Kw = [H⁺][OH⁻]
关于电离平衡常数中的 Kw ,其公式及要点如下:
一、定义与公式
Kw 表示水的离子积常数,其公式为: $$K_w = [H^+][OH^-]$$
在25℃(298K)时,标准状况下 Kw = 1.0 \times 10^{-14} 。
二、物理意义
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酸碱性指标
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当$K_w / K_a > 1$时,溶液呈碱性;
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当$K_w / K_a < 1$时,溶液呈酸性;
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当$K_w / K_a = 1$时,溶液呈中性。
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温度依赖性
- 温度变化会影响水的离子积。例如,100℃时$K_w \approx 1.0 \times 10^{-12}$,表明水的电离程度随温度升高而增强。
三、应用与计算
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酸碱平衡 :通过$Kw$可判断酸或碱的强弱。例如,弱酸HA的酸性强弱可通过$K_a$与$K_w$的比值判断:
$$K_a = \frac{[H^+][A^-]}{[HA]} \quad \text{且} \quad K_h = \frac{K_w}{K_a}$$其中$K_h$为弱酸根离子的水解常数。
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盐类水解 :弱酸强碱盐(如$CH_3COONa$)的水解常数$K_h$可通过以下关系计算:
$$K_h = \frac{K_w}{K_a}$$例如,醋酸($CH_3COOH$)的$K_a = 1.8 \times 10^{-5}$,则其共轭碱醋酸根离子的水解常数$K_h = \frac{1.0 \times 10^{-14}}{1.8 \times 10^{-5}} \approx 5.56 \times 10^{-10}$。
四、注意事项
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单位 :$K_w$无单位,仅反映浓度乘积的数值关系。
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温度影响 :计算时需明确温度,不同温度下$K_w$值不同。
通过以上公式及应用,可系统理解水的离子积常数在酸碱平衡及盐类水解中的核心作用。