Ионное произведние воды.
Растворы электролитов
Молекулы кислот, оснований и солей в водных растворах распадаются (диссоциируют) на ионы.
Количественно диссоциацию оценивают с помощью степени электрической диссоциации α.
α = (число диссоц. молекул)/(общее число растворённых молекул(с))
α = ƒ(природа электролита, температура (Т), концентрация (с)).
с↑Т α↑
с↑с α↓
В зависимости от α электролиты делят на сильные и слабые.
Сильные электролиты: в 0,1 N р-ра α=1 (100%)
кислоты:HNO3, H2SO4, HCl, HBr, HI, HClO4
основания: щелочных и щелочно-земельных Ме
соли: практически все
Слабые электролиты: в 0,1 N р-ра α<3% (30%)
Основоположником теории электрической диссоциации является Аррениус, согласно его теории диссоциация протекает ступенчато и обратимо (это оказалось справедливо только для слабых электролитов).
H2S →←H++HS- KI=(CH++CHS-)/(CH2S)=1*10-7
HS-→← H++S2- KII=(CH++CS2-)/(CHS-)=1*10-14
Кислоты—соединения, которые при диссоциации дают ионы H+
Основания—соединения, которые при диссоциации дают ионы OH-
NH4OH →←OH-+NH4+
Есть электролиты (слабые), которые в зависимости от условий могут проявлять кислотные/основные свойства. Это так называемые амфотерные электролиты (амфолиты). Они с кислотами ведут себя как основания, а с основаниями как кислоты.
(основание)VO2++OH-→←HVO3→←H++VO3-(кислота)
Сильные электролиты диссоциируют нацело и необратимо
В ионных уравнениях принято писать сильные электролиты в виде ионов; слабые электролиты, неэлектролиты, газы, осадки в виде молекул.
H2O-очень слабый амфотерный электролит.
H2O→←H++OH-
(2H2O→←H3O++OH-; H++H2O→←H3O+ (гидроксоний))
KgH2O=(CH++COH-)/(CH2O)=1?86*10-16
CH2O>>Ch+ и СОН-
СН2О≈const
Kg*CH2O=Kв=CH+*COH-
Kв(Kw)-ионное произведение воды
T=22°С Kв=1,0*10-14
CH+=COH-==1,0*10-7(г*моль)/(литр)
Отрицательный lg от концентрации ионов водорода в растворе называется водородным показателем
рН=-lgCH+
рН в различных средах:
нейтральная среда: СН+=СОН-=10-7; -lg10-7=pH=7
кислая среда: СН+>СОН-=>pH<7
щелочная среда: СН+<СОН-=>pH<7
Приблизительно pH можно определить с помощью цветных индикаторов, меняющих свою окраску в зависимости от уровня pH. (свёкла, сок смородины)
фенолфталеин – щелочная среда
лакмус – кислая
Более точно можно измерить с помощью рН метра.