Іонний добуток води

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Іо́нний до́буток води́ — константа автопротолізу води, що визначається як добуток концентрацій протону H+ та гідроксид-іону OH- у воді або водних розчинах.

Розрахунок значення[ред.ред. код]

Вода має здатність до автопротолізу:

H2O + H2O H3O+ + OH-

У спрощеному вигляді даний процес розглядається як зворотна дисоціація молекул:

H2O H+ + OH-

Константа рівноваги для дисоціації води має вигляд

Оскільки дисоціація є дуже незначною (наприклад, за температури 25 °C значення константи становить 1,8·10-16 моль/л), знаменник [H2O] приймають як недисоційовану воду, стала концентрація якої становить:

[H2O] = 1000 г/л : 18 г/моль = 55,56 моль/л

Величина константи рівноваги є постійною за певної температури, тому її об'єднують з концентрацією води у величину іонний добуток води Kw (від англ. water — вода):

Kw = Kdiss · [H2O] = [H+][OH-]

Значення Kw розраховують, виходячи зі значень константи дисоціації. Наприклад, при температурі 25 °C воно становить:

Kw = 1,8·10-16 · 55,56 = 10-14 моль²/л²

На практиці часто користуються від'ємними логарифмами значень:

-lg Kw = pKw

Вплив на значення[ред.ред. код]

Залежність pKw для води та важкої води від температури[1]
T, °C H2O D2O
0 14,938 15,972
10 14,528 15,527
20 14,163 15,132
25 13,995 14,951
30 13,836 14,779
40 13,542 14,462
50 13,275 14,176
60 13,034 13,918
70 12,814 13,683
80 12,613 13,470
90 12,428 13,276
100 12,265 13,099

На величину іонного добутку значною мірою впливає температура, оскільки при її зростанні підвищується ступінь дисоціації речовини. Так, за температури 100 °C показник pKw вже становить 12,265 (проти 14 за стандартної температури 25 °C).

Застосування[ред.ред. код]

Прикладне значення іонного добутку води спирається на рівняння

Kw = [H+][OH-]

Виходячи з нього стає можливим розрахунок значень pH та pOH. Наприклад, у нейтральному середовищі концентрації іонів H+ та OH- є рівними:

[H+] = [OH-] = ; або у логарифмічному вигляді
pH = pOH = ½pKw

Так, за температури 25 °C значення Kw становить 10-14, тому у нейтральному середовищі pH і pOH дорівнюватимуть:

[H+] = [OH-] = = 10-7 моль/л; або
pH = pOH = ½ · 14 = 7

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. CRC Handbook of Chemistry and Physics / Lide, D. R., editor. — 86th. — Boca Raton (FL) : CRC Press, 2005. — P. 8-85. — ISBN 0-8493-0486-5. (англ.)

Джерела[ред.ред. код]

  • Жаровський Ф. Г., Пилипенко А. Т., П'ятницький І. В. Аналітична хімія. — 2-е. — К. : Вища школа, 1982. — С. 232.
  • Голуб А. М. Загальна та неорганічна хімія / За ред. Н. І. Сом. — Київ : Вища школа, 1968. — Т. 1. — 441 с.