водородный показатель

мера активности ионов водорода в растворе количественно выражающая его кислотность, равен модулю и противоположен по знаку десятичному логарифму активности водородных ионов, выражен в молях на литр

Итак: рН + рОН =  при t = 250C, рН + рОН =14.

Величина рН (рОН) используется как мера кислотности, основности или нейтральности водных растворов.

рН< 7 – реакция среды кислая;

рН >7 – реакция среды щелочная;

рН = 7 – реакция среды нейтральная.

1.     Водородный показатель

Важное значение имеет диссоциация воды, поскольку, являясь слабым электролитом и обычным растворителем, она участвует в кислотно-основном равновесии растворенных в ней электролитов. При столь малой константе диссоциации концентрация воды остается практически неизменной и равной  

Отсюда произведение постоянных величин K_д∙[H₂O] = [H⁺]∙[OH^–] = const.

В пределах 15–25 °C ионное произведение воды K_в = 10^–14.

Равенство [H⁺] и [OH^–] соответствует нейтральной среде [H⁺] = [OH^–] = 1 ∙ 10^–7, при [H⁺] > 1 ∙ 10^–7 – кислой, при [H⁺] < 1 ∙ 10^–7 – щелочной.

Для определения кислотно-основных свойств раствора пользуются водородным показателем pH. По определению, это отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов: pH = –lg [H⁺].

Очевидно, –lg [H⁺][OH^–] = –lg 1 ∙ 10^–14 дает pH + pOH = 14.

Тогда pH < 7 указывает на кислую среду, pH > 7 соответствует щелочной среде, pH = 7 – нейтральной среде.

Поскольку pH + pOH = 14, можно видеть, что pH может меняться от небольших отрицательных значений до величин, немного превышающих 14 (pH NaOH c C = 2 равен 14,3).

 Величина pH используется для характеристики кислотности раствора. Если концентрация ионов водорода равна [H⁺], то

  pH = -lg [H⁺]

 В чистой воде

[H⁺] = [OH^-] = 10^-7

 В кислых растворах

[H⁺] > [OH^-] и pH < 7

 например, в 10^-3 М растворе HCl pH = 3

 В щелочных растворах

[H⁺] < [OH^-] и pH > 7

 например, в 10^-2 М растворе NaOH

pOH = -lg2 • 10^-2 = 2 - lg2 = 1,7

pH = 14 - pOH = 14 - 1,7 = 12,3

Кислотно-основные индикаторы — органические соединения, способные изменять цвет в растворе при изменении кислотности (pH). Индикаторы широко используют в титровании в аналитической химии и биохимии. Их преимуществом является дешевизна, быстрота и наглядность исследования.

Таблица 1. Изменение цвета кислотно-основных индикаторов в зависимости от pH раствора.

Для более точного определения рН раствора используется рН - метр. pH-метр — прибор для измерения водородного показателя (показателя pH), характеризующего концентрацию ионов водорода в растворах, питьевой воде, пищевой продукции и сырье, объектах окружающей среды и производственных системах непрерывного контроля технологических процессов, в том числе в агрессивных средах. В частности, pH-метр применяется для аппаратного мониторинга pH растворов разделения урана и плутония, где требования к корректности показаний аппаратуры без её калибровки чрезвычайно высоки.