75 Ионное произведение воды(kw) 77 pH кислот и оснований. Кислотно-основные равновесия. Водородный показатель рН

Вода является очень слабым электролитом и диссоциирует по уравнению

Н₂О ↔ Н⁺ + ОН^‾.

В любом водном растворе при 22 ⁰С произведение концентраций ионов воды (ионное произведение воды – К_W) является величиной постоянной:

К_W = [Н⁺] ∙ [OH^─] = 10^–14,

где [Н⁺] ─ равновесная концентрация ионов Н⁺;

[OH^─] ─ равновесная концентрация ионов ОН^─.

В нейтральной среде [Н⁺] = [OH^─] = 10^–7моль/л;

в кислой среде [Н⁺]>[OH^─], т.е.[Н⁺]>10^–7моль/л ,

например [Н⁺] = 10^–6моль/л;

в щелочной среде [Н⁺] <[OH^─], т.е.[Н⁺] <10^–7моль/л,

например [Н⁺] = 10^–8моль/л

76 Водородный показатель pH как мера кислотности и щелочности среды.

Реакция среды характеризуется через водородный показатель

pH = ─ lg [Н⁺].

При решении задач будем пользоваться формулойpН = – lg с_H+. В более точных расчётах следует пользоваться активностью ─ pН = – lg а_H+ .

Если подставить значения концентраций ионов водорода с_H+, полученные в вышеприведённом примере,в формулу для вычисления рН, то получим:

в нейтральной среде: рН = ─ lg 10^–7 = 7;

в кислой среде: рН = ─ lg 10^–6= 6;

в щелочной среде: рН = ─ lg 10^–8= 8.

Следовательно:

Данные сведения находят отражение в шкале рН (рис. 4.8).

Рис. 4.8 – Шкала рН

78Понятия об индикаторах.

Наиболее простым способом оценки рН среды является использование кислотно-основных индикаторов, которые по своему составу относятся к слабым органическим кислотам или основаниям. Например, индикатор метиловый оранжевый представляет слабую органическую кислоту, электролитическую диссоциацию которой условно можно представить следующим образом:

HJnd ↔ H⁺ + Jnd^– .

кислотная форма основная форма

(красная) (жёлтая)

79 Окраска индикаторов в различных средах.

Окраска индикаторов зависит от строения молекул и определяется наличием особых групп – хромофоров. Изменение окраски индикатора происходит в определённом интервале рН:

Рис. 4.9 – Окраска некоторых индикаторов в различных средах

80 Гидролиз солей

Таким образом, гидролиз солей относится к обратимым реакциям и протекает тем полнее, чем более слабым электролитом будет кислота или основание, образовавшие соль. Причиной гидролиза, то есть веществом, смещающим равновесие гидролиза в сторону образования продуктов реакции, являются слабые кислоты и основания.

Формально реакция гидролиза соли обратна реакции нейтрализации, в результате которой соль образуется.