Vattnets autoprotolys
Vattenmolekyler kan både uppta och avge protoner (vätejoner, H+), det vill säga genomgå protolys (protonöverföring). Vattnets autoprotolys innebär att en liten del av vattenmolekylerna alltid överför protoner mellan varandra och bildar oxoniumjoner (H3O+) och hydroxidjoner (OH-). Fria vätejoner förekommer inte i lösning men i formler förenklas ofta oxoniumjonen till en vätejon. Med denna förenkling kan reaktionen skrivas på följande sätt:
där Kw är en jämviktskonstant som definieras utifrån aktiviteter, vilka är ungefär lika med mätetalet av koncentrationen mätt i mol per liter (molariteten) för lösta ämnen och sätts till 1 för rena ämnen. Vattnet i utspädda lösningar är nästan rent och dess aktivitet kan approximeras med 1. Vi får:
där klammerparenteser betecknar aktiviteter, hakparenteser betecknar koncentrationer och c○ är standardkoncentrationen 1 M = 1 mol/dm3. Konstanten Kw har ett värde på 10−14 vid 25 °C (298,15 K). Ofta anges jämviktskonstanten på en logaritmisk skala, som negativa tiologaritmen:
Värdet på jämviktskonstanten är temperaturberoende. För vatten gäller det att värdet minskar vid ökad temperatur vilket leder till att pH-värdet minskar i rent vatten som värms. Trots att pH-värdet minskar så är vattnet fortfarande neutralt eftersom pOH också minskar vid ökande temperatur.
Temperatur | Kw/(10−14)[1][2] | pKw[1][2] | neutral pH |
---|---|---|---|
0 °C | 0,11 | 14,94 | 7,47 |
10 °C | 0,29 | 14,53 | 7,27 |
20 °C | 0,68 | 14,17 | 7,09 |
25 °C | 1,01 | 14,00 | 7,00 |
30 °C | 1,47 | 13,83 | 6,92 |
40 °C | 2,92 | 13,53 | 6,77 |
50 °C | 5,47 | 13,26 | 6,63 |
60 °C | 9,6 | 13,02 | 6,51 |
70 °C | 16 | 12,80 | 6,40 |
80 °C | 25 | 12,60 | 6,30 |
90 °C | 37 | 12,43 | 6,22 |
100 °C | 54 | 12,27 | 6,14 |
Se även
[redigera | redigera wikitext]Litteratur
[redigera | redigera wikitext]- M.M. Benjamin. 2002. Water Chemistry. McGraw-Hill.
Referenser
[redigera | redigera wikitext]Noter
[redigera | redigera wikitext]- ^ [a b] Küster, Thiel: Rechentafeln für die Chemische Analytik, 105. Auflage, Berlin / New York 2003, ISBN 3-11-017566-5.
- ^ [a b] D'Ans – Lax Taschenbuch für Chemiker und Physiker Band 1, Springer-Verlag 1967, S. 626.