ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ (рН) - Характеристика основных видов растворов

Вода - очень слабый электролит, поэтому в незначительной степени диссоциирует на ионы:

H2O H+ + OH-.

Константа диссоциации воды равна: Kд. = [H+][OH-] / [H2O] = 1,810-16 (при 25ОС). Так как степень диссоциации воды мала, то равновесная концентрация недиссоциированных молекул воды практически равна общей концентрации воды, т. е. для 1 литра воды [H2O] = 1000 г/л / 18 г/моль = 55,6 моль/л. Тогда получим:

[H+][OH-] = Kд. [H2O] = 1,810-1655,6 = 10 -14 = Kw

PKw = [H+][OH-] = 10 -14

Константа Kw = [H+][OH-] представляется собой постоянную при данной температуре величину и называется ионным произведением воды.

В чистой воде [H+]=[OH-]==10-7 моль/л. Водный раствор, в котором концентрации H+ и OH - равны, называют нейтральным. Если раствор кислый, то [H+]>[OH-]. Если раствор щелочной, то [H+]<[OH-].

Вместо концентраций ионов H+ и OH - удобнее пользоваться их десятичными логарифмами, взятыми с обратным знаком; эти величины обозначают символами рН и рОН и водородным показателем и гидроксильным показателями:

PH = lg [H+], pОH = lg [ОH]

Логарифмируя ионное произведение воды Kw = [H+][OH-], получим:

PKw = pH + pOH = 14.

Таким образом, в нейтральных растворах рН=7, в кислых - рН<7, в щелочных - рН>7. Диапазон значений рН - от 0 до 14:

Пример 1. Концентрация ионов водорода в растворе равна 0,01 моль/л. Вычислите рН и рОН.

Решение: pH = lg [H+] lg 0,01 = (2) = 2. рОН = 14 - рН = 14 - 2 = 12.

Экспериментально значение pH устанавливают с помощью приборов (рН-метров, иономеров) или индикаторов - сложных веществ, меняющих цвет в зависимости от рН раствора. Цвета наиболее распространенных индикаторов приведены в таблице 2.

Таблица 2 Окраска индикаторов в различных средах

Индикатор

Интервал перехода рН

Окраска индикатора в среде

Кислой

Нейтральной

Щелочной

Метилоранж

3,0 - 4,4

Красный

Оранжевый

Желтый

Лакмус

5,0 - 8,0

Красный

Фиолетовый

Синий

Фенолфталеин

8,2 - 10,0

Бесцветный

Бесцветный

Малиновый

Для живых организмов поддержание pH очень важно. Так, в желудочном соке pH=1, в слюне pH=8,5, в крови pH=7,36.

Похожие статьи




ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ (рН) - Характеристика основных видов растворов

Предыдущая | Следующая