* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

315 ВОДОРОДНЫЕ ИОНЫ 316 Лит.: М е н д е л е е в Д . И . , Основы химии, т. I , с т р . 45, М . — Л . , 1927: G m e l i n О . , H a n d b u e h der anorganisehen C b e m i e , Т . 2, В . , 1928. О . Морозова. В О Д О Р О Д Н Ы Е И О Н Ы , представляют со­ бой п о л о ж и т е л ь н о з а р я ж е н н ы е а т о м ы в о д о ­ р о д а . А т о м в о д о р о д а состоит и з п о л о ж и т е л ь ­ ного я д р а и одного единственного электро­ на, при потере которого он превращается в В . и . , о б о з н а ч а е м ы й ВТ; В . и о н , т . о . , т о ж ­ дествен с а т . ядром водорода (протоном) и является наименьшей материальной массой, имеющей положительный заряд. Образова­ ние с в о б о д н ы х В . и . и з н е й т р а л ь н ы х а т о м о в и молекул происходит в газах под влиянием электрического р а з р я д а , особенно при низ­ к и х д а в л е н и я х ( с м . Ионизация газов). В . и . легко соединяются с электронами, образуя снова нейтральные атомы. — И о н ы в р а с ­ творах. Электролиты, растворенные в воде и л и в о о б щ е в р а с т в о р и т е л е с в ы с о к о й диэлектрической постоянной (см.), п о д в е р г а ­ ются э л е к т р о л и т и ч . д и с с о ц и а ц и и , д а в а я одно­ временно положительно з а р я ж е н н ы е катио­ ны и о т р и ц а т е л ь н о з а р я ж е н н ы е а н и о н ы . Сум­ ма п о л о ж и т е л ь н ы х и с у м м а о т р и ц а т е л ь н ы х зарядов, образуемых из нейтральных моле­ к у л электролита, естественно д о л ж н ы быть равны друг другу. — К и с л о т ы и щ е л о ­ ч и . К к-там относятся вещества, дающие при диссоциации в растворе В . и . К-ты отли­ чаются рядом характерных хим. и физ.-хим. с в о й с т в . Т а к , они д е й с т в у ю т н а м е т а л л ы с в ы д е л е н и е м в о д о р о д а и о б р а з о в а н и е м соот­ ветствующих солей, соединяются с щелоча­ ми ( т а к ж е д а в а я с о л и ) , о т л и ч а ю т с я к и с л ы м вкусом (послужившим причиной их назва­ н и я ) и т . д . В с е эти с в о й с т в а з а в и с я т от п р и ­ с у т с т в и я о б щ е г о всем к - т а м В . и . , я в л я ю т с я реакциями Н-иона. Н а п р . , при действии на металлы р е а к ц и я идет след. образом: 2 Н & + + 2Ме = 2 М е & + Н . М е т а л л в в и д е и о н о в идет в р а с т в о р , а В . и.& в ы д е л я ю т с я в в и д е м о л е ­ кулярного водорода. Ч е м больше в раство­ ре содержится Н & , тем сильнее выражены «кислые» с в о й с т в а р а с т в о р а , т е м б о л ь ш е его « к и с л о т н о с т ь » . В этом о т н о ш е н и и р а з н ы е к-ты с и л ь н о о т л и ч а ю т с я д р у г от д р у г а . Т . н . «сильные» к и с л о т ы д и с с о ц и и р о в а н ы п о ч т и н а ц е л о , т . Р . П О Ч Т И все . о л е к у л ы и х р а с п а ­ даются на В . и. и на соответствующие анио­ ны. В слабых ж е к-тах распадается только часть м о л е к у л , при чем степень диссоциации определяется общими законами х и м . равно­ в е с и я ( « з а к о н д е й с т в и я масс») и в ы р а ж а е т с я следующим уравнением: 2 ц е н т р а ц и е й О Н - и о н а , п о д о б н о т о м у к а к это имеет место д л я к и с л о т н о с т и и Н - и о н о в . Благодаря наличию гидроксильных ионов, щелочи реагируют с кислотами, при чем О Н & первых и Н & последних соединяются в молекулы воды, а катион щелочи и анион к и с л о т ы о б р а з у ю т с о л ь . П р о ц е с с этот н а ­ зывается н е й т р а л и з а ц и е й ; взаимное связывание приводит к исчезновению кис­ лой и щелочной реакций и к образованию нейтрального раствора. Д и с с о ц и а ц и я в о д ы . Нек-рые веще­ ства обладают способностью выделять к а