Диссоциация воды

Автор: | Декабрь 27, 2010

Реакции, применяемые в аналитической химии, протека­ют, как правило, в водных растворах. Вода является одним из наименее диссоциированных веществ. Чистая вода очень плохо проводит электрический ток. Однако вода все же диссоциирует на водородные и гидроксид-ные ионы:

Н20 *=± Н+ + ОН».

При температуре 22 °С в каждом литре воды 1 • 10~7 мо­ля диссоциировано на ионы.

Для каждого слабого электролита мы можем напи­сать выражение константы диссоциации. Для воды оно имеет следующий вид:

[№] [ОН-]

Адисс —      [Нг0]

Это выражение можно записать иначе:

AW[H20] =[Н+] [ОН»].

Рассмотрим левую часть этого уравнения. КЛисс — по­стоянная величина при постоянной температуре. Кон­центрацию молекул воды [Н20] мы можем считать практически постоянной, так как вода находится почти исключительно в виде недиосоциированных молекул Н20. Следовательно, вся левая часть полученного уравнения является величиной постоянной. Таким образом:

const = [Н+] [ОН»].

Произведение концентрации ионов Я+ и ОН- в воде и в водных растворах является постоянной величиной при постоянной температуре. Эта величина называется ионным произведением воды и обозначается Kw: Kw = [Н+] [ОН»].

При 22 °С в воде и водных растворах /Сш=Ы0~14. Смысл выражения [Н+] [ОН~] = const заключается в следующем: как бы ни менялись концентрации ионов Н+ и ОН, их произведение во всяком водном растворе со­храняет постоянное значение, равное ЫО-14 при 22 °С. При повышении температуры величина Kw быстро юоз­пястает

Так, при 30°С Кш= 1,89-10″14, при 80 6С Kw = L34-10Ll4, а при 100 °С Kw = 74-10~14.

Из всего сказанного выше можно сделать ряд выво-

Д°В1. [Н+][ОН-] = 1-10-14, т. е. [Н+][ОН»]^0. Если произведение не равно нулю, то ни один из сомножите­лей не может быть равен нулю; [Н+]#0 и [ОН-]=^0. А это значит, что в воде и водных растворах концентра­ция ионов Н+ и концентрация ионов ОН~ не могут быть равны нулю. Отсюда следует, что в воде и водных рас­творах обязательно присутствуют как ионы Н+, так и ионы ОН~, независимо от среды раствора.

2. Произведение концентраций ионов Н+ и ОН ве­личина постоянная:

[Н+] [ОН»] = const.

Если изменить один из сомножителей, то обязательно должен измениться и другой, для того, чтобы произведе­ние осталось постоянным. Если, например, к чистой воде добавить столько кислоты, чтобы концентрация ионов водорода увеличилась в 100 раз, то, чтобы произведение [Н+] [ОН»] осталось равным 1 • 10″14, концентрация гид-роксид-ионов должна понизиться в 100 раз.

Следовательно, если увеличить концентрацию ионов Н+, то концентрация ионов ОН- уменьшится во столько же раз, и наоборот.