Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Ионизация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель.pH растворов сильных кислот и оснований.



Диссоциация воды.

Процесс диссоциации воды согласно теории Бренстеда протекает по уравнению:

; ∆H=+56,5 кДж∕моль

То есть одна молекула воды отдает, а другая-присоединяет протон, происходит автоионизация воды. Константа диссоциации воды при 298 К, определенная методом электрической проводимости, равна:

Кд(h2o)=а(h+)*а(oh-)∕а(h20)=1,8*10^-16 моль∕л

Степень диссоциации воды очень мала, поэтому активности водород- и гидроксид- ионов в чистой воде практически равны их концентрациям. Так как вода присутствует в большом избытке, ее концентрация может считаться постоянной и составляет 55,6 моль∕л. Подставляя в выражение новое значение,а вместо активностей их концентрации, получают новое выражение:

К(h2o)=[H+][OH-]=10^-14 моль^2∕л^2 моль/л.при 298 К

Константа К(h2o) называется ионным произведением или константой автоионизации воды.

В чистой воде или любом водном растворе при постоянной температуре произведение концентраций(активностей) водород- и гидроксид- ионов есть величина постоянная , называемая ионным произведением воды.

Константа К(h2o) зависит от температуры. При повышении температуры константа увеличивается, так как процесс диссоциации воды – эндотермический .

Концентрации гидроксид- и водород-ионов взаимозависимы: зная концентрацию одного из этих ионов, всегда можно рассчитать концентрацию другого иона. Поэтому кислотность и щелочность можно охарактеризовать количественной концентрацией одного из ионов. Обычно используют отрицательный десятичный логарифм активности(концентрации) водород-ионов,называемый водородным показателем pH среды:

pH = -lg c(H+),

 

т. е. водородный показатель — это десятичный логарифм молярной концентрации ионов водорода, взятый со знаком «минус».

Чему равен водородный показатель в чистой воде? Его легко рассчитать, если воспользоваться рассмотренным нами понятием «ионное произведение воды». Как было сказано, в чистой воде концентрации ионов H+ и OH‾ равны, т. е. c(H+) = c(ОН‾). Учитывая, что c(H+) • c(ОН‾) = 10‾ 14 (см. формулу 6), получаем:

c(H+) • c(ОН‾) = (10‾ 14)1/2 =10‾ 7 моль/л.

Теперь можно рассчитать водородный показатель:

pH = - lg c(H+); pH = - lg 10‾ 7 = 7.

Таким образом, в чистой воде значение водородного показателя равно 7. Водная среда с таким значением pH называется нейтральной. Так как в кислых растворах [H+] > 10−7, то у кислых растворов pH < 7, аналогично, у щелочных растворов pH > 7, pH нейтральных растворов равен 7. При более высоких температурах константа электролитической диссоциации воды повышается, соответственно увеличивается ионное произведение воды, поэтому нейтральной оказывается pH < 7 (что соответствует одновременно возросшим концентрациям как H+, так и OH−); при понижении температуры, напротив, нейтральная pH возрастает.

pH растворов сильных кислот и оснований.

Для вычисления рН растворов кислот и оснований следует предварительно вычислить молярную концентрацию свободных ионов водорода или свободных гидроксил ионов , а затем воспользоваться

формулами:

pH=-lg[ H+ ]; рОН-=-lg[ OH-]; рН + рОН =14

Концентрация любого иона в моль/л в растворе электролита можно вычислить по уравнению

где См иона – молярная концентрация иона в моль/л;

См – молярная концентрация электролита в моль/л;

α-степень диссоциации электролита;

n -количество ионов данного вида, которое получается при распаде одной молекулы электролита

Если электролит слабый, то значение степени диссоциации может быть определено на основании закона разбавления Оствальда:

тогда CMиона=См·α·n =v СMКдис

 

 

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.