Ионное произведение воды

 

Реферат на тему:

 

Ионное произведение воды

 

 

 

План:

 

Введение

 

• 1 Вывод значения ионного произведения воды

• 2 Практическое значение ионного произведения воды

• 3 Ионные произведения других растворителей

 

 

 

Введение

 

Ио́нное произведе́ние воды́ — произведение концентраций ионов водорода Н+ и ионов гидроксида OH− в воде или в водных растворах, константа автопротолиза воды.

 

 

1. Вывод значения ионного произведения воды

 

Вода, хотя и является слабым электролитом, в небольшой степени диссоциирует:

 

H2O + H2O ↔ H3O+ + OH−

 

или

 

H2O ↔ H+ + OH−

 

Равновесие этой реакции сильно смещено влево. Константу диссоциации воды можно вычислить по формуле:

 

,

(1)

 

где:

 

• [H+] — концентрация ионов гидроксония (протонов);

• [OH−] — концентрация гидроксид-ионов;

• [H2O] — концентрация воды (в молекулярной форме) в воде;

 

Концентрация воды в воде, учитывая её малую степень диссоциации, величина практически постоянная и составляет (1000 г/л)/(18 г/моль) = 55,56 моль/л.

 

При 25 °C константа диссоциации воды равна 1,8×10−16моль/л. Уравнение (1) можно переписать как:

 

,

(2)

 

Обозначим произведение K·[H2O] = Kв = 1,8×10−16 моль/л·55,56 моль/л = 10−14моль²/л² = [H+]·[OH−] (при 25 °C).

 

Константа Kв, равная произведению концентраций протонов и гидроксид-ионов, называется ионным произведением воды. Она является постоянной не только для чистой воды, но также и для разбавленных водных растворов веществ. C повышением температуры диссоциация воды увеличивается, следовательно, растёт и Kв, при понижении температуры — наоборот.

 

2. Практическое значение ионного произведения воды

 

Практическое значение ионного произведения воды велико, так как оно позволяет при известной кислотности (щёлочности) любого раствора (то есть при известной концентрации [H+] или [OH−]) найти соответственно концентрации [OH−] или [H+]. Хотя в большинстве случаев для удобства представления пользуются не абсолютными значениями концентраций, а взятыми с обратными знаком их десятичными логарифмами — соответственно, водородным показателем (pH) и гидроксильным показателем (pOH).

 

Так как Kв — константа, при добавлении к раствору кислоты (ионов H+), концентрация гидроксид-ионов OH− будет падать и наоборот. В нейтральной среде [H+] = [OH−] = моль/л. При концентрации [H+] > 10−7 моль/л (соответственно, концентрации [OH−] < 10−7 моль/л) среда будет кислой; При концентрации [OH−] > 10−7 моль/л (соответственно, концентрации [H+] < 10−7 моль/л) — щелочной.

 

3. Ионные произведения других растворителей

 

Ионное произведение можно рассчитать не только для воды. Ионное произведение воды является лишь одной (хотя практически наиболее важной) из констант автопротолиза