Prodotto ionico dell’acqua




acqua


Questa è la reazione di dissociazione dell’acqua:

$ \sf \moveright 5em {2 H_2 O \rightleftharpoons H_3 O^+ + OH^- }$

e la relativa legge di azione di massa:

$ \sf \moveright 5em {K_{eq} = \fraz{[H_3 O^+][OH^-]}{[H_2 O]^2}} $

La concentrazione delle molecole d’acqua dissociate è veramente bassissima (tanto che l’acqua pura non conduce la corrente elettrica), anche se non è nulla. Certo è che il numeratore di questa frazione è un numero talmente piccolo rispetto al denominatore, che la concentrazione dell’acqua può essere considerata costante. Inglobiamo quindi la concentrazione dell’acqua nella costante di equilibrio e avremo:

$ \sf \moveright 5em {K_W = K_{eq} \cdot [H_2 O]^2 = [H_3 O^+][OH^-]} $

che è detto prodotto ionico dell’acqua, e vale $ \sf 10^{-14} $. E poiché nell’acqua pura $ \sf [H_3 O^+] = [OH^-] $, ne consegue che $\sf [H_3 O]^+ = 10^{-7} $, e anche che $\sf [OH]^- = 10^{-7} $.

Cosa accade se introduciamo un acido in acqua? (Attenti! stiamo perturbando un equilibrio)

$ \sf \moveright 5em {HA + H_2 O \rightleftharpoons A^- + H_3 O^+ } $

aumentano gli ioni $ \sf H_3 O^+ $. Il sistema reagirà a questa perturbazione riducendo gli ioni $ \sf OH^- $ in modo tale che $ \sf K_W $ resti costante.

Cosa accade se introduciamo una base in acqua?

$ \sf \moveright 5em {B + H_2 O \rightleftharpoons HB^+ + OH^- } $

aumentano gli ioni $ \sf OH^- $. Il sistema reagirà a questa perturbazione riducendo gli ioni $ \sf H_3 O^+ $ in modo tale che $ \sf K_W $ resti costante.

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docente di scienze
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