Сила кислот і вільна енергія

Рис. 2. Розміщення пар кислота-основа відповідно до вільної енергії відриву протону від кислоти.   В центрі показані кислоти і пов’язані із ними основи, розміщені у відповідності із вільною енергією переміщення одного протону від кислоти до H2O. Нульові значення вільної енергії та pH приписані реакції переміщення протону від однієї молекули води до іншої. H3O^+ + H2O = H2O + H3O^+ Вищі вільні енергії характеризують сильні кислоти (HNO3, HCl, H2SO4), які в природних умовах фактично є повністю дисоційовані і безпосередньо в геохімічних процесах участі не приймають. Винятком можуть бути тільки екстремальні умови окиснення сульфідних руд чи конденсації вулканічних газів у фумаролах та сольфатарах. В цих умовах можуть виникати від’ємні значення pH. Так само, не реалізуються в природі реакції дисоціації сильних основ. pH середовища природних процесів визначається слабкими кислотами та основами, що обведені на схемі рамкою.

Низькі значення pH у природних водних системах створюються дисоціацією гідросульфат-іону HSO₄^-, органічних кислот (мурашиної HCOOH та оцтової CH₃COOH) і гідратизованих іонів Fe³⁺ і Al³⁺ (Fe(H₂O)₆³⁺ і Al(H₂O)₆³⁺), дисоціація яких відбувається за схемою

а також вугільної кислоти H₂CO₃.

Високі значення pH задаються гідрокарбонат-іоном HCO₃^-, амонієм NH₄⁺_, гідро фосфат-іоном HPO₄^2-, в меншій мірі ціанистою кислотою HCN.

Зміна pH розчину супроводжується зміною концентрацій всіх сполук, що приймають участь у дисоціації кислот і основ. Це можна зобразити на графіку pH–pC (pC = -log(a _C) ~ -log(m _C).

Дата добавления: 2014-01-07