Автопротолиз воды. Ионное произведение воды.

Небольшая часть молекул воды всегда находится в ионном состоянии, хотя это очень слабый электролит. Ионизация и дальнейшая диссоциация воды, как уже говорилось, описывается уравнением протолитической реакции кислотно-основного диспропорционирования или автопротолиза.

Вода – очень слабый электролит, следовательно, образующиеся сопряженная кислота и сопряженное основание являются сильными. Поэтому равновесие этой протолитической реакции смещено влево.

Константа этого равновесия К_равн =

Количественная величина произведения концентрации ионов воды [H₃O⁺][OH ^–] есть ионное произведение воды.

Оно равно: [H₃O⁺][OH ^–] = К_равн.  [H₂O]² = 110 ^– 14

Следовательно: К_Н2О = [H₃O⁺][OH ^–] = 10 ^– 14

или упрощенно К_Н2О = [H⁺][OH ^–] = 10 ^– 14

К_Н2О – ионное произведение воды, константа автопротолиза воды или просто константа воды. К_Н2О зависит от температуры. При повышении tС она увеличивается.

В химически чистой воде [H⁺] = [OH ^–] = = 110 ^– 7. Это нейтральная среда.

В растворе может быть [H⁺] > [OH ^–] – среда кислая или [H⁺] < [OH ^–] – среда щелочная

[H⁺] = ; [OH ^–] =

Водородный показатель рН

Для количественного выражения кислотности растворов используют показатель концентрации ионов водорода рН.

Водородный показатель – это величина, равная отрицательному десятичному логарифму концентрации свободных ионов водорода в растворе.

рН = – lg [H⁺] ⇒ [H⁺] = 10 ^– рН

В нейтральной среде рН = 7

В кислой рН < 7

В щелочной рН > 7

Для характеристики основности среды используется гидроксильный показатель рОН

рОН = – lg [ОH^–] ⇒ [ОH^–] = 10 ^– рОН

рН + рОН = 14  рН = 14 – рОН и рОН = 14 – рН

Значение рН для химических реакций и биохимических процессов организма.

Многие реакции для протекания в определённом направлении требуют строго определённой величины рН среды.

В норме в здоровом организме реакция среды большинства биологических жидкостей близка к нейтральной.

Кровь – 7,4

Слюна – 6,6

Кишечный сок – 6,4

Желчь – 6,9

Моча – 5,6

Желудочный сок: а) в состоянии покоя – 7,3

б) в состоянии пищеварения – 1,5-2

Отклонение рН от нормы имеет диагностическое (определение болезни) и прогностическое (течение болезни) значение.