Помогите тормозу. Хоть убейте, но я не могу понять,

[Vadim Art]

что такое рН воды.
Нет, определение я знаю, но не могу понять, какие причины заставляют молекулу воды иметь разную кислотность. Почему, в одних случаях содержание Н+ больше, и вода кислая, а в других случаях щелочная. У Славы на форуме меня вразумили, сказав, что это зависит от солевого состава воды, от буфера. Но, когда мне казалось, что я всё понял, удар нанес очень уважаемый, в аквариумном мире человек, Dr Vladson.

«Молекулы воды подвержены диссоциации, при этом на каждых 10 000 000 литров воды 18 грамм распадается на катион водорода (Н+) и анион гидроксила (ОН-)

Н2О <-----> Н+ + ОН-

В этих 18 граммах 1 грамм приходится на Н+ и 17 грамм на ОН- ионов. Если пересчитать эти количества на литр воды, то получается 10-7 молей Н+ ионов и 10-7 молей ОН- ионов (10-7 = 0.0000001). Но так как работа со степенями недобна, то стали использоватьтолько показатель степени с положительным знаком. Таким образом формулировка значения рН определяется как обратная величина концентрации ионов водорода. Как видишь - соли тут никаким боком не участвуют, только ионы водорода.»

Т.о. мне опять не понятно, что же заставляет воду иметь разную кислотность.

[Pilips]

жизнь...

[Санеокие]

Да! Pilips прав. Такова селяви.
Очень обстоятельные высказывания и главное по существу.....Санеок и Pilips правила читали? Давайте не будем зарабатывать штрафные баллы....
_________________________
...вот...

[simavura]

Ну это же просто. Скажем к воде добавляется углекислый газ, при этом часть свободных катионов водорода вступают с ним в реакцию и образуют угольную кислоту (или что-то в этом роде), концентрация H+ падает => падает pH.

[Ярослав]

Я тоже плохо знаю предмет. Присоединяюсь к вопросу. Чтобы просто и понятно кто-то разложил.

"....Таким образом формулировка значения рН определяется как обратная величина концентрации ионов водорода. Как видишь - соли тут никаким боком не участвуют, только ионы водорода.»

Т.о. мне опять не понятно, что же заставляет воду иметь разную кислотность......."

Кажеться у Миклухи, начитавшись, помню, что как раз ионы участвуют в "движении" ПШ - то они переходят (захватываются) к одним, то к другим. И в зависимости от количества "захвата", изменяеться ПШ. Сам хотел для себя эту тему хотя бы в памяти обновить... не получаеться пока..

[Vadim Art]

simavura
а, скажем, не добовляется.
есть два одинаковых сосуда с водой, где СО2 находится в равновесном состоянии. Почему разное значение рН ?

[Ихтиолог]

Соли тут почти никаким боком не участвуют ....
На самом деле соли в растворе диссоциируют на ионы, если соль образована слабой кислотой и сильным основанием
после гидролиза мы имеем раствор сильного основания и слабой кислоты слабая кислота связывается с протоном. Связанная слабая кислота диссоциирует неполностью, поэтому потребляются протоны водорода на связь с кислотным остатком и образуется избыток гидроксид-ионов(пример гидрокарбрнат натрия уменьшается колво протонов водорода на связь с гидрокарбонат ионом)
Соли сильной кислоты и сильного основания Хлорид Натрия на рН не влияют...

[Vadim Art]

ничего себе "не участвуют".
Следовательно, именно характер соли влияет на рН ?
Например, если мы имеем карбонаты, то вода будет щелочной, т.к. карбонаты, это соли сильного основания и слабой кислоты.
Я правильно понял?

[Ихтиолог]

Конкретно из определения, участвуют только водородные ионы...А насчет карбонатов......если взять слабое основание и слабую кислоту, то раствор такой соли будет почти нейтрален....

[Кокан]

Именно соли (и другие соединения-электролиты) ТОЛЬКО и влеяют на рН не воды, а расствора. Скажем, кислоты дисоциируя просто росто распадаются на рпотон т. е. катион водорода и так наз. кислотный остаток (ну там: нитрат, фосфат, карбонат...)т.е. некий анион. 3 логических операции и становится понятно почему рН <7 . В случае с основаниями при диссоциации образуется ОН анион,связывающий Н катион... дальше? Оксиды, растворяясь в воде как раз и образуют либо кислоты, либо основания. На счет солей близок к истине "предыдущий оратор". вот только в случае солей слабых оснований ислабых кислот диссоциация не происходит по определению.(оени не расстворимы!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!)

