Chemia zakres rozszerzony

REAKCJE W ROZTWORACH
-
-
+ ] 3 ,
–7 3 + ] + -
Wobec tego
pH czystej wody –log[H + ] 7.
W tabeli 30.1 przedstawiono kolejne etapy przeliczania stężenia mocnego kwasu na pH
roztworu.
Kwas
c a *
mol/dm 3 [H + ]
mol/dm 3 log[H + ] pH
HCl 0,1 0,1 (10 –1 ) –1 1
HNO 3 0,0001 0,0001 (10 –4 ) –4 4
H 2 SO 4 0,005 0,01 (10 –2 ) –2 2
H 2 SO 4 0,001 0,002 (2 · 10 –3 ) –2,7** 2,7
*c a – stężenie molowe kwasu, indeks „a” pochodzi od angielskiego acid (kwas).
** Obliczone za pomocą kalkulatora.
Mocne elektrolity są całkowicie zdysocjowane, więc w roztworze kwasu jednoprotonowego
stężenie jonów wodoru jest równe stężeniu molowemu kwasu: [H + ] c a , a w roztworze
kwasu dwuprotonowego stężenie jonów wodoru jest dwa razy większe od stężenia
molowego kwasu: [H + ] 2 c a . Zatem im większe stężenie jonów wodoru, czyli im
bardziej kwasowy roztwór, tym niższe jego pH.
Stałość iloczynu jonowego wody K w [H + ] · [OH – ] 10 –14 powoduje, że stężenia jonów
H + i OH – są ze sobą ściśle związane zależnością:
16
[H
+
K
−
w 10 14
]= = lub [OH
− −
[OH ] [OH ]
−
K
−
w 10 14
]= =
+ +
[H ] [H ]
Wykorzystanie właściwości logarytmów (loga · b loga + logb) pozwala otrzymać
wyrażenie:
pK w pH + pOH 14
Dzięki temu, że w roztworach wodnych stężenia jonów wodoru i jonów wodorotlenkowych
są wzajemnie zależne, wartość pH może służyć do określania odczynu roztworów
zarówno kwasów, jak i zasad.