【水的电离度是多少】水是一种极弱的电解质,虽然在常温下几乎不导电,但事实上它会发生微弱的电离。水的电离是指水分子之间相互作用生成氢离子(H⁺)和氢氧根离子(OH⁻)的过程。这一过程是可逆的,且在不同温度下电离程度会有所变化。
为了更直观地理解水的电离度,我们可以通过实验数据和理论计算来总结其电离情况,并通过表格形式进行展示。
水的电离反应
水的电离反应如下:
$$
2H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + OH^-
$$
或者简化为:
$$
H_2O \rightleftharpoons H^+ + OH^-
$$
这个反应的平衡常数称为水的离子积常数,记作 $K_w$。
电离度的概念
电离度是指在一定条件下,电解质分子电离成离子的比例。对于水来说,由于其电离程度极低,通常用电离度来表示其电离的程度。
不过,在实际应用中,更常用的是水的离子积 $K_w$ 来间接反映水的电离能力。
不同温度下的水的电离情况
温度(℃) | 离子积 $K_w$(mol²/L²) | [H⁺] = [OH⁻](mol/L) | 电离度(%) |
0 | 0.11 × 10⁻¹⁴ | 1.05 × 10⁻⁷ | 0.000000105 |
25 | 1.0 × 10⁻¹⁴ | 1.0 × 10⁻⁷ | 0.000001 |
50 | 5.47 × 10⁻¹⁴ | 2.34 × 10⁻⁷ | 0.00000234 |
100 | 55.0 × 10⁻¹⁴ | 7.42 × 10⁻⁷ | 0.00000742 |
> 说明:
- 电离度的计算基于水的浓度约为55.56 mol/L。
- 电离度 = $\frac{[H^+]}{C_{H_2O}} \times 100\%$
- 实际电离度非常小,因此在常规情况下可以忽略不计。
总结
水的电离度非常低,尤其是在常温(25℃)下,其电离度仅为约0.000001%。这表明水几乎不发生电离,属于极弱的电解质。然而,这种微弱的电离对溶液的pH值、酸碱平衡等具有重要意义。
尽管电离度数值很小,但水的离子积 $K_w$ 在不同温度下会发生显著变化,这也解释了为什么温度升高时,纯水的pH值会略微下降(即变得更“酸”)。
综上所述,水的电离度虽小,但在化学和生物过程中起着基础性的作用。