THE constanta de ionizare dă Apă(Kw), O potențial de hidrogen(pH) este potențial hidroxilionic (pOH) sunt măsuri important pentru calculele care implică echilibrul chimic în soluții acide și bazice, precum și în determinarea concentrației de ioni H+ și oh- a soluțiilor în cauză.
Ce este Kw?
Produsul ionic al apei sau Kw (acesta wmijloace apă - apa, în engleză), este constanta utilizată pentru a reprezenta echilibru generat de autoionizarea apei. Chiar și la o rată foarte mică, apa ionizează producând ioni H+ și oh-, conform următoarei ecuații chimice:
Analizând ecuația, ne dăm seama că atunci când ionizare dintr-o moleculă de apă pură se generează un ion H.+ și un ion OH-, adică concentrația acestor ioni va fi întotdeauna aceeași. Chiar și atunci când există o creștere a temperaturii, care determină o creștere a ratei de ionizare, concentrațiile rămân aceleași.
Citește și:Energie de ionizare
Nu te opri acum... Există mai multe după publicitate;)
Pe baza măsurătorilor experimentale, s-a calculat concentrația ionilor H
+ și oh- (rezultat din autoionizarea apei) la 25 ° C și valoarea de 1. 10-7 mol / L. Acesta este, dintr-un total de 1 miliard de molecule de apă, numai doi suferă ionizare. Acest lucru arată că apa pură are un grad scăzut de ionizare și explică foarte scăzută Conductivitatea electrică de apă pură.Având în vedere ceea ce s-a arătat mai sus, putem scrie expresie a constantei echilibrului apei:
Folosind valori ale concentrației ionilor H+ și oh- la 25 ° C, putem calcula valoarea lui Kw:
După cum sa menționat anterior, această valoare a Kw se modifică odată cu creșterea temperaturii, așa cum se arată în tabelul de mai jos:
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 |
Pentru a afla mai multe despre acest subiect, citiți textul nostru: Produs de apă ionică.
Ce este pH-ul și pOH?
acronimul pH mijloace potențial de hidrogen și a fost creat de biochimistul danez Soren Sorensen, în 1909, pentru a facilita munca cu concentrațiile ionilor de hidrogen [H+], care sunt de obicei exprimate în numere zecimale. Pentru a afla mai multe despre acest subiect, citiți textul nostru: Ce este pH-ul?
Acest tip de notație indică conținutul de ioni H+ prezent în soluție și este definit de expresia matematică:
În mod similar, putem defini pOH sau potențial hidroxilionic, ceea ce ne spune Conținutul de ioni OH- prezent în soluție. Expresia sa matematică este:
Într-o soluție apoasă vor exista întotdeauna ioni H+ și oh- (datorită ionizării suferite de apă) care va fi utilizată pentru a caracteriza o soluție în acid sau de bază. Cu cât mai mulți ioni H+ există în soluție, cu atât va fi mai acid. În consecință, prezența ionilor OH- în soluție o va face mai de bază. Dacă există un echilibru în cantitatea acestor ioni, soluția va fi clasificată ca neutru.
scara pH-ului
Scara pH-ului este afișată cu valori cuprinse între 0 și 14 (valori măsurate la 25 ° C). Vedeți scala pH-ului din imaginea de mai jos:
Cu cât pH-ul este mai mica soluției,mai mare este aciditatea sa, și cu cât este mai aproape de sfârșitul scalei, adică mai aproape de 14, cu atât va fi mai mare caracterul său de bază. De exemplu, sucul de lămâie are un pH de 2, în timp ce înălbitorii au un pH de 12.
Cum se calculează pH-ul și pOH
cunoscând concentrația de ioni, noi putem calculați valorile de pH și pOH a soluțiilor și, cunoscând valorile potențiale, calculăm concentrația de ioni în soluții. În acest scop, sunt utilizate următoarele expresii:
Să trecem la exemple:
Exemplul 1
Dacă vrem să cunoaștem pH-ul unei soluții cu [H+] = 0,001 mol / L, trebuie doar să utilizați formula prezentată anterior:
Exemplul 2
Acum, pentru a afla care este concentrația de OH- a unei soluții cu pOH = 5, trebuie doar să înlocuiți valoarea din următoarea formulă:
Dacă aplicăm aceeași scară de potențiale pentru echilibrul ionic al apei, vom avea:
După cum sa menționat, la 25 ° C, Kw = 10-14. Prin urmare:
Cu aceasta, putem calcula pOH al unei soluții pe baza pH-ului acesteia. Dacă avem o soluție cu un pH de 3, atunci pOH-ul său va fi 11.
Aflați mai multe: Medii neutre, acide și bazice
Exerciții rezolvate
Întrebarea 1 (UEFS-BA) Concentrația ionilor OH–(Aici) într-o soluție dată de hidroxid de amoniu, la 25 ° C, este egală cu 1,10–3 mol / L. POH al acestei soluții este:
a) 0
b) 1
c) 3
d) 11
e) 13
Rezoluţie: Litera C. Dacă avem [OH–] = 10–3 mol / L, deci pOH va fi egal cu 3.
Uite:
Întrebarea 2 (UEA-AM) Luați în considerare următoarele informații, obținute dintr-o etichetă a apei minerale din orașul Porto Seguro (BA):
azotat 1,45 mg / L
pH la 25 ° C 4,51
Această apă minerală este
a) acid și are [H+] –].
b) acid și are [H+]> [OH–].
c) neutru și are [H+] = [OH–].
d) de bază și are [H+]> [OH–].
e) de bază și are [H+] –].
Rezoluţie: Litera B. Deoarece pH-ul apei minerale indicat pe etichetă este mai mic de 7, putem spune că este o soluție acidă și, prin urmare, concentrația de ioni H+ este mai mare decât a lui OH-.
Întrebarea 3 (UEA-AM) O modalitate de a produce rapid hidrogen gazos în laborator este prin reacția de zinc metalic praf cu acid clorhidric (HCI), la o concentrație de 1,0 mol / L:
Zn (s) + 2 HCI (aq) → ZnCl2 (aq) + H2 (g)
Având în vedere că acidul clorhidric este ionizat 100% și că soluția este la 25 ° C, este corect să se afirme că pH-ul soluției de acid clorhidric menționat în text este
- 0
- 1
- 3
- 13
- 14
Rezoluţie:Litera a. Putem calcula pH-ul soluției folosind concentrația de HCI indicată în text, deoarece, fiind ionizată 100%, concentrația de [H+] va fi la fel, deoarece pentru fiecare moleculă HCl ionizată, câte un ion H+ va fi generat. Prin urmare:
De Victor Ferreira
Profesor de chimie
