Kw, pH, pOH: samprata, kaip apskaičiuoti, pratimai

jonizacijos konstanta duoda Vanduo(KW), O vandenilio potencialas(pH) tai hidroksilijoninis potencialas (pOH) jie yra priemonės svarbu atliekant skaičiavimus cheminė pusiausvyra rūgštiniuose ir baziniuose tirpaluose, taip pat nustatant H jonų koncentraciją⁺ o o^-nagrinėjamų sprendimų.

Kas yra Kw?

Joninis vandens produktas arba Kw (tai wreiškia vandens - vanduo, angliškai), yra konstanta, naudojama vaizduoti pusiausvyra, kurią sukuria savaiminė vandens jonizacija. Net labai mažu greičiu vanduo jonizuojasi gamindamas H jonus⁺ o o^-, pagal šią cheminę lygtį:

Analizuodami lygtį suprantame, kad kai jonizacija iš gryno vandens molekulės susidaro H jonas.⁺ ir OH jonas^-, tai yra šių jonų koncentracija visada bus vienoda. Net ir padidėjus temperatūrai, dėl kurios padidėja jonizacijos greitis, koncentracijos išlieka tokios pačios.

Taip pat skaitykite:Jonizacijos energija

Remiantis eksperimentiniais matavimais, buvo apskaičiuota H jonų koncentracija⁺ o o^- (susidaro savaime jonizuojantis vandeniui) esant 25 ° C temperatūrai ir

instagram story viewer

1. 10^-7 mol / l. Tai yra, iš viso 1 milijardas vandens molekulių, tik du patiria jonizaciją. Tai rodo, kad grynas vanduo turi mažai jonizacijos laipsnio ir paaiškina labai žemą Elektros laidumas gryno vandens.

Atsižvelgdami į tai, kas buvo parodyta aukščiau, galime parašyti išraiška vandens balanso konstanta:

Vandens jonizacijos konstanta (kW) — Vandens jonizacijos konstanta (K._w).

Naudojant H jonų koncentracijos vertes⁺ o o^-esant 25 ° C, galime apskaičiuoti K reikšmę_w:

Kaip minėta anksčiau, ši vertė yra K._w kinta didėjant temperatūrai, kaip parodyta toliau pateiktoje lentelėje:

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

Norėdami sužinoti daugiau apie šią temą, perskaitykite mūsų tekstą: Joninis vandens produktas.

Kas yra pH ir pOH?

PH arba vandenilio joninis potencialas pagal skalę nustato, ar medžiaga yra rūgšti, bazinė ar neutrali.

akronimas pH reiškia vandenilio potencialas ir sukūrė danų biochemikas Sorenas Sorensenas, 1909 m., palengvinti darbą su vandenilio jonų koncentracijos [H⁺], kurie paprastai išreiškiami dešimtainiais skaičiais. Norėdami sužinoti daugiau apie šią temą, perskaitykite mūsų tekstą: Kas yra pH?

Tokio pobūdžio žymėjimas nurodo H jonų kiekį⁺ esančių tirpale ir apibrėžiamas matematine išraiška:

Panašiai galime apibrėžti pOH arba hidroksilijoninis potencialas, kuris mums nurodo OH jonų kiekis^-esančių tirpale. Jo matematinė išraiška yra:

Vandeniniame tirpale visada bus H jonų⁺ o o^- (dėl vandens patiriamos jonizacijos), kurie bus naudojami tirpalui apibūdinti rūgštus arba pagrindinis. Kuo daugiau H jonų⁺ tirpale yra, tuo jis bus rūgštesnis. Vadinasi, OH jonų buvimas^- sprendime padarys tai paprastesnį. Jei yra šių jonų kiekio pusiausvyra, tirpalas bus klasifikuojamas kaip neutralus.

pH skalė

Rodoma pH skalė, kurios vertės svyruoja nuo 0 iki 14 (vertės matuojamos esant 25 ° C). Žiūrėkite pH skalę paveikslėlyje žemiau:

Kuo mažesnis pHtirpalo,didesnis jo rūgštingumas, ir kuo arčiau skalės pabaigos, tai yra, arčiau 14, tuo didesnis bus jo pagrindinis pobūdis. Pavyzdžiui, citrinos sulčių pH yra 2, o balinimo priemonių - 12.

Kaip apskaičiuoti pH ir pOH

žinant jonų koncentracija, mes galime apskaičiuoti vertes tirpalų pH ir pOH, ir, žinodami galimas vertes, apskaičiuojame jonų koncentracija tirpaluose. Tam naudojami šie posakiai:

Pereikime prie pavyzdžių:

1 pavyzdys

Jei norime sužinoti tirpalo su [H⁺] = 0,001 mol / L, tiesiog naudokite anksčiau pateiktą formulę:

2 pavyzdys

Dabar norėdami sužinoti, kokia yra OH koncentracija^- tirpalo, kurio pOH = 5, tiesiog pakeiskite vertę šioje formulėje:

Jei taikysime tą pačią vandens jonų pusiausvyros potencialų skalę, turėsime:

Kaip minėta, esant 25 ° C, Kw = 10^-14. Todėl:

Tokiu būdu mes galime apskaičiuoti tirpalo pOH pagal jo pH. Jei turime tirpalą, kurio pH yra 3, tada jo pOH bus 11.

Žinoti daugiau: Neutralios, rūgštinės ir bazinės terpės

Pratimai išspręsti

1 klausimas (UEFS-BA) OH jonų koncentracija^–_(čia) tam tikrame amonio hidroksido tirpale 25 ° C temperatūroje yra lygus 1,10^–3 mol / l. Šio tirpalo pOH yra:

a) 0

b) 1

c) 3

d) 11

e) 13

Rezoliucija: C raidė. Jei turime [OH^–] = 10^–3 mol / l, taigi jūsų pOH bus lygus 3.

Pažvelk:

2 klausimas (UEA-AM) Apsvarstykite šią informaciją, gautą iš mineralinio vandens etiketės Porto Seguro mieste (BA):

nitrato 1,45 mg / l
pH esant 25 ° C 4.51

Šis mineralinis vanduo yra

a) rūgštus ir turi [H⁺] –].

b) rūgštus ir turi [H⁺]> [OH^–].

c) neutralus ir turi [H⁺] = [OH^–].

d) pagrindinis ir turi [H⁺]> [OH^–].

e) pagrindinis ir turi [H⁺] –].

Rezoliucija: B raidė. Kadangi etiketėje nurodyto mineralinio vandens pH yra mažesnis nei 7, galime sakyti, kad tai rūgštus tirpalas, todėl H jonų koncentracija⁺ yra didesnis nei OH^-.

3 klausimas (UEA-AM) Vienas iš būdų greitai gaminti dujinį vandenilį laboratorijoje yra metalinio cinko milteliai reaguojant su druskos rūgštimi (HCl), kurios koncentracija yra 1,0 mol / L:

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

Atsižvelgiant į tai, kad druskos rūgštis yra 100% jonizuota ir kad tirpalas yra 25 ° C temperatūroje, teisinga teigti, kad tekste paminėto druskos rūgšties tirpalo pH yra

Rezoliucija:Raidė A. Tirpalo pH galime apskaičiuoti naudodami tekste nurodytą HCl koncentraciją, nes, kadangi jis yra 100% jonizuotas, [H⁺] bus tas pats, nes kiekvienai jonizuotai HCl molekulei - po vieną H joną⁺bus sugeneruota. Todėl:

Autorius Viktoras Ferreira
Chemijos mokytoja