Константа ионизации воды

Применим закон действующих масс к самоионизации воды:

Н₂О = Н⁺ + ОН^-

Константа ионизации воды

К₂₉₈ = [Н⁺] [ОН^-] / [Н₂О] = 1,8 *10^-16

Как видно из выражения константы ионизации, вода в обычных условиях ионизирована крайне мало. Поэтому можно считать, что концентрация воды - величина постоянная; она равна 1000г/л / 18г/моль = 55,56 моль/л. Уравнение для константы ионизации воды можно записать следующим образом:

К [Н₂О] = [Н⁺] [ОН^-]

Следовательно, и произведение К [Н₂О] для данной температуры постоянно: К [Н₂О] = 1,8 * 10^-16 * 55,56 = 10^-14. Обозначим произведение К[Н₂О] = Кw. Следовательно, Кw = [Н⁺] [ОH^-] = 10^-14.

Величина Kw называется ионным произведением воды и является постоянной не только для чистой воды, но и для разбавленных водных растворов любых веществ. С повышением температуры К увеличивается, с понижением - уменьшается. Однако для расчетов, относящихся к комнатной температуре, можно во всех случаях принимать Кw = 10^-14.

Ионное произведение воды - весьма важная величина, так как позволяет для любого водного раствора найти концентрацию Н⁺ при известной концентрации ОН^-, и наоборот. Для чистой воды концентрация ионов Н⁺ равна концентрации ОН^-, т.е. среда нейтральная: [Н⁺] = [ОН^-]= ¶Кw = 10^-7 моль/л.

Если концентрация ионов Н⁺ выше 10^-7 моль/л, а концентрация ОН^- ионов ниже этой величины, то раствор будет кислым. Наоборот, щелочной раствор соответствует концентрации ионов ОН^- выше 10^-7 моль/л при концентрации ионов Н⁺ ниже этой величины.

Количественное обозначение реакции среды можно упростить, если принять за основу так называемый водородный показатель рН, определяемый как десятичный логарифм концентрации водородных ионов, взятый с обратным знаком: рН = -lg [Н⁺]. Тогда

Нейтральная среда................рН = 7

Кислая среда..........................рН < 7

Щелочная среда.....................рН > 7

Практически реакцию среды удобно определять с помощью индикаторов - веществ, меняющих свой цвет в зависимости от относительной концентрации ионов Н⁺ и ОН^-

Дата добавления: 2014-01-03