Kw、pH、pOH：概念、計算方法、演習

THE イオン化定数 与える 水（Kw）、 O 水素ポテンシャル（pH） それは ヒドロキシルイオンポテンシャル （pOH） 彼らです 対策 を含む計算にとって重要 化学バランス 酸性および塩基性溶液中、ならびにHイオンの濃度を決定する際に⁺ そしてああ^- 問題のソリューションの。

Kwとは何ですか？

水のイオン積、またはKw（これ w手段 水 —水（英語）は、を表すために使用される定数です 水の自己イオン化によって生成されるバランス. 非常に小さな速度でも、水はイオン化してHイオンを生成します⁺ そしてああ^-、次の化学式によると：

イオン水収支。

方程式を分析すると、 イオン化 純水の分子からHイオンが生成されます。⁺ とOHイオン^-、つまり、 これらのイオンの濃度は常に同じになります. 温度が上昇してイオン化率が上昇しても、濃度は同じです。

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実験測定に基づいて、Hイオンの濃度を計算しました⁺ そしてああ^- （水の自己イオン化の結果）25°Cでの値 1. 10^-7 mol / L. あれは、 合計10億の水分子の、のみ 2つはイオン化を受ける. これは、純水がイオン化の程度が低いことを示しており、非常に低いことを説明しています 電気伝導率 純水の。

上に示したものを考慮して、次のように書くことができます。 式 水収支定数の：

水のイオン化定数（K_w).

Hイオン濃度値の使用⁺ そしてああ^- 25°Cでは、Kの値を計算できます_w：

前に述べたように、この値は K_w 温度の上昇とともに変化します、以下の表に示すように：

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

この主題についてさらに学ぶために、私たちのテキストを読んでください： イオン水製品.

pHとpOHとは何ですか？

pH、または水素イオンポテンシャルは、物質が酸性、塩基性、または中性であるかどうかをスケールで決定します。

頭字語 pH 手段 水素ポテンシャル デンマークの生化学者によって作成されました セーレン・セーレンセン、1909年に、 水素イオン濃度 [H⁺]、通常は10進数で表されます。 このトピックの詳細については、テキストをお読みください。 pHとは何ですか？

この種の表記 Hイオン含有量を示します⁺ ソリューションに存在する 数式で定義されます。

同様に、次のように定義できます。 pOH またはヒドロキシルイオンポテンシャル、それは私たちに教えてくれます OHイオン含有量^- ソリューションに存在する. その数式は次のとおりです。

水溶液では常にHイオンが存在します⁺ そしてああ^- （水がイオン化するため）溶液の特性評価に使用されます 酸性 または 基本. より多くのHイオン⁺ 溶液中にあるほど、酸性度が高くなります。 その結果、OHイオンの存在^- ソリューションでそれをより基本的にします。 これらのイオンの量に平衡がある場合、溶液は次のように分類されます。 中性.

pHスケール

pHスケールは、0から14の範囲の値（25°Cで測定された値）で表示されます。 下の画像のpHスケールを参照してください。

pHが低いソリューションの、その酸味は大きいです、 スケールの終わりに近いほど、つまり14に近いほど、その基本的な特性は大きくなります。 たとえば、レモンジュースのpHは2ですが、漂白剤のpHは12です。

pHとpOHの計算方法

知っている イオン濃度、 私たちはできる 値を計算する 溶液のpHとpOHを計算し、潜在的な値を知って、 溶液中のイオン濃度. この目的のために、次の式が使用されます。

例に行きましょう：

例1

[Hで溶液のpHを知りたい場合⁺] = 0.001 mol / L、前に示した式を使用してください。

例2

さて、OHの濃度を調べるために^- pOH = 5の溶液の場合、次の式の値を置き換えるだけです。

水のイオンバランスに同じスケールのポテンシャルを適用すると、次のようになります。

前述のように、25°CではKw = 10^-14. したがって：

これにより、pHに基づいて溶液のpOHを計算できます。 pHが3の溶液がある場合、そのpOHは11になります。

詳細： 中性、酸性、塩基性の媒体

解決された演習

質問1（UEFS-BA） OHイオンの濃度^–_{（ここに）} 与えられた水酸化アンモニウム溶液では、25°Cで1.10に等しい^–3 mol / L。 このソリューションのpOHは次のとおりです。

a）0

b）1

c）3

d）11

e）13

解決： 文字C. [OH^–] = 10^–3 mol / Lなので、pOHは3に等しくなります。

見てください：

質問2（UEA-AM） ポルトセグロ（BA）市のミネラルウォーターラベルから取得した次の情報を検討してください。

硝酸塩1.45mg / L
25°CでのpH4.51

このミネラルウォーターは

a）酸性で、[H⁺] –].

b）酸性で、[H⁺]> [OH^–].

c）ニュートラルで[H⁺] = [OH^–].

d）基本的で[H⁺]> [OH^–].

e）基本的で[H⁺] –].

解決: 文字B. ラベルに記載されているミネラルウォーターのpHは7未満であるため、酸性溶液であると言えます。したがって、Hイオンの濃度は⁺ OHよりも大きい^-.

質問3（UEA-AM） 実験室でガス状水素を迅速に生成する1つの方法は、粉末状の金属亜鉛を1.0 mol / Lの濃度の塩酸（HCl）と反応させることです。

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

塩酸が100％イオン化されており、溶液が25°Cであることを考慮すると、本文に記載されている塩酸溶液のpHは次のようになります。

1. 0
2. 1
3. 3
4. 13
5. 14

解決：文字a. 溶液のpHは、本文に記載されているHClの濃度を使用して計算できます。これは、100％イオン化されているため、[H⁺]は同じになります。これは、イオン化されたHCl分子ごとに1つのHイオンがあるためです。⁺ 生成されます。 したがって：

ビクター・フェレイラ
化学の先生