Іо́нний добу́ток води́ — константа автопротолізу води, що визначається як добуток концентрацій протона H+ та гідроксид-іона OH- у воді або водних розчинах.
Розрахунок значення Вода має здатність до автопротолізу: H2O + H2O H3O+ + OH- У спрощеному вигляді даний процес розглядається як зворотна дисоціація молекул: H2O H+ + OH- Константа рівноваги для дисоціації води має вигляд
Оскільки дисоціація є дуже незначною (наприклад, за температури 25 °C значення константи становить 1,8·10-16 моль/л), знаменник [H2O] приймають як недисоційовану воду, стала концентрація якої становить: [H2O] = 1000 г/л : 18 г/моль = 55,56 моль/л Величина константи рівноваги є постійною за певної температури, тому її об'єднують з концентрацією води у величину іонний добуток води Kw (від — вода): Kw = Kdiss · [H2O] = [H+][OH-] Значення Kw розраховують, виходячи зі значень константи дисоціації. Наприклад, при температурі 25 °C воно становить: Kw = 1,8·10-16 · 55,56 = 10-14 моль²/л² На практиці часто користуються від'ємними логарифмами значень: -lg Kw = pKw
Вплив на значення + Залежність pKw для води та важкої води від температури T, °C H2O D2O 0 14,938 15,972 10 14,528 15,527 20 14,163 15,132 25 13,995 14,951 30 13,836 14,779 40 13,542 14,462 50 13,275 14,176 60 13,034 13,918 70 12,814 13,683 80 12,613 13,470 90 12,428 13,276 100 12,265 13,099 На величину іонного добутку значною мірою впливає температура, оскільки при її зростанні підвищується ступінь дисоціації речовини. Так, за температури 100 °C показник pKw вже становить 12,265 (проти 14 за стандартної температури 25 °C).
Застосування Прикладне значення іонного добутку води спирається на рівняння Kw = [H+][OH-] Виходячи з нього стає можливим розрахунок значень pH та pOH. Наприклад, у нейтральному середовищі концентрації іонів H+ та OH- є рівними: [H+] = [OH-] = ; або у логарифмічному вигляді pH = pOH = ½pKw
Так, за температури 25 °C значення Kw становить 10-14, тому у нейтральному середовищі pH і pOH дорівнюватимуть: [H+] = [OH-] = = 10-7 моль/л; або pH = pOH = ½ · 14 = 7
Див. також pH Електролітична дисоціація
Примітки
Джерела