水的离子积

水是一种极弱的电解质,可以发生微弱的电离,其电离方程式为:H2O+H2O≒H3O+ + OH-,简写为H2O≒H+ + OH-,是一个吸热过程.水的电离是水分子与水分子之间的相互作用而引起的,因此极难发生。实验测得,25℃时1L纯水中只有1×10^(-7)mol的水分子发生电离。由水分子电离出的H+和OH-数目在任何情况下总相等,25℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10^(-7)mol/L.
c(H+)·c(OH-)=K(W),其中K(W)称作水的离子积常数,简称水的离子积;c(H+)和c(OH-)是分别是指整个溶液中氢离子和氢氧根离子的总物质的量浓度.K(W)只随温度变化而变化,是温度常数.如25℃,c(H+)=c(OH-)=1×10^(-7)mol/L,K(W)=1×10^(-14);100℃时,K(W)=5.5×10^(-13).
在一定温度下,水中[H ]和[OH-]的乘积(Kw)是一个常数,这个常数叫做水的离子积(曾用名:离子积常数)。水的离子积又叫水的自电离常数。水的电离[H2O(l) H (aq) OH-(aq)]
水是纯液体,[H2O]可看作是一个常数,所以Kw=[H ][OH-]。Kw值跟温度有关,在25℃,Kw=[H ][OH-]=1×10-7=×1×10-7=1×10-14。为了计算简化,常常把这个值作为室温下水的离子积。在物质的稀水溶液中,[H2O]和纯水的[H2O]几乎相同,因此Kw也几乎相等。这就是说,在任何酸性(或碱性)溶液中,同时存在H 和OH-,只不过[H ]和[OH-]的相对大小不同而已。在常温下,[H ]和[OH-]的乘积等于1×10-14。因此,水溶液的酸碱性只要用一种离子(H 或OH-)的浓度表示。
水是一种既能释放质子也能接受质子的两性物质。水在一定程度上也微弱地离解,质子从一个水分子转移给另一个水分子,形成H3O+和OH-。
达到平衡时,可得水的离解常数Ki 或[H2O+][OH-]=K1[H2O]2
由于水的离解度极小,[HO]数值可以看作是一个常数,令K1[H2O]2等于另一新常数Kw,则 [H3O+][OH-]=Kw
Kw称为水的离子积常数,简称水的离子积。上式表示在一定温度时,水中氢离子浓度与氢氧离子浓度的乘积为一常数(表3-1)。25℃时,由实验测出在纯水中[H3O+]和[OH-]各为1.0×10-‑7mol·L-1。通常将水合离子H3O+简写为H+,