双语化学辞典Chem Lexicon
高中Senior high 酸碱平衡与 pH 计算 Acid–base equilibria & pH

水的离子积Ion product of water

\[K_w = [\mathrm H^+][\mathrm{OH^-}] = 1.0\times10^{-14}\ (25\,{}^\circ\mathrm C),\qquad \mathrm{pH} + \mathrm{pOH} = \mathrm pK_w = 14.00\]

含义Meaning

任何水溶液中 H⁺ 与 OH⁻ 浓度之积在一定温度下为常数。水的电离吸热,所以 Kw 随温度升高而增大(100 °C 时 pKw ≈ 12.3)。

In any aqueous solution [H⁺][OH⁻] is constant at a given temperature. Ionisation is endothermic, so Kw rises with temperature (pKw ≈ 12.3 at 100 °C).

符号说明Symbols

符号Symbol含义 Meaning单位 Unit
\(K_w\)水的离子积ion product of water1

推导Derivation

  1. 自偶电离 2H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻,水的活度为 1,得 \(K_w = [\mathrm H^+][\mathrm{OH^-}]\)。

    Autoionisation 2H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻ with water activity 1.

  2. 取负对数即 pH + pOH = pKw。

    Take −lg.

  3. 由范特霍夫方程:\(\Delta H^\circ \approx +56\ \mathrm{kJ/mol}\),温度升高 Kw 增大。

    With ΔH° ≈ +56 kJ/mol, van ’t Hoff predicts Kw increases with T.

适用条件与局限Assumptions & limitations

  • 高离子强度下应用活度。

    Use activities at high ionic strength.