2.1. Ионное произведение воды, рН - растворов
Чистая вода является слабым электролитом, так как обладает измеримой электрической проводностью, которая объясняется небольшой диссоциацией воды на ионы водорода и гидроксид ион:
Н2О → H+ +ОН-
Тогда константа диссоциации воды:
, (1)
или . (2)
Так как степень диссоциации воды очень мала, то концентрация недиссоциированных молекул Н2О в воде практически равна общей концентрации воды -55,55 моль/л: 1 л содержит 1000 г Н2О, т.е. 100:18=55,55 молей.
Kg - воды – величина постоянная при данной температуре. Поэтому заменив в уравнении (2) произведение двух постоянных:
,
новой константой – константой воды будем иметь:
.
Полученное уравнение показывает, что для воды и разбавленных растворов при неизменной температуре произведение концентрации ионов водорода и гидроксогруппы есть величина постоянная. Она называется ионным произведением воды. В чистой воде при 25°С [Н+] = [ОН-] = 1.10-7 моль/л, поэтому для указанной температуры:
= 10-7. 10-7 = 10-14
Растворы, в которых концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов одинаковы, называются нейтральными растворами. При повышении температуры увеличивается, но при температурах, близких к комнатным, этим увеличением можно пренебречь. Зная числовое значение ионного произведения воды, можно определить концентрацию ионов водорода и гидроксид-иона:
или .
Если концентрация ионов водорода в водородном растворе известна, то тем самым определена и концентрация ионов [ОН-]. Так, если [H+] =10-14 моль/л, то [OH-] = 10-14/10-4=10-10моль/л, и наоборот, если [ОН-] = 10-5 моль/л, то [Н+] =10-14/10-5 =10-9 моль/л.
Поэтому как степень кислотности, так и степень щелочности раствора можно количественно охарактеризовать концентрацией ионов водорода:
Нейтральный раствор [Н+] =10-7 моль /л, Кислый раствор [Н+] > 10-7 моль/л,
Щелочной раствор [Н+] < 10-7 моль / л.
Более удобно пользоваться десятичным логарифмом концентрации ионов водорода, взятых с обратным знаком. Эта величина называется водородным показателем и обозначается рН.
pH = - lg[H+] ,
если рН = 7 - среда нейтральная,
если рН < 7 - среда кислая,
если рН >7 - среда щелочная.
Приближенную реакцию раствора можно определить с помощью специальных реактивов, называемых индикаторами, окраска которых меняется в зависимости от концентрации ионов водорода. Наиболее распространенные индикаторы - метиловый оранжевый, метиловый красный, фенолфталеин, лакмус.
- Федеральное агентство по рыболовству
- Содержание
- Лабораторная работа №1 Изучение классов неорганических соединений Введение
- Номенклатура оксидов
- Получение оксидов
- Химические свойства оксидов
- Кислоты
- Номенклатура кислот
- Кислородсодержащие кислоты хлора
- Получение кислот
- Химические свойства кислот
- Специфические свойства кислот
- Основания (гидроксиды металлов)
- Номенклатура оснований
- Получение оснований
- Химические свойства оснований
- Номенклатура солей
- Получение солей
- Химические свойства солей
- Степень окисления элементов.
- Графические формулы оксидов, кислот, оснований, солей
- Экспериментальная часть Приборы и материалы
- Варианты экспериментальных задач
- Оформление лабораторной работы
- Пример оформления лабораторного опыта
- Тестовые задания для самоконтроля Вариант № 1
- Вариант № 2
- Вариант № 3
- Вариант № 4
- Вариант № 5
- Укажите формулы оксидов, не реагирующих со щелочами
- Вариант № 6
- Вариант № 7
- Вариант № 8
- Вариант № 9
- Вариант № 10
- Вариант № 11
- Вариант № 12
- Вариант № 13
- Вариант № 14
- Вариант № 15
- Задачи для самостоятельной работы
- Вариант 5
- Вариант 6
- Вариант 12
- Вариант 13
- Вариант 14
- Вариант 15
- Лабораторная работа № 2 Приготовление раствора кислоты заданной концентрации Введение
- 1. Цели и задачи
- 2. Теоретическая часть
- Классификация растворов
- Примеры расчета концентрации растворов
- 3. Экспериментальная часть
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Плотность растворов некоторых неорганических кислот и щелочей в воде при 20ºС
- Лабораторная работа № 3 Скорость химических реакций и химическое равновесие Введение
- 1. Цели и задачи
- 2. Теоретическая часть
- 3. Экспериментальная часть
- 3.1. Исследование зависимости скорости гомогенной реакции от концентрации
- 3.2. Исследование зависимости скорости гомогенной реакции от температуры
- 3.3. Исследование влияния изменения концентрации на смещение равновесия
- 3.4. Исследование влияния изменения температуры на смещение равновесия
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Лабораторная работа № 4 Ионно-обменные реакции Введение
- 1. Цели и задачи
- 1.1. Приобрести системные знания о теории электролитической диссоциации, изучить условия протекания реакций обмена в водных растворах электролитов.
