ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ РН

Чистая вода очень плохо проводит электрический ток, но все же обладает измеримой электропроводностью, которая объясняется небольшой диссоциацией воды на ионы водорода и гидроксид-ионы:

Н₂О Н⁺ + ОН^–

По величине электропроводности чистой воды можно вычислить концентрацию ионов Н⁺ и ОН^– в воде. При Т = 25^оС она равна 10^–7 моль/л.

Напишем выражение для константы диссоциации воды:

Поскольку степень диссоциации воды очень мала, то концентрация недиссоциированных молекул Н₂О в воде практически равна общей концентрации воды. Концентрацию молекул воды можно рассчитать, разделив массу 1 л воды на массу ее моля:

т.е. [H₂O] = 55.56 моль/л.

Записав уравнение следующим образом, и подставив значения константы диссоциации и концентрации воды, получим значение для произведения концентраций ионов водорода и гидроксид ионов в воде – ионное произведение воды :

Получим выражение:

В чистой воде [H⁺] = [OH^–] = 10^–7

Видно, чтобы охарактеризовать реакцию среды любого водного раствора, достаточно указать лишь концентрацию ионов водорода H⁺ или гидроксид–ионов OH^–. За такой показатель взята концентрация ионов H⁺.

Нейтральная среда

[H⁺] = [OH^–] = 10^–7

Кислая среда

[H⁺] > 10^–7 > [OH^–]

Щелочная среда

[H⁺] < 10^–7 < [OH^–]

Для удобства, концентрацию ионов водорода характеризуют водородным показателем воды рН.

Водородный показатель – количественная характеристика среды.

pH = – lg [H⁺] [H⁺] = 10^–7 pH = – lg 10^–7 = 7 – нейтральная

[H⁺] = 10^–3 pH = – lg 10^–3 = 3 – кислая

[H⁺] = 10^–11 pH = – lg 10^–11 = 11 – щелочная

Запомним: в нейтральной среде рН = 7, в кислой рН < 7, в щелочной рН > 7. это можно представить в виде схемы:

Гидроксильный показатель

pOH = – lg [OH^–] [ОH^–] = 10^–7 pОH = – lg 10^–7 = 7 – нейтральная

[ОH^–] = 10^–4 pОH = – lg 10^–4 = 4 – щелочная

[ОH^–] = 10^–12 pОH = – lg 10^–12 = 12 – кислая

Реакция среды устанавливается с помощью индикатора. В качестве индикаторов чаще всего применяют вещества (как правило, это сложные органические красители), способные давать с одним из реагирующих веществ легко заметную цветную реакцию. В растворе происходит диссоциация индикатора, в результате которой образуется диссоциированная форма и не распавшаяся часть, которая в разных средах приобретает различную окраску (пример с фенолфталеином).

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

Взаимодействие соли с молекулами воды, в результате которого образуются кислота и (или кислая соль) и основание (или основная соль), называется гидролизом солей.

Причиной гидролиза является электролитическая диссоциация соответствующих солей и воды. Вода незначительно диссоциирует на ионы Н⁺ и ОН^–, но в процессе гидролиза один или оба из этих ионов могут «связываться» ионами подвергающейся гидролизу соли в малодиссоциированные, летучие или труднорастворимые вещества.

Характер протекания гидролиза зависит от природы солей. Все многообразие гидролиза можно свести к трем типам.

1. Гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой:

CH₃COONa + H₂O CH₃COOH + NaOH

В результате гидролиза такой соли в растворе находится сильнодиссоциированное основание и слабодиссоциированная кислота. Следовательно, образуется больше гидроксоионов (т.к. ионы водорода выводятся из реакции) и раствор имеет щелочную реакцию.