Przeczytaj

bg‑azure

Budowa cząsteczki wody

Woda jest substancją niezbędną do życia i jest uznawana za najpopularniejszy rozpuszczalnik na Ziemi. Cząsteczka wody ma tę niezwykłą właściwość, że na skutek jej działania, wiązania spolaryzowane lub jonowe innych związków chemicznych ulegają rozerwaniu i substancja rozpada się (dysocjuje) na jony. Wynika to z faktu, że w cząsteczce wody występują wiązania kowalencyjne (atomowe) spolaryzowane (różnica elektroujemności pomiędzy tlenem a wodorem wynosi ∆E = 3,5 - 2,1 = 1,4). Bardziej elektroujemny atom (tlen) stanowi biegun ujemny, a mniej elektroujemny (wodór) biegun dodatni. Cząsteczka wody posiada zatem dwa bieguny (dodatni i ujemny) i o takiej cząsteczce mówimy, że jest dipolemdipoldipolem.

R1WLiZgY7fsMR

Na ilustracji jest przedstawiona cząsteczka wody. Do czerwonego atomu tlenu symbolizowanego przez czerwoną kulkę przyłączone są dwa atomy wodoru symbolizowane przez szare kulki. Na rysunku zaznaczono długość wiązania tlen wodór wynoszącą 0,96 Angstrema oraz cząstkowe ładunki dodatnie na atomach wodoru δ plus oraz kompensujący je ładunek 2δ plus na atomie tlenu. — Rozkład ładunku w cząsteczce wody. Od strony atomu tlenu cząsteczka wody jest naładowana ujemnie, a od strony atomów wodoru dodatnio.
Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie: pl.wikipedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.

bg‑azure

Autodysocjacja wody

Na skutek oddziaływania cząsteczki wody z sąsiednią cząsteczką może się ona rozpadać na jony. Proces ten nazywany jest dysocjacją elektrolityczną (lub dysocjacją jonową). Z uwagi na to, że reagują ze sobą cząsteczki tego samego typu mówimy, że jest to proces autodysocjacjiautodysocjacjaautodysocjacji (lub autoprotolizy). Podobnie jak w każdej innej reakcji chemicznej równowaga reakcji zostaje osiągnięta w momencie, gdy stężenia zarówno substratów jak i produktów nie wykazują dalszej tendencji do zmiany (ustala się stan równowagi dynamicznej). Zgodnie z teorią Brønsteda-Lowry’egoteoria Brønsteda‑Lowry'egoBrønsteda-Lowry’ego w czystej wodzie, na skutek autodysocjacji, obecne są w niewielkiej ilości jony $H_{3} O^{+}$ oraz ${OH}^{-}$ . Proces autodysocjacji wody zachodzi w minimalnym stopniu i polega w istocie na reakcji cząsteczki wody z drugą, co można opisać równaniem:

H_{2} O + H_{2} O ⇄ H_{3} O^{+} + {OH}^{-} (1)

lub

2 H_{2} O ⇄ H_{3} O^{+} + {O H}^{-} (2)

Atom wodoru jednej cząsteczki wody, silnie oddziałujący poprzez wiązanie wodorowe z atomem tlenu drugiej cząsteczki wody, odrywa się w postaci jonu wodoru $H^{+}$ i „przechodzi” do drugiej cząsteczki wody. W efekcie powstają jony oksoniowe ( $H_{3} O^{+}$ ) oraz wodorotlenkowe ( ${OH}^{-}$ ), co prezentuą poniższe grafiki.

R11LWMrtrvhMd

Tworzenie wiązań wodorowych (1) pomiędzy cząsteczkami wody.

Źródło: GroMar Sp. z o.o. na podstawie pl.wikipedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.

RB170uL4jBQYI

Autodysocjacja wody
Źródło: Manuel Almagro Rivas, dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 4.0.

bg‑azure

Co to jest iloczyn jonowy wody?