- 2. Теоретическая часть
- 2.1. Электролитическая диссоциация. Диссоциация кислот, оснований, амфотерных гидроксидов и солей в водных растворах
- 2.2.Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты
- 2.3 Константа диссоциации
- 2.4. Реакции обмена в водных растворах электролитов. Ионные реакции и уравнения
- 2.5. Изменение энергии Гиббса и направленность химических процессов
- Примеры решения задач
- 3. Экспериментальная часть
- 3.1. Получение малорастворимых оснований
- 3.2. Получение малорастворимых кислот
- 3.3. Реакции со слабыми электролитами
- 3.4. Получение малорастворимых солей
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Лабораторная работа № 5 Водородный показатель и гидролиз солей Введение
- 1. Цели и задачи
- 2. Теоретическая часть
- 2.1. Ионное произведение воды, рН - растворов
- 2.2. Гидролиз солей
- Примеры решения задач
- 3. Экспериментальная часть
- 3.1. Определение реакции среды при помощи индикаторов
- Определение рН при помощи универсального
- Индикатора
- 3.3. Реакция среды растворов различных средних солей
- 3.4. Факторы, влияющие на степень гидролиза
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Лабораторная работа № 6 Окислительно-восстановительные реакции Введение
- 1. Цели и задачи
- 2. Теоретическая часть
- 2.1. Степень окисления.
- 2.2.Окислители и восстановители
- 2.3. Методика составления овр
- 3. Экспериментальная часть
- 3.1. Окислительные свойства галогенов
- 3.2. Окислительные и восстановительные свойства пероксида водорода н2о2
- 3.3. Окислительные свойства перманганат - иона MnO4-
- 3.4. Влияние среды на протекание окислительно-восстановительных процессов
- 3.5. Внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Лабораторная работа № 7
- Электрохимическая активность металлов и гальванический
- Элемент
- Введение
- 1. Цель и задачи
- 2. Теоретическая часть
- 2.1. Электродный потенциал. Химическая активность металлов
- 2.2. Устройство и работа гальванического элемента
- 3. Экспериментальная часть
- 3. 1. Качественное определение различной электрохимической активности металлов
- 3.2. Изготовление медно-цинкового гальванического элемента
- 3.3. Изготовление медно-никелевого гальванического элемента
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Лабораторная работа № 8 Электролиз водных растворов солей Введение
- 1. Цель и задачи
- 2. Теоретическая часть
- 2.1. Сущность электролиза. Электролиз расплава электролита
- 2.2. Законы Фарадея
- 2.3. Электролиз растворов электролитов
- 3. Экспериментальная часть
- Лабораторная работа № 9 Коррозия металлов и методы защиты от коррозии Введение
- 1. Цели и задачи
- 2. Теоретическая часть
- Химическая коррозия
- Электрохимическая коррозия
- Примеры решения эталонных задач
- 3. Экспериментальная часть
- 3.1. Образование микрогальванопар
- 3.2. Электрохимическая коррозия железа
- 3.3. Действие ионов, активирующих процесс коррозии
- 3.4. Ингибиторы раствора
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Лабораторная работа № 10 Химический контроль качества воды Введение
- 1. Цели и задачи
- 2. Краткий теоретический материал
- 3. Экспериментальная часть
- 3.1. Определение жесткости воды
- 3.2. Определение щелочности воды
- 3.3. Определение водородного показателя
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Лабораторная работа № 11 Полимеры Введение
- 1. Цели и задачи лабораторной работы
- 2.Теоретическая часть
- 2.1. История развития науки о полимерных материалов
- 2.2. Классификация полимерных соединений
- 2.3.Получение полимеров
- 2.4.Особенности строения полимеров
- 2.5. Свойства полимеров
- 2.5.1. Растворы полимеров
- 2.5.2 Набухание
- 2.6. Использование полимеров.
- 3. Экспериментальная часть
- 1.Определение примерной плотности полимеров1
- 2.Термопластичность полимеров
- 3. Горение
- 4.Отношение полимеров к растворам кислот и щелочей
- 5.Отношение полимеров к окислителям.
- 4. Задачи для самостоятельной работы
- Литература