17.Водородный показатель. Ионное произведение воды.

Водородный показатель pH. Ионное произведение воды. Определение величины pH.

pH-мера активности ионов водорода в растворе, и количественно выражающая его кислотность, вычисляется как отрицательный десятичный логарифм активности водородных ионов, выраженной в молях на литр:

Ио́нное произведе́ние воды́ — произведение концентраций ионов водорода Н+ и ионов гидроксида OH− в воде или в водных растворах, константа автопротолиза воды.

Константу диссоциации воды можно вычислить по формуле:

где:

[H+] — концентрация ионов гидроксония (протонов);[OH−] — концентрация гидроксид-ионов;[H2O] — концентрация воды (в молекулярной форме) в воде;

Концентрация воды в воде, учитывая её малую степень диссоциации, величина практически постоянная и составляет (1000 г/л)/(18 г/моль) = 55,56 моль/л.

При 25 °C константа диссоциации воды равна 1,8×10−16моль/л. Уравнение (1) можно переписать как:,

Диссоциация воды

Вода диссоциирует на ионы:  H2O ↔ H+ + OH-

 или 

Поскольку степень диссоциации воды очень мала, то концентрация воды практически постоянна:

   , эта величина носит название ионного произведения воды.

 При 250С     

Растворы, где концентрации водородных и гидроксид-ионов одинаковы, нейтральны:

Для удобства вычислений пользуются не концентрацией водородных ионов, а водородным показателем (pH):

pH = - lg [H+], соответственно:

pH = 7 нейтральная среда;

pH ‹ 7 кислая среда;

pH › 7 щелочная среда.

18.Гидролиз солей. Степень и константа гидролиза

Гидролиз солей - взаимодейтсвие солей с водой, приводящее к образованию слабого электролита.

Все соли делятся на 4 класса:

1.соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой – гидролизу не подвергается.

2.соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой (К2С03, Na2S — гидролиз по аниону); Na₂CO₃+H₂O = NaHCO₃+NaOH

2Na⁺+CO₃^2-+ H⁺+OH^-= Na⁺+ OH^-+ Na⁺+ H⁺CO₃^-

CO₃^2-+H₂O = HCO₃^-+OH^- Реакция среды - щелочная

3.соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой— гидролиз по катиону);

CuCl₂+H₂O˂—˃ HCl+CuOHCl Образуется слабодиссоциируемый катион CuOH⁺.

Cu²⁺+ 2Cl^-+H⁺+OH^- ˂—˃ H⁺+ Cl^-+ CuOH⁺ + Cl^-

Cu²⁺+HOH = CuOH⁺+H⁺ в растворе накапливается H⁺ ионы => Среда кислая

4. соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой - гидролиз по катиону и по аниону. Полный гидролиз Al₂S₃+6H₂O=2Al(OH)₃↓+3H₂S↑

Данная реакция гидролиза необратима, т.к. образуется осадок и выделяется сероводород

Гидролиз усиливается

а) при нагревании раствора ( гидролиз обычно эндотермический процесс )

б) при разбавлении раствора водой

Степень гидролиза: h=n_гидрол / N_общ

константа гидролиза: 1 класс К₂ = Кw (10^-14) /Кg кислоты

2 класс К₂ = Кw (10^-14) /Кg основания

3 класс К₂ = Кw (10^-14) /Кg кислоты - Кg основания