Водородный показатель среды

Из проведения лабораторной работы по обнаружению катионов I группы можно было заметить, что реакция сре­ды оказывает большое влияние на результаты анализа. На­пример, определение иона натрия дигидроантимонатом ка­лия КН₂8ЪО₄ может пройти только в нейтральной среде, т.к. кислоты разлагают реактив до метасурьмяной кислоты, в щелочной среде осадок КаН₂8ЪО₄ растворяется с образова­нием средней соли. Следовательно, для правильного проведе­ния химической идентификации необходимо знать, что такое реакция среды и каковы методы определения реакции среды.

Вода представляет собой слабый электролит, поэтому она подвергается диссоциации в незначительной степени по урав­нению (автопротолиз воды):

Н₂О + Н₂О ↔ Н₃О⁺ + ОН^–

Как и в случае других слабых электролитов, процесс рас­пада молекул воды на ионы может быть охарактеризован константой диссоциации:

Или

Активность воды при данной температуре практически постоянна (а_Н20<< 1), постоянна и величина К_д. Следова­тельно, вся левая часть полученного уравнения, а значит и произведение а_Нз0+ . а_он- является также величиной посто­янной. Это произведение называется ионным произведением воды и обозначается К _w Таким образом,

При 25 °С в чистой воде его значение равно 1,0 • 10~¹⁴ и растет с увеличением температуры (табл. 5), так как процесс диссоциации воды эндотермичен. При этом активности ио­нов водорода и гидроксида в разбавленных растворах при­близительно равны концентрации, поэтому ионное произве­дение воды можно записать в следующем виде:

Для простоты обозначим гидратированный ин водорода символом Н⁺ и получим:

В нейтральной среде [Н⁺] = [ОН^–], тогда

Таблица 5