Электролитическая диссоциация воды. Ионные произведения воды. Водородный показатель. Понятие об индикаторах.

Удельная электроотрицательность дистиллированной воды составляет:

c=5.48*10^-8 Ом^-1*см^-1

(термохимическое правило знаков т.е. теплота поглощается)

K_д=[H⁺][OH^-]/[H₂0]=1.86*10^-18 при t=22⁰

Вода-смесь молекул воды, катионов водорода и анионов гидроксила, в знаменателе – концентрация недиссоциированных молекул воды в воде.

K_Д[H₂O]=[H⁺][OH^-]=K_В – ионное произведение воды.

Полагаем, что концентрация недиссоциированных мол-л воды в воде равна общей мольной концет-ии воды.

[H₂O]=1000/18.016=55.56 моль/л

К_В=[H⁺][OH^-]=1.8*10^-16*55.56=10^-14 при t=22⁰С

Поскольку процесс диссоц-ии воды – пр-сс эндотермический, то с ростом температуры дис-ция воды будет усиливаться,. а значит ионное произведение воды будет увеличиваться.

К_В=а*10^-14

t0C	a	KB
	0.13	0.13*10-14
	1.0	10-14
	1.008	…
	5.66	…
	74.0	…

[H⁺]=[OH^-] – условие нейтральности воды.

[H⁺]=К_В=1.008*10^-14=1.004*10^-7 г-ион/л

Мы можем определить a:

a=[H⁺]/[H₂0]=1.004*10^-7/55.56=1.8*10^-9 при t=25⁰C

нейтральный раствор:[H⁺]=10^-7 г-ион/л

кислый раствор: [H⁺]>10^-7 г-ион/л

щелочной раствор: [H⁺]<10^-7 г-ион/л

Допустим: [H⁺]=10^-4; К_В=[H⁺][OH^-]=10^-14

Отсюда находим [OH^-]=К_В/[H⁺]=10^-10

10^-4>10^-10Ю[H⁺]>[OH⁼],Ю раствор имеет кислую реакцию. Т.к. неудобно иметь дело с отрицательными степенями договорились степень кислотности растворов оценивать при помощи водородного покпзателя pH=-lg[H⁺]

нейтральный раствор pH=7

кислый раствор pH<7

щелочной рас-р pH>7

Сок лимона-2.1, черный кофе-5, дождевая вода-6.5, кровь здоровогочел-ка-7.4.

Индикаторы- это слабые органич-ие кислотыили основания, к-ые меняют окраску при изменении велечины pH.

Нинд«Н⁺+инд ^- (лакмус, фенолфталеин)

индОН«инд⁺+ОН^-

DрН для лакмуса=3ед(5ё8) или 2ед(6ё8) (красный окрас®синий окрас)

Молекулы лакмуса – красные, ионы – синие. В кислоте равновесие смещается влево – к красному, в щелочи водород связывается, равновесие вправо к синему.

Фенолфталеин – кислота. Молекулы – бесцветные, а анион (инд^-) емеет малиновый цвет). Если введем в рас-р щелочи, то за счет связывания катионов Н, получается малиновый цвет, в кислом рас-ре окрас бесцветный.

 

Наименование Инд	кислота или основание	интервал изменения рН	изменение окраски
метил-оранж	основание	3.1-4.4	красный-желтый
метил-рот	основание	4.2-6.3	красный-желтый
лакмус	кислота	5(6)-8	красный-синий
ф-фталеин	кислота	8.3-9.8	бесцвет-малиновый
тимолфталеин	кислота	9.8-10.5	бесцвет- синий

 

Универсальный Инд-смесь целого ряда инд-оров.

Гидролиз солей.

-разложение солей под действием воды.

С точки зрения теории электрической диссоциации, кислота – вещ-во, кот-е в водном раст-ре отщепляет только 1-н вид катионов – Н⁺. Н_nA«nH⁺+A^n-.Основание – такое вещ-во,кот-е в водном р-ре отщепляет только 1-н вид анионов – анионы гидроксила. Me(OH)p «Me^p++pOH^- - нейтрализация. Наряду с кислотами и основ-ми сущ-ют амфолиты – вещ-ва, кот-е в зависимости от величины РН могут дисс-ть или по схеме кис-ты или по схеме основ-я. Zn(OH)₂, Cr(OH)₃.. Zn(OH)₂«Zn²⁺ +2OH^-«H₂ZnO₂«2H⁺+ZnO₂^2- Гидролиз – реакция обратная р-ции нейтрализации. Если ра-ряем соль в воде, то соль диссоц-т на ионы (катион и анион), но одновременно вода диссоц-т на катион водорода и ОН^-. Ионы соли могут связываться с Н⁺ и ОН^-. Если степень связанности Н⁺ с ионами соли будет >, чем ОН^-, то р-р соли перейдет в щелочную реакцию, если будут > связаны ОН^-, то в кислую р-ю.

Примеры гидролиза.

1) соль слабой к-ты и сильного основ-я.

CH₃COONa«CH₃COO^-+Na⁺

H₂O«Н⁺+ OH^-

CH₃COONa+ H₂O® CH₃COOH+NaOH

Раствор соли, образов-й слабой кисло-й и силь-м основанием имеет РН>7

Константа гидролиза К _Г – это константа равновесия реакции гидролиза.

К_Г = Кв/К_Д[CH3COOH]

К_Г = [CH3COOH] [OH^-]/[CH3COO^-] [H20] К_Г = [CH3COOH] [OH] [H⁺]/[CH3COO^-] [H⁺]

К_{Д CH3COOH} =[CH3COOH^-] [H⁺]/[CH3COOH]

2) соль слабой 2-х – основной кислоты и сильного основания.

1 ступень: Na2CO3+H20=NaHCO3+NaOH 2 ступень: NaHCO3 +H20= NaOH+H2CO3

{ионный вид} РН>7 {ионный вид} PH>7

3) cоль сильной к-ты и слабого основания

NH4Cl+H20=HCL+NH4OH PH>7

4)соль сильной к-ты и слаб многоатомного основ-я Al₂CO₃®AlOHCl2®Al(OH)2Cl®Al(0H)3

5) соль сильной к-ты и силь. основ-я

KNO3+H2O=KOH+HNO3 Гидролизу не подвергается.Р-р такой соли имеет нейтральную р-цию. РН=7

6) соль слаб к-ты и слаб основ-я CH3COONH4+H20=CH3COOH+NH4OH

К_Г = Кв/К_{Д CH3COOH}К_{Д NH4OH} Если к-та сильнее основания, то р-р имеет кислую р-цию, если основ-е сильнее, то щелоч-ю реакц-ю

7) соль очень слаб к-ты и очень слаб основ-я Al2S3+6H20=2Al(OH)3Ї+3H2S2­. Соль подвергается полному гидролитическому разложению.

Степень гидролиза h=число гидролизов молей соли / общ число растворен-х молей соли *100%. h увеличив-я с ростом t° и с ростом разбавления. h­ при t­ т.к. Кв­ с ростом ­

SbCl3+2H20«ЇSb(OH)2Cl+2HCl РН>7 Р-ры многих солей во избежание гидролиза можно хранить в подкисленном или в подщелочном виде.