Kw, pH, pOH: koncepció, hogyan kell kiszámítani, gyakorlatok

A ionizációs állandó ad Víz(Kw), O hidrogénpotenciál(pH) ez a hidroxilionos potenciál (pOH) ők intézkedéseket fontos a számítások bevonásával kémiai egyensúly savas és lúgos oldatokban, valamint a H-ionok koncentrációjának meghatározásában⁺ és ó^-kérdéses megoldások közül.

Mi az a Kw?

A víz vagy Kw ionterméke (ez weszközök víz - a víz, angolul), a konstans, amelyet a a víz önionizációja által létrehozott egyensúly. A víz még nagyon kis sebességgel is ionizálódik és H-ionokat termel⁺ és ó^-, a következő kémiai egyenlet szerint:

Az egyenlet elemzésével rájövünk, hogy amikor a ionizálás a tiszta víz molekulájából H ion keletkezik.⁺ és egy OH-ion^-, ez a ezen ionok koncentrációja mindig azonos lesz. Még akkor is, ha a hőmérséklet emelkedik, ami az ionizációs sebesség növekedését okozza, a koncentrációk változatlanok maradnak.

Olvassa el:Ionizációs energia

Kísérleti mérések alapján kiszámolták a H-ionok koncentrációját⁺ és ó^- (a víz önionizálásából adódik) 25 ° C-on és értéke 1. 10^-7

instagram story viewer

mol / L. Vagyis összesen 1 milliárd vízmolekula, csak ketten ionizálódnak. Ez azt mutatja, hogy a tiszta víz alacsony fokú ionizációval rendelkezik, és magyarázza a nagyon alacsony szintet Elektromos vezetőképesség tiszta vizet.

Figyelembe véve a fentieket, megírhatjuk a kifejezés a vízháztartási állandó értéke:

Vízionizációs állandó (kW) — Vízionizációs állandó (K_w).

Hionkoncentráció-értékek felhasználásával⁺ és ó^-25 ° C-on kiszámíthatjuk a K értékét_w:

Amint azt korábban említettük, ez az érték K_w a hőmérséklet növekedésével változik, az alábbi táblázat szerint:

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

Ha többet szeretne megtudni erről a témáról, olvassa el a szövegünket: Ionikus víztermék.

Mi a pH és a pOH?

A pH vagy a hidrogénionos potenciál egy skálán határozza meg, hogy egy anyag savas, lúgos vagy semleges.

a betűszó pH eszközök hidrogénpotenciál és a dán biokémikus hozta létre Soren Sorensen, 1909-ben, a munkával való megkönnyítése érdekében hidrogénion-koncentrációk [H⁺], amelyeket általában tizedes számokban fejezünk ki. Ha többet szeretne megtudni erről a témáról, olvassa el a szövegünket: Mi a pH?

Ez a fajta jelölés a H iontartalmat jelzi⁺ jelen van az oldatban és a matematikai kifejezés határozza meg:

Hasonlóképpen definiálhatjuk a pOH vagy hidroxilionos potenciál, ami megmondja nekünk a OH-iontartalom^-jelen van az oldatban. Matematikai kifejezése:

Vizes oldatban mindig vannak H-ionok⁺ és ó^- (a víz által elszenvedett ionizáció következtében), amelyek a savas vagy alapvető. Minél több H-ion⁺ van az oldatban, annál savasabb lesz. Következésképpen OH-ionok jelenléte^- a megoldás alaposabbá teszi. Ha egyensúly áll fenn ezen ionok mennyiségében, akkor az oldatot a következők közé soroljuk semleges.

pH-skála

A pH-skála 0 és 14 közötti értékekkel jelenik meg (25 ° C-on mért értékek). Lásd a pH-skálát az alábbi képen:

Minél alacsonyabb a pHa megoldás,nagyobb a savassága, és minél közelebb van a skála végéhez, vagyis közelebb a 14-hez, annál nagyobb lesz az alapkaraktere. Például a citromlé pH-ja 2, míg a fehérítőké 12.

A pH és a pOH kiszámítása

ismerve a ionkoncentráció, tudunk kiszámítja az értékeket az oldatok pH-értékét és pOH-ját, és a potenciális értékeket ismerve kiszámoljuk a ionok koncentrációja oldatokban. Erre a célra a következő kifejezéseket használják:

Menjünk a példákra:

1. példa

Ha meg akarjuk tudni az oldat pH-ját [H⁺] = 0,001 mol / L, csak a korábban bemutatott képletet használja:

2. példa

Most, hogy megtudjuk, mi az OH koncentrációja^- pOH = 5 oldat esetén csak cserélje ki az értéket a következő képlettel:

Ha ugyanazt a potenciálskálát alkalmazzuk a víz ionmérlegére, akkor:

Mint már említettük, 25 ° C-on Kw = 10^-14. Ebből kifolyólag:

Ezzel kiszámíthatjuk az oldat pOH-ját annak pH-ja alapján. Ha van egy oldatunk, amelynek pH-ja 3, akkor a pOH értéke 11 lesz.

Többet tud: Semleges, savas és bázikus közeg

megoldott gyakorlatok

1. kérdés (UEFS-BA) Az OH-ionok koncentrációja^–_(itt) adott ammónium-hidroxid-oldatban 25 ° C-on 1,10^–3 mol / L. Ennek az oldatnak a pOH-értéke:

a) 0

b) 1

c) 3

d) 11

e) 13

Felbontás: C betű. Ha van [OH^–] = 10^–3 mol / L, tehát a pOH értéke 3-mal lesz.

Néz:

2. kérdés (UEA-AM) Vegye figyelembe a következő információkat, amelyeket egy ásványvíz-címkén kaptak Porto Seguro (BA) városában:

nitrát 1,45 mg / l
pH 25 ° C-on 4,51

Ez az ásványvíz

a) savas és [H⁺] –].

b) savas és [H⁺]> [OH^–].

c) semleges és [H⁺] = [OH^–].

d) bázikus és [H⁺]> [OH^–].

e) bázikus és [H⁺] –].

Felbontás: B betű. Mivel a címkén feltüntetett ásványvíz pH-ja kevesebb, mint 7, azt mondhatjuk, hogy ez savas oldat, ezért a H-ionok koncentrációja⁺ nagyobb, mint az OH-k^-.

3. kérdés (UEA-AM) A laboratóriumban a gáz halmazállapotú hidrogén gyors előállításának egyik módja az, ha a porított fémcinket 1,0 mol / l koncentrációjú sósavval (HCl) reagáltatják:

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

Figyelembe véve, hogy a sósav 100% -ban ionizált és az oldat 25 ° C-on van, helyes kijelenteni, hogy a szövegben említett sósavoldat pH-ja

Felbontás:A betű. Az oldat pH-ját a szövegben közölt HCl koncentráció felhasználásával számíthatjuk ki, mivel mivel 100% -ban ionizált, a [H⁺] azonos lesz, mert minden ionizált HCl-molekula esetében egy H-ion⁺generálódik. Ebből kifolyólag:

Írta: Victor Ferreira
Kémia tanár