Kw, pH, pOH: koncept, jak počítat, cvičení

THE ionizační konstanta dává Voda(Kw), Ó vodíkový potenciál(pH) to je hydroxyliontový potenciál (pOH) oni jsou opatření důležité pro výpočty zahrnující chemická rovnováha v kyselých a zásaditých roztocích, jakož i při stanovení koncentrace iontů H⁺ a oh^-řešení.

Co je Kw?

Iontový produkt vody nebo Kw (toto wprostředek voda - voda, v angličtině), je konstanta používaná k reprezentaci rovnováha generovaná samoionizací vody. I při velmi malé rychlosti voda ionizuje a produkuje ionty H⁺ a oh^-, podle následující chemické rovnice:

Analýzou rovnice si uvědomíme, že když ionizace z molekuly čisté vody je generován iont H.⁺ a OH iont^-, toto je koncentrace těchto iontů bude vždy stejná. I když dojde ke zvýšení teploty, které způsobí zvýšení rychlosti ionizace, zůstanou koncentrace stejné.

Přečtěte si také:Ionizační energie

Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)

Na základě experimentálních měření byla vypočtena koncentrace iontů H⁺ a oh^- (vyplývající ze samoionizace vody) při 25 ° C a hodnotě

instagram story viewer

1. 10^-7 mol / l. To znamená, z celkem 1 miliardy molekul vody, pouze dva podstoupit ionizaci. To ukazuje, že čistá voda má nízký stupeň ionizace a vysvětluje velmi nízkou Elektrická vodivost čisté vody.

Vzhledem k tomu, co bylo ukázáno výše, můžeme napsat výraz konstanty vodní bilance:

Konstanta ionizace vody (Kw) — Konstanta ionizace vody (K._w).

Pomocí hodnot koncentrace iontů H⁺ a oh^-při 25 ° C můžeme vypočítat hodnotu K._w:

Jak již bylo uvedeno výše, tato hodnota K._w se mění s rostoucí teplotou, jak je uvedeno v následující tabulce:

T (° C)	K._w
10	0,29. 10^-14
20	0,68. 10^-14
25	1,00. 10^-14
30	1,47. 10^-14
40	2,92. 10^-14
60	9,40. 10^-14

Chcete-li se o tomto tématu dozvědět více, přečtěte si náš text: Produkt iontové vody.

Co je to pH a pOH?

Hodnota pH nebo vodíkový iontový potenciál určuje na stupnici, zda je látka kyselá, zásaditá nebo neutrální.

zkratka pH prostředek vodíkový potenciál a byl vytvořen dánským biochemikem Soren Sorensen, v roce 1909, k usnadnění práce s koncentrace vodíkových iontů [H⁺], které jsou obvykle vyjádřeny v desetinných číslech. Chcete-li se o tomto tématu dozvědět více, přečtěte si náš text: Co je to pH?

Tento druh notace označuje obsah H iontů⁺ přítomný v řešení a je definován matematickým výrazem:

Podobně můžeme definovat pOH nebo hydroxyliontový potenciál, který nám říká Obsah OH iontů^-přítomný v řešení. Jeho matematické vyjádření je:

Ve vodném roztoku budou vždy ionty H.⁺ a oh^- (kvůli ionizaci, kterou voda utrpěla), která bude použita k charakterizaci řešení v kyselé nebo základní. Čím více iontů H⁺ v roztoku je, tím kyselější bude. V důsledku toho je přítomnost OH iontů^- v řešení bude základní. Pokud existuje rovnováha v množství těchto iontů, bude roztok klasifikován jako neutrální.

pH stupnice

Stupnice pH se zobrazuje s hodnotami od 0 do 14 (hodnoty měřené při 25 ° C). Podívejte se na stupnici pH na obrázku níže:

Čím nižší je pHřešení,větší je jeho kyselost, a čím blíže ke konci stupnice, tj. blíže k 14, tím větší bude její základní charakter. Například citronová šťáva má pH 2, zatímco bělidla mají pH 12.

Jak vypočítat pH a pOH

znát koncentrace iontů, můžeme vypočítat hodnoty pH a pOH roztoků a se znalostmi potenciálních hodnot vypočítáme koncentrace iontů v roztocích. Pro tento účel se používají následující výrazy:

Pojďme k příkladům:

Příklad 1

Pokud chceme znát pH roztoku s [H⁺] = 0,001 mol / L, stačí použít dříve uvedený vzorec:

Příklad 2

Nyní zjistit, jaká je koncentrace OH^- řešení s pOH = 5, stačí nahradit hodnotu v následujícím vzorci:

Pokud použijeme stejnou škálu potenciálů pro iontovou rovnováhu vody, budeme mít:

Jak již bylo uvedeno, při 25 ° C, Kw = 10^-14. Proto:

S tímto můžeme vypočítat pOH roztoku na základě jeho pH. Pokud máme roztok s pH 3, pak jeho pOH bude 11.

Vědět více: Neutrální, kyselá a zásaditá média

vyřešená cvičení

Otázka 1 (UEFS-BA) Koncentrace iontů OH^–_(tady) v daném roztoku hydroxidu amonného se při 25 ° C rovná 1,10^–3 mol / l. POH tohoto roztoku je:

a) 0

b) 1

c) 3

d) 11

e) 13

Řešení: Písmeno C.. Pokud máme [OH^–] = 10^–3 mol / L, takže váš pOH bude roven 3.

Dívej se:

Otázka 2 (UEA-AM) Zvažte následující informace získané z etikety minerální vody ve městě Porto Seguro (BA):

dusičnan 1,45 mg / l
pH při 25 ° C 4,51

Tato minerální voda je

a) kyselý a má [H⁺] –].

b) kyselý a má [H⁺]> [OH^–].

c) neutrální a má [H⁺] = [OH^–].

d) základní a má [H⁺]> [OH^–].

e) základní a má [H⁺] –].

Řešení: Písmeno B.. Protože pH minerální vody uvedené na etiketě je menší než 7, můžeme říci, že se jedná o kyselý roztok, a tedy o koncentraci iontů H⁺ je větší než OH^-.

Otázka 3 (UEA-AM) Jedním ze způsobů rychlé produkce plynného vodíku v laboratoři je reakce práškového kovového zinku s kyselinou chlorovodíkovou (HCl) v koncentraci 1,0 mol / L:

Zn (y) + 2 HCl (aq) _→ ZnCl₂ (aq) + H₂ (G)

Vzhledem k tomu, že kyselina chlorovodíková je 100% ionizovaná a že roztok má teplotu 25 ° C, je správné uvést, že pH roztoku kyseliny chlorovodíkové uvedené v textu je

Řešení:Písmeno a. Můžeme vypočítat pH roztoku pomocí koncentrace HCl uvedené v textu, protože, protože je 100% ionizovaný, koncentrace [H⁺] bude stejný, protože pro každou ionizovanou molekulu HCl jeden H iont⁺bude vygenerováno. Proto:

Autor: Victor Ferreira
Učitel chemie