води) залежить від температури: з підвищенням температури він трохи збільшується. Однак при температурах, близьких до кімнатної, можна вважати = 1, 0 × 10-14 моль22.

У нейтральному середовищі концентрації іонів Н+ і ОН- однакові, тобто [Н+] = [ОН-] = 10-7 моль/л. У кислих розчинах [Н+] > [ОН-], тоді як у лужних [Н+] < [ОН-]. Тому кислотність та лужність розчину кількісно можна характеризувати концентрацією одного з цих іонів.

Для характеристики кислотності середовища датський біохімік С. Серен-сен (1909 р.) запропонував використовувати водневий показник рН, який дорівнює десятковому логарифму концентрації іонів гідрогену, взятому з протилежним знаком:

рН = -lg[H+] (15.7)

Тоді

+] = 10-рН. (15.8)

Аналогічно гідроксильний показник рОН визначають за формулою,

рОН = -lg[ОH-]; (15.9)

[ОН-] = 10-рОН (15.10)

Для розбавлених розчинів при температурі близько 20…25 °С виконується умова:

рН + рОН = 14. (15.11)

Для точних вимірювань рН розчинів зазвичай використовують рН-метри.

 

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.