Йонізація води. Водневий та гідроксильний показники

Більшість аналітичних реакцій відбуваються у водних розчинах. Вода є слабким електролітом і незначно йонізується:

H₂O↔H⁺+ OH^-.

За 25 °С в 1 дм³ води розпадаються на йони лише 10^–7 моль.

Під час йонізації з кожної молекули утворюється по одному йону H⁺ i OH^–, тобто [H⁺]=[OH^–]=10^-7 моль/дм³.

Константу рiвноваги для цiєї дисоцiацiї можна записати як:

або .

Оскільки вода, в основному, знаходиться у вигляді нейонізованих молекул, то значення [Н₂О] можна вважати постійним. Тому ліва частина цього рівняння, а, відповідно, і добуток [H⁺][ОН^-] є величиною постійною. Її називають йонним добутком води і позначають К_W:

. (3.6)

Оскільки за 25 °С у чистій воді [H⁺]=[OH^–]=10^-7 моль/дм³, то К_W=10^-7∙10^-7=10^-14. Підвищення температури приводить до збільшення значення К_W.

Суть цього рівняння: як би не змінювалася концентрація водневих чи гідроксильних йонів, їх добуток у водному розчині є величиною постійною і за 25°С має значення 10^-14. Додавання до чистої води кислоти приведе до збільшення концентрації водневих йонів і вона буде більшою, ніж 10^-7, але одночасно зменшиться концентрація гідроксильних йонів у стільки ж разів і буде меншою, ніж 10^-7. Тобто в розчині кислоти [H⁺] > 10^-7.

Під час додавання основи спостерігатиметься зворотний процес - збільшується концентрація гідроксильних йонів та зменшується водневих:[OH^–] > 10^-7.

У нейтральних розчинах [H⁺]=[OH^–]=10^-7. У практиці замість значень концентрацій зручніше користуватись від’ємним логарифмом цих величин.

Кислотність розчинів характеризує водневий показник або рН:

. (3.7)

Основність розчинів характеризує гідроксильний показник або рОН:

. (3.8)

. (3.9)

Знаючи концентрацію гідроксильних йонів, рН або рОН, можна розрахувати вміст водневих йонів в розчині:

Розрахунок рН розчинів сильних кислот та основ

У водних розчинах сильні кислоти повністю йонізовані, тому концентрація водневих йонів і рН їх розчинів визначається концентрацією кислоти:

, .

Аналогічно для сильної основи

, .

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.