Ионное произведение воды. Водородный показатель

Показатель рН был введен в практику в 1909 году датским химиком С.П. Зёренсеном.

Зачем он понадобился химикам?

Вода, как было отмечено ранее, слабый электролит. Без уче­та гидратации ионов Н⁺ уравнение диссоциации воды имеет вид:

Концентрацию ионов обычно выражают в молях ионов на литр – моль/л. Опытным путем установлено, что в 1 литре воды при t = 22⁰С диссоциации подвергается лишь 10^-7 моль воды→ [ Н⁺ ] = 10^-7 моль/л и [ ОН^- ]= 10^-7 моль/л.

Так как на ионы диссоциирует лишь незначительная часть молекул воды, то ее концентрацию [Н₂0] можно считать постоянной, и тогда

Произведение концентраций ионов водорода и гидроксид – ионов называется ионным произведением воды.

К_в = [ Н⁺ ] ∙ [ ОН^- ] = 10^-7∙10^-7 =10^-14

К_в = 10^-14 – величина постоянная (!)

Ионное произведение воды дает возможность вычислить концентрацию гидроксид-ионов ОН^- в любом вод­ном растворе, если известна концентрация ионов водорода Н⁺, и наоборот.

Задача: Вычислите концентрацию гидроксид - ионов, если концентрация ионов водорода равна 10^-3 моль/л

Дано: решение:

[ Н⁺ ] = 10^-3 моль/л К_в = [ Н⁺ ] ∙ [ ОН^- ]

_________________

[ ОН^- ] -?[ ОН^- ] = К_в ∕ [ Н⁺] = 10^-14/ 10^-3= 10^-11моль/л

Ответ:[ ОН^- ] = 10^-11моль/л.

Различают три типа сред: нейтральную, щелочную, кис­лотную.

Нейтральная — это среда, в которой концентрация ионов водорода равна концентрации гидроксид-ионов: [Н⁺] = [ОН^-] = 10 ^-7 моль/л

Кислотная — это среда, в которой концентрация ионов водорода больше концентрации гидроксид-ионов: [Н⁺] > [ОН^-], [Н⁺] > 10^-7 моль/л

Щелочная — это среда, в которой концентрация ионов во­дорода меньше концентрации гидроксид-ионов: [Н+] < [ОН ], [Н⁺] < ^10-7 моль/л

Кислотно-щелочной баланс можно выражать через концентрацию [ Н⁺ ] либо концентрацию [ ОН^- ]. На практике прижился способ выражения кислотно – щелочного баланса через концентрацию ионов водорода.

Для удобства величину концентрацию ионов Н⁺ выравжают через – водородный показатель – рН.

Иными словами-

рН= -lg [ Н⁺ ]

Как решаются задачи по определению рН, я вам покажу на примере задачи: Определите рН раствора азотной кислоты, если молярная концентрация её раствора равна 0,01 моль/л?

Дано: НNO₃= Н⁺ + NO₃^-

c(НNO₃) = 0.01моль/л 1моль (НNO₃) – 1 мольН⁺

рН(НNO₃) -=? рН = --lg [ Н⁺ ] = -lg [ 10^-2 ] = 2

0,01 = 10^-2 Ответ: рН = 2, среда сильнокислая.

Дата добавления: 2014-01-20