Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Ионное произведение воды. Водородный показатель

Вода относится к очень слабым амфотерным электролитам. Чистая вода в незначительной степени диссоциирует на ионы:

H2O ⇄ Н+ + ОН-.

В водном растворе ионы водорода не существуют в свободном состоянии, а образуют ионы гидроксония Н3О+. Поэтому более строгой является следующая запись процесса диссоциации воды:

2H2O ⇄ Н3O+ + ОН-.

Однако для простоты пишут Н+.

Применяя закон действующих масс, можно написать:

. (1)

В чистой воде, и в разбавленных водных растворах кислот, гидроксидов и солей активность ионов (а) практически не отличается от концентрации, поэтому:

. (1¢)

Так как степень диссоциации воды незначительная, то равновесную концентрацию недиссоциированных молекул воды [Н2О] можно считать постоянной и объединить ее с (H2O) в одну величину :

(2)

Константу KW, равную произведению концентраций ионов Н+ и ОН-, называют ионным произведением воды.

Строго говоря, постоянной величиной является произведение не концентраций, а активностей ионов Н+ и ОН-:

(3)

Однако в разбавленных растворах, в которых коэффициенты активности близки к единице, этим различием при не очень точных расчетах можно пренебречь.

Величина постоянна только при данной температуре. При увеличении температуры степень диссоциации воды возрастает (диссоциация воды ‑ процесс эндотермический), что приводит к повышению концентраций ионов Н+ и ОН-. Следовательно, повышение температуры увеличивает значение : при изменении температуры от 0 до 1000С оно возрастает приблизительно в 300 раз.

(H2O) была определена методом электропроводности и при 220С ее величина составила 1,8×10-16. Этим же методом было установлено, что в одном литре воды (1000 г) на ионы диссоциирует 10-7 моль воды. Таким образом, из 55,6 моль , содержащихся в 1 л воды, только 10-7 моль находятся в диссоциированном состоянии. Следовательно:

(4)

Таким образом, при температуре 20-250С ионное произведение воды = 10-14, а показатель ионного произведения воды pKW = 14 (pKW = -lgKW = -lg10-14 = 14).



Так как в чистой воде и в разбавленных водных растворах кислот, оснований и солей величина KW постоянная, то концентрации ионов Н+ и ОН- являются величинами сопряженными, т. е. зависящими друг от друга.

Например, если в растворе при 20-250С [Н+] = 10-3 моль/л, то в этом же растворе:

В чистой воде при диссоциации ее молекул образуется одинаковое количество ионов Н+ и ОН-, следовательно, при 20-250С:

[H+] = [OH-] = 10-7 моль/л.

В водных растворах различных соединений в зависимости от соотношения концентраций ионов Н+ и ОН реакция среды может быть:

нейтральная:

[H+] = [OH-] = 10-7 моль/л;

кислая:

[H+] > [OH-],

[H+] > 10-7 моль/л; [OH-] < 10-7 моль/л;

щелочная:

[H+] < [OH-],

[H+] < 10-7 моль/л; [OH-] > 10-7 моль/л.

На практике наиболее важное значение имеет активная реакция среды, определяемая активностью (концентрацией) ионов Н+ или ионов ОН-, содержащихся в данной среде (активная кислотность, активная щелочность).

Активную кислотность принято характеризовать отрицательным десятичным логарифмом активности (концентрации) ионов водо-рода - водородным показателем (рН):

, (5)

а для разбавленных растворов:

. (6)

Водородный показатель (рН) - количественная характеристика активной кислотности.

Для количественной характеристики активной щелочности применяют гидроксидный показатель (рОН):

, (7)

а для разбавленных растворов:

. (8)

Если выражение KW = [Н+]×[ОН-] прологарифмировать (записать отрицательный десятичный логарифм левой и правой части), то получим:

,

иначе говоря:

(9)

Так как при t0 = 20-250С pKW = 14 (KW = 10-14), то при этой температуре:

pH + pOH = 14 (10)

При помощи водородного показателя удобно выражать характер среды:

нейтральная среда: рН = 7 (рН = рОН),

кислая среда: рН < 7 (рН < рОН),

щелочная среда рН > 7 (рН > рОН).

Таким образом, увеличение концентрации ионов Н+ уменьшает рН (величина рОН при этом возрастает), а уменьшение концентрации ионов Н+ увеличивает рН (величина рОН при этом уменьшается). При сопоставлении значений pН разных растворов следует относить эти значения к одной и той же температуре.

В растворах кислот различают: активную кислотность, потенци-альную кислотность и общую кислотность.

Активная кислотностьобусловлена наличием свободных ионов Н+ в растворе. Эта кислотность характеризуется определенным значением рН.

Потенциальная кислотностьобусловлена наличием ионов Н+, связанных в молекулах кислот.

Общая кислотность- сумма активной ипотенциальной кислотностей.

В разбавленных растворах кислот, полностью диссоциированных на ионы, общая кислотность практически равна активной кислотности.

В растворах слабых кислот активная кислотность всегда меньше общей кислотности:

CH3COOH ⇄ Н+ + CН3COO-.


Шкала значений pH



Таблица 3. Взаимосвязь концентраций ионов H+ и OH-.

рН
[H ], моль/л 100 10−1 10−2 10−3 10−4 10−5 10−6 10−7 10−8 10−9 10−10 10−11 10−12 10−13 10−14
[OH ], моль/л 10−14 10−13 10−12 10−11 10−10 10−9 10−8 10−7 10−6 10−5 10−4 10−3 10−2 10−1 100
рОН

 









Date: 2016-07-25; view: 16; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2018 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию