If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Bağlandığınız bilgisayar bir web filtresi kullanıyorsa, *.kastatic.org ve *.kasandbox.org adreslerinin engellerini kaldırmayı unutmayın.

Ana içerik

Suyun Otoiyonizasyonu ve Kw

Suyun otoiyonizasyonunı, otoiyonizasyon sabiti Kw'yi ve sulu çözeltilerde [H⁺] ve [OH⁻] arasındaki ilişkiyi öğrenelim. 

Önemli noktalar

  • Su otoiyonizasyon geçirerek, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript ve start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript iyonlarını oluşturabilir.
  • Suyun otoiyonizasyon tepkimesinin denge sabiti (K, start subscript, start text, w, end text, end subscript), 25, degrees, start text, C, end text'de 10, start superscript, minus, 14, end superscript'tür.
  • Nötr bir çözeltide, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, equals, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket
  • Asidik bir çözeltide, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, is greater than, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket
  • Bazik bir çözeltide, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, is greater than, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket
  • 25, degrees, start text, C, end text'deki sulu çözeltiler için, aşağıdaki ilişkiler daima doğrudur:
K, start subscript, start text, w, end text, end subscript, equals, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, equals, 10, start superscript, minus, 14, end superscript
start text, p, H, end text, plus, start text, p, O, H, end text, equals, 14
  • Suyun otoiyonizasyonunun, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket ve open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket'e katkısı, aşırı seyreltik asit ve baz çözeltileri için önemlidir.

Su amfoteriktir

Su, asit-baz tepkimelerinde kullanılan en yaygın çözücülerden biridir. Brønsted-Lowry Asit Baz Teorisi ile ilgili bir önceki makalede açıkladığımız üzere; su ayrıca amfoteriktir yani Brønsted-Lowry asidi veya bazı olarak davranabilir.

1, point Alıştırma: Bir tepkimede suyun rolünü belirleyelim

Aşağıdaki tepkimelerde suyun asit mi baz mı olduğunu ya da ikisi de olmadığını belirleyiniz.

Suyun otoiyonizasyonu

Asitler ve bazlar kendi aralarında tepkimeye girdiğinden bu, suyun kendisi ile tepkimeye girebileceği anlamına gelir! Bu, kulağa tuhaf gelse de, su molekülleri birbirleriyle küçük ölçüde proton alışverişine girdiğinde gerçekleşir. Bu olaya suyun otoiyonizasyonu ya da kendiliğinden iyonlaşması deriz.
Proton alışverişi, aşağıdaki dengelenmiş denklemle ifade edilebilir:
start text, space, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, left parenthesis, l, right parenthesis, plus, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, left parenthesis, l, right parenthesis, \rightleftharpoons, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis, plus, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, q, right parenthesis
boşluk doldurma modeli, her birinde, büyük kırmızı bir küreye (oksijen) bağlı iki küçük gri küre (hidrojen) bulunan iki su molekülünü gösteriyor. Ürünler, 3 hidrojeni ve bir artı yükü bulunan hidronyum iyonu ile bir hidrojeni ve bir eksi yükü bulunan hidroksittir.
Bir su molekülü (turuncu küre) komşu su molekülüne bir proton verir. O su molekülü de protonu kabul ederek Bronsted-Lowry bazı gibi davranır. Bu tersinir asit-baz tepkimesinin ürünleri hidronyum ile hidroksittir.
Proton veren su molekülü Bronsted-Lowry asidi gibi davranırken; protonu alan diğer su molekülü de Bronsted-Lowry bazı gibi davranır. Bu hidronyum ve hidroksit iyonlarının 1, colon, 1 mol oranında ortaya çıkması ile sonuçlanır. Saf suyun her bir numunesinde, hidronyum (start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript) ve hidroksit (start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript) derişimi eşit olmalıdır:
open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, equals, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, space, space, start text, s, a, f, space, s, u, d, a, end text
Bu sürecin tersinir olduğuna dikkatinizi çekmek istiyoruz. Su, zayıf bir asit ve zayıf bir baz olduğu için, hidronyum ve hidroksit iyonları iyonlaşmamış suya göre çok, çok küçük derişimlerde bulunur. Peki bu derişimler, ne kadar küçüktür? Haydi bu tepkime için özel sembolü (K, start subscript, start text, w, end text, end subscript) olan denge sabitini (otoiyonlaşma sabiti de denir) inceleyelim.

