Kw=Kc
水的电离平衡常数公式及相关说明如下:
一、基本公式
水的电离平衡为: $$\text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{OH}^-$$
其平衡常数表达式为: $$K_w = \frac{[\text{H}^+][\text{OH}^-]}{c(\text{H}_2\text{O})}$$
在纯水中,水的浓度 $c(\text{H}_2\text{O})$ 通常视为常数(约为55.55 mol/L),因此公式可简化为: $$K_w = \frac{[\text{H}^+][\text{OH}^-]}{55.55}$$
计算结果为: $$K_w \approx 1.8 \times 10^{-16} \quad (\text{25°C})$$
二、相关说明
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离子积与电离常数的区别
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离子积 ($K_{sp}$):仅适用于难溶电解质,表示沉淀生成的离子浓度乘积,如 $K_{sp} = [\text{Ag}^+][\text{Cl}^-]$。
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电离常数 ($K_w$):适用于弱电解质(如水),表示生成物离子浓度乘积与反应物浓度的比值。
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温度的影响
$K_w$ 随温度变化而变化。例如,温度升高时,水的电离程度增强,$K_w$ 值增大。
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水的电离特点
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水是极弱电解质,电离程度极小(25°C时,每10^9个水分子中仅2个电离)。
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在非标准温度下,$K_w$ 需通过校正公式计算,例如高温时 $K_w$ 可增大至 $5.6 \times 10^{-15}$。
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三、应用示例
计算25°C时纯水的电离常数: $$K_w = \frac{(1 \times 10^{-7})^2}{55.55} \approx 1.8 \times 10^{-16}$$
与标准值一致。
通过以上公式和说明,可以系统理解水的电离平衡常数的定义、计算及影响因素。