Concetti Chiave
- L'acqua pura a 25 gradi Celsius è un cattivo conduttore di elettricità a causa della scarsità di ioni H+ liberi.
- In una reazione tra due molecole d'acqua, una agisce da acido e l'altra da base, producendo H3O+ e OH-.
- La costante di equilibrio di questa reazione è espressa come KW, considerando la concentrazione di ioni H+ e OH-.
- Per l'acqua distillata a 25°C, KW è pari a 1 x 10^-14, derivante dall'eguaglianza tra le concentrazioni di H+ e OH-.
- Il valore di KW varia con la temperatura, influenzando il prodotto ionico dell'acqua.
Il prodotto ionico dell'acqua
Supponiamo che un amolecola d'acqua si sciolga nell'acqua. Abbiamo detto che HCL+H2o da H+CL-, ossia quando l'acido iodidrico si ionizza e il legame si rompe. Anzichè HCL, mettiamo H2O.
Abbiamo l'acqua pura (cioè distillata, senza sali sciolti all'interno) a 25 gradi centigradi. L'acqua pura è un cattivo conduttore di elettricità; infatti, nell'acqua distillata sono presenti pochissimi ioni liberi H+, dal momento che l'acqua si ionizza molto difficilmente, su migliaia e migliaia di molecole d'acqua troviamo pochi ioni H+. Facciamo reagire tra loro due molecole d'acqua. Essendo l'acqua anfiprotica, secondo la teoria di Bronsted e Lowry, dobbiamo supporre che una molecola d'acqua si comporta da base, mentre l'altra si comporta da acido. Avremo quindi:
H2O+H2O (reagenti) a dare H3O+ +H-.
oppure:
2 H2O a dare H3o+ +H-
Facciamo ora la costante di equilibrio di questa reazione, che è data dal prodotto delle concentrazioni dei prodotti e il prodotto delle concentrazioni dei reagenti, ciascuna elevata al proprio coefficente stechiometrico.
Formula:
Concentrazione di H+ per concentrazione di H- fratto concentrazione dell'acqua al quadrato
La concentrazione dell'acqua elevata al quadrato, possiamo ritenerla una costante, perchè, considerando tante molecole d'acqua, quelle che si ionizzano sono pochissimi. La inglobiamo quindi in un'unica costante, che si chiama costante KW.
KW è è uguale a Concentrazione di H+ per concentrazione di H- fratto concentrazione dell'acqua al quadrato
Per l'acqua distillata a 25°, il rapporto tra gli ioni H+ e H- è uguale, quindi gli ioni H+ e gli ioni H- hanno la stessa concentrazione.
Poichè la concentrazione degli ioni H+ è uguale a quella degli ioni H-, possiamo anche dire che KW è uguale alla concentrazione degli ioni H+ per la concentrazione degli ioni H-, quindi uguale a 1 per 10 alla -7 elevato al quadrato,
che, per le proprietà delle potenze diventa:
1 per 10 alla -14 (prodotto ionico dell'acqua).
Il valore di KQ varia al variare della temperatura.
Domande da interrogazione
- Cosa rappresenta il prodotto ionico dell'acqua (KW) e come si calcola?
- Perché l'acqua pura è considerata un cattivo conduttore di elettricità?
- Come varia il valore di KW con la temperatura?
Il prodotto ionico dell'acqua (KW) rappresenta il prodotto delle concentrazioni degli ioni H+ e OH- in acqua pura. Si calcola come la concentrazione di H+ per la concentrazione di OH-, che a 25°C è uguale a 1 x 10^-14.
L'acqua pura è un cattivo conduttore di elettricità perché contiene pochissimi ioni liberi H+, dato che l'acqua si ionizza molto difficilmente.
Il valore di KW varia al variare della temperatura, il che significa che il prodotto ionico dell'acqua cambia con il cambiamento della temperatura.
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