Kw, pH, pOH: koncept, ako počítať, cvičenia

THE ionizačná konštanta dáva Voda(Kw), O vodíkový potenciál(pH) to je hydroxyliontový potenciál (pOH) oni sú Opatrenia dôležité pre výpočty zahŕňajúce chemická rovnováha v kyslých a zásaditých roztokoch, ako aj pri stanovení koncentrácie iónov H⁺ a oh^-daných riešení.

Čo je to Kw?

Iónový produkt vody alebo Kw (toto wznamená voda - voda (v angličtine), je konštanta použitá na vyjadrenie rovnováha generovaná samoionizáciou vody. Aj pri veľmi malej rýchlosti voda ionizuje a vytvára H ióny⁺ a oh^-podľa nasledujúcej chemickej rovnice:

Analýzou rovnice si uvedomíme, že keď ionizácia z molekuly čistej vody sa generuje ión H.⁺ a OH ión^-, to znamená, koncentrácia týchto iónov bude vždy rovnaká. Aj keď dôjde k zvýšeniu teploty, čo spôsobí zvýšenie rýchlosti ionizácie, koncentrácie zostanú rovnaké.

Prečítajte si tiež:Ionizačná energia

Na základe experimentálnych meraní bola vypočítaná koncentrácia iónov H⁺ a oh^- (vyplývajúci zo samoionizácie vody) pri 25 ° C a hodnote 1. 10^-7 mol / l

instagram story viewer

. To znamená, z celkovo 1 miliardy molekúl vody, iba dvaja podstúpia ionizáciu. To ukazuje, že čistá voda má nízky stupeň ionizácie a vysvetľuje veľmi nízku hladinu ionizácie Elektrická vodivosť čistej vody.

Vzhľadom na to, čo bolo uvedené vyššie, môžeme napísať výraz konštanty vodnej bilancie:

Konstanta ionizácie vody (Kw) — Konstanta ionizácie vody (K._w).

Pomocou hodnôt koncentrácie iónov H⁺ a oh^-pri 25 ° C môžeme vypočítať hodnotu K_w:

Ako už bolo uvedené, táto hodnota je K_w sa mení so zvyšujúcou sa teplotou, ako je uvedené v nasledujúcej tabuľke:

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

Ak sa chcete dozvedieť viac informácií o tejto téme, prečítajte si náš text: Produkt s iónovou vodou.

Čo je to pH a pOH?

Hodnota pH alebo vodíkový iónový potenciál určuje na stupnici, či je látka kyslá, zásaditá alebo neutrálna.

skratka pH znamená vodíkový potenciál a vytvoril ju dánsky biochemik Soren Sorensen, v roku 1909, s cieľom uľahčiť prácu s koncentrácie vodíkových iónov [H⁺], ktoré sa zvyčajne vyjadrujú v desatinných číslach. Ak sa chcete dozvedieť viac informácií o tejto téme, prečítajte si náš text: Čo je to pH?

Tento druh zápisu označuje obsah H iónov⁺ prítomný v riešení a je definovaná matematickým výrazom:

Podobne môžeme definovať pOH alebo hydroxyliontový potenciál, ktorý nám hovorí Obsah OH iónov^-prítomný v riešení. Jeho matematické vyjadrenie je:

Vo vodnom roztoku budú vždy ióny H⁺ a oh^- (v dôsledku ionizácie vodou), ktorá sa použije na charakterizáciu roztoku v kyslé alebo základné. Čím viac H iónov⁺ v roztoku je, tým bude kyslejší. V dôsledku toho prítomnosť iónov OH^- v riešení to urobí základnejším. Ak existuje rovnováha v množstve týchto iónov, roztok sa klasifikuje ako neutrálny.

stupnica pH

Stupnica pH sa zobrazuje s hodnotami od 0 do 14 (hodnoty namerané pri 25 ° C). Pozrite sa na stupnicu pH na obrázku nižšie:

Čím je pH nižšieriešenia,väčšia je jeho kyslosť, a čím bližšie ku koncu stupnice, to znamená bližšie k 14, tým väčší bude jej základný charakter. Napríklad citrónová šťava má pH 2, zatiaľ čo bielidlá majú pH 12.

Ako vypočítať pH a pOH

poznať koncentrácia iónov, môžeme vypočítať hodnoty pH a pOH roztokov a so znalosťou potenciálnych hodnôt vypočítame hodnotu koncentrácia iónov v roztokoch. Na tento účel sa používajú nasledujúce výrazy:

Poďme k príkladom:

Príklad 1

Ak chceme poznať pH roztoku s [H⁺] = 0,001 mol / L, stačí použiť predtým uvedený vzorec:

Príklad 2

Teraz, aby sme zistili, aká je koncentrácia OH^- roztoku s pOH = 5, stačí nahradiť hodnotu v nasledujúcom vzorci:

Ak použijeme rovnakú škálu potenciálov pre iónovú rovnováhu vody, budeme mať:

Ako bolo uvedené, pri 25 ° C, Kw = 10^-14. Preto:

S týmto môžeme vypočítať pOH roztoku na základe jeho pH. Ak máme roztok s pH 3, potom jeho pOH bude 11.

Vedieť viac: Neutrálne, kyslé a zásadité médiá

vyriešené cviky

Otázka 1 (UEFS-BA) Koncentrácia iónov OH^–_(tu) v danom roztoku hydroxidu amónneho pri teplote 25 ° C sa rovná 1,10^–3 mol / l. POH tohto roztoku je:

a) 0

b) 1

c) 3

d) 11

e) 13

Rozhodnutie: Písmeno C.. Ak máme [OH^–] = 10^–3 mol / L, takže váš pOH bude rovný 3.

Pozri:

Otázka 2 (UEA-AM) Zvážte nasledujúce informácie získané z etikety minerálnej vody v meste Porto Seguro (BA):

dusičnan 1,45 mg / l
pH pri 25 ° C 4,51

Táto minerálna voda je

a) kyslý a má [H⁺] –].

b) kyslý a má [H⁺]> [OH^–].

c) neutrálny a má [H⁺] = [OH^–].

d) zásaditý a má [H⁺]> [OH^–].

e) zásaditý a má [H⁺] –].

Rozhodnutie: Písmeno B. Pretože pH minerálnej vody uvedené na etikete je nižšie ako 7, môžeme povedať, že ide o kyslý roztok, a teda koncentráciu iónov H⁺ je väčší ako OH^-.

Otázka 3 (UEA-AM) Jedným zo spôsobov rýchlej výroby plynného vodíka v laboratóriu je reakcia práškového kovového zinku s kyselinou chlorovodíkovou (HCl) v koncentrácii 1,0 mol / L:

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

Ak vezmeme do úvahy, že kyselina chlorovodíková je 100% ionizovaná a že roztok má teplotu 25 ° C, je správne uviesť, že pH roztoku kyseliny chlorovodíkovej uvedené v texte je

Rozhodnutie:Písmeno A. Môžeme vypočítať pH roztoku pomocou koncentrácie HCl informovanej v texte, pretože, keďže je 100% ionizovaný, koncentrácia [H⁺] bude rovnaký, pretože pre každú ionizovanú molekulu HCl jeden H ión⁺bude vygenerovaný. Preto:

Autor: Victor Ferreira
Učiteľ chémie