3. Дисоциация на водата

Автопротолиза - процес, при който едно вещество реагира само със себе си едновременно като киселина, и като основа

а) амфолит - вещество, което може да бъде и основа, и киселина
Йонно произведение на водата ( $K_{w}$ ) - дисоциационната константа на водата

$H X_{2} O X_{(l)} + H X_{2} O X_{(l)} H X_{3} O X^{+} + OH X^{-}$

$K_{w} = [H X_{3} O X^{+}] [OH X^{-}]$

За разредени разтвори, $K_{w}$ не зависи от количеството на разтвореното вещество.

а) йонно произведение на водата при стандартни условия ( $T = 25° C$ )

$K_{w} = 1.0 \times 1 0^{- 14}$ $[H X_{3} O X^{+}] = 1.0 \times 10 X^{- 7} \frac{mol}{L} = [OH X^{-}]$

б) сила на протолитни двойки

$K_{a} \times K_{b} = K_{w} ⟹ p K_{a} + p K_{b} = p K_{w} ⟹ p K_{a} + p K_{b} = 14 (T = 25° C)$

Доказателство:

$HA / A X^{-}$

$HA X_{(aq)} + H X_{2} O X_{(l)} A X^{-} X_{(aq)} + H X_{3} O X^{+} X_{(aq)}, K_{a} = \frac{[ A X ^{-} ] [ H X _{3} O X ^{+} ]}{[ HA ]}$

$A X^{-} X_{(aq)} + H X_{2} O X_{(l)} HA X_{(aq)} + OH X^{-} X_{(aq)}, K_{b} = \frac{[ HA ] [ OH X ^{-} ]}{[ A X ^{-} ]}$
Водороден показател ( $pH, []$ )

$pH = def - l g [H X_{3} O X^{+}]$

Значещите цифри на $pH$ са колкото са значещите цифри в концентрацията на хидроксониевите йони.

а) киселинност на водните разтвори

Киселинни Неутрални Основни

$pH$ $< 7$ $\approx 7$ $> 7$

$[H X_{3} O X^{+}]$ $> 1.0 \times 1 0^{- 7}$ $\approx 1.0 \times 1 0^{- 7}$ $< 1.0 \times 1 0^{- 7}$

$[OH X^{-}]$ $< 1.0 \times 1 0^{- 7}$ $\approx 1.0 \times 1 0^{- 7}$ $> 1.0 \times 1 0^{- 7}$

б) определяне на $pH$
- чрез индикатор - слаба киселина, която има различно оцветяване в киселинна и основна среда
Индикатор Област на валидност

фенолфталейн малиненочервен: $pH \in [8; 10]$
иначе безцветен
- чрез $pH$ -метър
в) функцията $p$ - отрицателен десетичен логаритъм на дадена величина

$p (величина) = def - l g величина$
- $pH + pOH = 14$

	Киселинни	Неутрални	Основни
$pH$	$< 7$	$\approx 7$	$> 7$
$[H X_{3} O X^{+}]$	$> 1.0 \times 1 0^{- 7}$	$\approx 1.0 \times 1 0^{- 7}$	$< 1.0 \times 1 0^{- 7}$
$[OH X^{-}]$	$< 1.0 \times 1 0^{- 7}$	$\approx 1.0 \times 1 0^{- 7}$	$> 1.0 \times 1 0^{- 7}$

School