[simavura]

>а, скажем, не добовляется.
>есть два одинаковых сосуда с водой, где СО2 находится в равновесном >состоянии. Почему разное значение рН ?

А кроме CO2 что там ? Как нам уже известно, соли диссоциируют на ионы, которые вступают в реакцию с другими ионами. При этом концентрация H+ изменяется. Как изменяется зависит от конкретной соли. Так что разное значение pH зависит от разного солевого состава, концентраций газов и прочего.

[smirnoff_No21]

Автор оригинала Кокан
вот только в случае солей слабых оснований и слабых кислот диссоциация не происходит по определению. (они не расстворимы!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!) [/b]

Вот это нэ надо. Аммонийные соли слабых кислот ещё как растворимы! Или, например, щавелевокислый никотин
И диссоциируют, что самое интересное - именно по определению понятия "электролит".
А рН в данном случае зависит от соотношения констант диссоциации кислоты и основания. Если рК кислоты больше, чем основания, р-р будет слабокислым (рН<7), если наоборот, то наоборот (рН>7)

[Danio]

To Vadim Art:

давайте вернемся к первоначальному вопросу: какие причины заставляют молекулу воды иметь различную кислотность?

слегка подправлю сам вопрос: молекула нейтральна, это соединение Н20 -- представьте себе их как три сцепившихся шарика. Эта молекула не может ничего присоединить к себе, потому что связи двух атомов водорода (у него их всего одна) с другой стороны связаны с обеими связями кислорода (у него их две). Но 1/10000000 часть молекул в чистой воде при комнатной температуре не находится в виде цельной молекулы, а расспадается на два иона: катион H+ и анион ОН-. Процесс распада называется диссоциацией, потсоянно одни молекулы распадаются на ионы, другие ионы в это время собираются в полные молекулы. Ионы интересны тем, что именно они соединяются во время химических реакций, недиссоциированные молекулы химически неактивны (химики, молчать, в данном случае говорим лишь о водных растворах и низкомолекулярных солях!).

То есть пока есть химически чистая вода, 1/1000000 часть молекул в объеме пробы диссоциирована и как уже писали выше, решили это записывать сокращенно в виде рН7= -antilog(1/10000000).

пока понятно? все нейтрально, ничего ни кислеет, ничего ни щелочится.

но когда мы говорим вода, то обычно мы говорим не о химически чистой, которая всегда рН7 (при комнатной температуре), мы обычно под этим словом подразумеваем природную, водопроводную или акваруимную воду. То есть происходит подмена понятий.

Вы подливаете в воду кислоту, например, HCl. Она тоже диссоциирует, то есть в воде появлется избыток ионов H+ -- часть их из воды, а часть из диссоциированных молекул кислоты. Доля Н+ в объеме "воды" растет, величина рН соответственно падает. Мы говорим, что вода приобрела кислотные свойства, стала кислой, чем меньше значени рН, тем более кислая.

Если это удалось осознать, то понятно, что добавки щелочи уменьшают долю Н+ в расстворе, в результате рН растет.

помимо кислот и щелочей, есть соли, которые можно в данном случае разделить по степени влияния на рН:

1.нейтральные соли (NaCl) -- рН не меняют, потому что при диссоциации не порождают ни Н+ ни ОН-.
2. кислые соли увеличичвают долю Н+ в растворе, то есть подкисляют воду.
3.щелочные соли увеличивают долю ионов ОН-, а следовательно, доля Н+ в объеме становится меньше -- рН раствора возрастает.

[smirnoff_No21]

Ага! Я всё за эту тему думал взяться, да никак до сих пор. Danio в общем-то всё правильно объяснил, а я попробую немного более научно, ЧТОБ ПРИВЫКАЛИ К ФОРМУЛАМ!

Н2О <-----> Н+ + ОН-

Вот эта самая реакция относится к классу обратимых химических реакций. Т.е. она идёт и справа налево, и слева направо. А если реакция обратима, то в какой-то момент времени (при неизменяемых физических параметрах) устанавливается состояние равновесия. Т.е. прямая и обратная реакции идут с одинаковой скоростью, и концентрация никаких веществ в системе не изменяется.

Реакция диссоциации воды - очень быстрая, равновесие тут устанавливается практически мгновенно.

