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水のイオン積（求め方・温度やpHとの関係など）
目次
はじめに
【プロ講師解説】このページでは『水のイオン積（求め方・温度やpHとの関係など）』について解説しています。
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ーを生じる。
\[ \mathrm{H_{2}O ⇄ H^{+} + OH^{-}} \]
- 水の電離度は25℃でα=1.8×10ー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ーは等量生じるので、水中のH＋とOHーのモル濃度は等しくなっている。
- H＋とOHーの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よばれ、［H＋］、［OHー］と表される。
- 25℃では、［H＋］も［OHー］も1.0×10ー7(mol/L)である。
- 以上より、25℃における［H＋］と［OHー］）の積は1.0×10ー14(mol/L)2となり、この数値を水のイオン積（Kw）という。
\[ \begin{align} \mathrm{K_{w}}&\mathrm{=［H^{+}］［OH^{-}］}\\
&\mathrm{= 1.0×10^{-14}(mol/L)^{2}} \end{align} \]
- 水のイオン積は（25℃という条件が守られている場合に限り）全ての水溶液で成立する。
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のこと。
参考：【pH計算】定義から公式、求め方、希釈や混合が絡む問題など
参考：【演習】pH計算の問題、集めました。（基礎計算・希釈・混合など）
参考：電離平衡（公式の導出・例・pHが絡む計算問題の解き方など）
水のイオン積まとめ
この『水のイオン積（求め方・温度やpHとの関係など）』のページで解説した内容をまとめる。
- 酸がもっているH＋の数を酸の価数、塩基がもっているOHーの数を塩基の価数という。
- 代表的な酸の価数を一覧表で示す。
| 強酸 | 価数 | 弱酸 |
|---|---|---|
| HCl（塩化水素） HBr（臭化水素） HI（ヨウ化水素） HNO3（硝酸） | 1価 | HF（フッ化水素） CH3COOH（酢酸） |
| H2SO4（硫酸） | 2価 | H2CO3（炭酸） H2S（硫化水素） H2C2O4（シュウ酸） |
| 3価 | H3PO4（リン酸） |
- 代表的な塩基の価数を一覧表で示す。
| 強塩基 | 価数 | 弱塩基 |
|---|---|---|
| NaOH（水酸化ナトリウム） | 1価 | NH3（アンモニア） |
| Ca(OH)2（水酸化カルシウム） | 2価 | Cu(OH)2（水酸化銅） Mg(OH)2（水酸化マグネシウム） Zn(OH)2（水酸化亜鉛） |
| 3価 | Al(OH)3（水酸化アルミニウム） Fe(OH)3（水酸化鉄） |
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