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时间:2017-12-28
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1、浅析水的电离平衡常数和水的离子积徐度建汪莉(江西师范大学化学化工学院江西南昌330022)摘要:水的电离方程式可简写成:H2O=H++OH-.根据质量作用定律,水的平衡常数可表示为KC=C(H+)×C(OH-)/C(H2O),但现今多数教材直接采用水的离子积Kw=C(H+)×C(OH-),而忽略了水的电离平衡常数和水的离子积之间的关系,本文简要的解释了Kc和Kw的联系.关键词:水的电离平衡常数水的离子积平时教学中,譬如在化学反应A-+H2O=HA+OH-,学生往往会根据已学的平衡常数的知识,将此平衡写成K=C(HA)×C(OH-)/C(H2O
2、)×C(A-)[3].有些老师可能会认为这是错的,不应当加上水且水应当为1,故可忽略不计.但当仔细追究,水的溶度是为1mol/L吗?本文选举了最为典型的水的电离平衡方程为例,其他的读者可据具体情况自行分析.水的电离方程式为:H2O=H++OH-,根据质量作用定律可示为KC=C(H+)×C(OH-)/C(H2O)[1](1).当反应物及生成物均以活度表示时,其化学平衡常数又可改写成kθ=α(H+)×α(OH-)/α(H2O).α(H2O)=γ(H2O)×c(H2O),γ(H2O)为水的活度系数,又根据德拜-休克尔公式来计算,即-lgγ=0.51
3、2Z2[I0.5/(1+βaI0.5)],Z为离子的电荷数;β是常数,250C时为0.00328;a为离子体积参数;I为溶液的离子强度[2].水为中性分子,故电荷数为0,可推知水的γ=1.在室温下,1L水中只有1.0×10-7mol水发生电离,即约55.5mol只有10-7mol发生电离,电离前后水的物质的量几乎不变,则c(H2O)可视为一个平衡常数,即55.5mol/L[4].未电离的水分子的数量比它的离子数量是非常大的,实际上可认为是不变的.因此在等式(1)中c(H2O)为常数,C(H+)×C(OH-)=KC×(H2O)=Kc×55.6=
4、Kw[1]电离平衡常数可改写为:Kw=K×C(H2O)=C(H+)×C(OH-),其中KW是随温度变化而变化的物理量,C(H2O)是一个常数,用Kw表示,称之为谁的离子积常数,简称为水的离子积.常温下水的离子积为10-14.水的离子积为水的电离平衡常数的另一种表示方法,水的离子积不仅反映了水的酸强度,也反映了碱的强度,相对前者更为简单实用.现今教材对此转换不加解释,事必造成了读者的误解.参考文献:[1]别特拉申著;周定等译.定性分析(第一册)[M]高等教育出版社,1959:39-41.[2]武汉大学主编.分析化学(第五版)[M]高等教育出版社
5、,2006:110-111.[3]凯尔纳等主编;李克安金钦汉等译.分析化学[M]北京大学出版社,2001:77-78.[4]李景海黄秀芬.刍议水的离子积[J]中学化学教学与参考,2008,4:36-37.
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