Otoiyonizasyon sabiti (K, start subscript, start text, w, end text, end subscript)

Otoiyonizasyon sabiti aşağıdaki gibi ifade edilir:
K, start subscript, start text, w, end text, end subscript, equals, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, start text, left parenthesis, D, e, n, k, l, e, m, space, 1, right parenthesis, end text
Denge ifadelerini yazarken, katıların ve sıvıların konsantrasyonlarının dahil edilmediğini aklımızdan çıkarmamalıyız. Bu nedenle, K, start subscript, start text, w, end text, end subscript ifademiz, saf bir sıvı olan suyun konsantrasyonunu içermez.
Suyun start text, p, H, end text'ıyla bağlantılı olan open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket'yı kullanarak, 25, degrees, start text, C, end text'deki K, start text, w, end text değerini hesaplayabiliriz. 25, degrees, start text, C, end text'de, saf suyun start text, p, H, end text7'dir. Buna göre, saf sudaki hidronyum iyonlarının konsantrasyonunu hesaplayabiliriz:
open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, equals, 10, start superscript, minus, start text, p, H, end text, end superscript, equals, 10, start superscript, minus, 7, end superscript, start text, space, M, end text, space, space, start text, space, end text, 25, degrees, start text, C, end text'de
Son bölümde suyun otoiyonizasyonu sırasında hidronyum ve hidroksitin 1:1 mol oranında oluştuğunu görmüştük. Bu ilişkiyi, 25, degrees, start text, C, end text'deki saf suyun hidroksit derişimini hesaplamak için kullanabiliriz:
open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, equals, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, equals, 10, start superscript, minus, 7, end superscript, start text, space, M, end text, space, space, start text, space, end text, 25, degrees, start text, C, end text'de
Bunu gözünüzde canlandırmak biraz zordur, ancak 10, start superscript, minus, 7, end superscript son derece küçük bir sayıdır. Bir su numunesinde, su moleküllerinin sadece küçük bir oranı iyonlaşmış formda olacaktır.
open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket ve open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket değerlerini bildiğimize göre, 25, degrees, start text, C, end text'de K, start subscript, start text, w, end text, end subscript'yu hesaplamak için denge ifademizde bu değerleri kullanabiliriz:
K, start subscript, start text, w, end text, end subscript, equals, left parenthesis, 10, start superscript, minus, 7, end superscript, right parenthesis, times, left parenthesis, 10, start superscript, minus, 7, end superscript, right parenthesis, equals, 10, start superscript, minus, 14, end superscript, space, space, start text, a, t, space, end text, 25, degrees, start text, C, end text
Kavram kontrolü: 25, degrees, start text, C, end text'deki bir litre suda kaç tane hidroksit ve hidronyum iyonu bulunur?

Otoiyonizasyon sabiti, start text, p, H, end text ve start text, p, O, H, end text arasındaki ilişki

K, start subscript, start text, w, end text, end subscript'nun 25, degrees, start text, C, end text'de 10, start superscript, minus, 14, end superscript'e eşit olduğu gerçeği, ilginç ve yararlı yeni bir denklem elde etmemizi sağlar. Eğer önceki bölümdeki start text, D, e, n, k, l, e, m, space, 1, end text'in iki tarafının da negatif logaritmasını alırsak, aşağıdaki denklemi elde ederiz:
logKw=log([H3O+][OH])=(log[H3O+]+log[OH])=log[H3O+]+(log[OH])=pH+pOH\begin{aligned}-\log{K_\text{w}}&=-\log({[\text{H}_3\text{O}^+}][\text{OH}^-])\\ \\ &=-\big(\log[\text{H}_3\text{O}^+]+\log[\text{OH}^-]\big)\\ \\ &=-\log[\text{H}_3\text{O}^+]+(-\log[\text{OH}^-])\\ \\ &=\text{pH}+\text{pOH}\end{aligned}
minus, log, K, start subscript, start text, w, end text, end subscript'yu start text, p, end text, K, start subscript, start text, w, end text, end subscript şeklinde kısaltabiliriz, bu 25, degrees, start text, C, end text'de 14'e eşittir:
start text, p, end text, K, start subscript, start text, w, end text, end subscript, equals, start text, p, H, end text, plus, start text, p, O, H, end text, equals, 14, space, space, start text, comma, space, end text, 25, degrees, start text, C, end text, prime, d, e, start text, left parenthesis, E, q, point, space, 2, end text, right parenthesis
Buna göre, 25, degrees, start text, C, end text'deki herhangi bir çözelti için start text, p, H, end text ve start text, p, O, H, end text'ın toplamı daima 14 olacaktır. K, start subscript, start text, w, end text, end subscript sıcaklığa bağlı olduğundan, bu ilişkinin başka sıcaklıklarda geçerli olmayacağını sakın aklınızdan çıkarmayın!

