Ионное произведение воды. Водородный показатель.

Вода — слабый электролит, который незначительно диссоциирует на ионы Н⁺ и ОН^-:
Н₂O = Н⁺ + ОН^-
Константа диссоциации воды:
K_D= [H⁺][OH^-]/[H₂O] (3)
была вычислена при помощи измерений по электрической проводимости: K_D=1, 810^-16. Такое значение K_D указывает на крайне незначительную диссоциацию воды. Следовательно, концентрацию воды [Н₂О] в знаменателе выражения (3) можно считать величиной постоянной и равной
[Н₂O]=(1000 г/л)/(18г/моль) =5, 56 моль/л и
[Н₂О]•K_D=55, 56•1, 8•10-16=l0-14

Величина K_W=K_D•[Н₂О]=10^-14 называется ионным произведением воды и является константой как для чистой воды, так и для разбавленных растворов. Ионное произведение воды увеличивается при повышении температуры.
Можно также записать:
K_W=[Н⁺][ОН^-] (4)
Из этого выражения для ионного произведения воды видно, что в чистой воде концентрация гидроксид-ионов и ионов водорода равна:
[Н⁺]=[ОН^-]=Ö K_W =Ö 10^-14 =10^-7 моль/л
Если разбавленный раствор содержит больше ионов водорода, чем 10^-7 моль/л, то соответственно концентрация гидроксид-ионов уменьшится во столько раз, во сколько увеличилась концентрация ионов Н⁺. Это следует из уравнения (4).

Концентрация ионов водорода и гидроксид-ионов важна в химии растворов, поэтому была введена специальная величина — водородный показатель, или pH. По определению, водородный показатель есть обратный логарифм концентрации ионов H⁺:
pH=-lg[H⁺].
pH чистой воды равен -lg10^-7=7. Если в растворе концентрация ионов Н⁺ больше, чем 10^-7 моль/л, то pH такого раствора будет меньше 7, что является показателем кислой среды раствора, Если же [Н⁺]< 10^-7 моль/л, то pH> 7, и раствор имеет щелочную реакцию.

Примечание. Стр. 159-160 учебника Угая.