- Home
- >
- Blog
- >
- Korepetycje z Chemii
- >
- Iloczyn jonowy wody –...
- Iloczyn jonowy wody opisuje równowagę H+ i OH–.
- Symbol chemiczny: Kw.
- Jest podstawą do wyznaczania pH roztworów.
- Wartość zależy od temperatury.
| Pojęcie | Znaczenie |
|---|---|
| Iloczyn jonowy wody (Kw) | Iloczyn stężeń H+ i OH– w wodzie |
| Równowaga jonowa | Utrzymuje obojętny charakter czystej wody |
| Zastosowanie | Obliczanie pH i analiza roztworów kwasowo-zasadowych |
Co to jest iloczyn jonowy wody? – wyjaśnienie pojęcia
- Kw = [H+] · [OH–].
- Wynika z dysocjacji wody na jony.
- Pozwala określić charakter roztworu (pH).
- Zależy od temperatury i warunków zewnętrznych.
Iloczyn jonowy wody – wzór i jego interpretacja
Kw = [H+] · [OH–]
W warunkach standardowych (25°C) stężenia jonów H+ i OH– są równe, co oznacza, że czysta woda jest obojętna. Wtedy [H+] = [OH–] = 1·10-7 mol/dm3, a zatem:
Kw = 1·10-14 (mol/dm3)2
Interpretacja wzoru jest prosta: jeśli w roztworze zwiększa się stężenie jonów H+, to równocześnie maleje stężenie OH–, tak aby wartość Kw pozostała stała (dla danej temperatury). Dzięki temu można określić, czy roztwór ma charakter kwasowy, zasadowy czy obojętny.
- Wzór: Kw = [H+] × [OH–].
- W temperaturze 25°C wartość Kw wynosi 1·10-14.
- Zależność ta jest podstawą obliczeń pH.
- Wartość zmienia się wraz z temperaturą.
| Wielkość | Wartość w 25°C | Znaczenie |
|---|---|---|
| [H+] | 1·10-7 mol/dm3 | Stężenie jonów wodorowych |
| [OH–] | 1·10-7 mol/dm3 | Stężenie jonów hydroksylowych |
| Kw | 1·10-14 (mol/dm3)2 | Iloczyn jonowy wody w warunkach standardowych |
Ile wynosi iloczyn jonowy wody? – wartość w 25°C
Kw = 1·10-14 (mol/dm3)2
W tej temperaturze stężenia jonów H+ oraz OH– są równe i wynoszą 1·10-7 mol/dm3. To właśnie ta równość sprawia, że czysta woda ma odczyn obojętny (pH = 7). Wiedza ta jest podstawą przy wyznaczaniu pH roztworów kwasowych i zasadowych w temperaturze pokojowej.
- W 25°C: [H+] = [OH–] = 1·10-7 mol/dm3.
- Iloczyn jonowy wody w tej temperaturze: 1·10-14.
- Odpowiada pH = 7 dla czystej wody.
| Wielkość | Wartość w 25°C |
|---|---|
| [H+] | 1·10-7 mol/dm3 |
| [OH–] | 1·10-7 mol/dm3 |
| Kw | 1·10-14 (mol/dm3)2 |
Iloczyn jonowy wody w temperaturze 80°C – jak się zmienia?
- Wzrost temperatury → wzrost wartości Kw.
- W 80°C Kw ≈ 10-12.
- Woda wciąż jest obojętna, bo [H+] = [OH–].
| Temperatura | Kw | Charakter roztworu |
|---|---|---|
| 25°C | 1·10-14 | Obojętny |
| 80°C | ≈ 1·10-12 | Obojętny (bo [H+] = [OH–]) |
Iloczyn jonowy wody – obliczanie krok po kroku
- Krok 1: Wybierz właściwą wartość Kw dla temperatury (np. 25°C: 1·10-14).
- Krok 2: Oblicz brakujący jon: [OH–] = Kw/[H+] lub odwrotnie.
- Krok 3: Wyznacz pH = −log[H+] (oraz pOH = −log[OH–], gdy potrzebne).
- Krok 4: Sprawdź zgodność: pH + pOH = pKw (np. w 25°C: 14,00).
| Dane wejściowe | Obliczenia | Wynik (25°C) |
|---|---|---|
| [H+] = 1·10-3 mol/dm3 | [OH–] = Kw/[H+] = 1·10-14 / 1·10-3 | [OH–] = 1·10-11; pH = 3,00 |
| [OH–] = 2·10-5 mol/dm3 | [H+] = Kw/[OH–] = 1·10-14 / 2·10-5 | [H+] = 5·10-10; pH ≈ 9,30 |
| Czysta woda (25°C) | [H+] = [OH–] = √Kw | 1·10-7 mol/dm3; pH = 7,00 |
Iloczyn jonowy wody – zastosowanie w chemii
- Wyznaczanie pH/pOH i klasyfikacja roztworów.
- Dobór wskaźników i analiza krzywych miareczkowania.
- Projektowanie i ocena działania buforów.
- Kontrola jakości wody oraz procesów technologicznych.
| Obszar zastosowania | Jak wykorzystuje się Kw? |
|---|---|
| Miareczkowanie kwas–zasada | Wyznaczanie pH w punktach przed/po równoważniku, dobór odpowiedniego wskaźnika |
| Bufory | Obliczanie pH buforów w oparciu o relację [H+][OH–] = Kw i równania Hendersona–Hasselbalcha |
| Kontrola jakości wody | Ocena odchyleń pH wynikających ze zmian temperatury i zanieczyszczeń |
| Obliczenia śladowych stężeń | Uwzględnianie autodysocjacji wody w bardzo rozcieńczonych roztworach |
FAQ
To stała równowagi autodysocjacji wody, zdefiniowana jako K₍w₎ = [H⁺]·[OH⁻].
Wzór ogólny: K₍w₎ = [H⁺] × [OH⁻]. Dla wygody często używa się także pK₍w₎ = −log K₍w₎.
K₍w₎ = 1·10⁻¹⁴ (mol²·dm⁻⁶); wówczas [H⁺] = [OH⁻] = 1·10⁻⁷ mol/dm³, a pH czystej wody = 7,00.
Jest większy niż w 25°C; typowo rzędu ~10⁻¹². Woda pozostaje obojętna dla tej temperatury, bo [H⁺] = [OH⁻].
K₍w₎(25°C) = 1·10⁻¹⁴; odpowiada temu pK₍w₎ ≈ 14,00.
Wybierz K₍w₎ dla danej T → oblicz brakujący jon z K₍w₎/[znane stężenie] → wyznacz pH = −log[H⁺] (lub pOH) → sprawdź, czy pH + pOH = pK₍w₎.
Do obliczeń pH/pOH, doboru wskaźników, projektowania buforów, analiz miareczkowych i kontroli jakości wody.
Autodysocjacja wody jest procesem endotermicznym, dlatego wraz ze wzrostem temperatury równowaga przesuwa się w stronę jonów, zwiększając K₍w₎.
Nie. 7 dotyczy 25°C. Dla wyższych temperatur pH obojętne jest mniejsze niż 7 (ale woda nadal jest obojętna, bo [H⁺] = [OH⁻]).
