6. Протолитические процессы в растворах. Диссоциация электролитов. Ионное произведение воды. Водородный (pH) и гидроксильный (pOH) показатели.

Протолитические процессы — реакции переноса протона \(H^+\). По модели Брёнстеда кислота отдаёт протон, а основание его принимает. Например: \(HA+B\rightleftharpoons A^-+BH^+\).

Электролитическая диссоциация — распад электролита на ионы при растворении или плавлении. Сильные электролиты в растворе диссоциируют практически полностью, слабые — частично; равновесие слабого электролита описывают константой диссоциации. Например: \(NaCl\rightarrow Na^+ + Cl^-\); для слабой кислоты \(CH_3COOH\rightleftharpoons H^+ + CH_3COO^-\).

Вода слабо ионизуется: \(H_2O\rightleftharpoons H^+ + OH^-\) (точнее, в воде существуют ионы \(H_3O^+\) и \(OH^-\)). Ионное произведение воды при заданной температуре: \(K_w=[H^+][OH^-]\). При 25 °C в разбавленных водных растворах \(K_w\approx 1.0\cdot10^{-14}\), поэтому в нейтральной среде \([H^+]=[OH^-]\approx 1.0\cdot10^{-7}\) моль/л.

Водородный показатель: \(pH=-\lg[H^+]\), гидроксильный показатель: \(pOH=-\lg[OH^-]\). При 25 °C для разбавленных растворов \(pH+pOH=pK_w\approx14\). В нейтральной среде при этой температуре \(pH\approx7\); при меньшем pH среда кислая, при большем — щелочная. Значение нейтрального pH зависит от температуры.