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水的电离度是多少

2025-12-30 10:46:41

问题描述:

水的电离度是多少,求大佬给个思路,感激到哭!

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2025-12-30 10:46:41

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。

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