Ионное произведение воды

Вода - очень слабый электролит: Н₂О + Н₂О  Н₃О⁺ + ОН^ (самоионизация) Н₂О  Н⁺ + ОН^ H⁰_298дисс=55,9 кДж; S⁰_298дисс =-80,48 Дж/К

=1,810^-16 при 25^оС

ɑН₂О = const = 1000/18 ≈ 55,5моль/л К_д • ɑН₂О = const= К_В (при T= const)

Ионное произведение Н₂О: ;

(*) K_{В 398} = 6,210^-13

К_В растет с ростом температуры, т.к. H⁰_диссН₂О >0

при комнатной Т в нейтральной среде

Ионы Н⁺ - носители кислотных свойств, а ОН^ - основных свойств.

Прологарифмируем: lgK_В = lga_H+ + lga_OH- = -14

-lga_H+ = рН - водородный показатель; -lga_OH- = рОН - показатель ионов ОН^-

логарифмическая форма ионного произведения Н₂О: рН + рОН = 14 (298К)

при 298 К

среда	сН+,моль/л	сОН-,моль/л	рН
нейтральная сН=сон	10-7	10-7	7
кислая сНсон	10-7	10-7	7
щелочная сНсон	10-7	10-7	7

Индикаторы – вещества изменяющие свою окраску при изменении рН (IndOH – либо HInd)

Метилоранж HInd  H⁺ + Ind^-

^{красный вкислой среде в щелочной среде желтый}

Современный способ измерения рН – рН-метрия

Расчет рН слабых и сильных кислот и оснований рН слабых кислот и оснований

• для кислот: а_Н+  с_Н+ рН  - lg с_Н+

;   рН = -lg

• для оснований: а_ОН-  с_ОН- рОН  - lg с_ОН-

 рН =14 + lgс_OH-= 14 + lg

РН сильных кислот и оснований

• для кислот: I_р-ра = 0,5 (с_i _z²_i ) 

_Н+ (по таблице или формуле)  а_Н+ = _Н+ с_Н+  рН = -lg а_Н+ = -lg (_Н+ с_Н+)

• для оснований: I_р-ра = 0,5 (с_i _z²_i ) 

_OН- (по таблице или формуле)  а_{ОН =} _ОНс_ОН-  рОН = - lg _ОН^.с_ОН-

рН = 14 - рОН =14 + lg а_ОН =

Задача 6.

Рассчитать рН 0,05 М раствора НСN.

Решение.

НСN  Н⁺ + СN^ - слабая кислота, с_о = 0,05 моль/л, К_Д = 7,910^10 (из таблицы)

≈ = = 1,2610^4<< 1, с_H+=с_о=1,2610^40,05=6,310^6 моль/л

рН = ‑lg с_H+ = - lg 6,310^6 = 5,18.

Задача 7.

Рассчитать рН 0,05 М раствора Bа(ОН)₂.

Решение

Bа(ОН)₂  Bа²⁺ + 2ОН^ - сильное основание

0,05 2^.0,05 моль/л

I =1/2(0,052² + 0,11²) =0,15, _ОН ≈ 0,8 (таблица), а_ОН= _ОНс_OH-=0,80,1=0,08

рН = 14 + lg а_ОН = 14 - 1,1 = 12,9.

Основные учебники и учебные пособия

1. Н.В.Коровин. Общая химия

2. Н.В.Коровин и др. Лабораторные работы по химии

3. Задачи и упражнения по общей химии. Под ред. Н.В.Коровина

4. Общая химия. Теория и расчеты. Под ред. Н.В. Коровина

7