Равновесия в водных растворах кислот и оснований
РАВНОВЕСИЯ В ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМАХ
Согласно протолитической теории к кислотам относятся химические соединения, способные в растворах отдавать протоны, а к основаниям - вещества, способные присоединять протоны. Для того чтобы кислота могла отдать протон, необходимо присутствие основания, принимающего этот протон. Отдавая протон, кислота образует сопряженное с ней основание, а основание, принимая протон, образует сопряженную с ним кислоту.
В водных растворах кислот имеет место следующее равновесие:
| (1.1) |
В воде, которая является кислотой и основанием одновременно, устанавливается равновесие
| (1.2) |
в сокращенном виде
| (1.3) |
Константа равновесия этой реакции при температуре 25° С равна
| (1.4) |
В водных растворах масса воды в большинстве случаев очень велика по сравнению с массой растворенного вещества, количество ее в 1 л раствора можно считать постоянным. Тогда выражение для константы равновесия запишется следующим образом:
К [Н2О] = [Н+] [ОН-] (1.5)
Из уравнения (1.5) следует, что ионное произведение является величиной постоянной при постоянной температуре. Эту константу называют ионным произведением воды, которое при температуре 25° С равно
| (1.6) |
В чистой воде [H+] = [OH-] = 1×10-7 M . При избытке [OH-]
| (1.7) |
При избытке [Н+]
| (1.8) |
Концентрацию водородных ионов обычно используют для характеристики среды. В большинстве расчетов, относящихся к кислотно-основному равновесию, концентрации (и другие величины) удобно выражать в виде отрицательных логарифмов этих величин, обозначаемых знаком "р". Тогда
| -lg[H+] = pH | (1.9) |
| -lg[OH-] = pOH | (1.10) |
Ионное произведение воды тоже можно выразить в логарифмическом виде
рН + рОН =  = 14
| (1.11) |
Пример 1. Вычислить рН раствора, концентрация водородных ионов в котором равна 0.02 М.