DE joniseringskonstant ger Vatten(Kw), O vätepotential(pH) det är hydroxyljonisk potential (pOH) dom är åtgärder viktigt för beräkningar som involverar kemisk balans i sura och basiska lösningar, liksom vid bestämning av koncentrationen av H-joner+ och åh- av lösningarna i fråga.
Vad är Kw?
Den joniska produkten av vatten eller Kw (detta winnebär att vatten - vatten, på engelska), är den konstant som används för att representera balans genererad av självjonisering av vatten. Även i mycket liten takt joniserar vatten producerande H-joner+ och åh-, enligt följande kemiska ekvation:
När vi analyserar ekvationen inser vi att när jonisering från en molekyl rent vatten genereras en H-jon.+ och en OH-jon-, det är koncentrationen av dessa joner kommer alltid att vara densamma. Även när det sker en temperaturökning som orsakar en joniseringshastighet förblir koncentrationerna desamma.
Läs också:Joniseringsenergi
Baserat på experimentella mätningar beräknades koncentrationen av H-joner
+ och åh- (som härrör från självjonisering av vatten) vid 25 ° C och värdet av 1. 10-7 mol / L.. Det är, totalt 1 miljard vattenmolekyler, bara två genomgår jonisering. Detta visar att rent vatten har en låg grad av jonisering och förklarar det mycket låga Elektrisk ledningsförmåga av rent vatten.Med tanke på vad som visades ovan kan vi skriva uttryck av vattenbalanskonstanten:
Använda H ion-koncentrationsvärden+ och åh- vid 25 ° C kan vi beräkna värdet på Kw:
Som tidigare nämnts är detta värde av Kw förändras med ökande temperatur, som visas i tabellen nedan:
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 |
För att lära dig mer om detta ämne, läs vår text: Joniskt vattenprodukt.
Vad är pH och pOH?
akronymen pH innebär att vätepotential och skapades av den danska biokemisten Soren Sorensen1909 för att underlätta arbetet med vätejonkoncentrationer [H+], som vanligtvis uttrycks i decimaltal. För att lära dig mer om detta ämne, läs vår text: Vad är pH?
Denna typ av notation anger H-halten+ närvarande i lösningen och definieras av det matematiska uttrycket:
På samma sätt kan vi definiera pOH eller hydroxyljonisk potential, vilket säger oss OH-joninnehåll- närvarande i lösningen. Dess matematiska uttryck är:
I en vattenlösning kommer det alltid att finnas H-joner+ och åh- (på grund av joniseringen av vattnet) som kommer att användas för att karakterisera en lösning i sura eller grundläggande. Ju fler H-joner+ det finns i lösningen, desto surare blir den. Följaktligen närvaron av OH-joner- i lösningen kommer att göra det mer grundläggande. Om det finns en jämvikt i mängden av dessa joner klassificeras lösningen som neutral.
pH-skala
PH-skalan visas med värden från 0 till 14 (värden uppmätta vid 25 ° C). Se pH-skalan i bilden nedan:
Ju lägre pHav lösningen,större är dess surhet, och ju närmare slutet på skalan, det vill säga närmare 14, desto större blir dess grundläggande karaktär. Till exempel har citronsaft ett pH på 2, medan blekmedel har ett pH på 12.
Hur man beräknar pH och pOH
att veta jonkoncentration, vi kan beräkna värdena av pH och pOH för lösningarna, och med vetskap om de potentiella värdena beräknar vi koncentration av joner i lösningar. För detta ändamål används följande uttryck:
Låt oss gå till exemplen:
Exempel 1
Om vi vill veta pH i en lösning med [H+] = 0,001 mol / L, använd bara formeln som presenterats tidigare:
Exempel 2
För att ta reda på vad som är koncentrationen av OH- av en lösning med pOH = 5, ersätt bara värdet i följande formel:
Om vi tillämpar samma potential för den joniska balansen mellan vatten, har vi:
Som sagt, vid 25 ° C, Kw = 10-14. Därför:
Med detta kan vi beräkna pOH för en lösning baserat på dess pH. Om vi har en lösning med ett pH på 3 blir dess pOH 11.
Veta mer: Neutrala, sura och basiska medier
lösta övningar
Fråga 1 (UEFS-BA) Koncentrationen av OH-joner–(här) i en given ammoniumhydroxidlösning, vid 25 ° C, är lika med 1,10–3 mol / L. POH för denna lösning är:
a) 0
b) 1
c) 3
d) 11
e) 13
Upplösning: Bokstaven C. Om vi har [OH–] = 10–3 mol / L, så din pOH kommer att vara lika med 3.
Se:
Fråga 2 (UEA-AM) Tänk på följande information som erhållits från en mineralvattenmärkning i staden Porto Seguro (BA):
nitrat 1,45 mg / l
pH vid 25 ° C 4,51
Detta mineralvatten är
a) surt och har [H+] –].
b) surt och har [H+]> [OH–].
c) neutral och har [H+] = [OH–].
d) grundläggande och har [H+]> [OH–].
e) grundläggande och har [H+] –].
Upplösning: Bokstaven B. Eftersom pH-värdet för mineralvatten som anges på etiketten är mindre än 7 kan vi säga att det är en sur lösning och därför koncentrationen av H-joner+ är större än OH-.
Fråga 3 (UEA-AM) Ett sätt att snabbt producera gasformigt väte i laboratoriet är att reagera pulveriserad metallisk zink med saltsyra (HCl), i en koncentration av 1,0 mol / L:
Zn (s) + 2 HCl (aq) → ZnCl2 (aq) + H2 (g)
Med tanke på att saltsyran är 100% joniserad och att lösningen är vid 25 ° C, är det korrekt att ange att pH för saltsyralösningen som nämns i texten är
- 0
- 1
- 3
- 13
- 14
Upplösning:Bokstaven A. Vi kan beräkna lösningens pH med hjälp av koncentrationen av HCl som informeras i texten, eftersom koncentrationen av [H+] kommer att vara densamma, för för varje joniserad HCl-molekyl, en H-jon+ kommer att genereras. Därför:
Av Victor Ferreira
Kemilärare
