Kw, pH, pOH: concept, hoe te berekenen, oefeningen

DE ionisatieconstante geeft Water(kw), O waterstofpotentiaal(pH) het is de hydroxylionpotentiaal (pOH) zij zijn maatregelen belangrijk voor berekeningen met chemische balans in zure en basische oplossingen, evenals bij het bepalen van de concentratie van H-ionen⁺ en oh^-van de betreffende oplossingen.

Wat is Kw?

Het ionische product van water, of Kw (dit met wiemiddelen water - water, in het Engels), is de constante die wordt gebruikt om de. weer te geven balans gegenereerd door de zelfionisatie van water. Zelfs met een zeer kleine snelheid ioniseert water en produceert het H-ionen⁺ en oh^-, volgens de volgende chemische vergelijking:

Als we de vergelijking analyseren, realiseren we ons dat wanneer de ionisatie uit een molecuul zuiver water wordt een H-ion gegenereerd.⁺ en een OH-ion^-, dat is de concentratie van deze ionen zal altijd hetzelfde zijn. Ook bij temperatuurstijging, waardoor de ionisatiesnelheid toeneemt, blijven de concentraties gelijk.

Lees ook:Ionisatieenergie

instagram story viewer

Op basis van experimentele metingen werd de concentratie van H-ionen berekend⁺ en oh^- (als gevolg van de zelfionisatie van water) bij 25°C en de waarde van 1. 10^-7 mol/L. Dat is, van in totaal 1 miljard watermoleculen, enkel en alleen twee ondergaan ionisatie. Dit toont aan dat zuiver water een lage ionisatiegraad heeft en verklaart de zeer lage Elektrische geleidbaarheid van zuiver water.

Gezien wat hierboven werd getoond, kunnen we de write schrijven uitdrukking van de waterbalansconstante:

Waterionisatieconstante (Kw) — Waterionisatieconstante (K_{met wie}).

H-ionenconcentratiewaarden gebruiken⁺ en oh^-bij 25°C kunnen we de waarde van K. berekenen_w:

Zoals eerder vermeld, is deze waarde van K_{met wie} verandert met toenemende temperatuur, zoals weergegeven in de onderstaande tabel:

T (°C)	K_{met wie}
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

Lees onze tekst voor meer informatie over dit onderwerp: Ionisch waterproduct.

Wat is pH en pOH?

De pH, of waterstofionpotentiaal, bepaalt via een schaal of een stof zuur, basisch of neutraal is.

het acroniem pH middelen waterstofpotentiaal en is gemaakt door de Deense biochemicus Søren Sörensen, in 1909, om het werk met de waterstofionenconcentraties [H⁺], die meestal worden uitgedrukt in decimale getallen. Lees onze tekst voor meer informatie over dit onderwerp: Wat is pH?

Dit soort notatie geeft het H-ionengehalte aan⁺ aanwezig in de oplossing en wordt gedefinieerd door de wiskundige uitdrukking:

Op dezelfde manier kunnen we de. definiëren pOH of hydroxylionpotentiaal, wat ons vertelt OH ionengehalte^-aanwezig in de oplossing. De wiskundige uitdrukking is:

In een waterige oplossing zullen er altijd H-ionen zijn⁺ en oh^- (vanwege de ionisatie van het water) die zal worden gebruikt om een oplossing te karakteriseren in zuur of basis. Hoe meer H-ionen⁺ er in de oplossing zit, hoe zuurder deze zal zijn. Bijgevolg is de aanwezigheid van OH-ionen^- in de oplossing zal het fundamenteler maken. Als er een evenwicht is in de hoeveelheid van deze ionen, wordt de oplossing geclassificeerd als: neutrale.

pH schaal

De pH-schaal wordt weergegeven met waarden van 0 tot 14 (waarden gemeten bij 25°C). Zie de pH-schaal in de onderstaande afbeelding:

Hoe lager de pHvan de oplossing,groter is de zuurgraad, en hoe dichter bij het einde van de schaal, dat wil zeggen dichter bij 14, hoe groter het basiskarakter ervan zal zijn. Citroensap heeft bijvoorbeeld een pH van 2, terwijl bleekmiddelen een pH van 12 hebben.

Hoe pH en pOH. te berekenen

de. kennen ionenconcentratie, wij kunnen bereken de waarden van de pH en pOH van de oplossingen, en als we de potentiële waarden kennen, berekenen we de concentratie van ionen in oplossingen. Hiervoor worden de volgende uitdrukkingen gebruikt:

Laten we naar de voorbeelden gaan:

voorbeeld 1

Als we de pH willen weten van een oplossing met [H⁺] = 0,001 mol/L, gebruik gewoon de eerder gepresenteerde formule:

Voorbeeld 2

Nu, om erachter te komen wat de concentratie van OH. is^- van een oplossing met pOH = 5, vervang gewoon de waarde in de volgende formule:

Als we dezelfde schaal van potentialen toepassen voor de ionische balans van water, hebben we:

Zoals vermeld, bij 25°C, Kw = 10^-14. daarom:

Hiermee kunnen we de pOH van een oplossing berekenen op basis van de pH. Als we een oplossing hebben met een pH van 3, dan is de pOH 11.

Meer weten: Neutrale, zure en basische media

opgeloste oefeningen

Vraag 1 (UEFS-BA) De concentratie van OH-ionen^–_(hier) in een gegeven ammoniumhydroxide-oplossing, bij 25 °C, is gelijk aan 1,10^–3 mol/L. De pOH van deze oplossing is:

a) 0

b) 1

c) 3

d) 11

e) 13

Resolutie: Letter C. Als we [OH^–] = 10^–3 mol/L, dus je pOH is gelijk aan 3.

Kijken:

Vraag 2 (UEA-AM) Houd rekening met de volgende informatie, verkregen van een mineraalwaterlabel in de stad Porto Seguro (BA):

nitraat 1,45 mg/L
pH bij 25°C 4,51

Dit mineraalwater is

a) zuur en heeft [H⁺] < [OH^–].

b) zuur en heeft [H⁺] > [OH^–].

c) neutraal en heeft [H⁺] = [OH^–].

d) basisch en heeft [H⁺] > [OH^–].

e) basisch en heeft [H⁺] < [OH^–].

Resolutie: Letter B. Aangezien de pH van mineraalwater op het etiket minder dan 7 is, kunnen we zeggen dat het een zure oplossing is en daarom de concentratie van H-ionen⁺ is groter dan OH's^-.

Vraag 3 (UEA-AM) Een manier om snel gasvormige waterstof in het laboratorium te produceren, is door metallisch zink in poedervorm te laten reageren met zoutzuur (HCl), in een concentratie van 1,0 mol/L:

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

Aangezien het zoutzuur 100% geïoniseerd is en de oplossing op 25°C is, is het juist om te stellen dat de pH van de in de tekst genoemde zoutzuuroplossing

Resolutie:Letter A. We kunnen de pH van de oplossing berekenen met behulp van de HCl-concentratie die in de tekst wordt vermeld, omdat, aangezien deze 100% geïoniseerd is, de concentratie van [H⁺] zal hetzelfde zijn, omdat voor elk geïoniseerd HCl-molecuul één H-ion⁺zal worden gegenereerd. daarom:

Door Victor Ferreira
Scheikundeleraar