рН рОН и ионизация воды
рН рОН и ионизация воды
Ионизация воды Вода ионизируется, как указано ниже;
H2O(l) ↔ H+(aq) + OH-(aq)
В чистой воде концентрации ионов H+ и OH- равны друг другу, и при 25 ° C они имеют концентрацию 1x10-7 М. Поскольку концентрация ионов в чистой воде слишком низкая, это плохой электрический проводник.
Как и в случае чистой воды, среды с концентрацией [H+] = [OH-] называются нейтральными средами. В водных растворах размножение [H+] и [OH-] является постоянным и при 25 oC составляет 1x10-14. Это число также называют константой ионизации чистой воды.
Если кислота добавлена в чистую воду;
[H+]>1x10-7 M и [OH-]<1x10-7
Если основание добавлено к чистой воде;
[OH-]>1x10-7 M и [H+]<1x10-7
Подводя итог, мы можем сказать это;
- Если концентрация [H+] = [OH-]=10-7M, то раствор нейтрален.
- Если концентрация [H+]> [OH-] или [H+]> 10-7 М и [OH-] <10-7 М, то раствор является кислым.
- Если концентрация [OH-]> [H+] или [H+] <10-7 М и [OH-]> 10-7 М, то раствор является основным.
Пример: HCl объемом 224 cm3 в стандартных условиях смешивают с чистой водой и образуют 1 л раствора. Какие из следующих утверждений верны для этого решения?
I. Концентрация раствора составляет 10-2 моль.
II. Концентрация иона H+ составляет 10-2 моль.
III. Концентрация OH-иона составляет 10-12 моль.
Решение:
Мы находим моль газообразного HCl при стандартных условиях.
1 моль газа имеет объем 22,4 л и 1 л = 1000 cm3 nHCl=224/22400=0,01 моль
Молярность раствора HC составляет;
[HCl] = 0,01 / 1 = 0,01 М или [HCl] = 10-2 М I. правда
Поскольку HCl является сильной кислотой, она полностью ионизируется в растворе. Таким образом, концентрация иона H+ равна концентрации HCl. II. правда.
[H+].[OH-]=10-14
10-2.[OH-]=10-14
[OH-] = 10-12 моляров III. правда.
pH и pOH
В жидких растворах для определения концентрации ионов H+ и OH- используются концепции pH и pOH. Мы можем показать pH и pOH в терминах концентрации как; pH=-log[H+]
и
pOH=-log[OH-]
Раствор, имеющий молярную концентрацию H+ = 10-2 М, имеет рН = 2, а раствор, имеющий молярную концентрацию OH- = 10-5, имеет рОН = 5. Запомнить логарифмические вычисления;
[H+]. [OH-] = 10-14 log этого уравнения; log[H+] + log[OH-]=-14
-log[H+] - log[OH-]=14
pH + pOH = 14
В кислотных растворах [H+]>10-7 или pH <7
В базовых растворах [H+]<10-7 или pH> 7
- Если 7> рН> 0, кислый раствор
- Если 14> рН> 7 основной раствор
- Если pH = 7, нейтральный раствор
Картинка, приведенная ниже, обобщает то, что мы пытаемся объяснить выше; 
Пример: Какие из следующих утверждений верны для водных растворов?
I. Если pH = pOH = 7, то раствор нейтрален
II. Если [H+]> 10-7, то pH <7
III. Если [OH-]>[H+], тогда pH <7
Решение:
I. правда, рН = рОН = 7
Если [H+]> 10-7 М, тогда pH <7 II. правда
Если [OH-]> [H+], тогда pH> 7 III. ложно