Ионное произведение воды. Водородный показатель.

 

Вода - слабый электролит - диссоциирует, образуя ионы H+ и OH-. Эти ионы гидратированы, то есть, соединены с несколькими молекулами воды, но для простоты мы записывали их в негидратированной форме

H2O H+ + OH-.

Применяя к этому равновесию закон действия масс, имеем:

K = = 1,8×10-16 (22°С)

Концентрацию молекул воды [H2O], то есть число моль в 1 л воды можно считать постоянной и равной [H2O] = 1000 г/л : 18 г/моль = 55,5 моль/л. Получаем

К´[H2O] = К(H2O) = [H+]×[OH-] = 10-14 (22°С)

 

Произведение концентраций [H+] и [OH-], то есть ионное произведение воды, есть величина постоянная и равная 10-14 при 22°С: [H+]×[OH-] = 10-14

 

Ионное произведение воды увеличивается с увеличением температуры

t°С
K(H2O) 0,4×10-14 1,0×10-14 1,9×10-14 5,6×10-14 74×10-14

 

Соотношение между количеством ионов [H+] и [OH-] определяет характер среды:

[H+] =10-7= [OH-] - нейтральная среда

[H+] >10-7> [OH-] - кислая среда

[H+] <10-7< [OH-] - щелочная среда.

 

Водородный показатель рН - это отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода рН = - lg[H+].

Аналогично рOН = - lg[OH-].

Логарифмируя ионное произведение воды, получаем

pH + pOH = 14

Примеры. Если [H+] = 10-2M, то рН = 2, а [ОH-]= 10-12M.

Если [ОH-] = 10-4M, то [H+]= 10-10M, а рН = 10.

Если рН = 8, то [H+]= 10-8M, а [ОH-] = 10-6M

Если рОН = 5, то рН = 9, а [H+]= 10-9M.

Величина рН характеризует реакцию среды:

рН = 7 нейтральная среда

рН < 7 кислая среда

рН > 7 щелочная среда.

рН раствора можно определить с помощью индикаторов (лакмуса, фенолфталеина., метилоранжа и др.), универсальной индикаторной бумаги или с помощью рН-метра.

Индикатор меняет свою окраску в зависимости от рН раствора в определенном интервале рН: метилоранж в области рН=3,1-4,4; лакмус при рН=5,0-8,0; фенолфталеин в пределах рН=8,0-10,0. Индикатор - это обычно малодиссоциированная кислота или основание, имеющие в нейтральных и ионных формах разные окраски. Так например, лакмус НА - красный, а его анион А- - синий:

НА Н+ + А-

красный синий

В кислой среде с увеличением [Н+] равновесие сдвигается влево, индикатор имеет красный цвет. В щелочной среде, с уменьшением [Н+] равновесие сдвигается вправо, и индикатор имеет синий цвет. В области перехода в интервале рН от 5,0 до 8,0 существуют обе формы, и индикатор имеет фиолетовый цвет.

 

Пример 1. Найти рН 0,01 М раствора NaOH (a=1)

Решение. NaOH Na+ + OH- a=1

[OH-] = [NaOH] = 10-2 M, рОН=2, рН=12.

 

Пример 2. Найти рН 0,1 М раствора NН4OH (К=1,8×10-5)

Решение. NH4OH NH4+ + OH-

Так как [NH4OH] » C(NH4OH), а [OH-]=[NH4+], имеем:

[OH-] = = 1,34×10-3 ; pOH = 2,87, pH = 11,13.

 

Пример 3. 0,1 М раствор СН3СООН имеет рН = 3. Найти степень диссоциации a.

Решение. СH3СОOH СH3СОО- + H+

С-Сa Сa Сa

Отсюда [H+] = Сa и a = = 1×10-2, так как при рН=3 [H+]=10-3.

 

Пример 4. Раствор НСООН (К=1,8×10-4) имеет рН=1,87. Найти концентрацию кислоты С.

Решение. НСОOH НСОО- + H+

, так как [H+] = [HCOO-] имеем [HCOOH] = , так как рН=1,87, то [H+]= 1,34×10-2.

[HCOOH] = .

 






Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 105;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2017 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.061 сек.