ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ НА pH ВОДЫ

Кислотность воды, а значит, и се pH очень чувствительны к примесям, т. е. вода, как принято говорить, не обладает буферностью по отношению к кислотам и основаниям. Даже в лабораторных условиях практически очень трудно получать и хранить воду с pH = 7,00. При контакте с воздухом, содержащим С02, вода подкисляется, а контакт со стеклом, содержащим силикаты натрия и других металлов, подщелачивает ее.

Допустим, что в 1 л чистой воды (55,6 моль) попало две капли (0,1 мл) разбавленной до 1 моль/л сильной кислоты, что по объему составит всего 0,01 %. Концентрация водородных ионов в таком растворе будет равна 10“4 моль/л, а pH = 4. Аналогичное добавление щелочи вызовет рост pH до 10.

Интересно рассмотреть случай не добавления кислоты к воде, а разбавления кислоты водой. Концентрацию водородных ионов КГ4 моль/л и pH =4 мы получили, разбавив исходную кислоту концентрацией 1 моль/л, имеющей (Н*) = 1 и pH = 0 (коэффициенты активности здесь и далее считаем равными единице),в 104 раз. Очевидно, что pH при разбавлении кислоты повысился на столько же единиц, на сколько порядков мы разбавили раствор. Следуя этой логике, мы должны получить при разбавлении раствора еще в 10* раз чистую воду (pH = 7), а при дальнейшем разбавлении, скажем еще в 104 раз, pH, равный 11, т. е. щелочь концентрацией 0,001 моль/л, что, конечно, невозможно. Наша ошибка, приведшая к абсурдному результату, заключается в том, что мы не учли собственную диссоциацию воды. Если обозначить концентрацию кислоты НА через С и считать, что она диссоциирует на 100 %, то концентрация водородных ионов, образованных кислотой, будет С. Собственная диссоциация воды даст эквивалентное количество ионов водорода и гидроксида. Следовательно, общая равновесная концентрация водородных ионов

При 25 °С Kw = 10"14 и квадратное уравнение определяет pH. Его решение

в области значений С > 10~7 дает (Н*1 — С (как мы и рассматривали сперва наш пример). При концентрации кислоты С близкой к 10'7 в величину [Н*] вносят вклад и кислота и вода. При С < 10”7 |Н*1 10'7, т. е. при бесконечном разбавлении кислоты получается нейтральный раствор. То же самое, очевидно, относится и к основанию.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >