【水的电离平衡常数Kw是多少】水的电离是一个重要的化学过程,理解其平衡常数Kw对于学习酸碱理论和溶液化学具有重要意义。Kw是水的离子积常数,表示在一定温度下,水分子自身发生电离时产生的氢离子(H⁺)和氢氧根离子(OH⁻)浓度的乘积。
一、水的电离反应
水是一种极弱的电解质,能够发生微弱的自偶电离:
$$
\text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{OH}^-
$$
在这个过程中,每生成一个H⁺离子,同时也会生成一个OH⁻离子。因此,在纯水中,H⁺和OH⁻的浓度相等。
二、电离平衡常数Kw的定义
Kw是水的电离平衡常数,其表达式为:
$$
K_w = [\text{H}^+][\text{OH}^-
$$
其中,[H⁺] 和 [OH⁻] 分别表示氢离子和氢氧根离子的浓度。
三、Kw的数值与温度的关系
Kw的值并不是固定的,它会随着温度的变化而变化。在标准温度(25°C)下,Kw的值为:
$$
K_w = 1.0 \times 10^{-14}
$$
这意味着在25°C时,纯水中[H⁺] = [OH⁻] = 1.0 × 10⁻⁷ mol/L。
当温度升高时,水的电离程度增大,Kw的值也随之增加;反之,温度降低时,Kw的值减小。
四、不同温度下的Kw值参考表
温度(℃) | Kw 值 |
0 | 0.1 × 10⁻¹⁴ |
25 | 1.0 × 10⁻¹⁴ |
50 | 5.5 × 10⁻¹⁴ |
100 | 55.0 × 10⁻¹⁴ |
五、总结
- 水的电离平衡常数Kw表示水中H⁺和OH⁻浓度的乘积。
- 在25°C时,Kw = 1.0 × 10⁻¹⁴。
- Kw的值受温度影响,温度升高,Kw增大。
- 理解Kw有助于判断溶液的酸碱性以及进行相关的计算。
通过掌握Kw的概念和数值,可以更深入地理解水的性质及其在化学反应中的作用。