Bereiche der Chemie » Anorganische Chemie » Säure/Base-Reaktionen » Autoprotolyse des Wassers
Normalität N Säure/Base-Reaktionen pH-Wert Berechnungen von starken Säuren

Autoprotolyse des Wassers

In reinem Wasser ohne Säure oder Basezugabe findet eine Autoprotolyse statt. Das heißt, daß in reinem Wasser schon $H_{3}O^{+}$-Kationen und $OH^{-}$-Anionen existieren:

\begin{displaymath}2H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+OH^{-}\end{displaymath}

Allerdings liegt dabei das Gleichgewicht stark auf der Eduktseite.
Wir können die Gleichgewichtsgleichung des MWG aufstellen:

\begin{displaymath}K_{c}=10^{-17,5}=\frac{c(H_{3}O^{+})+c(OH^{-})}{c(H_{2}O)^{2}}\end{displaymath}

Berechnen wir zunächst die Konzentration des Wassers. Wasser hat eine molare Masse von $18 \frac{g}{mol}$. Ein Liter Wasser sind exakt 1kg. Somit gilt

\begin{displaymath}c(H_{2}O)^{2}=\frac{1000\frac{g}{l}}{18\frac{g}{mol}}=(55,5\frac{mol}{l})^{2}\end{displaymath}

Wir können diesen Wert auf die linke Seite der obigen Gleichung bringen und erhalten

\begin{displaymath}K_{W}=\frac{K_{S}}{(55,5\frac{mol}{l})^{2}}=10^{-14}\frac{mol}{l}\end{displaymath}

Da die Konzentration der Kationen gleich der Konzentration der Anionen sein muß, können wir folgendes sagen

\begin{displaymath}10^{-14}\frac{mol}{l}=2\cdot c(H_{3}O^{+})\Leftrightarrow c(H_{3}O^{+})=10^{-7}\frac{mol}{l}\end{displaymath}

Der negativ dekadische Logarithmus von $10^{-7}$ ist $7$. Autoprotolysiertes Wasser hat den PH-Wert $7$.
Normalität N Säure/Base-Reaktionen pH-Wert Berechnungen von starken Säuren