7.3 Kw en de autoprotolyse van water

In wateroplossingen zijn altijd watermolekulen die voortdurend met elkaar in kontakt zijn. Nu heeft elk watermolekuul de (zwakke) neiging om protonen af te staan en tijdens zo'n ontmoeting kan dan het volgende gebeuren

H2O + H2O H3O+ + OH-     ΔH > 0
zwakke base zwak zuur sterk zuur sterke base

Let er op dat de beide ionen in gelijke hoeveelheden worden gevormd. Het waterevenwicht kan alleen bestaan in waterig milieu en ligt heel ver naar één kant (de kant van ongesplits water), dus met weinig produkten. De evenwichtskonstante zal dus klein zijn.

                       


Opdracht 21
Wat is de wiskundige relatie tussen K e Kw?

In neutrale waterige oplossingen bij 25ºC, gebeurt het volgende:
Van elke Mol watermolekulen (dat zijn er 6 x 1023) zullen er "slechts" 6 x 1016 een proton vangen en tegelijkertijd zullen eenzelfde hoeveelheid watermolekulen een proton afstaan.

Opdracht 22
Hoeveel watermolekulen doen actief mee met de protonenoverdracht in 18 gram water (=18 ml)?
Hoeveel watermolekulen zijn dat?

Dus, in water van 25ºC is de concentratie [H3O+] = [OH-] = 10-7 mol/dm3     of:     pH = pOH = 7

Kw (de konstante van de autoprotolyse) = K x (55.6)2 = [H3O+] x [OH-] = 10-14 mol2/l2

Opdracht 23
De autoprotolyse van water is een endotherm proces. Wat gebeurt er met het evenwicht als water wordt verwarmd?

Opdracht 24
Bewering: "Zuiver en neutraal kokend water (met een temperatuur van 100oC) heeft geen pH=7"
Leg uit of en waarom deze bewering waar of vals is. antwoord