1, point Örnek: start text, p, H, end text'tan open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket'yi hesaplayalım

Bir çözeltinin, 25, degrees, start text, C, end text'deki start text, p, H, end text10'dur.
Çözeltideki hidroksit iyonlarının derişimi nedir?

1, point Yöntem: Denklem 1'i kullanalım

Bu problemi çözmenin yollarından birisi, öncelikle start text, p, H, end text'ı kullanarak open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket değerini bulmaktır:
[H3O+]=10pH=1010M\begin{aligned}[\text{H}_3\text{O}^+]&=10^{-\text{pH}}\\ \\ &=10^{-10}\,\text M\\\end{aligned}
Denklem 1'i kullanarak open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket değerini hesapladığımızda:
Kw=[H3O+][OH]   [OH]deg˘erini bulmak için yeniden du¨zenleyin [OH]=Kw[H3O+] Kwve [H3O+] deg˘erlerini yerleştirin=10141010=104 M\begin{aligned}K_\text{w}&=[\text{H}_3\text{O}^+][\text{OH}^-]~~~\quad\quad[\text{OH}^-]\text{değerini bulmak için yeniden düzenleyin }\\ \\ [\text{OH}^-]&=\dfrac{K_\text{w}}{[\text{H}_3\text{O}^+]}\qquad\quad\qquad\text{ }K_\text w \,\text{ve [H}_3 \text O^+]\text{ değerlerini yerleştirin}\\ \\ &=\dfrac{10^{-14}}{10^{-10}}\\ \\ &=10^{-4}\text{ M}\end{aligned}

2, point Yöntem: Denklem 2'yi kullanalım

open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket değerini hesaplamanın bir başka yolu, çözeltinin start text, p, O, H, end text değerini kullanmaktır. Denklem 2'yi kullanarak, çözeltinin start text, p, O, H, end text değerini, start text, p, H, end text'dan hesaplayabiliriz. Denklem 2'yi yeniden düzenleyerek ve start text, p, O, H, end text için çözerek aşağıdaki sonuca ulaşırız:
pOH=14pH=1410=4\begin{aligned}\text{pOH}&=14-\text{pH}\\ \\ &=14-10\\ \\ &=4\end{aligned}
Şimdi, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket değerini bulmak için start text, p, O, H, end text denklemini kullanabiliriz.
[OH]=10pOH=104 M\begin{aligned}[\text{OH}^-]&=10^{-\text{pOH}}\\ \\ &=10^{-4}\text{ M}\end{aligned}
Çözmek için hangi yöntemi kullanırsak kullanalım, 25, degrees, start text, C, end text'de start text, p, H, end text10 olan bir çözeltinin hidroksit konsantrasyonu 10, start superscript, minus, 4, end superscript, start text, space, M, end text'dır.

Asidik, Bazik ve Nötr Çözeltilerin Tanımları

Saf suda start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript ve start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript konsantrasyonlarının eşit olduğunu gördük. Bunların ikisinin de değeri, 25, degrees, start text, C, end text'de 10, start superscript, minus, 7, end superscript, start text, space, M, end text'dir. Hidronyum ve hidroksitin konsantrasyonları eşit olduğunda, çözeltinin nötr olduğunu söyleriz. start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript ve start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript'nin göreli konsantrasyonlarına bağlı olarak, sulu çözeltiler, asidik veya bazik olabilir.
  • Nötr bir çözeltide, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, equals, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket
  • Asidik bir çözeltide, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, is greater than, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket
  • Bazik bir çözeltide, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, is greater than, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket

2, point Alıştırma: Suyun 0, degrees, start text, C, end text'deki start text, p, H, end text'ını hesaplayalım

0, degrees, start text, C, end text'deki saf su numunesinin start text, p, end text, K, start subscript, start text, w, end text, end subscript'su 14, comma, 9 ise, bu sıcaklıktaki saf suyun start text, p, H, end text'ı nedir?
1 cevap seçin:
1 cevap seçin:

3, point Alıştırma: 40, degrees, start text, C, end text'de start text, p, end text, K, start subscript, start text, w, end text, end subscript'yu hesaplayalım

40, degrees, start text, C, end text'deki saf suyun start text, p, H, end text6, comma, 75 olarak ölçülmüştür.
Bu bilgiye göre, 40, degrees, start text, C, end text'de suyun start text, p, end text, K, start subscript, start text, w, end text, end subscript'su nedir?
1 cevap seçin:
1 cevap seçin:

