Produs ionic al apei

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 13 iunie 2021; verificările necesită 10 modificări .

Produsul ionic al apei K W  ( constanta de autoprotoliza apei ) este produsul concentratiilor ionilor de hidrogen H + si ionilor hidroxid OH- in apa sau in solutii apoase .

La 20 - 25 °C , constanta de disociere a apei este 1,8⋅10 −16 mol/l (pK d = 15,74). Unde este produsul ionic al apei K W \u003d 10 -14 mol² / l²

Derivarea valorii produsului ionic al apei

Apa este un amfolit slab (poate fi un donor și un acceptor) și se disociază slab.

Echilibrul acestei reacții este puternic deplasat spre stânga. Constanta de disociere a apei poate fi calculată prin formula:

Unde:

Concentrația moleculelor de apă, având în vedere gradul scăzut de disociere, este practic constantă și este (1000 g / l) / (18 g / mol ) \u003d 55,56 mol / l.

La 20 - 25 °C, constanta de disociere a apei este de 1,8⋅10 -16 mol/l. Deoarece apa este un electrolit slab (amfolit), este posibil să se noteze constanta de disociere pentru aceasta direct din disocierea apei.

Să notăm produsul K · [H 2 O] \u003d K в \u003d 1,8⋅10 -16 mol / l 55,56 mol / l \u003d 10 -14 mol² / l² \u003d [H + ] [OH - ] (la 25 °C).

Constanta K in , egală cu produsul dintre concentrațiile de protoni și ionii hidroxid, se numește produs ionic al apei . Este constantă nu numai pentru apa pură, ci și pentru soluțiile apoase diluate de substanțe. Odată cu creșterea temperaturii, disocierea apei crește, prin urmare, crește și K în , cu scăderea temperaturii, invers.

Dependența de temperatură a p K w

p K w pentru apă pură la diferite temperaturi [1]
T (°C) 0 5 zece cincisprezece optsprezece douăzeci 21 22 23 24 25 treizeci 35 40 45 cincizeci 55 60 100
K w *10 14 0,1139 0,1846 0,292 0,4505 0,5702 0,6809 0,742 0,802 0,868 0,948 1.008 1.469 2.089 2.919 4.018 5.474 7.297 9.614 59
p Kw _ 14,9435 14,7338 14,5346 14,3463 14.244 14.1669 14.1296 14,0958 14.0615 14.0232 13,9965 13.833 13,6801 13,5348 13.396 13,2617 13.1369 13.0171 12,2291

Aceste date pot fi aproximate printr-o parabolă ( vezi graficul )

p K w = 14,92 − 0,03992 T + 0,00013122 T 2

sau o parabolă cubică (care este mai precisă)

p K w = 14,94355 - 0,0429299 * T + 0,00021447938* T^2 - 5,6625156*10^(-7) * T^3

Semnificația practică a produsului ionic al apei

Valoarea practică a produsului ionic al apei este mare, deoarece permite, la o aciditate (alcalinitate) cunoscută a oricărei soluții (adică la o concentrație cunoscută de [H + ] sau [OH - ]), să se găsească, respectiv , concentrațiile de [OH - ] sau [H + ]. Deși, în majoritatea cazurilor, pentru comoditatea prezentării, ele folosesc nu valorile absolute ale concentrațiilor, ci logaritmii lor zecimale luați cu semnul opus - respectiv, indicele de hidrogen ( pH ) și indicele hidroxil ( pOH ).

Deoarece K in este o constantă, atunci când la o soluție se adaugă un acid (ioni H +  ) , concentrația ionilor de hidroxid OH - va scădea și invers. Într-un mediu neutru [H + ] = [OH - ] = mol / l. La o concentraţie de [H + ] > 10 −7 mol/l (respectiv, o concentraţie de [OH − ] < 10 −7 mol/l), mediul va fi acid ; La o concentrație de [OH - ] > 10 -7 mol / l (respectiv, o concentrație de [H + ] < 10 -7 mol / l) - alcalină .

Produse ionice ale altor solvenți

Produsul ionic poate fi calculat nu numai pentru apă. Produsul ionic al apei este doar una (deși practic cea mai importantă) dintre constantele de autoprotoliză .

Vezi și

Note

  1. ↑ Cartea de referință a lui Ravdel p. 127 . Preluat la 3 noiembrie 2021. Arhivat din original la 7 martie 2022.

Link -uri