【水的电离度是多少】水是一种极弱的电解质,虽然在常温下几乎不导电,但其内部仍然存在微弱的电离现象。水的电离是指水分子自身发生自偶电离,生成氢离子(H⁺)和氢氧根离子(OH⁻)。这一过程对理解水的酸碱性、pH值以及溶液中的离子平衡具有重要意义。
一、水的电离反应
水的电离反应可以表示为:
$$
\text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{OH}^-
$$
在25℃时,水的离子积常数 $ K_w = [\text{H}^+][\text{OH}^-] = 1.0 \times 10^{-14} $,这是判断溶液酸碱性的基础。
二、水的电离度定义
电离度是指物质在溶液中电离的程度,通常用百分比或小数表示。对于水来说,由于其电离程度极低,因此电离度非常小。
三、水的电离度计算
在纯水中,[H⁺] = [OH⁻] = $ 1.0 \times 10^{-7} $ mol/L。
假设初始水的浓度为 $ c $,则电离产生的 H⁺ 和 OH⁻ 浓度均为 $ x $。根据电离方程式:
$$
K_w = x^2 = 1.0 \times 10^{-14}
$$
解得:
$$
x = 1.0 \times 10^{-7}
$$
因此,水的电离度为:
$$
\alpha = \frac{x}{c} = \frac{1.0 \times 10^{-7}}{55.56} \approx 1.8 \times 10^{-9}
$$
这里,55.56 是水的摩尔浓度(1 L 水的质量约 1000 g,水的摩尔质量为 18 g/mol)。
四、总结
| 项目 | 内容 |
| 电离反应 | $\text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{OH}^-$ |
| 离子积常数 $ K_w $ | $ 1.0 \times 10^{-14} $(25℃) |
| 氢离子浓度 [H⁺] | $ 1.0 \times 10^{-7} $ mol/L |
| 氢氧根离子浓度 [OH⁻] | $ 1.0 \times 10^{-7} $ mol/L |
| 水的电离度 $\alpha$ | 约 $ 1.8 \times 10^{-9} $ 或 0.00000018% |
五、结论
水的电离度极低,仅为约 $ 1.8 \times 10^{-9} $,说明水几乎不电离。然而,正是这种微弱的电离,使得水成为一种重要的溶剂,并影响着溶液的酸碱性质。在实际应用中,如pH测量、缓冲溶液配制等,都需要考虑水的电离特性。


