VIII.6.2. Produsul ionic al apei.
Reacţia de autoprotoliză (autoionizare) a apei este reacţia de ionizare dintre două molecule de apă:
Numărul de molecule de apă ce ionizează este foarte redus.
Pentru apa pură s-a determinat la 25 °C: [H3O+]= [HO-] = 10-7 mol/L
Produsul: [H3O+] ∙ [HO-]= 10-14 mol/L se numește produs ionic al apei.
Aplicăm legea acțiunii maselor pentru a determina constanta de echilibru a reacţiei de autoprotoliză a apei, Kc:
Se consideră că valoarea concentraţiei molare a apei la puterea a doua este constantă (deoarece numai o moleculă de apă din câteva zeci de milioane de molecule ionizează), [H2O]2 = const.
Produsul Kc ∙[H2O]2 va fi tot o constantă, notată cu Kw și numită produsul ionic al apei :
Kw = Kc ∙ [H2O]2
Produsul ionic al apei este:
Kw = [HO-] ∙ [H3O+] = 10-14 mol/L
Adăugând soluții de acizi sau baze se modifică concentrațiile [H3O+], respectiv [HO-], însă produsul ionic al apei rămâne constant.
-
În soluţii acide: concentraţia ionilor hidroniu este mai mare decât concentraţia ionilor hidroxil : [H3O+] > [HO-] → [H3O+] > 10-7 mol/L
-
În soluţii neutre: concentraţia ionilor hidroniu este egală cu concentraţia ionilor hidroxil :
[H3O+] = [HO-] = 10-7 mol/L
- În soluţii bazice: concentraţia ionilor hidroniu este mai mică decât concentraţia ionilor hidroxil : [H3O+] < [HO-] → [H3O+] < 10-7 mol/L
Produsul ionic al apei face legătura între constanta de aciditate a unui acid (Ka) și constanta de bazicitate a bazei sale conjugate (Kb).
Pentru un cuplu acid-bază conjugată avem următoarele relații:
Kw = Ka ∙ Kb
pKw = pKa + pKb = 14