КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Ионное произведение воды. Водородный показатель (рн)
КЛАССИФИКАЦИЯ РЕАКЦИЙ Кислотно-основные реакции в водных растворах Кислотно-основные реакции. Протонная теория кислот и оснований Окислительно-восстановительные реакции Реакции нейтрализации. Гидролиз. Реакции осаждения Ионные реакции Основания, кислоты и соли в теории электролитической диссоциации Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН) Классификация реакций РЕАКЦИИ и равновесия В НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ (самостоятельно) а) Степени окисления. Окислители и восстановители б) Составление ОВР. Виды ОВР В неорганической химии известно огромное число химических реакций, каждая из которых индивидуальна, поскольку в ней участвуют конкретные вещества с присущими им химическими свойствами. Вместе с тем химические реакции имеют много общих признаков, что позволяет их объединить в несколько типов. Важнейшими критериями, по которым проводят классификацию химических реакций являются: v агрегатное состояние реагентов (реакции газовые, в растворе, твердо-фазные, между веществами в различных агрегатных состояниях); v вид реагирующих частиц (реакции молекулярные, ионные, радикальные); v вид переносимых частиц (реакции окислительно-восстановительные с переносом электронов, кислотно-основные с переносом протонов, образования и разрушения комплексов с переносом ионов и молекул, образования и разрушения ионных кристаллов); v вид источника энергии (реакции термохимические, фотохимические и электрохимические). Возможны и другие способы классификации реакций. К основным типам химических реакций в неорганической химии относятся реакции ионные, окислительно-восстановительные, кислотно-основные и электрохимические.
Характерные основные признаки типов химических реакций заключаются в следующем. Газовые реакции протекают между газообразными веществами, состоящими из молекул. Такие реакции характерны как для неорганической, так и для органической химии. Реакции в растворе — наиболее распространенные химические процессы, причем реакции в водном растворе преобладают над реакциями в неводных растворах. Такие реакции протекают с участием ионов, в том числе и комплексных. Твердофазные реакции в последнее время усиленно изучаются. Такие реакции лежат, например, в основе процесса отжига доменного чугуна. Ионные реакции наиболее типичны для неорганической химии. Молекулярные реакции имеют большее значение в органической химии; они встречаются и в неорганической химии, например, синтез аммиака. Радикальные реакции, наряду с молекулярными, более присущи органической химии. Окислительно-восстановительные и кислотно-основные реакции. Сопровождаются переносом элементарных химических частиц — электрона и протона соответственно. Реакции образования и разрушения комплексов и ионных кристаллов сопровождаются переносом химических частиц (ионов, молекул). Такие реакции характерны для неорганической химии. Образование комплексов происходит обычно в водном растворе путем координации лигандов (ионов, молекул) вокруг центрального атома. Разрушение кристаллической решетки может достигаться при плавлении вещества или растворении его в подходящем растворителе, чаще всего, в воде. Образование кристаллической решетки происходит в результате кристаллизации из расплава или раствора. реакция, протекающая в растворе носит название реакции осаждения. Термохимические реакции протекают при подводе энергии в форме теплоты, т. е. при нагревании; в широком смысле, это все те реакции, которые сопровождаются заметным экзотермическим или эндотермическим эффектом.
Фотохимические реакции происходят под воздействием световой энергии (или сопровождаются выделением световой энергии). Примерами фотохимических реакций, проходящих с поглощением световой энергии, являются фотосинтез в зеленых растениях. Многие процессы горения протекают с выделением световой энергии. Электрохимические реакции осуществляются под воздействием электрической энергии либо сами служат ее источником. Наряду с термохимическими реакциями они имеют большое промышленное значение и являются предметом особого раздела химии — электрохимии. В чистой воде в незначительной степени протекает электролитическая диссоциация (автодиссоциация воды): Н2О «Н+ + ОН-; По Бренстеду такая реакция называется автопротолизом воды: Н2О + Н2О «Н3О+ + ОН-. Свободные ионы водорода Н+ не способны к существованию в водном растворе, они мгновенно гидратируются водой до катионов оксония Н3О+.Однако для простоты записи часто используется обозначение Н+. В 1 л чистой воды при 25°С содержится 1•10-7 моль катионов Н+(Н3О+) и 1•10-7 моль анионов ОН-. Между концентрациями ионов Н+ и ОН- как в чистой воде, так и в разбавленных водных растворах имеется следующая взаимосвязь: С(Н+) + С(ОН-) = const. т. е. при постоянной температуре произведение молярных концентраций ионов Н+ и ОН- в воде и разбавленных водных растворах постоянно. В приведенном выражении с учетом равновесного характера автодиссоциации (автопротолиза) воды обычно записывают равновесные молярные концентрации, обозначаемые формулой иона, заключенной в квадратные скобки: [Н+] [ОН-] = const. Это произведение молярных концентраций ионов Н+ и ОН-, постоянное при заданной температуре, называется ионным произведением воды и обозначается Кв. При 25 °С Кв.= 1•10-7(моль/л) * 1•10-7(моль/л) = 1•10-14моль2/л2. Точные значения ионного произведения воды при различных температурах составляют: При 0°С – 0,1139•10-14; 18°С – 0,5702•10-14; 25°С – 1,008•10-14; 30°С – 1,469•10-14; 50°С – 5,474•10-14; 60°С – 9,614•10-14. В водных растворах электролитов молярные концентрации ионов Н+ и ОН- не обязательно равны 1•10-7моль/л (как в чистой воде), однако их произведение при 25°С всегда равно 1•10-14. Следовательно, если задано значение [Н+], то легко определить и [ОН-].
В кислых растворах преобладают ионы Н+: [Н+] > 1•10-7моль/л и [ОН-] < 1•10-7моль/л. В щелочных растворах преобладают ионы ОН-: [Н+] < 1•10-7моль/л и [ОН-] > 1•10-7моль/л. По предложению датского физико-химика Серенсена вместо значений [Н+] используют значения водородного показателя – рН. Водородный показатель есть отрицательный десятичный логарифм числового значения молярной концентрации катионов водорода, выраженной в моль/л: рН = -lg[H+] Величина рН используется как мера кислотности, нейтральности или основности водных растворов: кислотная среда отвечает рН < 7, нейтральная среда отвечает рН = 7, щелочная среда отвечает рН > 7. На практике для оценки рН разбавленных водных растворов, в которых [Н3О+] £ 0,1 моль/л или [ОН-] £ 0,1 моль/л, используется шкала рН от 1 до 13. Значения рН растворов могут быть точно определены только электрохимическим путем. Для менее точной оценки рН используют кислотно-основные индикаторы — вещества, которые резко изменяют свою окраску в определенной области рН. Наряду с значением рН используют гидроксильный показатель – рОН, значение которого определяется по формуле: рОН = -lg[OH]. Между водородным и гидроксильным показателями существует следующее соотношение: рН+рОН=14.
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 695; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |