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 a_H+и a_OH- - 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 K_g=1.8*10^-16 (22⁰C).

Кроме того, ввиду очень малой величины K_gравновесную 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 (K_W).

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 K_g) 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).