Важный параметр любого равновесного состояния - это константа равновесия. Для данной реакции:

К = [Н+][ОН-]/[Н2О]

(кв. скобками обозначаются в физхимии равновесные концентрации, а измеряются они в моль/литр, как и любые концентрации) (слово равновесные означает, что эти концентрации между собой взаимосвязаны, изменяя одну из них, мы тем самым изменим и все остальные, входящие в данное уравнение)

[Н2О] - это практически постоянная величина (равная примерно 55 моль/л), поскольку концентрации Н+ и ОН- очень малы.
Поэтому за конст. диссоциации воды принимают просто произведение [Н+][ОН-].

K = [H+][OH-]

или

рК = pH + pOH
И равна эта константа (при температуре 25 град. С) единице, умноженной на 10 в -14 степени. (на "языке" программистов это число пишется так: "1Е-14", и далее я так и буду писать)

К=1Е-14, или рК=14

Любая константа равновесия зависит только от физических параметров (в данном случае - только от температуры), но НЕ от концентрации реагирующих веществ! В чистой воде конц. Н+ и ОН- равны между собой, и равны

[H+] = [OH-] = sqrt([H+][OH-]) = sqrt(К) = 1E-7

Или, через показатели:

рН = рОН = pK/2 = 7

(sqrt это квадратный корень, опять же, по-программистски )

И что же из всей этой мути следует??
А вот что: если произведение концентраций Н+ и ОН- постоянно, то, добавляя любой из этих ионов мы, тем самым, уменьшаем концентрацию противоположного иона!

рН есть показатель концентрации ионов Н+, мы добавляем кислоту, естественно, конц. Н+ увеличивается, рН уменьшается. А конц. ОН- при этом автоматически тоже уменьшается! Например, при рН6 [H+] = 1E-6, a [OH-] = 1E-8, произведение их остаётся тем же, 1Е-14 = К.

Если же увеличить в 10 раз количество ионов гидроксила ОН-, то [H+], соответственно, уменьшится в 10 раз, будет [H+] = 1E-8, и рН среды будет 8.


Теперь собственно из-за чего может меняться РН.
Если мы добавляем в воду чиста конкрэтную кислоту (HCl) или щёлочь (NaOH), то всё ясно. Но какой извращенец так со своим аквариумом поступит?

рН в аквариуме зависит практически только... от концентрации СО2 и карбонатов.
Сам СО2 реагирует с водой, образуя ионы водорода, и рН понижается:
СО2 + Н2О <----> H+ + HCO3-
(эта реакция, как и реакции гидролиза, является обратимой и равновесной)

Карбонаты (Na2CO3, CaCO3, NaHCO3, Mg(HCO3)2 и т.п.)
гидролизуют с выделением ионов гидроксила, и рН повышается:

СО3(2-) + Н2О <---> HCO3- + OH-
Можно эту реакцию записать и как поглощение ионов Н+:
СО3(2-) + Н+ <---> НСО3-

Кроме СО2 и карбонатов, на рН подобным же образом могут влиять аммиак (и соли аммония), сульфиды и фосфаты.
Насколько я понимаю, в аквариуме это вещи крайне нежелательные. Но в мизерном количестве они не могут не присутствовать, они ж выделяются всеми уважающими себя организмами и быстро поглощаются фильтрами, и другими организмами.
А много ли там их надо, чтоб изменить рН на 0,1? Тоже участвуют в этом процессе, хоть и в гораздо меньшей степени, чем СО2.

[Danio]

Автор оригинала smirnoff_No21
.... ЧТОБ ПРИВЫКАЛИ К ФОРМУЛАМ....

Кроме СО2 и карбонатов, на рН подобным же образом могут влиять аммиак (и соли аммония), сульфиды и фосфаты.
Насколько я понимаю, в аквариуме это вещи крайне нежелательные. Но в мизерном количестве они не могут не присутствовать, они ж выделяются всеми уважающими себя организмами и быстро поглощаются фильтрами, и другими организмами.
А много ли там их надо, чтоб изменить рН на 0,1? Тоже участвуют в этом процессе, хоть и в гораздо меньшей степени, чем СО2.

если коллеги разберутся со всем вышесказанным, то дальше начинается полная нирвана и понимание процессов -- больше никакой черной магии с водой.

У меня, например, есть файл в Экзеле, с формулами по которым можно рассчитать рН аквариумной воды, если известны концентрации растворенных солей, кислот и щелочей. Если анализ сделан достаточно точно, то реальные данные от рассчетных отличаются очень слабо, попадание приблизительно 80%. Соответственно по этим же формулам можно найти сколько чего подлить, если требуется изменить рН.