Ионное произведение воды. Водородный показатель. Шкала рН и рОН

Одним из наиболее часто используемых растворителей является вода, поэтому при различных расчетах используется ионное произведение воды.

Вода является очень слабым электролитом, но тем не менее ее молекулы также диссоциируют на ионы. Рассмотрим обратимую реакцию (реакция автопротолиза воды):

НОН «Н⁺+ ОН^- или НОН + НОН = Н₃О⁺+ ОН^-

Н₃О⁺ - ион гидроксония.

или ; К_д = 1,86∙10^-16.

Найдем ионное произведение воды.

[Н⁺][ОН^-]= K_W= K_д[НОН]; [HOH] = 1000/18 =55,5 моль/л.

[Н⁺][ОН^-]= 1,86∙10^-16∙55,5=10^-14.

[Н⁺][ОН^-]= 10^-14

lg[H⁺] + lg[ОН^-] = -14

-lg[H⁺] - lg[ОН^-] = 14

Отрицательный логарифм некоторой величины М в химии принято обозначать рМ, где М – концентрация тех или иных ионов без указания их заряда, некая константа и т. д.

рН + рОН = 14.

В чистой воде, не содержащей растворенных веществ, [H⁺] = [ОН^-].

[Н⁺] = [ОН^-] = 10^-7; [H⁺]² = 10^-¹⁴; [H⁺] = 10^-⁷ и рН = 7.

рН – называют «водородным показателем». Зная рН раствора, легко найти его рОН и наоборот.

Тогда. Следовательно в водных растворах для нейтральной среды рН = 7. Тогда шкала рН в водных средах имеет вид

Рис. Шкала рН в водных растворах.

Это не значит, что рН кислых растворов не может быть меньше нуля, а щелочных – больше 14. Возможно и то, и другое. В сильнокислых средах рН < 0, в щелочных – рН > 14.

Если растворитель – этиловый спирт то

2 С₂Н₅ОН «С₂Н₅ОН₂⁺+ С₂Н₅О^-

этаксоний-ион этаксил-ион

К_д = .