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

Vadim Art · 14.12.2003, 19:31

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 · 14.12.2003, 19:57

жизнь...

Санеокие · 15.12.2003, 08:07

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** · 15.12.2003, 09:54

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 · 15.12.2003, 10:07

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 · 15.12.2003, 15:32

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

**Ихтиолог** · 15.12.2003, 17:55

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 · 15.12.2003, 18:39

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** · 15.12.2003, 19:20

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 · 16.12.2003, 00:39

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** · 16.12.2003, 10:40

>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 · 16.12.2003, 15:07

Цитата:

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)

smirnoff_No21 · 20.01.2004, 18:21

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.

smirnoff_No21 · 22.01.2004, 17:03

Цитата:

Автор оригинала Danio
...рассчитать рН аквариумной воды, если известны концентрации растворенных солей, кислот и щелочей. Если анализ сделан достаточно точно...

Если.
((с) один древний грек)

Franz · 23.01.2004, 05:46

2 Danio: а как можно знать точный состав солей в воде? Даже на химтехе при контрольных на опреление состава воды препады вливают не более 5-6 разных солей в пробирку - не звери же....
А pH не сложно. Зачем считать седьмую степень раствора LiCl? Главное в этом деле неустойчивое соединение, которое сможет отобрать у воды H или OH. Кого связали в осадок или пузырек газа, тот и не участвует в изменении кислотности. А оставшаяся частица изменяет среду в свою сторону. Типа: фосфат кальция свяжет H, так как фосфорная кислота слабее диссоциирует, а останется плавать отдельно Ca и OH, которые дадут щелочную среду (>7). А лучше лакмус погружать и думать о прекрасном.