2. Теоретическая часть.

Вода является слабым электролитом. Обратимый процесс диссоциации этого электролита можно представить следующим уравнением:

Н₂О  Н⁺ + ОН^-

Значение константы диссоциации позволяет судить о том, что равновесие процесса диссоциации воды смещено в сторону исходных веществ.

Концентрацию воды [Н₂О] в знаменателе предыдущей дроби можно считать величиной постоянной и равной:

[Н₂О] = =55,56 моль/л

Таким образом,

[Н₂О] ∙ К_дисс.= 55,56 ∙ 1,8 ∙ 10^-16 = 10^-14

Эту величину, представляющую собой произведение концентраций ионов водорода на концентрацию ионов гидроксила называют ионным произведением воды, или константой воды K_воды:

K_воды = [Н⁺] ∙ [ОН ] = 10 ^-14

K_w является постоянной величиной как для чистой воды, так и для разбавленных растворов любых электролитов.

Величина ионного произведения воды увеличивается при повышении температуры.

В чистой воде концентрации гидроксид-ионов и ионов водорода равны:

[Н⁺] = [ОН^- ] = √K_W= √10^-14 = 10 ^-7 моль/л

Для оценки реакции среды была введена специальная величина - водородный показатель среды, или рН представляющая собой логарифм концентрации ионов Н⁺ с обратным знаком.

рН = - lg [H⁺]

Для чистой воды:

рН = - lg 10 ^-7 = 7

Если в растворе концентрация ионов Н⁺ больше, чем 10^-7 моль/л, то рН такого раствора будет меньше 7, что является показателем кислой среды раствора.

Если [Н⁺] < 10 ^-7 моль/л, то рН > 7 и раствор имеет щелочную реакцию среды.

Величина рН	Концентрация, моль/л		Среда
	ионов водорода	гидроксид – ионов
< 7	> 10 ^-7	< 10 ^-7	Кислая
=7	= 10 ^-7	=10 ^7	Нейтральная
> 7	<10 ^-7	> 10 ^-7	Щелочная

Величина концентрации (активности) ионов водорода в растворе определяется, в основном, двумя методами: колориметрическим и потенциометрическим.

Определение рН среды колориметрическим методом.

Колориметрические методы определения реакции среды основаны на свойстве кислотно-основных индикаторов изменять свою окраску в зависимости от активности ионов водорода в растворе.

Кислотно-основные индикаторы представляют собой сложные органические вещества: это слабые электролиты, обладающие кислотными или основными свойствами. Любой индикатор такого рода диссоциирует в растворе по уравнению:

HInd  H⁺ + Ind^-,

IndOH  Ind⁺ + OH^-, где:

HInd и IndOH - молекулярная форма индикатора;

Ind^- и Ind⁺- ионная форма индикатора.

Окраска раствора, в котором индикатор находится в молекулярной форме, отличается от окраски раствора, содержащего индикатор в ионной форме. Например, в нейтральном растворе фенолфталеина, обладающего слабыми кислотными свойствами, равновесие сдвинуто влево, и бесцветная молекулярная форма преобладает над ионной формой. Поэтому раствор бесцветен:

HInd  H⁺ + Ind^-,

бесцветная форма малиновая окраска

Прибавление в раствор щелочи вызовет смешение равновесия вправо, что характеризуется усилением окраски, характерной для ионной формы индикатора и раствор становится малиновым.

Таким образом, переход одной окраски, характерной для молекулярной формы кислотно-основного индикатора, в другую, свойственную его ионной форме, происходит под влиянием Н⁺ или ОН^- ионов, то есть зависит от рН раствора.