Водородный показатель.

 

Величина водородного показателя является характеристикой кислотности (или щелочности) раствора. По определению:

. (3.10)

Для упрощения расчетов используется также гидроксильный показатель:

, (3.11)

где aH+и aOH- - активности катионов H+и анионов OH-соответственно.

Шкала значений pH основана на свойствах воды как очень слабого электролита.

 

Процесс диссоциации воды:

, (3.12)

Поскольку в чистой воде концентрации ионов H+и OH-очень малы, то они совпадают с их активностями (f=1). Кроме того, [H+]=[OH-] (вода – нейтральная среда).

Константа диссоциации процесса (3.12):

Для воды Kg=1.8*10-16 (220C).

Кроме того, ввиду очень малой величины Kgравновесную концентрацию недиссоциированных молекул воды можно считать постоянной:

.

Таким образом, для чистой воды

(3.13)

есть величина постоянная (при T=const). Она называется ионным произведением воды (KW).

Из сказанного следует, что для чистой воды

Кроме того из (3.13) следует

. (3.14)

Для кислых сред

Для щелочных сред

При расчете величины водородного показателя следует руководствоваться следующей схемой.

1. Для сильных электролитов (оценивается по величине α или Kg) считать

для кислот ,

для щелочей

(если учет величины активности f специально не оговорен в условии задачи)

2. Для слабых электролитов расчет равновесных концентраций [H+] и [OH-] производится с учетом зависимости степени диссоциации α от концентрации.

3. Все концентрации должны быть молярные.

4. Расчет pH оснований проще производить через гидроксильный показатель с учетом уравнения (3.14).