Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель.

Вода - слабый электролит, по упрощенной схеме ее диссоциацию можно представить следующим уравнением:
Н₂ О =Н ⁺ + ОН^-

В условиях равновесия константа диссоциации воды
К _{д, с} =

Поскольку степень диссоциации воды очень мала, то концентрацию недиссоциированных молекул можно принять равной молярной концентрации жидкой воды. Поэтому при Т =const
[H⁺[OH×]^-] = K _{д, с} [H₂O] =const.

Произведение концентраций ионов [H⁺] и [ОН^-] называется ионным произведением воды и является постоянной величиной при неизменной температуре и при 298К составляет:
[H⁺[ОН×]^-] = K (H₂O) = K _В = K _w = 10^–14

Ионное произведение воды К _w увеличивается с ростом температуры, так как диссоциация воды –эндотермический процесс. (K_W(100⁰10×C) = 6^-13)

Для указания концентрации ионов водорода в растворе используют так называемый водородный показатель:
pH = –lg[H⁺],
При температуре 298 К
рН + рОН = 14,
поэтому в чистой воде [H⁺] = [ОН^-10×] = 1^–7 моль/л, следовательно,
рН = рОН = 7;
в кислотной среде [H⁺] > [ОН^-], следовательно, рН < 7, а рОН > 7;
в щелочных растворах [H⁺] < [ОН^-], поэтому рН > 7, а рОН < 7.

Гидролиз солей. Степень гидролиза.

Гидролиз солей- взаимодейтсвие солей с водой, приводящее к присоединению протона Н⁺молекулы воды к аниону кислотного остатка или гидроксогруппы ОН^- к катиону металла. Гидролизу подвергаются соли, образованные катионами, соответствующими слабым основаниям, или анионами, соответствующими слабым кислотам.

Соль образована слабым основанием и сильной кислотой.

CuCl₂=Cu²⁺+2Cl^-

H₂O ↔H⁺+OH^-

Cu²⁺+H₂O ↔CuOH⁺+H⁺

Образуется слабодиссоциируемый катион CuOH+. Среда в растворе кислая.

CuCl₂+H₂O↔CuOHCl+HCl

Соль образована сильным основанием и слабой кислотой.

Na₂CO₃=2Na⁺+CO₃^2-

H₂O ↔H⁺+OH^-

CO₃^2-+H₂O ↔HCO₃^-+OH^-

Образуется слабодиссоциируемый анион HCO3-. Среда- щелочная.

Na₂CO₃+H₂O↔NaHCO₃+NaOH

Соль образована слабой кислотой и слабым основанием.

(NH₄)S=2NH₄⁺+S^2-

NH₄⁺+H₂O↔NH₃· H₂O+H⁺

S^2-+H₂O↔HS^-+OH^-

Образуется слабодиссоциированный анион HS^- и растворенный в воде аммиак.

Под степенью гидролиза подразумевается отношение части соли, подвергающейся гидролизу, к общей концентрации её ионов в растворе. Обозначается α (или h_гидр):
α = (c _гидр/ c _общ)·100 %
где c _гидр — число молей гидролизованной соли, c _общ — общее число молей растворённой соли.
Степень гидролиза соли тем выше, чем слабее кислота или основание, её образующие.

 

Константа гидролиза соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой (вывод уравнения).

Константа гидролиза — константа равновесия гидролитической реакции. Так константа гидролиза соли равна отношению произведения равновесных концентраций продуктов реакции гидролиза к равновесной концентрации соли с учетом стехиометрических коэффициентов.

Для соли, образованной слабой кислотой и сильным основанием:

Kг= , где Ka — константа диссоциации слабой кислоты, образующейся при гидролизе.

Na₂CO₃=2Na⁺+CO₃^2-

H₂O ↔H⁺+OH^-

CO₃^2-+H₂O ↔HCO₃^-+OH^-

Na₂CO₃+H₂O↔NaHCO₃+NaOH

Кг=

 

Константа гидролиза соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой (вывод реакции).

Константа гидролиза — константа равновесия гидролитической реакции. Так константа гидролиза соли равна отношению произведения равновесных концентраций продуктов реакции гидролиза к равновесной концентрации соли с учетом стехиометрических коэффициентов.

Для соли, образованной сильной кислотой и слабым основанием:

Kг= , где Kb — константа диссоциации слабого основания, образующегося при гидролизе.

CuCl₂=Cu²⁺+2Cl^-

H₂O ↔H⁺+OH^-

Cu²⁺+H₂O ↔CuOH⁺+H⁺

CuCl₂+H₂O↔CuOHCl+HCl

Кг=

 

Константа гидролиза соли, образованной слабым основанием и слабой кислотой.

Константа гидролиза — константа равновесия гидролитической реакции. Так константа гидролиза соли равна отношению произведения равновесных концентраций продуктов реакции гидролиза к равновесной концентрации соли с учетом стехиометрических коэффициентов.

Для соли, образованной слабой кислотой и слабым основанием:

Kг= ,где Ka — константа диссоциации слабой кислоты, образующейся при гидролизе, Kb — константа диссоциации слабого основания, образующегося при гидролизе

(NH₄)S=2NH₄⁺+S^2-

NH₄⁺+H₂O↔NH₃· H₂O+H⁺

S^2-+H₂O↔HS^-+OH^-

Kг=