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水的电离度是多少

2025-10-31 22:01:03

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水的电离度是多少,在线求解答

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2025-10-31 22:01:03

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。

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