7.5. Диссоциация воды

Одним из важнейших растворителей является вода. Являясь слабым электролитом, вода в незначительной степени диссоциирует на ионы:

H2O H+ + OH-.

В чистой воде концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов равны:

[H+]=[OH-].

Измерения электропроводности чистой воды показали, что при 22 °С степень ее ионизации a = 1,8.10-9. Так как в 1 литре воды содержится

1000/M(H2O) = 1000/18 = 55,55 моль,

то концентрация ионов будет равна

[H+] = [OH-] = 1,8.10-9.55,54 = 10-7 моль/л,

а произведение равновесных концентраций:

[H+][OH-] = 10-14 = Kw.

При данной температуре величина Kw является постоянной и называется ионным произведением воды.

Постоянство величины Kw позволяет утверждать, что при увеличении в растворе концентрации ионов водорода H+ (растворение кислоты) происходит уменьшение концентрации гидроксид-ионов, и наоборот.

Если [H+]=[OH-]=10-7 моль/л, то среда раствор нейтральная;

если [H+]>10-7 моль/л, то раствор кислый;

если [OH-]>10-7 моль/л, то раствор щелочной.

Поскольку значения концентрации ионов водорода в химии растворов используется очень часто, то для удобства введено представление о водородном показателе.

Закрыть

Водородный показатель pH – величина, характеризующая концентрацию ионов водорода и кислотность среды. pH – это отрицательный логарифм концентрации ионов водорода:

pH=-lg[H+].

Например, если

[H+] = 10-2, то pH = 2 среда кислая;
[H+] = 10-9, то pH = 9 среда щелочная;
[H+] = 10-7, то pH = 7 среда нейтральная.

Гидроксидный показатель pOH – величина, характеризующая концентрацию гидроксид-ионов и щелочность среды. pOH – это отрицательный логарифм концентрации гидроксид-ионов

pOH=-lg[OH-].

Например, если

[OH-] = 10-2, то pOH = 2 среда щелочная;
[OH-] = 10-9, то pOH = 9 среда кислая;
[OH-] = 10-7, то pOH = 7 среда нейтральная.

Водородный и гидроксидный показатели связаны между собой соотношением

pOH + pH = 14.