摘 要: 水的電離的本質是水分子內的氫氧鍵斷裂,生成氫離子和氫氧根離子,類似的還有氨分子的極其微弱電離。無論是純水,還是酸、堿、鹽等溶液,氫離子和氫氧根離子的乘積均為一個定值,離子來源不一定來自于水的電離,水的離子積只與溫度有關。最后本文提出了計算pH值的計算一般方法和規律。
關鍵詞: 水 電離 本質 離子積常數
一、水的電離本質
水分子中的氫氧共價鍵斷裂,形成氫離子和氫氧根離子,氫離子和水分子結合為水合氫離子,其過程表示為:
HO?葑H+OH 或者HO?葑HO+OH
其中c(H)=c(OH)?搖在25°C時二者均為10mol/L。
類似研究:液氨中也存在極其微弱的電離,一般來講NH為非電解質,不考慮其電離,事實上確實也存在電離:2NH?葑NH+NH
二、水的離子積常數
在純水中存在c(H)×c(OH)=10,加入各種電解質可以引起平衡移動,影響水的電離狀態,但是溶液中的c(H)×c(OH)保持不變,只是離子的來源有所不同。
1. 純水中,K=c(H)×c(OH)=10。
2. 0.1mol/L HCl溶液中,K=c(H)×c(OH)=[c(H)+ c(H)]c(OH)=10。因為c(H)水?塏c(H),所以一般忽略c(H),其中水提供的OH是溶液中OH的唯一來源, 認為K= c(H)×c(OH)=10。
3. 0.1mol/LNaOH溶液中,K=c(H)×c(OH)= c(H)×[c(OH)+ c(OH)NaOH]=10。因為c(OH)?塏c(OH),一般忽略c(OH),其中水提供的H 是溶液中H的唯一來源,認為K=c(H)×c(OH)=10。
4. 0.1mol/LNaS溶液中。由于水電離的H被S結合生成HS,溶液中c(H)減小,促進了水的電離,引起c(OH)增大,但是仍有K=c(H)×c(OH)=10。
說明:物質的量濃度為狀態參數,與質量、體積、壓強等相同,為該狀態下溶液中含有的自由移動的離子濃度,不可累積。
對于2、3兩種情況都有c(H)=c(OH),酸溶液中忽略c(H),堿溶液中忽略c(OH)是有條件的,以下情況溶液接近中性必須考慮水的電離。
25°C時1mL pH=6的鹽酸加水稀釋至溶液體積為10