Veden ioninen tuote

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 13.6.2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 10 muokkausta .

Veden ionituote K W ( veden autoprotolyysivakio ) on vedessä tai vesiliuoksissa olevien vetyionien H + ja hydroksidi - ionien OH- pitoisuuksien tulo .

{\mathsf {K_{W}=\left[H^{+}\right]\left[OH^{-}\right]=10^{-14}(mol/L)^{2} \ \ }}

20 - 25 °C:ssa veden dissosiaatiovakio on 1,8⋅10 -16 mol/l (pK d = 15,74). Missä on veden ionituote K W \u003d 10 −14 mol² / l²

Veden ionituotteen arvon johtaminen

Vesi on heikko amfolyytti (se voi olla luovuttaja ja vastaanottaja) ja dissosioituu heikosti.

${\mathsf {H_{2}O\rightleftarrows H^{+}+OH^{-}}}$

Tämän reaktion tasapaino on siirtynyt voimakkaasti vasemmalle. Veden dissosiaatiovakio voidaan laskea kaavalla:

{\mathsf {K={\frac {\left[H^{+}\right]\left[OH^{-}\right]}{\left[H_{2}O\oikea]))))\ \ \ (yksi)

missä:

[H + ] on hydronium-ionien (protonien) pitoisuus;
[OH - ] on hydroksidi-ionien pitoisuus;
[H 2 O] on veden pitoisuus (molekyylimuodossa) vedessä;

Vesimolekyylien pitoisuus sen alhaisen dissosiaatioasteen vuoksi on käytännössä vakio ja on (1000 g / l) / (18 g / mol ) \u003d 55,56 mol / l.

20 - 25 °C:ssa veden dissosiaatiovakio on 1,8⋅10 -16 mol/l. Koska vesi on heikko elektrolyytti (amfolyytti), sen dissosiaatiovakio voidaan kirjoittaa suoraan veden dissosiaatiosta.

{\mathsf {K\left[H_{2}O\right]=\left[H^{+}\right]\left[OH^{-}\right]\ \ ))

Merkitään tuotetta 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 - ] (at 25 °C).

Vakiota K in , joka on yhtä suuri kuin protonien ja hydroksidi-ionien pitoisuuksien tulo, kutsutaan veden ionituotteeksi . Se on vakio puhtaan veden lisäksi myös aineiden laimeille vesiliuoksille. Lämpötilan noustessa veden dissosiaatio kasvaa, joten myös K in kasvaa , lämpötilan laskiessa päinvastoin.

p K w :n lämpötilariippuvuus

p K w puhtaalle vedelle eri lämpötiloissa [1]

T (°C)	0	5	kymmenen	viisitoista	kahdeksantoista	kaksikymmentä	21	22	23	24	25	kolmekymmentä	35	40	45	viisikymmentä	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

Nämä tiedot voidaan arvioida paraabelilla ( katso kaavio )

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

tai kuutioparaabeli (joka on tarkempi)

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

Veden ionisen tuotteen käytännön merkitys

Veden ionisen tuotteen käytännön arvo on suuri, koska se mahdollistaa minkä tahansa liuoksen tunnetulla happamuudella (emäksisyydellä) (eli tunnetulla [H + ]- tai [OH - ]-pitoisuudella) löytää vastaavasti. , [OH - ]- tai [H + ]- pitoisuudet . Vaikka useimmissa tapauksissa ne eivät käytä esityksen mukavuuden vuoksi pitoisuuksien absoluuttisia arvoja, vaan niiden desimaalilogaritmeja, jotka on otettu päinvastaisella merkillä - vastaavasti vetyindeksiä ( pH ) ja hydroksyyliindeksiä ( pOH ).

Koska K in on vakio, kun liuokseen lisätään happoa (H + -ioneja) , hydroksidi-ionien OH - pitoisuus laskee ja päinvastoin. Neutraalissa ympäristössä [H + ] = [OH - ] = mol / l. Konsentraatiolla [H + ] > 10 -7 mol/l (vastaavasti pitoisuus [OH - ] < 10 -7 mol/l) ympäristöstä tulee hapan ; Konsentraatiolla [OH - ] > 10 -7 mol / l (vastaavasti pitoisuus [H + ] < 10 -7 mol / l) - emäksinen . ${\sqrt {10^{{-14}}}}=10^{{-7}}$

Muiden liuottimien ioniset tuotteet

Ionituote voidaan laskea paitsi vedelle. Veden ionituote on vain yksi (vaikkakin käytännössä tärkein) autoprotolyysivakioista .

Katso myös

Muistiinpanot

↑ Ravdelin hakuteos s. 127 . Haettu 3. marraskuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 7. maaliskuuta 2022. (Venäjän kieli)

Linkit

Veden ioninen tuote riippuen veden paineesta ja lämpötilasta http://twt.mpei.ac.ru/rbtpp/pKw/