Korzystając z równania autodysocjacji wody (2) można zapisać wyrażenie na stałą równowagi termodynamicznej wody (w temp. 25°C) w postaci:

K_{H_{2} O} = \frac{[H_{3} O^{+}] \cdot [{OH}^{-}]}{{[H_{2} O]}^{2}}

Do wyrażenia na stałą równowagi wstawiamy stężenia równowagowe. W tym przypadku powinniśmy wstawić stężenie równowagowe cząsteczek wody, które nie zdysocjowały. Z uwagi na fakt, że woda dysocjuje w bardzo niewielkim stopniu to stężenie zdysocjowanych (równowagowych) cząsteczek wody jest praktycznie równe stężeniu początkowemu. Zakładając, że gęstość wody wynosi 1000 $\frac{g}{{dm}^{3}}$ , a masa molowa wynosi 18 $\frac{g}{mol}$ , otrzymujemy stężenie molowe wody:

[H_{2} O] = \frac{1000 \frac{g}{d m^{3}}}{18 \frac{g}{m o l}} = 55, 5 \frac{m o l}{d m^{3}}

W kolejnym kroku stężenie to wstawiamy do wyrażenia na stałą dysocjacji wody, które przyjmuje postać:

K_{H_{2} O} = \frac{[H_{3} O^{+}] \cdot [{OH}^{-}]}{55, 5}

Na podstawie danych doświadczalnych i pomiarów wartości przewodnictwa jonówprzewodnictwo jonoweprzewodnictwa jonów wyznaczono, że stała dysocjacji wody liczbowo jest równa 1,8 ∙ 10Indeks górny -16 w temperaturze około 25°C. Powyższa wartość świadczy o tym, że woda jest bardzo słabym elektrolitem, ponieważ dysocjuje w nieznacznym stopniu. Wartość stężenia molowego wody możemy przenieść na lewą stronę równania, ponieważ jest ona właściwie niezmienna i możemy traktować ją jako stałą. Możemy zatem zapisać, że:

K_{H_{2} O} \cdot 55, 5 = [H_{3} O^{+}] \cdot [{OH}^{-}]

Po podstawieniu stężenia wody i wartości stałej dysocjacji KIndeks dolny HIndeks dolny 2O Indeks dolny koniec otrzymujemy wyrażenie:

1, 8 \cdot 10^{- 16} \cdot 55, 5 = [H_{3} O^{+}] \cdot [{OH}^{-}]

Po wymnożeniu otrzymujemy zatem:

1 \cdot 10^{- 14} = [H_{3} O^{+}] \cdot [{OH}^{-}]

Z powyższych równań wynika, że wartość iloczynu stężeń jonów (oksoniowego oraz wodorotlenkowego), na które dysocjuje cząsteczka wody jest wartością stałą. Iloczyn stężeń jonów (oksoniowego i wodorotlenkowego) nazwano iloczynem jonowym wody i oznaczono symbolem Kw.

RMxSsM6g2H1ov1

Na trzech wykresach słupkowych przedstawiono przykładowe stężenia jonów oksoniowych, hydroniowych, H3O+ i wodorotlenowych, hydroksylowych OH-, a także niezdysocjowanych cząsteczek wody H2O, których stężenie na każdym wykresie jest takie samo, w zależności od odczynu roztworu w temperaturze 25 stopni Celsjusza. Na pierwszym wykresie odczyn obojętny, po lewej, stężenia jonów są sobie równe, co reprezentują dwa pierwsze słupki i wynoszą 10-7 mol na decymetr sześcienny. Stężenie niezdysocjowanych cząsteczek wody reprezentowanych przez ostatni słupek wynosi 102. Na drugim wykresie przy odczynie zasadowym stężenie jonów hydroniowych H3O+ reprezentowanych przez pierwszy słupek wynosi 10-9 mol na decymetr sześcienny i jest mniejsze od stężenia jonów hydroksylowych, wodorotlenowych reprezentowanego przez drugi słupek i wynoszącego 10-5 mol na decymetr sześcienny. Na trzecim wykresie, po prawej, odczyn kwasowy, gdzie stężenie jonów hydroniowych reprezentowanych przez pierwszy słupek wynosi 10-4 mol na decymetr sześcienny i jest większe od stężenia jonów wodorotlenowych reprezentowanego przez drugi słupek i wynoszącego 10-10 mol na decymetr sześcienny. — Na powyższych wykresach ukazano przykładowe stężenia jonów oskoniowych (hydroniowych) i wodorotlenkowych w zależności od odczynu roztworu, w temp. 25°C. Na pierwszym wykresie (po lewej) stężenia jonów są sobie równe (dwa pierwsze słupki), odczyn jest obojętny. Na drugim wykresie stężenie jonów hydroniowych $H_{3} O^{+}$ (pierwszy słupek) jest mniejsze od stężenia jonów wodorotlenkowych ${OH}^{-}$ (drugi słupek), odczyn jest zasadowy. Na trzecim wykresie (po prawej) stężenie jonów hydroniowych $H_{3} O^{+}$ (pierwszy słupek) jest większe od stężenia jonów wodorotlenkowych ${OH}^{-}$ (drugi słupek), odczyn jest kwasowy.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ważne!