Otoiyonizasyon ve Le Chatelier İlkesi

Ayrıca, saf suda hidroksit ve hidronyum konsantrasyonlarının eşit olduğunu da biliyoruz. Bununla birlikte, çoğu zaman, diğer asitleri ve bazları içeren çözeltileri incelemek daha çok ilgimizi çeker. Bu durumlarda, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket ve open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket değerleri nasıl değişir?
Diğer asit ve bazları suda çözündürdüğümüzde open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket ve/veya open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket derişiminin K, start subscript, start text, w, end text, end subscript'ye eşit olmayacak şekilde değiştiğini görebiliriz. Bu, tepkimenin artık dengede olmadığı anlamına gelir. Buna karşın Le Chatelier ilkesi, bize tepkimenin derişimdeki değişime karşı koymak ve yeni bir denge kurmak için değişeceğini söyler.
Örneğin, saf suya bir asit eklersek ne olur? 25, degrees, start text, C, end text'deki saf suyun hidronyum iyonu konsantrasyonu 10, start superscript, minus, 7, end superscript, start text, M, end text olmakla birlikte, eklenen asit start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript konsantrasyonunu yükseltir. Tekrar dengeye gelmek için, tepkime, fazla olan start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript'nın bir kısmını kullanmak için ters tepkime yönünü tercih edecektir. Bu, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket ve open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket çarpımı bir kez daha 10, start superscript, minus, 14, end superscript'e eşit olana kadar, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript konsantrasyonunun azalmasına yol açar.
Tepkime yeni denge durumuna ulaştığında, aşağıdaki doğrudur:
  • open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, is greater than, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, çünkü eklenen asit open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket değerini arttırdı. Bu da, çözeltinin asidik olduğu anlamına gelir!
  • open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, is less than, 10, start superscript, minus, 7, end superscript, start text, M, end text, çünkü tepkimeyi tersine çevirme eğilimi denge durumuna dönmek için open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket değerini azalttı.
Hatırlanması önemli olan şey, tüm sulu asit-baz tepkimeleri, suyun otoiyonizasyonu için denge derişimlerinin değiştirilmesi olarak tarif edilebilir. Ve bu; Denklem 1 ve Denklem 2'yi sadece saf suya değil, tüm sulu asit-baz tepkimelerine uygulayabileceğimiz anlamına geldiği için oldukça faydalıdır.

Otoiyonizasyon, Çok Seyreltik Asit ve Baz Çözeltileri İçin Önemlidir

Suyun otoiyonizasyonu, genellikle asitler ve bazları ilk kez öğrenirken tanıtılır ve bu makalede incelediğimiz son derece kullanışlı denklemleri türetmek için kullanılır. Ancak, biz sulu çözeltiler için open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket ve start text, p, H, end text'ı hesaplarken suyun otoiyonizasyonundan gelen katkıyı dahil etmeyeceğiz. Bunu yapabilmemizin sebebi suyun otoiyonizasyonunun, genellikle ilave asit ve bazlara nazaran, open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket veya open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket'e daha az iyon katmasıdır.
Suyun otoiyonizasyonunu aklımıza getirmemiz gereken tek durum, asit ve bazın konsantrasyonlarının son derece seyreltik olduğu durumdur. Bu, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript ya da start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript konsantrasyonlarının, start text, 10, end text, start superscript, minus, 7, end superscript, start text, M, end text'a 2 büyüklük düzeyinde yakın olduğunda (ya da küçük olduğunda) suyun otoiyonizasyon katkısını dahil etmemiz gerektiği anlamına gelir. Şimdi, çok seyreltik bir asit çözeltisinin start text, p, H, end text'ını hesaplayacağımız bir örnek görelim.

2, point Örnek: Çok seyreltik asidik bir çözeltinin start text, p, H, end text'ını hesaplayalım

Haydi 6, point, 3, times, 10, start superscript, minus, 8, end superscript, start text, M, end text start text, H, C, l, end text çözeltisinin start text, p, H, end text'ını hesaplayalım. start text, H, C, l, end text suda tamamen ayrışır, yani start text, H, C, l, end text'den dolayı çözeltideki hidronyum iyonlarının derişimi de 6, point, 3, times, 10, start superscript, minus, 8, end superscript, start text, M, end text'dir.

Deneme 1: Suyun otoiyonizasyonunu göz ardı edelim

Eğer suyun otoiyonizasyonunu göz ardı eder ve basitçe start text, p, H, end text formülünü kullanırsak, aşağıdaki sonucu elde ederiz:
pH=log[H+]=log[6,3×108]=7,20\begin{aligned}\text{pH}&=-\text{log}[\text H^+]\\ \\ &=-\text{log}[6,3 \times 10^{-8}]\\ \\ &=7,20\end{aligned}
Kolay! start text, p, H, end text7'den büyük olan sulu asidik bir çözeltimiz var. Ama, bir dakika... Bu onu bazik bir çözelti yapmaz mı? O halde, bu doğru olamaz!

