Cząsteczki wody wykazują zdolność pochłaniania protonów (w obecności kwasów) i oddawania ich (w obecności zasad).Woda ulega w bardzo małym stopniu autodysocjacji: H2O+H2O⇔H3O++OH-
Równowaga między H30+ i OH- a niezdysocjowaną wodą możemy wyrazić stałą równowagi autojonizacji wody Kc=[H3O+]x[OH-] / [H2O]2 .Ponieważ stężenie czystej wody jest wielkością stałą, iloczyn Kc[H2O]2 = Kw jest też wielkością stałą i jest też zwany iloczynem jonowym wody. Kw=Kc[H2O]2 =[H30+] [OH-] Iloczyn stężenia jonów hydroniowych i wodorotlenkowych ma stałą wartość i wynosi [H30+] [OH-]=10-14 mol/dm3 w temp 298 K. Dysocjacja elektrolityczna wody rośnie wraz z zakresem temperatury. Ten proces charakteryzuje wartość iloczynu jonowego wody Kw. We wszystkich roztworach obojętnych H3O+=10-7 mol/dm3, w roztw. kwaśnych jest H30+> 10-7, a w roztworach zasadowych <10-7 mol/dm3. Wygodniejsze jest podawanie zamiast stężeń jonów hydroniowych, ujemnego logarytmu z tego stężenia, oznaczamy symbolem pH. pH = -log[H30+]. Najprostszy sposób oznaczania pH polega na zastosowaniu wskaźników. Są to barwne związki, które zmieniają barwę w roztworach w zależ od stężenia jonów H3O+. Wskaźniki dwubarwne zmieniają swój kolor w środowisku kwaśnym i alkalicznym, a jednobarwne tylko w jednym z nich i do pewnej wartości pH. Wg Ostwalda wskaźniki są to słabe kwasy lub zasady organiczne, których jony mają odmienną barwę, niż część niezdysocjowana wskaźnika. Dla indykatora o charakterze kwasu: H Ind + H2O ⇔ H3O+ + Ind. Stosując różne wskaźniki można oznaczyć pH roztworu. Stosuje się uniwersalne papierki, które po zanurzeniu w badanym roztworze zabarwiają się na określony kolor w zależ od pH roztworu. Teoria Brőnsteda: kwas jest to substancja zdolna do oddania protonów, zasada to substancja zdolna do pobrania protonów. Kwas A oddaje proton H+, staje się zasadą B. Zasada B łącząc się z protonem, przechodzi w kwas A. A ⇔ B+H+. Skala pH obejmuje roztwory od pH=0 do roztworów mocno alkaicznych o pH=14 (w roztworach obojętnych pH=7)
Oblicz pH dla 0.003m roztworu HNO3. Jakie jest stężenie jonów [OH-]?
[H30+] = 0,003 = 3⋅10-3 = log 3⋅10-3 = log 3 + log 10-3 = 0,5 - 3 = -2.5; pH = -log[H30+] = 2
Cząsteczki wody wykazują zdolność pochłaniania protonów (w obecności kwasów) i oddawania ich (w obecności zasad).Woda ulega w bardzo małym stopniu autodysocjacji: H2O+H2O⇔H3O++OH-
Równowaga między H30+ i OH- a niezdysocjowaną wodą możemy wyrazić stałą równowagi autojonizacji wody Kc=[H3O+]x[OH-] / [H2O]2 .Ponieważ stężenie czystej wody jest wielkością stałą, iloczyn Kc[H2O]2 = Kw jest też wielkością stałą i jest też zwany iloczynem jonowym wody. Kw=Kc[H2O]2 =[H30+] [OH-] Iloczyn stężenia jonów hydroniowych i wodorotlenkowych ma stałą wartość i wynosi [H30+] [OH-]=10-14 mol/dm3 w temp 298 K. Dysocjacja elektrolityczna wody rośnie wraz z zakresem temperatury. Ten proces charakteryzuje wartość iloczynu jonowego wody Kw. We wszystkich roztworach obojętnych H3O+=10-7 mol/dm3, w roztw. kwaśnych jest H30+> 10-7, a w roztworach zasadowych <10-7 mol/dm3. Wygodniejsze jest podawanie zamiast stężeń jonów hydroniowych, ujemnego logarytmu z tego stężenia, oznaczamy symbolem pH. pH = -log[H30+]. Najprostszy sposób oznaczania pH polega na zastosowaniu wskaźników. Są to barwne związki, które zmieniają barwę w roztworach w zależ od stężenia jonów H3O+. Wskaźniki dwubarwne zmieniają swój kolor w środowisku kwaśnym i alkalicznym, a jednobarwne tylko w jednym z nich i do pewnej wartości pH. Wg Ostwalda wskaźniki są to słabe kwasy lub zasady organiczne, których jony mają odmienną barwę, niż część niezdysocjowana wskaźnika. Dla indykatora o charakterze kwasu: H Ind + H2O ⇔ H3O+ + Ind. Stosując różne wskaźniki można oznaczyć pH roztworu. Stosuje się uniwersalne papierki, które po zanurzeniu w badanym roztworze zabarwiają się na określony kolor w zależ od pH roztworu. Teoria Brőnsteda: kwas jest to substancja zdolna do oddania protonów, zasada to substancja zdolna do pobrania protonów. Kwas A oddaje proton H+, staje się zasadą B. Zasada B łącząc się z protonem, przechodzi w kwas A. A ⇔ B+H+. Skala pH obejmuje roztwory od pH=0 do roztworów mocno alkaicznych o pH=14 (w roztworach obojętnych pH=7)
Oblicz pH dla 0.003m roztworu HNO3. Jakie jest stężenie jonów [OH-]?
[H30+] = 0,003 = 3⋅10-3 = log 3⋅10-3 = log 3 + log 10-3 = 0,5 - 3 = -2.5; pH = -log[H30+] = 2