Iloczyn jonowy wody to specjalny rodzaj stałej dysocjacji otrzymany przez wymnożenie wartości stałej równowagi dla procesu dysocjacji wody i stężenie niezdysocjowanych cząsteczek wody. Wartość iloczynu jonowego wody:

Kw = [H_{3} O^{+}] \cdot [{OH}^{-}] = 10^{- 14} (temp . 25^{o} C) (4)

Wartość iloczynu jonowego wody nie zależy od stężenia kwasu i zasady dodawanej do wody, a jedynie od temperatury.

R1QWIEAss2pHi1

Wykres liniowy. Wykres zależności wartości iloczynu jonowego wody od temperatury:. Lista elementów:

1. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 0
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 0.114; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

2. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 5
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 0.186; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

3. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 10
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 0.293; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

4. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 15
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 0.457; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

5. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 20
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 0.681; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

6. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 25
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 1.008; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

7. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 30
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 1.471; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

8. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 35
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 2.089; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

9. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 40
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 2.916; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

10. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 45
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 4.074; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

11. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 50
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 5.476; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

12. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 55
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 7.244; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

13. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 60
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 9.550; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

14. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 65
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 12.58; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

15. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 70
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 15.850; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

16. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 75
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 20; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

17. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 80
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 25.120; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

18. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 85
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 30.900; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

19. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 90
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 38.020; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

20. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 95
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 45.710; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

Wykres liniowy. Wykres zależności wartości iloczynu jonowego wody od temperatury:. Lista elementów:

1. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 0
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 0.114; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

2. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 5
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 0.186; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

3. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 10
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 0.293; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

4. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 15
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 0.457; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

5. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 20
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 0.681; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

6. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 25
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 1.008; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

7. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 30
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 1.471; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

8. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 35
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 2.089; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

9. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 40
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 2.916; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

10. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 45
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 4.074; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

11. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 50
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 5.476; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

12. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 55
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 7.244; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

13. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 60
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 9.550; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

14. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 65
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 12.58; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

15. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 70
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 15.850; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

16. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 75
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 20; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

17. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 80
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 25.120; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

18. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 85
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 30.900; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

19. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 90
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 38.020; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

20. zestaw danych:

Temperatura [[°C]]: 95
Wartość iloczynu jonowego wody [*10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]14[/]]: 45.710; Podpis osi wartości: Wartość iloczynu jonowego wody [[10[baseline-shift: super; font-size: smaller;]-14[/]]]

Wykres zależności wartości iloczynu jonowego wody od temperatury:

