化学中的 Kw 指 水的离子积常数 ,是描述纯水自电离平衡的重要参数。以下是关于Kw的详细说明:
定义 :Kw表示纯水中氢离子浓度([H⁺])与氢氧根离子浓度([OH⁻])的乘积,即:
$$
K_w = [H^+][OH^-]
$$
表达式 :在25℃(298K)时,Kw的值为 1.0 × 10⁻¹⁴ ,此时[H⁺] = [OH⁻] = 1.0 × 10⁻⁷ mol/L。
温度依赖性
Kw仅随温度变化而变化,且温度升高时Kw增大。这是因为水的电离是吸热过程,温度升高促进电离平衡正向移动。
非压力依赖性
在恒定压力下,Kw与压力无关。
酸碱平衡计算
pH值 :通过Kw可计算溶液酸碱度,公式为:
$$
pH = -log[H^+]
$$
酸碱强度 :Kw用于定义酸的强度(如强酸、弱酸)。
沉淀反应与溶度积
在沉淀溶解平衡中,Ksp(溶度积常数)与Kw结合使用,例如:
$$
K_{sp} = [A^{2-]][B^{+]]
$$
其中A⁻和B⁺的溶度积需通过Kw计算。
单位与维度 :Kw无单位,属于纯数值。
温度异常值 :100℃时Kw=1.0 × 10⁻¹²,而非10⁻¹⁴。
综上,Kw是水溶液电离特性的核心参数,理解其定义、变化规律及应用对于掌握酸碱化学至关重要。