DET ioniseringskonstant giver Vand(Kw), O brintpotentiale(pH) Det er hydroxylionisk potentiale (pOH) de er foranstaltninger vigtigt for beregninger, der involverer kemisk balance i sure og basiske opløsninger såvel som ved bestemmelse af koncentrationen af H-ioner+ og åh- af de pågældende løsninger.
Hvad er Kw?
Det ioniske produkt af vand eller Kw (dette wmidler vand - vand, på engelsk), er den konstant, der bruges til at repræsentere balance genereret af selvionisering af vand. Selv med en meget lille hastighed ioniserer vand, der producerer H-ioner+ og åh-ifølge følgende kemiske ligning:
Når vi analyserer ligningen, indser vi, at når ionisering fra et molekyle rent vand genereres en H-ion.+ og en OH-ion-, det vil sige koncentrationen af disse ioner vil altid være den samme. Selv når der er en stigning i temperaturen, hvilket medfører en stigning i ioniseringshastigheden, forbliver koncentrationerne de samme.
Læs også:Ioniseringsenergi
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
Baseret på eksperimentelle målinger blev koncentrationen af H-ioner beregnet+ og åh- (som følge af selvionisering af vand) ved 25 ° C og værdien af 1. 10-7 mol / l. Det er, af i alt 1 milliard vandmolekyler, kun to gennemgår ionisering. Dette viser, at rent vand har en lav grad af ionisering og forklarer det meget lave Elektrisk ledningsevne af rent vand.
I betragtning af hvad der blev vist ovenfor, kan vi skrive udtryk af vandbalancekonstanten:
Brug af ionkoncentrationsværdier+ og åh- ved 25 ° C kan vi beregne værdien af Kw:
Som tidligere nævnt er denne værdi af Kw ændringer med stigende temperatur, som vist i nedenstående tabel:
T (° C) |
Kw |
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 |
For at lære mere om dette emne, læs vores tekst: Ionisk vandprodukt.
Hvad er pH og pOH?
akronymet pH midler brintpotentiale og blev skabt af den danske biokemiker Søren Sorensen, i 1909, for at lette arbejdet med hydrogenionkoncentrationer [H+], som normalt udtrykkes i decimaltal. For at lære mere om dette emne, læs vores tekst: Hvad er pH?
Denne form for notation angiver H-ionindholdet+ til stede i løsningen og er defineret af det matematiske udtryk:
På samme måde kan vi definere pOH eller hydroxylionisk potentiale, som fortæller os OH-ionindhold- til stede i løsningen. Dets matematiske udtryk er:
I en vandig opløsning vil der altid være H-ioner+ og åh- (på grund af vandets ionisering), der vil blive brugt til at karakterisere en løsning i sure eller grundlæggende. Jo flere H-ioner+ der er i opløsningen, jo mere sur bliver den. Følgelig tilstedeværelsen af OH-ioner- i løsningen vil gøre det mere grundlæggende. Hvis der er en ligevægt i mængden af disse ioner, klassificeres opløsningen som neutral.
pH-skala
PH-skalaen vises med værdier fra 0 til 14 (værdier målt ved 25 ° C). Se pH-skalaen i nedenstående billede:
Jo lavere pHaf løsningen,større er dens surhed, og jo tættere på slutningen af skalaen, dvs. tættere på 14, jo større vil dens grundlæggende karakter være. For eksempel har citronsaft en pH-værdi på 2, mens blegemidler har en pH-værdi på 12.
Sådan beregnes pH og pOH
at kende ionkoncentration, vi kan beregne værdierne af pH og pOH af opløsningerne, og ved at kende de potentielle værdier beregner vi koncentration af ioner i opløsninger. Til dette formål anvendes følgende udtryk:
Lad os gå til eksemplerne:
Eksempel 1
Hvis vi vil vide pH-værdien i en opløsning med [H+] = 0,001 mol / L, brug bare den tidligere præsenterede formel:
Eksempel 2
Nu for at finde ud af, hvad der er koncentrationen af OH- af en opløsning med pOH = 5, skal du blot erstatte værdien i følgende formel:
Hvis vi anvender den samme skala af potentialer for den ioniske balance i vand, har vi:
Som anført ved 25 ° C, Kw = 10-14. Derfor:
Med dette kan vi beregne pOH for en opløsning baseret på dens pH. Hvis vi har en opløsning med en pH-værdi på 3, vil dens pOH være 11.
Lær mere: Neutrale, sure og basiske medier
løste øvelser
Spørgsmål 1 (UEFS-BA) Koncentrationen af OH-ioner–(her) i en given ammoniumhydroxidopløsning ved 25 ° C er lig med 1,10–3 mol / l. POH'en for denne løsning er:
a) 0
b) 1
c) 3
d) 11
e) 13
Løsning: Bogstav C. Hvis vi har [OH–] = 10–3 mol / L, så din pOH vil være lig med 3.
Se:
Spørgsmål 2 (UEA-AM) Overvej følgende oplysninger, der er opnået fra et mineralvandmærke i byen Porto Seguro (BA):
nitrat 1,45 mg / l
pH ved 25 ° C 4,51
Dette mineralvand er
a) sur og har [H+] –].
b) surt og har [H+]> [OH–].
c) neutral og har [H+] = [OH–].
d) grundlæggende og har [H+]> [OH–].
e) grundlæggende og har [H+] –].
Løsning: Bogstav B. Da pH-værdien af mineralvand informeret på etiketten er mindre end 7, kan vi sige, at det er en sur opløsning og derfor koncentrationen af H-ioner+ er større end OH's-.
Spørgsmål 3 (UEA-AM) En måde til hurtigt at producere gasformigt brint i laboratoriet er ved at reagere pulveriseret metallisk zink med saltsyre (HCI) i en koncentration på 1,0 mol / L:
Zn (s) + 2 HCI (aq) → ZnCl2 (aq) + H2 (g)
I betragtning af at saltsyren er 100% ioniseret, og at opløsningen er ved 25 ° C, er det korrekt at anføre, at pH-værdien for saltsyreopløsningen nævnt i teksten er
- 0
- 1
- 3
- 13
- 14
Løsning:Bogstav a. Vi kan beregne opløsningens pH ved hjælp af koncentrationen af HC1 informeret i teksten, da koncentrationen af [H er 100% ioniseret, da den er 100% ioniseret.+] vil være den samme, fordi der for hvert ioniseret HCI-molekyle en H-ion+ vil blive genereret. Derfor:
Af Victor Ferreira
Kemilærer
