Suvning ion koʻpaytmasi. pH-haqida tushuncha

  Kimyo, Nazariy

Ma’lumki, suv kuchsiz elektrolit, aniqrog’i kuchsiz amfolitdir. Suv molekulasi oz miqdorda bo’lsa-da, quyidagi tenglama boʻyicha dissotsilanadi:

H₂O ⇆ H+ + OH yoki H₂O + H₂O ⇆ H3O+ + OH

Muvozanat juda kuchli ravishda chap tomonga siljigan. Bu reaksiya qaytar bo’lgani uchun unga massalar ta’siri qonunini qo’llasak, suvning dissotsilanish doimiysi:

Ko’rinib turibdiki, suvda 1 molekula H2O dissotsilansa, teng miqdorda H+(H3O+) va OH ionlari hosil bo’ladi, ya’ni suvda doimo [H+] = [OH] dir.
Aksariyat hollarda suvli eritmalardagi H+ ya OH ionlarining miqdorini bilish zarur. Shu boisdan suvdagi H+ va OH ionlari miqdorini Kdis. formulasi asosida hisoblash mumkin:

[H+][OH] = Kdis[H₂O] = Kw

bo’lib, Kwsuvning ion ko’paytmasi deyiladi va suvda doimo H+ va OH lar konsentratsiyalarining ko’paytmasi ayni temperaturada o’zgarmas sondir.
Agar suvda erigan suvning molyar konsentratsiyasini hisoblasak: 1 litr H₂O=1000 g H₂O boʻladi, chunki p=1 g/ cm³.

Demak, suv eritmasidagi suvning molyar konsentratsiyasi 55,56 mol/l ekan. Suvning juda kam miqdori ionlanishini e’tiborga olsak, muvozanatdagi suvning konsentratsiyasi [H2O] = Cm = 55,56mol/l boʻladi. Bundan, K = [H+]•[OH] = 1,8•10-16•55,56 =1•10-14 kelib chiqadi. Suvda [H+]=[OH] ligini hisobga olsak,

kelib chiqadi. Ushbu qiymatlarga asosan suvda doimo

[H+] = 1•10-7 mol/l va [OH]= 1•10-7 mol/l boʻladi.

Agar suvda biror modda eritilsa va bu modda tarkibiy qismi suv bilarni oʻzaro almashinuv reaksiyalariga kirishsa, [H+]≠[OH] boʻlib qoladi. Bu hollarda eritmadigi H+ va OH ning miqdori quyidagi formulalar yordamida hisoblanadi:

Ko’p hollarda H+ ionlarining miqdori shu eritmada borayotgan reaksiyalarning asosiy tavsifnomasi hisoblanadi. Bunday hollarda vodorod ionlari miqdorini o’nli kasrlar holida ifodalash juda ko’p noqulayliklarni keltirib chiqaradi. Shuning uchun amalda oson bo’lsin uchun vodorod ionlari miqdorining ko’rsatkichi (pH) tushunchasi qabul qilingan.
Eritmaning pH deb, shu eritmadagi H+-ionlari konsentratsiyasining o’nli logarifmining manfiy ishora bilan olingan qiymatiga aytiladi:

pH = lg[H+] = -lgCH+

Toza, distillangan suvning pH : pH = -lg 1•10-7 = -[(1g1+(-7•lg10)]=-(-7•1) = 7 boʻladi.
Xuddi shuningdek, OH ionlari ko’rsatkichi ham mavjud (pOH) bo’lib, pOH=-lg [OH]=-lg 1•10-7 boʻladi.
Doimo pH + pOH = 14 ga teng. Bundan, pH = 14 pOH yoki pOH = 14 — pH boʻladi.

Eritmalarning pH asosiy, muhim kattalik bo’lib, uni eritmaga indikator qog’oz ta’sir ettirib aniqlanadi. Indikator qog’oz eritmadagi [H+] yoki [OH] ning qiymatiga qarab turli rangga kiradi. Har bir rangga esa pH ning aniq qiymatlari mos keladi. Bunga pH shkala deyiladi.

Ushbu shkaladan foydalanib eritmalarning muhiti to’g’risida xulosa qilinadi.