Номер 1, страница 170 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 5. Химические реакции в водных растворах. Параграф 24. Вода как слабый электролит. Водородный показатель. Свойства растворов электролитов - номер 1, страница 170.

Условие.

1. Напишите уравнение электролитической диссоциации воды. Охарактеризуйте силу воды как электролита. Что называют ионным произведением воды?

Решение.

Решение 2.

Решение

Электролитическая диссоциация воды, также известная как автопротолиз воды, представляет собой обратимый процесс, в ходе которого молекулы воды ионизируются, образуя ион водорода (протон) $H^+$ и гидроксид-ион $OH^-$. Уравнение этого процесса записывается следующим образом:

$H_2O \rightleftarrows H^+ + OH^-$

Стоит отметить, что свободный протон $H^+$ в водной среде нестабилен и немедленно связывается с другой молекулой воды, образуя ион гидроксония $H_3O^+$. Поэтому более точное уравнение диссоциации воды выглядит так:

$2H_2O \rightleftarrows H_3O^+ + OH^-$

Вода является очень слабым электролитом (амфолитом). Это означает, что равновесие в реакции диссоциации сильно смещено влево, в сторону недиссоциированных молекул. Степень диссоциации воды крайне мала. В чистой воде при стандартной температуре (25°C) концентрация ионов гидроксония и гидроксид-ионов одинакова и составляет всего $10^{-7}$ моль/л. Из-за столь низкой концентрации ионов чистая вода является плохим проводником электрического тока.

Ионным произведением воды ($K_w$) называют произведение молярных концентраций ионов водорода (или гидроксония) $[H^+]$ и гидроксид-ионов $[OH^-]$ в воде или разбавленных водных растворах. Для данной температуры эта величина является постоянной.

Формула ионного произведения воды:

$K_w = [H^+] \cdot [OH^-]$

При температуре 25°C (298 K) значение ионного произведения воды составляет:

$K_w = 10^{-7} \text{ моль/л} \cdot 10^{-7} \text{ моль/л} = 10^{-14} \text{ (моль/л)}^2$

Ионное произведение воды является ключевой константой, которая определяет соотношение кислотности и основности в любом водном растворе.

Ответ:

Уравнение электролитической диссоциации воды: $H_2O \rightleftarrows H^+ + OH^-$. Вода характеризуется как очень слабый электролит, поскольку она диссоциирует на ионы в крайне незначительной степени. Ионным произведением воды ($K_w$) называют величину, равную произведению концентраций ионов водорода и гидроксид-ионов: $K_w = [H^+] \cdot [OH^-]$. При 25°C ионное произведение воды равно $10^{-14}$.