temperatura : 0

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 0.114
temperatura : 5

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 0.186
temperatura : 10

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 0.293
temperatura : 15

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 0.457
temperatura : 20

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 0.681
temperatura : 25

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 1.008
temperatura : 30

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 1.471
temperatura : 35

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 2.089
temperatura : 40

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 2.916
temperatura : 45

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 4.074
temperatura : 50

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 5.476
temperatura : 55

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 7.244
temperatura : 60

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 9.550
temperatura : 65

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 12.58
temperatura : 70

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 15.850
temperatura : 75

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 20
temperatura : 80

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 25.120
temperatura : 85

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 30.900
temperatura : 90

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 38.020
temperatura : 95

wartość_iloczynu_jonowego_wody_[*10[superscript]14[/]] : 45.710

Chociaż stężenie jonów $H_{3} O^{+}$ może zmieniać się podczas dodawania różnych substancji do wody, iloczyn stężeń [ $H_{3} O^{+}$ ] i [ ${OH}^{-}$ ] pozostaje w danej temperaturze zawsze stały. Oznacza to, że jeśli w temperaturze 25°C, stężenie jonów [ $H_{3} O^{+}$ ] wynosi 0,1 $\frac{mol}{{dm}^{3}}$ , to stężenie jonów [ ${OH}^{-}$ ] jest równe 10Indeks górny -13 $\frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

Pamiętając, że:

pH =- \log [H_{3} O^{+}] oraz pOH =- \log [{OH}^{-}]

iloczyn jonowy wody Kw można przedstawić w postaci logarytmicznej:

pKw = - logKw = - \log ([H_{3} O^{+}] [{OH}^{-}]) = - (\log [H_{3} O^{+}] + \log [{OH}^{-}]) = pH + pOH = 14

Z powyższego równania wynika prosta zależność między pH oraz pOH. Na jej podstawie można wywnioskować, że w miarę wzrostu pH, pOH musi się zmniejszać, tak, aby spełnione było równanie:

pKw = pH + pOH = 14

R3M9NHHTWAEHi

Na ilustracji przedstawiono skalę pH oraz pOH w temperaturze 25 stopni Celsjusza. Strzałka z grotem skierowanym w prawo i w lewo. Od lewej w kolorze czerwonym, jaśniejąca do środka skali, gdzie kolor jest biały i od środka do końca przechodząca w kolor niebieski. Skala pOH nad strzałką od czerwonego 14 do 0 niebieski kolor. Skala pH pod strzałką od czerwonego wartość 0 do niebieskiego wartość 14. — Zmiany pH oraz pOH w temp. 25°C
Źródło: PatriciaR, dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 2.5.

Zapamiętaj!

W rozcieńczonych roztworach wodnych, w stałej temperaturze, bez względu na rodzaj substancji rozpuszczonej w wodzie, iloczyn jonowy wody KIndeks dolny w jest wielkością stałą.

Słownik

dipol

cząsteczka polarna, w której na skutek różnicy elektroujemności następuje rozdzielenie ładunku dodatniego i ujemnego

elektrolit

(gr. ḗlektron „bursztyn”, lytós „rozpuszczalny”) związek chemiczny, który ulega procesowi rozpadu na jony pod wpływem wody i jest zdolny do przewodzenia prądu; gdy jest całkowicie zdysocjowany mówimy o elektrolicie mocnym

autodysocjacja

rodzaj reakcji dysocjacji elektrolitycznej, która polega na rozpadzie na jony wskutek reakcji ze sobą cząsteczek tego samego związku

teoria Brønsteda‑Lowry'ego

teoria kwasowo‑zasadowa, według której kwas jest zdolny do oddawania kationów wodoru, a zasadą jest substancja zdolna do przyjmowania kationów wodoru; kwas‑donor, zasada‑akceptor

stężeniowa stała równowagi

wyraża stosunek iloczynu molowych stężeń równowagowych produktów reakcji do iloczynu molowych stężeń równowagowych substratów; stężenia produktów i substratów są podniesione do potęg odpowiadającym współczynnikom stechiometrycznym odpowiednich reagentów

przewodnictwo jonowe

rodzaj przewodnictwa elektrycznego, w którym nośnikiem prądu są jony

reakcja odwracalna

reakcja, która może zachodzić równocześnie w kierunku produktów lub substratów

$pH = - l o g_{10} [H_{3} O^{+}]$ ; wykładnik stężenia jonów oksoniowych w roztworze

pOH

$pH = - l o g_{10} [{OH}^{-}]$ ; wykładnik stężenia jonów wodorotlenkowych w roztworze

Wprowadzenie

Animacja

Budowa cząsteczki wody

Autodysocjacja wody

Co to jest iloczyn jonowy wody?

Słownik