Водневий показник

Відео: Водневий показник - pH. Іонний добуток води

Водневий показник. Іонний добуток води.

Водневий показник (рН) величина, що характеризує активність або концентрацію іонів водню в розчинах. Водневий показник позначається рН.
Водневий показник чисельно дорівнює негативному десятковому логарифму активності або концентрації іонів водню, вираженої в молях на літр:
pH = -lg [H +]
У воді концентрація іонів водню визначається електролітичної дисоціацією води за рівнянням
H₂ O = H + + OH -
Константа дисоціації при 22 ° С становить

Нехтуючи незначною часткою розпалися молекул, можна концентрацію недиссоциированной частини води прийняти рівною загальній концентрації води, яка становить: З [H₂ O] = 1000/18 = 55,55моль / л.
тоді:

C [H +] · C [OH -] = K · C [H₂ O] = 1,8 · 10-16 · 55,55 = 10 -14
Для води і її розчинів твір концентрацій іонів Н + і ОН- величина постійна при даній температурі. Вона називається іонним добутком води До_В і при 25 ° С становить 10 -14.
Сталість іонного добутку води дає можливість обчислити концентрацію іонів H + якщо відома концентрація іонів OH -
і навпаки: .
Поняття кисла, нейтральна і лужне середовище набувають кількісний сенс.
У разі, якщо [H +] = [OH -] ці концентрації (кожна з них) рівні моль / л, тобто [H +] = [OH -] = 10 -7 моль / л і середовище нейтральна, в цих розчинах
pH = -lg [H +] = 7 і рОН = -lg [OH -] = 7
Якщо [H +] gt; 10 -7 моль / л, [OH-] lt; 10 -7 моль / л -середовище кіслая- рНlt; 7.
Якщо [H +] lt; 10 -7 моль / л, [OH-] gt; 10 -7 моль / л -середовище щелочная- рНgt; 7.
У будь-якому водному розчині рН + рОН = 14, де рОН = -lg [OH-]
Величина рН має велике значення для біохімічних процесів, для різних виробничих процесів, при вивченні властивостей природних вод і можливості їх застосування і т.д.

Обчислення рН розчинів кислот і підстав.

Для обчислення рН розчинів кислот і основ слід попередньо обчислити молярну концентрацію вільних іонів водню () або вільних гідроксил іонів (), а потім скористатися
формулами:
pH = -lg [H +] - рОН - = - lg [OH -] - рН + рОН = 14
Концентрація будь-якого іона в моль / л в розчині електроліту можна обчислити за рівнянням

де См іона - молярна концентрація іона в моль / л;
Див - молярна концентрація електроліту в моль / л;
?-ступінь дисоціації електроліту;
n-кількість іонів даного виду, яке виходить при розпаді однієї молекули електроліту.
Якщо електроліт слабкий, то значення ступеня дисоціації може бути визначено на підставі закону розведення Оствальда:

тоді C_Mіона = См ·? · N = v З_M До_дис

Приклад 1. Обчислити рН 0,001H розчину гідроксиду натрію.

Рішення: гідроксид натрію є сильним електролітом, дисоціація в водному розчині відбувається за схемою:
NaOH -gt; Na + + OH -
Ступінь дисоціації в розбавленому розчині можна прийняти рівною 1. Концентрація іонів ОН (моль / л) в розчині дорівнює:

Відео: Водневий показник - pH розчину. Іонний добуток води

Приклад 2. Обчислити рН 1% -ного розчину мурашиної кислоти, вважаючи, що щільність розчину дорівнює 1г / мл-Кдісс = 2,1 · 10 -4

Рішення: 1 л розчину містить 10г НСООН, що становить 10/46 = = 0,22моль, де 4б г / моль - молярна маса мурашиної кислоти. Отже, молярна концентрація розчину дорівнює 0,22моль / л. Мурашина кислота - слабкий електроліт, тому