Kw, pH, pOH: käsite, miten lasketaan, harjoitukset

THE ionisaatiovakio antaa Vesi(Kw), O vetypotentiaali(pH) se on hydroksyylionionipotentiaali (pOH) he ovat toimenpiteitä tärkeä laskelmiin, joihin liittyy kemiallinen tasapaino happamissa ja emäksisissä liuoksissa sekä H-ionien konsentraation määrittämisessä⁺ ja oh^-ratkaisuista.

Mikä on Kw?

Veden tai Kw: n ionituote (tämä wtarkoittaa vettä - vesi, englanniksi) on vakio, jota käytetään veden itsionisaation tuottama tasapaino. Jopa hyvin pienellä nopeudella vesi ionisoi tuottaen H-ioneja⁺ ja oh^-seuraavan kemiallisen yhtälön mukaan:

Analysoimalla yhtälöä ymmärrämme, että kun ionisaatio puhtaan veden molekyylistä muodostuu H-ioni.⁺ ja OH-ioni^-, tuo on näiden ionien pitoisuus on aina sama. Silloinkin kun lämpötilan nousu aiheuttaa ionisointinopeuden nousun, pitoisuudet pysyvät ennallaan.

Lue myös:Ionisointienergia

Kokeellisten mittausten perusteella laskettiin H-ionien pitoisuus⁺ ja oh^- (johtuu veden itsensä ionisaatiosta) 25 ° C: ssa ja arvon 1. 10^-7 mol / l. Tuo on, 1 miljardista vesimolekyylistä

instagram story viewer

vain kaksi ionisoituu. Tämä osoittaa, että puhtaalla vedellä on pieni ionisaatioaste ja se selittää hyvin matalan Sähkönjohtavuus puhdasta vettä.

Ottaen huomioon yllä esitetyn voimme kirjoittaa ilmaisu vesitasapainovakiona:

Veden ionisaatiovakio (kW) — Veden ionisaatiovakio (K._w).

Käyttämällä H-ionipitoisuusarvoja⁺ ja oh^-lämpötilassa 25 ° C voimme laskea K: n arvon_w:

Kuten aiemmin todettiin, tämä arvo K_w muuttuu lämpötilan noustessa, kuten alla olevassa taulukossa on esitetty:

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

Jos haluat lisätietoja tästä aiheesta, lue teksti: Ioninen vesituote.

Mikä on pH ja pOH?

PH tai ionivetypotentiaali määrittää asteikon avulla, onko aine hapan, emäksinen vai neutraali.

lyhenne pH tarkoittaa vetypotentiaali ja sen loi tanskalainen biokemisti Soren Sorensen, vuonna 1909, helpottamaan työtä vetyionipitoisuudet [H⁺], jotka ilmaistaan yleensä desimaalilukuina. Jos haluat lisätietoja tästä aiheesta, lue teksti: Mikä on pH?

Tällainen merkintä osoittaa H-ionipitoisuuden⁺ liuoksessa ja se määritetään matemaattisella lausekkeella:

Samoin voimme määritellä pOH tai hydroksyylionionipotentiaali, joka kertoo meille OH-ionipitoisuus^-liuoksessa. Sen matemaattinen ilmaisu on:

Vesiliuoksessa on aina H-ioneja⁺ ja oh^- (johtuen veden kärsimästä ionisaatiosta), joita käytetään kuvaamaan liuosta hapan tai perus. Mitä enemmän H-ioneja⁺ mitä liuoksessa on, sitä happamampaa se on. Näin ollen OH-ionien läsnäolo^- ratkaisussa tekee siitä perustavanlaatuisemman. Jos näiden ionien määrässä on tasapaino, liuos luokitellaan neutraali.

pH-asteikko

PH-asteikko näytetään arvojen ollessa välillä 0 - 14 (arvot mitattuna 25 ° C: ssa). Katso pH-asteikko alla olevasta kuvasta:

Alempi pHratkaisun,suurempi on sen happamuus, ja mitä lähempänä asteikon loppua eli lähempänä astetta 14, sitä suurempi on sen perusluonne. Esimerkiksi sitruunamehun pH on 2, kun taas valkaisuaineiden pH on 12.

Kuinka lasketaan pH ja pOH

tietäen ionipitoisuus, me voimme laskea arvot pH: n ja pOH: n liuokset, ja laskemalla potentiaaliarvot ionien pitoisuus liuoksissa. Tätä tarkoitusta varten käytetään seuraavia ilmaisuja:

Mennään esimerkkeihin:

Esimerkki 1

Jos haluamme tietää liuoksen pH: n [H⁺] = 0,001 mol / L, käytä vain aiemmin esitettyä kaavaa:

Esimerkki 2

Nyt selvittääkseen mikä on OH: n pitoisuus^- liuoksella, jonka pOH = 5, vain korvaa arvo seuraavassa kaavassa:

Jos käytämme samaa potentiaaliastetta veden ionitasapainolle, meillä on:

Kuten todettiin, 25 ° C: ssa Kw = 10^-14. Siksi:

Tämän avulla voimme laskea liuoksen pOH: n sen pH: n perusteella. Jos meillä on liuos, jonka pH on 3, sen pOH on 11.

Tietää enemmän: Neutraali, hapan ja emäksinen väliaine

Harjoitukset ratkaistu

Kysymys 1 (UEFS-BA) OH-ionien pitoisuus^–_(tässä) annetussa ammoniumhydroksidiliuoksessa 25 ° C: ssa on 1,10^–3 mol / l. Tämän liuoksen pOH on:

a) 0

b) 1

c) 3

d) 11

e) 13

Resoluutio: Kirjain C. Jos meillä on [OH^–] = 10^–3 mol / l, joten pOH-arvo on 3.

Katso:

Kysymys 2 (UEA-AM) Harkitse seuraavia tietoja, jotka on saatu mineraaliveden etiketistä Porto Seguron kaupungista (BA):

nitraatti 1,45 mg / l
pH 25 ° C: ssa 4,51

Tämä kivennäisvesi on

a) hapan ja sillä on [H⁺] –].

b) hapan ja sillä on [H⁺]> [OH^–].

c) neutraali ja sillä on [H⁺] = [OH^–].

d) emäksinen ja sillä on [H⁺]> [OH^–].

e) perus ja sillä on [H⁺] –].

Resoluutio: Kirjain B. Koska etiketissä ilmoitetun kivennäisveden pH on alle 7, voimme sanoa, että se on hapan liuos ja siten H-ionien pitoisuus⁺ on suurempi kuin OH: n^-.

Kysymys 3 (UEA-AM) Yksi tapa tuottaa nopeasti kaasumaista vetyä laboratoriossa on saattamalla jauhemainen metallinen sinkki reagoimaan kloorivetyhapon (HCl) kanssa pitoisuutena 1,0 mol / L:

Zn (s) + 2 HCl (vesiliuos) _→ ZnCl₂ (aq) + H₂ (g)

Ottaen huomioon, että suolahappo on 100-prosenttisesti ionisoitua ja että liuos on 25 ° C: ssa, on oikein todeta, että tekstissä mainitun suolahappoliuoksen pH on

Resoluutio:Kirjain a. Voimme laskea liuoksen pH käyttämällä tekstissä ilmoitettua HCl-pitoisuutta, koska koska se on 100-prosenttisesti ionisoitua, [H⁺] on sama, koska jokaiselle ionisoidulle HCl-molekyylille yksi H-ioni⁺luodaan. Siksi:

Kirjailija: Victor Ferreira
Kemian opettaja