一、水的离子积
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+,这样,在常温时:
表3-1 不同湿度时水的离子积
温度/℃ | KW | I温度/℃ | KW |
0 | 1.2×10-15 | 50 | 5.5×10-14 |
10 | 3.0×10-15 | 60 | 9.6×10-14 |
20 | 6.8×10-15 | 70 | 1.6×10-18 |
25 | 1.0×10-14 | 80 | 2.5×10-13 |
30 | 1.5×10-14 | 90 | 3.8×10-13 |
40 | 2.9×10-14 | 100 | 5.5×10-13 |
K=1.0*10-7*1.0*10-7=1.0*1014
[H+][OH-]=1.0*10-14 (3-2)
由于水离解时要吸收大量的热,所以温度升高,水的离解度和KW也相应地增大。
水的离子积原理不仅适用于纯水,也适用于一切稀的水溶液。在任何稀的水溶液中,不论[H+]和[OH-]怎样改变,它们的乘积总是等于KW。
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