к Н & , т а к и О Н & ( с м . Амфолиты). К н и м о т н о ­ с и т с я и в о д а , м о л е к у л ы к - р о й способны р а с ­ падаться на Н & и О Н & . Поэтому в крайне не­ большом количестве оба эти иона н а х о д я т ­ с я (в р а в н о м ч и с л е ) и в с о в е р ш е н н о ч и с т о й , нейтральной воде, не содержащей ни кислот, ни щ е л о ч е й . Н а л и ч и е и х м о ж е т б ы т ь с о в е р ­ шенно точно установлено путем и з м е р е н и я электропроводности чистой воды. Концент­ р а ц и я обоих ионов воды определяется таким же уравнением диссоциации, к а к и в случае кислот: [H-] • [ОН&] [Н 0] а , Т. к . в данном случае, в виду весьма слабой& д и с с о ц и а ц и и в о д ы , к о н ц е н т р а ц и я ее н е д и с ­ с о ц и и р о в а н н ы х м о л е к у л п р а к т и ч е с к и не м е ­ н я е т с я , т о это у р а в н е н и е м о ж н о у п р о с т и т ь в обычное уравнение диссоциации воды: [Н-] • [ О Н & ] = к . (2) Константа к д , представляющая произведе­ н и е к о н ц е н т р а ц и и Н & и О Н & («ионное п р о и з ­ ведение» в о д ы ) , и м е е т о ч е н ь м а л у ю в е л и ч и ­ н у ; п р и 18° о н а р а в н а 0 , 7 . Ю . В н е й т р а л ь ­ н о й воде [ Н & ] = [ О Н & ] ; к о н ц е н т р а ц и я к а ж д о ­ го и з э т и х и о н о в р а в н я е т с я п р и б л и з и т е л ь ­ но Ю . Т е м ж е у р а в н е н и е м (2) о п р е д е л я е т ­ ся концентрация Н & и О Н & в кислых и в ще­ лочных растворах. При прибавлении к-ты, т.е. новых Н-ионов, концентрация ОН-ионов в о д ы у м е н ь ш а е т с я , но п р о и з в е д е н и е о б о и х ионов остается постоянным;точно т а к ж е по­ с т о я н н о это п р о и з в е д е н и е в щ е л о ч н о м р а с ­ творе. Поэтому во в с я к о м водном растворе концентрации Н & и О Н & я в л я ю т с я величина­ ми с о п р я ж е н н ы м и , о б р а т н о п р о п о р ц и о н а л ь ­ ными друг д р у г у . З н а я одну из н и х , можно по у р а в н е н и ю (2) в ы ч и с л и т ь д р у г у ю . — В о дородное число и водородный п о к а з а т е л ь . Приведенные данные по­ зволяют дать совершенно точное определе­ ние и удобную меру р е а к ц и и водного раство­ ра. Именно, в виду указанной обратной за­ висимости между концентрацией Н - и О Н ионов, д л я характеристики реакции жидко­ сти д о с т а т о ч н о у к а з а т ь к о н ц е н т р а ц и ю к а ­ к о г о - л и б о о д н о г о и з э т и х и о н о в . К а к более п о д р о б н о у к а з а н о в ст. Активная реакция, на практике принято указывать концентра­ цию именно В . ионов. П р и этом, чтобы избежать неудобных обозначений в виде дроби с большим знаменателем и л и целого ч и с л а с о т р и ц а т е л ь н ы м п о к а з а т е л е м , обычно пользуются т. н. водородным показателем, т. е. логарифмом концентрации В . и . , при ч е м л о г а р и ф м этот ( к - р ы й о б ы ч н о б ы в а е т отрицательным) берется с обратным знаком. Концентрации В . и . в ы р а ж а ю т с я в степенях Л в г - 1 4 - 7 В этом уравнении [ Н " ] , [ А & ] и [ А Н ] обозна­ чают соответствующие концентрации В . и . , аниона и недиссоциированных молекул кис­ лоты, а к представляет константу, харак­ теризующую силу кислоты и называемую к о н с т а н т о й д и с с о ц и а ц и и . Чем она больше, тем кислота сильнее, т . е . тем боль­ ше В . ионов п р и одинаковой концентрации к-ты находится в растворе. Д л я молочной кислоты к равно 1 , 5 . Ю , д л я уксусной— l,8.10 , д л я мочевой—1,5.10 . Противопо­ ложной группой электролитов являются ще­ л о ч и , с в о й с т в а к - р ы х з а в и с я т от о б щ е г о и м всем гидроксил-иона О Н & . Щелочность, ще­ лочная реакция раствора определяются кон­ - 4 - s _ в