Όταν το νερό ιονίζει, παράγει ίσες ποσότητες ιόντων υδρογόνου και υδροξειδίου που μπορούν να συσχετιστούν μεταξύ τους;
Ιονισμός νερού
* Η διαδικασία: Τα μόρια νερού (H₂O) μπορούν αυθόρμητα να ιονίζουν, πράγμα που σημαίνει ότι διασπάται σε ένα ιόν υδρογόνου (Η) και ένα ιόν υδροξειδίου (OH⁻). Αυτή η διαδικασία είναι αναστρέψιμη.
* Η εξίσωση:
2H₂O (l) ⇌ h₃o⁺ (aq) + oh (aq)
(Αυτή η εξίσωση συχνά απλοποιείται σε h₂o (l) ⇌ h⁺ (aq) + oh (aq), αλλά είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι το h⁺ υπάρχει στην πραγματικότητα ως το ιόν Hydronium, h₃o⁺, σε διάλυμα)
ισορροπία
* ίσα ποσά: Σε καθαρό νερό, ο ρυθμός ιονισμού είναι ίσος με τον ρυθμό επανασύνδεσης. Αυτό σημαίνει ότι σε ισορροπία, η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου (Η) είναι ίση με τη συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου (OH⁻).
* kw: Το προϊόν ιόντων σταθερά για το νερό, KW, αντιπροσωπεύει αυτήν την ισορροπία:
* Kw =[h⁺] [oh⁻] =1,0 x 10⁻⁻ στους 25 ° C
* ph και poh: Οι κλίμακες ρΗ και POH βασίζονται στη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου και υδροξειδίου, αντίστοιχα. Σε καθαρό νερό, το pH και το POH είναι και οι δύο 7.
Σημασία της ισορροπίας
Αυτή η δυναμική ισορροπία είναι ζωτικής σημασίας για:
* Διατήρηση της ισορροπίας pH: Οι ίσες συγκεντρώσεις των H⁺ και Oh⁻ βοηθούν να διατηρήσουν το νερό ουδέτερο.
* Αντιδράσεις βάσης οξέος: Οι μεταβολές στη συγκέντρωση του H⁺ ή του OH⁻ μπορούν να μετατοπίσουν την ισορροπία, επηρεάζοντας την οξύτητα ή την αλκαλικότητα ενός διαλύματος.
Βασικά σημεία
* Το νερό συνεχώς ιονίζει και επανασυνδέεται.
* Η ισορροπία έχει ως αποτέλεσμα ίσες συγκεντρώσεις H⁺ και Oh⁻ σε καθαρό νερό.
* Αυτή η ισορροπία είναι θεμελιώδης για την κατανόηση της χημείας βάσης οξέος.