Deneme 2: Suyun open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket 'a otoiyonizasyonundan gelen katkıyı ekleyelim

Çözeltinin konsantrasyonu, son derece seyreltik olduğu için hidronyumun hidroklorik aside göre derişimi, open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket'in suyun otoiyonizasyonuna olan katkısına yakındır. Bu da şu anlama gelmektedir:
  • open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket'a otoiyonizasyondan gelen katkıyı eklemeliyiz.
  • Suyun otoiyonizasyonu, dengede bir tepkime olduğu için open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket değerini, K, start subscript, start text, w, end text, end subscript'nin ifadesini kullanarak bulabiliriz:
K, start subscript, start text, w, end text, end subscript, equals, open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, equals, 1, comma, 0, times, 10, start superscript, minus, 14, end superscript
Eğer x'e, otoiyonizasyonun, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript ve start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript'in dengedeki konsantrasyonuna katkısı dersek, dengedeki konsantrasyonları aşağıdaki gibi ifade edebiliriz:
open bracket, start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, equals, 6, comma, 3, times, 10, start superscript, minus, 8, end superscript, start text, M, end text, plus, x
open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, equals, x
Bu konsantrasyonları denge ifademize koyduğumuzda, aşağıdaki denklemi elde ederiz:
Kw=(6,3×108M+x)x=1,0×1014=x2+6,3×108x\begin{aligned}K_\text{w} &=(6,3 \times 10^{-8}\,\text M+x)x=1,0\times10^{-14}\\ \\ &=x^2+6,3 \times 10^{-8}x\end{aligned}
Bu ifadeyi her şey 0'a eşit olacak şekilde yeniden düzenlemek, aşağıdaki ikinci dereceden denklemi verir:
0, equals, x, squared, plus, 6, comma, 3, times, 10, start superscript, minus, 8, end superscript, x, minus, 1, comma, 0, times, 10, start superscript, minus, 14, end superscript
İkinci dereceden denklem formülünü kullanarak x'i bulduğumuzda, aşağıdaki çözümleri elde ederiz:
x, equals, 7, comma, 3, times, 10, start superscript, minus, 8, end superscript, start text, M, end text, comma, minus, 1, comma, 4, times, 10, start superscript, minus, 7, end superscript, start text, M, end text
start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript konsantrasyonu negatif olamayacağı için, ikinci çözümü eleyebiliriz. Eğer start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript'nın denge konsantrasyonunu elde etmek için x'in ilk değerini denkleme koyar ve start text, p, H, end text'ı hesaplarsak, aşağıdaki sonucu elde ederiz:
pH=log[H+]=log[6,3×108+x]=log[6,3×108+7,3×108]=log[1,36×107]=6,87\begin{aligned}\text{pH}&=-\text{log}[\text H^+]\\ \\ &=-\text{log}[6,3 \times 10^{-8}+x]\\ \\ &=-\text{log}[6,3 \times 10^{-8}+7,3 \times 10^{-8}]\\ \\ &=-\text{log}[1,36 \times 10^{-7}]\\ \\ &=6,87\end{aligned}
Bu şekilde suyun otoiyonizasyonunu hesaba kattığımızda çok seyreltik start text, H, C, l, end text çözeltisinin zayıfça asidik bir start text, p, H, end text'a sahip olduğunu görebiliriz. Oh be!

Özet

  • Su otoiyonizasyon geçirerek, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript ve start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript iyonlarını oluşturabilir.
  • Suyun otoiyonizasyon tepkimesinin denge sabiti (K, start subscript, start text, w, end text, end subscript), 25, degrees, start text, C, end text'de 10, start superscript, minus, 14, end superscript'tür.
  • Nötr bir çözeltide, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, equals, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket
  • Asidik bir çözeltide, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, is greater than, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket
  • Bazik bir çözeltide, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, is greater than, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket
  • 25, degrees, start text, C, end text'deki sulu çözeltiler için, aşağıdaki ilişkiler daima doğrudur:
K, start subscript, start text, w, end text, end subscript, equals, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket, open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket, equals, 10, start superscript, minus, 14, end superscript
start text, p, H, end text, plus, start text, p, O, H, end text, equals, 14
  • Suyun otoiyonizasyonunun, open bracket, start text, H, end text, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, close bracket ve open bracket, start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript, close bracket'e katkısı, aşırı seyreltik asit ve baz çözeltileri için önemlidir.