К § 11 Вычисление pH растворов Ионное произведение воды

К § 11 
Вычисление pH растворов 
 
Ионное произведение воды 
Вода является очень слабым электролитом, однако, хоть и слабо, она 
подвергается диссоциации: 
H
2
O → H
+
+ OH
–
Этот процесс называют автопротолизом, или автоионизацией воды. Процесс 
диссоциации воды (автопротолиз) является равновесным и как любой равновесный 
процесс он характеризуется константой равновесия (25 °С): 
В разбавленных растворах, если концентрация растворенных веществ 
незначительна, равновесную концентрацию воды можно принять за постоянную 
величину и умножить на нее правую и левую части уравнения: 
Произведение концентраций ионов Гидрогена и гидроксид-ионов называют 
ионным произведением воды и обозначают 
. Ионное произведение воды 
является величиной постоянной и не зависит от природы и концентрации 
растворенного вещества (при небольших концентрациях), а зависит только от 
температуры: 
Согласно уравнению диссоциации воды, на каждый ион водорода H
+
образуется один ион OH
–
, следовательно, в чистой воде концентрации этих ионов 
одинаковы: [H
+
] = [OH
–
]. Используя значение ионного произведения воды 
получаем: 

Таковы концентрации ионов в чистой воде. Рассмотрим, как изменятся 
концентрации в случае добавления других веществ, например хлоридной кислоты, 
которая распадается в воде на ионы H
+
и Cl
–
. Концентрация ионов Гидрогена в 
растворе станет увеличиваться, но ионное произведение воды от концентрации не 
зависит, следовательно, уменьшается концентрация ионов OH
–
. Напротив, в случае 
добавления к воде щелочи, увеличивается концентрация гидроксид-ионов, 
следовательно концентрация ионов H
+
уменьшится. 
Водородный показатель pH равен отрицательному логарифму концентрации 
ионов Гидрогена (для вычисления логарифма числа пользуйтесь калькулятором, 
кнопка «lg"): 
pH = –lg [H
+
] 
Поскольку в нейтральных растворах [H
+
] = 10
–7
моль / л, то в таких растворах 
pH = 7, в кислых растворах pH < 7 ([H
+
] > 10
–7
моль/л), а в щелочных — pH > 7 
([H
+
] < 10
–7 
моль/л). 
Если прологарифмировать уравнение для ионного произведения воды, то 
получаем: 
pK
w
= pH + рOH = 14