Kw, pH, pOH: koncept, kako izračunati, vježbe

THE konstanta ionizacije daje Voda(Kw), O vodikov potencijal(pH) to je hidroksilni potencijal (pOH) oni su mjere važno za izračune koji uključuju kemijska ravnoteža u kiselim i bazičnim otopinama, kao i u određivanju koncentracije H iona⁺ i oh^-dotičnih rješenja.

Što je Kw?

Jonski proizvod vode ili Kw (ovo wsredstva voda - voda, na engleskom), konstanta je koja se koristi za predstavljanje ravnoteža nastala samoionizacijom vode. Čak i s vrlo malom brzinom, voda ionizira stvarajući H ione⁺ i oh^-, prema sljedećoj kemijskoj jednadžbi:

Analizirajući jednadžbu, shvaćamo da kada ionizacija iz molekule čiste vode stvara se ion H.⁺ i OH ion^-, odnosno koncentracija ovih iona uvijek će biti ista. Čak i kada postoji porast temperature, što uzrokuje povećanje brzine ionizacije, koncentracije ostaju iste.

Pročitajte i vi:Energija jonizacije

Na temelju eksperimentalnih mjerenja izračunata je koncentracija H iona⁺ i oh^- (što je rezultat samoionizacije vode) pri 25 ° C i vrijednosti 1. 10^-7

instagram story viewer

mol / L. To je, od ukupno 1 milijarde molekula vode, samo dva se podvrgavaju ionizaciji. To pokazuje da čista voda ima nizak stupanj ionizacije i objašnjava vrlo nizak Električna vodljivost čiste vode.

Uzimajući u obzir gore prikazano, možemo napisati izraz konstante vodne bilance:

Konstanta jonizacije vode (Kw) — Konstanta jonizacije vode (K_w).

Korištenje vrijednosti koncentracije H iona⁺ i oh^-na 25 ° C, možemo izračunati vrijednost K_w:

Kao što je ranije rečeno, ova vrijednost K_w mijenja se s porastom temperature, kao što je prikazano u donjoj tablici:

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

Da biste saznali više o ovoj temi, pročitajte naš tekst: Jonski proizvod vode.

Što su pH i pOH?

PH ili ionski potencijal vodika određuje skalom je li tvar kisela, bazična ili neutralna.

kratica pH sredstva vodikov potencijal a stvorio ga je danski biokemičar Soren Sorensen, 1909., kako bi se olakšao rad s koncentracije vodikovih iona [H⁺], koji se obično izražavaju u decimalnim brojevima. Da biste saznali više o ovoj temi, pročitajte naš tekst: Što je pH?

Ova vrsta zapisa označava sadržaj H iona⁺ prisutna u otopini a definiran je matematičkim izrazom:

Slično tome, možemo definirati pOH ili hidroksilnog potencijala, što nam govori o Sadržaj OH iona^-prisutna u otopini. Njegov matematički izraz je:

U vodenoj otopini uvijek će biti H iona⁺ i oh^- (zbog ionizacije koju trpi voda) koja će se koristiti za karakterizaciju otopine u kisela ili Osnovni, temeljni. Što više H iona⁺ ima ga u otopini, što će biti kiselija. Posljedično tome, prisutnost OH iona^- u rješenju će to učiniti osnovnijim. Ako postoji ravnoteža u količini ovih iona, otopina će se klasificirati kao neutralan.

pH skala

Prikazana je pH skala s vrijednostima u rasponu od 0 do 14 (vrijednosti izmjerene na 25 ° C). Pogledajte pH ljestvicu na slici ispod:

Što je pH nižirješenja,veća je njegova kiselost, i što je bliže kraju ljestvice, odnosno bliže 14, to će veći biti njezin osnovni karakter. Na primjer, limunov sok ima pH 2, dok izbjeljivači imaju pH 12.

Kako izračunati pH i pOH

poznavanje koncentracija iona, možemo izračunajte vrijednosti pH i pOH otopina i, znajući potencijalne vrijednosti, izračunavamo koncentracija iona u otopinama. U tu svrhu koriste se sljedeći izrazi:

Idemo na primjere:

Primjer 1

Ako želimo znati pH otopine s [H⁺] = 0,001 mol / L, samo upotrijebite prethodno predstavljenu formulu:

Primjer 2

Sada, kako bismo saznali kolika je koncentracija OH^- otopine s pOH = 5, samo zamijenite vrijednost u sljedećoj formuli:

Ako primijenimo istu ljestvicu potencijala za ionsku ravnotežu vode, imat ćemo:

Kao što je navedeno, na 25 ° C, Kw = 10^-14. Stoga:

Ovim možemo izračunati pOH otopine na temelju njezinog pH. Ako imamo otopinu s pH 3, tada će njen pOH biti 11.

Znati više: Neutralni, kiseli i bazični mediji

riješene vježbe

Pitanje 1 (UEFS-BA) Koncentracija OH iona^–_(ovdje) u datoj otopini amonijevog hidroksida, na 25 ° C, jednako je 1,10^–3 mol / L. PP ovog rješenja je:

a) 0

b) 1

c) 3

d) 11

e) 13

Rješenje: Slovo C. Ako imamo [OH^–] = 10^–3 mol / L, tako da će vaš pOH biti jednak 3.

Izgled:

Pitanje 2 (UEA-AM) Uzmite u obzir sljedeće podatke dobivene na etiketi mineralne vode u gradu Porto Seguro (BA):

nitrata 1,45 mg / L
pH pri 25 ° C 4,51

Ova mineralna voda je

a) kisela i ima [H⁺] –].

b) kisela i ima [H⁺]> [OH^–].

c) neutralan i ima [H⁺] = [OH^–].

d) osnovni i ima [H⁺]> [OH^–].

e) osnovni i ima [H⁺] –].

Razlučivost: Slovo B. Kako je pH mineralne vode naveden na naljepnici manji od 7, možemo reći da je kisela otopina i, prema tome, koncentracija H iona⁺ je veći od OH-a^-.

Pitanje 3 (UEA-AM) Jedan od načina brzog dobivanja plinovitog vodika u laboratoriju je reakcija metalnog cinka u prahu s klorovodičnom kiselinom (HCl), u koncentraciji od 1,0 mol / L:

Zn (s) + 2 HCl (vod.) _→ ZnCl₂ (vodeno) + H₂ (g)

Uzimajući u obzir da je klorovodična kiselina 100% ionizirana i da je otopina na 25 ° C, ispravno je tvrditi da je pH otopine solne kiseline spomenute u tekstu

Rješenje:Slovo A. PH otopine možemo izračunati pomoću koncentracije HCl navedene u tekstu, budući da je koncentracija [H, jer je 100% ionizirana⁺] bit će isti, jer za svaku ioniziranu molekulu HCl jedan H ion⁺generirat će se. Stoga:

Napisao Victor Ferreira
Učitelj kemije