6. Іонний добуток води. Концентрація іонів Гідрогену у водних розчинах електролітів.

Реакції, які використовуються в аналітичній хімії, відбуваються найчастіше у водних розчинах. У таких розчинах має місце рівновага:

НА + Н2О Н3О+ + А-

Вода також частково дисоціює на іони Н+ і ОН- . при дисоціації утворюється однакова кількість йонів Н+ і ОН- . Отже, [Н+] = [ОН-] = 1*10-7 моль/дм3

Можна розрахувати значення константи дисоціації води:

= 1*10-7 * 1*10-7 = 2* 10-16 55.6

Отже, йоний добуток є величиною постійною при сталій температурі. Цю константу називають йоним добутком води, суть якого полягає в тому, що як би не змінювалася концентрація іонів Н+ і ОН- , їх добуток у будь-якому розчині зберігається постійним і дорівнює 10-14 (при 25 С).

Концентрація водневих йонів переважно знаходять для характеристики середовища. При концентрації [Н+ ]= [ОН- ] = 10-7 - середовище нейтральне, при [H+] > 10-7 – кисле, а при [H+]< 10-7 – лужне.

Йоний добуток води також можна виразити в логарифмічному вигляді: рН + рОН = рКН2О = 14.

Електролітична дисоціація – це самовільний розпад молекул електролітів на електрично-заряджені частинки – йони.

Теорія електролітичної дисоціації включає такі положення:

1. У водних розчинах молекули електролітів розкладаються на іони: позитивно заряджені – катіони, негативно заряджені – аніони.

2. Сумарний заряд катіонів завжди дорівнює заряду аніонів.

3. Процеси дисоціації супроводжуються зворотнім процесом – асоціації. Тому процеси дисоціації є зворотніми процесами і характеризуються константою рівноваги.

7. Іонна рівновага у розчинах солей, що гідролізуються.

Гідроліз – це хімічна взаємодія продуктів дисоціації солей з молекулами води в результаті якої утворюється або слабка кислота, або слабка основа, або і 1 і 2 речовина.

Хіміко-аналітичною ознакою процесу гідролізу є зміна хім.. рівноваги реакції дисоціації води.

НОН = Н+ + ОН-

В результаті чого змінюється рН водного середовища.

Солі, що гідролізуються поділяються на:

а) солі сильних кислот і слабких основ

NH4Cl = NH4+ + Cl-

HOH + NH4+ = NH4OH + H+; рН < 7

Солі цього типу гідролізують за катіоном (катіонний механізм гідролізу) результатом цього процесу є зростання концентрації іонів Н+ і створюється кисле середовище.

Константа рівноваги, яка в даному випадку виражається через константу гідролізу. Чим менше значення константи гідролізу тим слабкіше дана сіль піддається гідролізу.

Ступінь гідролізу – це відношення кількості солі, яка вступила в реакцію гідролізу, до аналітичної кількості солі у розчині.

рН = 7 + ? lg Косн. – ? lg Ссолі

б) солі сильних основ і слабких кислот

CH3COONa = CH3COO- + Na+

HOH + CH3COO- = CH3COOH + OH- ;

Гідроліз за аніоном, рН >7 (лужне середовище).

Ступінь гідролізу: рН=7 – ? lg Ккис. + ? lg Ссолі

в) солі слабких кислот і слабких основ

СН3СООNH4 = CH3COO- + NH4

NH4+ + HOH = NH4OH + H+

CH3COO- + HOH = CH3COOH + OH-

рН водних розчинів солей цього типу буде визначатися в результаті порівняння «сили» кислоти і «сили» основи.