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
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:
Naudojant H jonų koncentracijos vertes+ o o- esant 25 ° C, galime apskaičiuoti K reikšmęw:
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?
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
- 0
- 1
- 3
- 13
- 14
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
