はじめに

pHについて学ぶ前準備として習うことが多い水のイオン積。重要な項目なのでこの機会にしっかり押さえておこう!


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水のイオン積

水は電離して水素イオンH+と水酸化物イオンOHを生じる。

\[
H_{2}O ⇄ H^{+} + OH^{-}
\]

水の電離度は25℃でα=1.8×10-9と極めて小さいので、電離している水分子はごく僅かである。また、(反応式の係数から)H+とOHは等量生じるので、水中のH+とOHモル濃度は等しくなっている。

H+とOHモル濃度はそれぞれ水素イオン濃度、水酸化物イオン濃度と呼ばれ、[H+]、[OH]と表される。ちなみに、25℃では、[H+]も[OH]も1.0×10-7(mol/L)である。

以上より、25℃における[H+]と[OH])の積は1.0×10-14(mol/L)2となり、この数値のことを水のイオン積(Kwという。

\[
\begin{align} K_{w}&=[H^{+}][OH^{-}]\\
&= 1.0×10^{-14}(mol/L)^{2} \end{align}
\]

水のイオン積は(25℃という条件が守られているなら)全ての水溶液で成立する。つまり、塩酸であれ水酸化ナトリウム水溶液であれ25℃における水のイオン積は1.0×10-14(mol/L)2となる。


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水のイオン積とpH

水のイオン積はpH計算をする中で頻繁に用いられる。水のイオン積とpHの関係については以下のコンテンツを参照しよう。


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