18. Автопротолиз. Ионное произведение воды. Рн
Автопротолиз — гомофазный процесс самоионизации, обратимый процесс передачи протона от одной нейтральной молекулы жидкости к другой и образования в результате равного числа катионов и анионов.
Наиболее важное значение имеет автопротолиз воды. Ионное произведение численно равно произведению равновесных концентраций ионов гидроксония и гидроксид-анионов. Обычно используется упрощенная запись:
При стандартных условиях ионное произведение воды равно 10−14. Автопротолиз воды объясняет, почему чистая вода, хоть и плохо, но всё же проводит электрический ток.
На основе ионного произведения воды вычисляются водородный показатель и константа гидролиза солей.
Константа Kв, равная произведению концентраций протонов и гидроксид-ионов, называется ионным произведением воды. C повышением температуры диссоциация воды увеличивается, следовательно, растёт и Kв, при понижении температуры — наоборот.
Практическое значение ионного произведения воды
Практическое значение ионного произведения воды велико, так как оно позволяет при известной кислотности (щёлочности) любого раствора найти соответственно концентрации [OH−] или [H+]. Хотя в большинстве случаев для удобства представления пользуются не абсолютными значениями концентраций, а взятыми с обратными знаком их десятичными логарифмами — соответственно, водородным показателем (pH) и гидроксильным показателем (pOH).
19. Гидролиз по катиону и аниону. Необратимый гидролиз. Константа и степень гидролиза. Расчёт pH.
Гидролиз - это химическая реакция ионного обмена между водой и растворённым в ней веществом с образованием слабого электролита. (В общем случае обменное взаимодействие растворённого вещества с растворителем носит название - сольволиз).
В большинстве случаев гидролиз сопровождается изменением pH раствора.
Гидролиз по катиону.
Соли слабого основания и сильной кислоты гидролизуются по катиону
Гидролиз по аниону.
Соли, образованные сильным основанием и слабой (ассоциированной) кислотой гидролизуются по аниону:
Гидролиз по катиону и аниону.
Соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой, гидролизуются и по катиону и по аниону:
+
Степень гидролиза.
Под степенью гидролиза подразумевается отношение части соли, подвергающейся гидролизу, к общей концентрации её ионов в растворе. Обозначается α (или hгидр); α = (cгидр/cобщ)·100 %
Является количественной характеристикой гидролиза.
Константа гидролиза.
Константа гидролиза — константа равновесия гидролитической реакции. Так константа гидролиза соли равна отношению произведения равновесных концентраций продуктов реакции гидролиза к равновесной концентрации соли с учетом стехиометрических коэффициентов.
Расчёт pH.
Величина pH используется для характеристики кислотности раствора. Если концентрация ионов водорода равна [H+], то
pH = -lg [H+]
В чистой воде
[H+] = [OH-] = 10-7
В кислых растворах
pH < 7
В щелочных растворах
pH > 7
Для более точного определения значения pH растворов используют сложную смесь нескольких индикаторов, нанесенную на фильтровальную бумагу (так называемый "Универсальный индикатор Кольтгоффа"). Полоску индикаторной бумаги обмакивают в исследуемый раствор, кладут на белую непромокаемую подложку и быстро сравнивают окраску полоски с эталонной шкалой для pH:
