Водородный показатель

Водородный показатель измерят концентрацию ионов водорода, и относится к щелочности с помощью уравнения: Н₂О=Н⁺+ОН^-.

Химический баланс работает таким образом, что реакция ионизации и обратная реакция протекают непрерывно. В пресной воде равная концентрация ионов водорода и гидроксила одинакова и составляет 0,0000001 (10^-7) молей на литр.

Водородный показатель определяется как отрицательный логарифм концентрации ионов водорода (Н⁺). Водородный показатель пресной воды равен 7,0. В любом водном растворе продукт концентрации ионов водорода (Н⁺) и гидроксила (ОН^-) это константа К_w.

К_w = (Н⁺) · (ОН^-) = 10^-14

Когда концентрация ионов водорода повышается, концентрация ионов гидроксила должна уменьшаться. Итак, хотя водородный показатель измеряет количество ионов водорода, он обратно пропорционален концентрации ионов гидроксила.

Отметим, что шкала водородного показателя отрицательна и логарифмична, и имеет деления от 0 до 14. Возрастание по шкале водородного показателя означает снижение концентрации ионов водорода. Изменение на одно деление по шкале водородного показателя означает возрастание или снижение концентрации на 10. Когда Водородный показатель ниже 7.0, раствор кислотный, т.к. ионов водорода больше, чем ионов гидроксила. Водородный показатель может быть связан с фенолфталеиновой щелочностью (Рf) следующим образом:

РН Pf

8.0 Tr

8.5 0.1

9.0 0.25

9.5 0.3

10.0 0.5

10.5 0.7

11.0 0.8

11.5 1.0

12.0+ 3.0

12.5+ 5.0

13.0+ 7.0

Это соотношение не всегда правильное, т.к. могут вмешаться тормозящие агенты. Если в системе присутствует большое количество натрия, сульфата, хлорида или других ионов, водородный показатель для данного Pf может быть ниже.

Значение водородного показателя можно измерить электрометрически, с помощью измерителя рН со стеклянным электродом. Однако, наиболее распространенный метод – это тест с бумажными полосками для измерения рН цветометрически.

1. Для фильтрата, поместите каплю фильтрата на небольшую бумажную полоску. Сравните цвет с контрольным справочником и установите водородный показатель.

2. Для бурраствора, поместите полоску бумаги длиной 1 дюйм на образец бурраствора. Через 30 секунд сравните цвет с контрольным справочником и установите водородный показатель.

Практически во всех буррастворах водородный показатель должен быть больше 7.0. При более высоком водородном показателе снижается коррозия. При щелочном водородном показателе обычно требуются разбавители. С более высоким водородным показателем снижается эффект загрязнения.

Водородный показатель контролируется таким же способом, как и Pf. В большинстве диапазонов водородного показателя, Pf является наиболее точным способом измерением ионов гидроксила.