水のイオン積

概要

「水のイオン積」とは、水溶液中の濃度と濃度のかけ算のこと。温度が一定なら水のイオン積も一定になります。ではです。

なんてめちゃくちゃ小さいので、水はほとんど電離しないイメージですね。

詳細

化学基礎向けの説明

実は水の電離は少し複雑なことが起こっています。でも化学基礎で求められるのはを計算することだけ。あまり深入りせずに理解しておきましょう。

水のイオン積は、水素イオン濃度と水酸化物イオン濃度のかけ算で、ではでした。

かけ算して一定の値ということは、が大きいときはが小さく、が小さいときはが大きくなります。 なんか片方が増えたら片方が減るってシーソーゲームって感じ、って思ったけどシーソーゲームは全然別の意味だった。

これを利用すれば、が計算できてが計算できます。より詳しくは「水素イオン指数pH」を確認しましょう。

一般的な説明

水は以下のような化学平衡の状態にあります。

このときの平衡定数は、

ただし水溶液中では普通水が大量にあるのでは一定とみなせます(*注1)。よって一定の値をひとまとめにしてしまいます。その結果生まれるのが水のイオン積です。

平衡定数が温度に依存するので、水のイオン積も温度に依存します。たとえばのとき、のときですが、入試問題では常温に近いで計算させることがほとんどです。

補足

• シーソーゲームは、抜きつ抜かれつの大接戦のことです。
• (*注1)例えば1L=1000gの水には1000/18≒56molほどの水分子があるので、水が電離していないとすればです。そんな中、純水ならくらいなんだから、電離した水もくらい。よって電離後の水の濃度はだいたいとなります。このように水が大量にあるから電離によって減る分は無視できるということです。