【水的电离度是多少】水是生命的基础,也是化学反应中最常见的溶剂之一。在常温下,纯水中存在微弱的电离现象,即水分子会部分解离为氢离子(H⁺)和氢氧根离子(OH⁻)。这种电离过程虽然极其微弱,但对理解水的酸碱性、溶液的导电性等具有重要意义。
水的电离度是指在一定条件下,水分子发生电离的比例。由于水的电离程度极低,因此其电离度通常以数值较小的百分比或浓度形式表示。
一、水的电离平衡
水的电离反应可以表示为:
$$
\text{H}_2\text{O} \leftrightarrow \text{H}^+ + \text{OH}^-
$$
在25℃时,该反应的平衡常数称为水的离子积常数,记作 $ K_w $,其值为:
$$
K_w = [\text{H}^+][\text{OH}^-] = 1.0 \times 10^{-14}
$$
在纯水中,[H⁺] = [OH⁻] = $ 1.0 \times 10^{-7} $ mol/L,这表明水的电离度非常小。
二、电离度的计算
电离度(α)通常定义为已电离的物质占初始浓度的比例。对于水来说,其电离度可由以下公式计算:
$$
\alpha = \frac{[\text{H}^+]}{c_{\text{H}_2\text{O}}}
$$
其中,$ c_{\text{H}_2\text{O}} $ 是水的初始浓度。由于水的密度约为1 g/mL,摩尔质量为18 g/mol,因此每升水中约含55.56 mol的水分子。
代入数值后:
$$
\alpha = \frac{1.0 \times 10^{-7}}{55.56} \approx 1.8 \times 10^{-9}
$$
换算成百分比,约为 0.00000018%。
三、总结与表格
| 项目 | 数值 |
| 水的电离反应 | $ \text{H}_2\text{O} \leftrightarrow \text{H}^+ + \text{OH}^- $ |
| 25℃时的 $ K_w $ | $ 1.0 \times 10^{-14} $ |
| 纯水中 [H⁺] 和 [OH⁻] | $ 1.0 \times 10^{-7} $ mol/L |
| 水的电离度(α) | $ 1.8 \times 10^{-9} $ |
| 电离度(百分比) | 约 0.00000018% |
四、结论
水的电离度极低,说明在常温下,纯水几乎不发生电离。然而,这一微弱的电离过程是维持水的中性性质和溶液导电性的基础。在实际应用中,如水质检测、生物体内环境调节等,了解水的电离特性具有重要的意义。


