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Home Chimica

Autoionizzazione dell’acqua

di Chimicamo
1 Luglio 2021
in Chimica, Chimica Generale, Stechiometria
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autoionizzazione-chimicamo

autoionizzazione-chimicamo

L‘autoionizzazione o autoprotolisi dell'acqua è una reazione in cui due molecole di acqua reagiscono per dare H3O+e OH–

L'acqua ha un comportamento anfotero infatti in presenza di un acido agisce da base secondo Bronsted-Lowry accettando uno ione H+ e in presenza di una base agisce da acido secondo Brønsted e Lowry donando uno ione H+:

ADVERTISEMENTS

acido-base

Nell'acqua pura una molecola di acqua può agire come base accettando uno ione H+ da una seconda molecola di acqua che agisce da acido con formazione di uno ione H3O+ e di uno ione OH–.

autoionizzazione

Equilibrio

Lo ione H3O+ è l'acido coniugato e lo ione OH– è la base coniugata dell'acqua e sono entrambi forti; non appena si formano essi reagiscono nuovamente per dare acqua secondo l'equilibrio:

2 H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + OH–(aq)

Spesso questo equilibrio di autoionizzazione dell'acqua è semplificato come:

H2O(l) ⇌ H+(aq) + OH–(aq)

Costante di equilibrio

La costante di equilibrio, dell'autoionizzazione dell'acqua indicata con il simbolo Kw, alla temperatura di 25°C ha un valore di 1.00 ∙ 10-14

Kw = [H3O+][ OH–] = 1.00 ∙ 10-14

Poiché il rapporto stechiometrico tra [H3O+] e [ OH–] è di 1:1 ciò implica che [H3O+]=[ OH–]. Detta x la concentrazione di H3O+ e quindi detta x la concentrazione di OH– si ha:

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Kw = [H3O+][ OH–] = 1.00 ∙ 10-14 = (x)(x) = x2

pertanto a 25°C [H3O+]=[ OH–] = √ 1.00 ∙ 10-14 = 1.00 ∙ 10-7 M

A 25°C il pH dell'acqua così come il pOH assumono entrambi valore pari a 7.00.

I valori delle costanti di equilibrio rimangono costanti a temperatura costante e variando la temperatura varia il loro valore. Nello specifico stante l'importanza dell'acqua sono stati ottenuti i valori di Kw  a diverse temperature come da tabella:

T °C Kw (mol2/dm3)
0 1.14 ∙ 10-15
10 2.93 ∙ 10-15
20 6.81 ∙ 10-15
25 1.00 ∙ 10-14
30 1.47 ∙ 10-14
40 2.92 ∙ 10-14
50 5.48 ∙ 10-14
100 5.13  ∙ 10-13

 

Secondo i dati riportati in tabella quindi a 100 °C si ha:

Kw = 5.13  ∙ 10-13 = [H3O+][ OH–] = x2

Pertanto x = [H3O+]=[ OH–] = √ 5.13  ∙ 10-13 = 7.16 ∙ 10-7 M

Da cui pH = 6.14

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Tags: acido di Brønsted e Lowrycostante di equilibriopHpOH

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Il Progetto Chimicamo

Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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