s che 17

9.1*1. Wykładnik stężcnia jonów hydroniowych fH

Woda jest bardzo słabym elektrolitem i dysocjuje w myśl równania:

2H₂0 HjO* + OH'

Stan równowagi tego procesu można przesunąć (zakłócić) przez wprowadzenie dodatkowej ilości jonów H*0' lub OIT (w postaci kwasu lub zasady ). W stałej temperaturze fakt ten nic zmienia wartości stałej równowagi (dysocjacji) K;

[H,D»l-fOHj

[H=0]²

Wywodzący się z tej stałej iloczyn stężeń jonów:

[HaOTCOH] = K [H2O]² =

zwany iloczynem jonowym wody (K_h.₀), zachowuje stalą wartość zarówno w czystej wodzie jak i rozcieńczonych roztworach kwasów i zasad.

W temperaturze 25*0 K_Ki0 “ 1 • 10³*, zatem;

[KxOl [OH] = I - 10 '⁴ mol²/(<W)²

W czystej wodzie [ihO ] = [Ol 1J = ^K_[[;0 = ID'⁷ mol/dm⁵

W wodnych roztworach kwasów występuje przewaga jonów    a więc [H.Ol > [OH].

Stężenie tych jonów będzie zatem większe od 1<T⁷ a więc np. 10^ lub 10'³ moIAW. Natomiast w roztworach zasad będzie przewaga jonów wodorotlenowych, czyli [OTT] > [H₃0]. W takich roztworach stężenie jonów H_sO* jest mniejsze od 10'⁷, a więc np 10'* lub 10'¹¹ moVdm^?. Zatem wartość stężenia HjO^f określa jednoznacznie odczyn środowiska W tym celu wykorzystuje się iloczyn jonowy wody umożliwiający obliczanie stężeń jonów H₃CT i OH" w rozcieńczonych roztworach kwasów i zasad.

W praktyce stężenie H₃0' wyraża się w postaci ujemnego logarytmu oznaczanego symbolem pH:

pH = - log {U5O")

W analogicznej formie można wyrazić stężenie OK:

pOH = - log [OH*]

Logarytmując w ten sposób iloczyn jonowy PU OJ [OIT) = 1 - I0'^C4, otrzyma się;

pH + pOH = 14.

Z powyższego wynika, że:

- w roztworze obojętnym [H₃0'J = [OH ] = lO'⁷, a pH = 7,

- w roztworze kwaśnym    [HaO*] > [OH] > I0 ⁷, a pH <7,

-    w roztworze zasadowym pUO*] < [OH ] < 10‘⁷, a pH > 7.

Zależność między pH i pOH oraz stężeniami jonów HjO⁺ i OH" przedstawia skala pH.