Водородный показатель

Водородный показатель, pH, отрицательный десятичный логарифм концентрации (точнее, активности) ионов водорода (в г-ион/л) в данном растворе:

  В. п. служит количественной характеристикой кислотности растворов, которая оказывает существенное влияние на направление и скорость многих химических и биохимических процессов. При обычных температурах (точнее, при 22 °С) pH = 7 для нейтральных, pH < 7 для кислых и pH > 7 для щелочных растворов. Точное измерение и регулирование pH необходимо как при лабораторных химических и биохимических исследованиях, так и в многочисленных промышленных технологических процессах, а также при оценке свойств почвы и проведении мероприятий по повышению её плодородия.

  Вода диссоциирует на ионы по уравнению

  По действующих масс закону:

где с  — молярные концентрации, а К — постоянная при данной температуре величина (1,8·10^-16 г-ион/л при 22 °С). В 1 л воды содержится

(количество диссоциировавших молекул настолько мало, что его можно не учитывать). Поэтому

Константу К_В называют ионным произведением воды. Поскольку в чистой воде (и в любой нейтральной среде)

то

При добавлении к воде кислот c_H⁺ возрастает, а pH соответственно уменьшается. Так, для 0,01 молярного (М) раствора HCl концентрация c_H⁺ = 10^-2 и pH = —lgc_H⁺ = 2. Наоборот, при добавлении щелочей возрастает c_OH^-; тогда

уменьшается и соответственно возрастает pH.

Например, в 0,01 М растворе NaOHc_OH^- = 10^-2. Это значит, что

и pH = 12.

Для точных определений pH используют преимущественно методы потенциометрии (см. Электрохимические методы анализа). При определениях, не требующих высокой точности, pH измеряют б. ч.(большей частью) с помощью набора индикаторов, меняющих свою окраску каждый при определённом pH. Шкала pH обычно используется для растворов, имеющих концентрации ионов водорода от 1 г-ион/л и меньше.

  Нейтральным водным растворам отвечает pH = 7 лишь при комнатных температурах. При повышении температуры диссоциация воды усиливается, K_B возрастает, и при 100 °С чистая вода имеет pH » 6. При температурах ниже 22 °С в чистой воде pH > 7. При этом во всех случаях в нейтральной среде c_H⁺ = c_OH^-.

  Лит.: Киреев В. А., Краткий курс физической химии, 4 изд., М., 1969.

  В. Л. Василевский.