Номер 4, страница 56, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. Является ли ионное произведение воды постоянной величиной для всех разбавленных водных растворов?

Нет, ионное произведение воды ($K_w$) не является абсолютной постоянной величиной для всех разбавленных водных растворов, поскольку оно очень сильно зависит от температуры.

Ионное произведение воды представляет собой произведение равновесных концентраций ионов водорода (точнее, ионов гидроксония $H_3O^+$) и гидроксид-ионов ($OH^-$) в воде или любом водном растворе. Это является следствием процесса автопротолиза (самоионизации) воды:

$2H_2o \rightleftharpoons H_3O^+ + OH^-$

Упрощенно этот процесс записывают так:

$H_2o \rightleftharpoons H^+ + OH^-$

Константа этого равновесия, называемая ионным произведением воды, выражается формулой:

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

Процесс диссоциации воды является эндотермическим, то есть протекает с поглощением тепла. В соответствии с принципом Ле Шателье, при увеличении температуры равновесие химической реакции смещается в сторону продуктов, чтобы поглотить избыток тепла. В данном случае это означает, что с ростом температуры диссоциация воды усиливается, концентрации ионов $H^+$ и $OH^-$ растут, и, как следствие, увеличивается значение $K_w$.

Приведем несколько примеров, иллюстрирующих эту зависимость:

• При температуре 0 o C, $K_w \approx 0.11 \times 10^{-14}$
• При температуре 25 o C (стандартные условия), $K_w = 1.0 \times 10^{-14}$
• При температуре 50 o C, $K_w \approx 5.47 \times 10^{-14}$
• При температуре 100 o C (температура кипения воды), $K_w \approx 55 \times 10^{-14}$

Таким образом, утверждение о постоянстве ионного произведения воды справедливо только при условии постоянства температуры. При фиксированной температуре (например, 25 o C) величина $K_w$ действительно является константой для всех разбавленных водных растворов, вне зависимости от их кислотности или щелочности. При добавлении кислоты растет концентрация $[H^+]$, но падает концентрация $[OH^-]$, а их произведение остается неизменным. Аналогично происходит и при добавлении щелочи.

Ответ: Нет, ионное произведение воды не является постоянной величиной для всех разбавленных водных растворов, так как его значение сильно зависит от температуры. Оно является константой только при неизменной температуре.