Водородные ионы

в

ВОДОРОДНЫЕ ИОНЫ образуются при растворении кислых электролитов в воде или в других растворителях, обладающих диссоциирующей способностью. Все электролиты в растворенном состоянии в большей или меньшей степени диссоциируют на свои ионы в зависимости от диэлектрической постоянной растворителя, от температуры, от степени разведения и от других факторов. В кислотах одним из этих ионов будет положительно заряженный водородный ион.

Такие же водородные ионы, правда в весьма незначительном количестве, сравнительно с их содержанием в растворах кислот, содержатся в чистой воде, ибо и вода частично испытывает электролитическую диссоциацию на свои ионы: Н и ОН', подчиняясь при этом закону действующих масс, который можно в данном случае выразить уравнением

Водородные ионы

где выражения, заключенные в [ ], выражают концентрацию соответствующих ионов растворенного соединения для данной температуры, а К - константа диссоциации. В виду громадного избытка молекул воды-растворителя, недиссоциированных на ионы, знаменателем [Н2О], как исчезающе малым по сравнению с числом молекул воды-растворителя, можно пренебречь, и выражение (1) примет вид

Водородные ионы

т. е. произведение концентраций обоих ионов воды - Н и ОН' - постоянно для определенной температуры. По Зеренсену, для температуры в 18° К = 10-14,14.

В виду равенства концентрации ионов Н и ОН' в чистой нейтральной воде,

Водородные ионы

т. е. концентрация водородных ионов одинакова с концентрацией гидроксильных ионов и каждая из них равна 10-7,07 (при 18°). Имея в виду, что [Н]х[ОН']=10-14,14, можно сделать заключение, что когда [Н]>10-7,07, а [ОН']<10-7,07, тогда реакция жидкости будет кислой; когда [Н]>10-7,07, а [ОН']<10-7,07, реакция будет щелочной и, наконец, когда [Н]=[ОН']=10-7,07, реакция будет нейтральной. Согласно предложению Зеренсена, концентрации водородных и гидроксильных ионов выражаются для удобства вычислений не приведенными выше выражениями (например, 10-7,07), а их логарифмами, которые к тому же берутся для удобства с обратным знаком (минус просто отбрасывается). Так, например, чтобы выразить, что концентрация водородных ионов [Н] чистой воды при 18° равна 10-7,07, пишут Рн=7, где символ Рн, или термин «водородный показатель», должен выражать взятый с обратным знаком логарифм числа, являющегося истинным выразителем концентрации водородных ионов в чистой воде при температуре = 18°, т. е. числа 10-7,07. Т. о., если [Н]=10-7,07,то при кислой реакции Рн<7,07, при нейтральной Рн=7,07, при щелочной Рн>7,07.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 4 - 1928 г.