Показатель концентрации водородных ионов — pH

Состояние равновесия процесса диссоциации характеризуется константой диссоциации:

Концентрация ионов и молекул в уравнении выражается в г-ион/дм3, г-моль/дм3 или г-экв/дм3. Концентрация воды постоянна — 55,56 моль/дм3. Тогда

При нейтральной реакции в воде, когда и [Н30+] = IOH-] для 295 °К

Традиционно в курсах общей химии постулируется факт, что нейтральная реакция среды, когда [Н30+] = [ОН-], при температуре 22 °С или Т= 298,16 К, когда

Отрицательный логарифм концентрации водородных ионов Н30+ должен быть обозначен выражением рН30, однако, сохраняя традицию обозначения величины, здесь и в дальнейшем используем символ pH (отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации водородных ионов):

Для оценки кислотности, нейтральности и щелочности — активной реакции среды водных растворов — удобно пользоваться не концентрацией водородных ионов, а водородным показателем pH. Приведенные соотношения справедливы только при температуре —22 °С.

Для кислой среды [НэО+] < 10 7 моль/дм3 pH < 7.

Для щелочной среды [НэО+] > 10-7 моль/дм3 pH > 7.

Следует иметь ввиду, что при изменении температуры число диссоциированных молекул воды изменяется из-за изменения числа их столкновений и энергии взаимодействия. Иначе говоря, при сохранении равенства концентрации ионов [Н30+] = [ОН-] — условия нейтральной реакции среды раствора — их количество уменьшается при снижении температуры раствора, при этом величина —lg[H30+] = pH увеличивается; при повышении температуры раствора величина —lg[H30+] = pH уменьшается. Реакция среды раствора во всех случаях остается нейтральной.

Таким образом, pH нейтральной реакции среды зависит от температуры воды.

Для расчета величины ионного произведения воды и значения pH нейтральной реакции среды для температуры Гисх в диапазоне 0—100 °С приведены формулы:

^ 273,16 +Г.

На рис. 1.1.3 приведена кривая, рассчитанная по приведенной формуле для определения pH нейтральной реакции среды при температурах воды 0—100 °С.

Изменение рН нейтральной реакции среды в диапазоне 0-100 °С

Рис. 1.1.3. Изменение рНиз нейтральной реакции среды в диапазоне 0-100 °С

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >