ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ. ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ.

Вода , очищенная от посторон­них примесей обладает электрической

проводимостью, заметно возрастающей с повышением температуры (при 273

К удельная электрическая проводимость воды составляет 1,5 • 10 -8 Ом-1 • см-1,

при 289 К - 6,2 • 10 -8 Ом-1 • см-1).

 

Наличие электрической проводимости может быть объяснено тем, что молекулы воды, частично распадаются на ионы, т. е. Н2О является слабым электролитом.

Процесс диссоциации воды происходит по уравнению:

Свободных ионов Н+ в воде не существует, в связи с их гидратацией образуется ион гидроксония .

Для простоты запишем уравнение диссоциации:

Константа диссоциации =

Молекулярная масса воды ,

Число молей воды в 1 литре раствора

Ионное произведение воды Кw = const при постоянной температуре t=const

В чистой воде в нейтральном растворе концентрация ионов водорода равна концентрации ионов гидроксила: , тогда

; ;

В кислой среде [H+]>10-7

В щелочной среде [H+]<10-7

Для удобства пользуются значением отрицательного логарифма концентрации ионов водорода :

pH = - lg [H+]=7

pOH = - lg [OH-]=7

 

Процесс диссоциации воды – эндотермический, происходит с поглощением тепла по реакции:

При повышении температуры Кд увеличивается, степень диссоциации увеличивается; при t=500С -

рН = 6,63, рН изменилась, а среда осталась нейтральной

при 00С, рН = 7,97.

В соответствии с теорией электро­литической диссоциации ионы Н+

являются носителями кислотных свойств, а ионы ОН- носителями основных свойств.

Водородный показатель определяет характер реакции раствора. Значение

рН = 7 соответствует ней­тральному раствору только при 295 К (22 С).

 

Водородный показатель имеет важное значение для понимания большинства процессов, протекающих в жидкой фазе, так как ионы Н+ и ОН __ непосредственно участвуют во многих из этих процессов. Кроме того, эти ионы являются гомогенными катализаторами многих реакций.

 

Величина рН может служить критерием силы кислоты или основания. В ряду кислот более сильной будет та, у которой при оди­наковой молярной концентрации активность ионов выше (рН ни­же).

Для оснований подобная зависимость имеет обратный характер.

 

Водородный показатель играет важную роль в жизнедеятельности организма, так в норме рН сыворотки крови равен 7,40 + 0,05, слез -7,4 ± 0,1, слюны - 6,35 - 6,85, желудочного сока - 0,9 - 1,1 Откло­нение рН от нормальных значений приводит к расстройству деятель­ности организма.

Существенно влияние на урожайность оказывает рН почвы, на экологию водоема - рН воды.

 

Пример 1:

Определить концентрацию [OH-] в растворе, если рН = 2, при t=250С

pH = - lg [H+]; [H+]= -10-2

 

 

Пример 2.Определите концентрацию ионов ОН- в 0,01 М NH4OH. Рассчитайте рН этого раствора при 295 К.

 

Решение. Гидроксид аммония - слабый электролит и диссоциирует обра­-

 

тимо: NH4OH =NH4+ + ОН-.

 

В соответствии с законом Оствальда степень диссо­циации аравна

К= 1,8 10 -5

Подставляя значение К , получаем:

 

а=4,24 10 -2

Равновесная концентрация ионов ОН- равна

 

[ОН -] = ас = 4,24 • 10 -2 * 10 -2 = 4,24 • 10 - 4 моль/л.

 

Можно считать, что в растворе слабого электролита активность ионов равна их концентрации,

тогда

р ОН = -lg [ОН] = -lg 4,24 • 10 -4 = 3,37.

 

Соответственно рН = 14 - 3,37 = 10,63.

Пример 3.Рассчитайте рН раствора, содержащего 0,01 моль/л НС1 и 0,01 моль/л СаС12.

 

 

Решение. Так как НС1 и СаС12 сильные электролиты, то они диссоциируют полностью:

 

НС1 = Н+ + С1- , СаС12 = Са2+ + 2С1-

 

Соответственно рН раствора определяем по формуле

pH = -lg а=-lg f [H+].

 

Для расчета коэффициента активности необходимо определить ионную силу раствора

 

На основании табличных данных f = 0,86, следовательно,

рН = -lg (0,86 * 0,01) = 2,07.

 








Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 917;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.014 сек.