Значения рН некоторых жидкостей

Жидкость	рН
Раствор соляной кислоты НСl (1 моль/л) Чистый желудочный сок человека Лимонный сок Речная вода Морская вода Грудное молоко Сыворотка крови человека Раствор щелочи КОН (1 моль/л)	0,0 0,9  1,1 2,3 5,6 7,8 – 8,3 6,6 – 6,9 7,4 14

Сильные электролиты полностью диссоциируют на ионы в воде. Слабые электролиты лишь частично распадаются на ионы, и мерой этого свойства являются два параметра: степень диссоциации  и константа диссоциации слабого электролита К_с. Последний параметр используется для оценки способности слабых электролитов диссоциировать.

Рассмотрим связь между константой диссоциации К_си степенью диссоциациитакого слабого электролита, как бензойная кислота.

С₆Н₅СООН(р-р)⇄С₆Н₅СОО^(р-р) + Н⁺(р-р).

Константа диссоциации К_с определяется отношением произведения равновесных концентраций катионов и анионов к равновесной концентрации недиссоциированных молекул слабого электролита:

.

Начальная концентрация растворенной в воде бензойной кислоты с₀.Равновесные концентрации ионов бензойной кислоты и водорода одинаковы и равныс₀.Равновесная концентрация недиссоциированной бензойной кислоты равна:

= (с₀с₀) =с₀(1).

Подставим значения равновесных концентраций в выражение константы диссоциации К_с:

.

Для слабых кислот степень диссоциации существенно меньше единицы. При << 1 величина (1)1, и выражение константы диссоциации слабой кислоты имеет следующий вид:

К_с=² с₀.

Константа диссоциации зависит только от температуры. Отметим важное свойство слабых электролитов: чем больше начальная концентрация электролита с₀, тем меньше степень его диссоциации, что следует из нижеприведенного соотношения:

или  = (К_д/С₀)^1/2.

Пример. Определить степень диссоциации 0,1М водных растворов уксусной и бензойной кислот. Константы диссоциации кислот соответственно равны 1,8 ^.10^-5 и 6,3^.10^-5 при 25 ^оС.

Решение

Для вычисления  воспользуемся уравнением

 = (К_д/С₀)^1/2.

Для 0,1М уксусной кислоты в воде:

 = (1,8 10^5 / 10^1)^1/2 = (0,00018)^1/2 = 0,0134.

Для 0,1М бензойной кислоты в воде:

 = (6,3 10^5 / 10^1)^1/2 = (0,00063)^1/2 = 0,025.

Следовательно, при 25 ^оС уксусная кислота диссоциирует на 1,34%, а бензойная кислота на 2,5%.

4.2. Реакции электролитов

Основность кислоты определяется числом ионов водорода, которые образуются при её диссоциации.

1) Реакции диссоциации слабых кислот

Диссоциация одноосновной циановодородной кислоты:

HCN ⇄ H⁺ + CN K_c = .

Диссоциация двухосновной угольной кислоты:

Н₂СО₃ ⇄ H⁺ + НСО₃^ К₁

НСО₃^ ⇄ H⁺ + СО₃^2- К₂ (К₁>К₂)

Диссоциация трехосновной ортофосфорной кислоты:

Н₃РО₄ ⇄ H⁺ + Н₂РО₄^ К₁

Н₂РО₄^⇄ H⁺ + НРО₄^2 К₂

НРО₄^2⇄ H⁺ + РО₄^3 К₃ (К₁>К₂>К₃)

2) Необратимые реакции нейтрализации сильной кислоты сильной щелочью сопровождаются образованием соли и воды. Раствор становится нейтральным (рН = 7):

НСl(р-р) + КОН(р-р)КСl(р-р) + Н₂О(ж)

Полное ионное уравнение выглядит следующим образом:

Н⁺(р-р) + Сl^(р-р) + К⁺(р-р)+ОН^(р-р)К⁺(р-р)+Сl^(р-р)+Н₂О(ж)

Ионное уравнение в сокращенном виде:

Н⁺(р-р) + ОН^(р-р)Н₂О(ж)