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Ionenprodukt des Wassers

Wie wir aus dem Kapitel „Chemisches Gleichgewicht“ wissen, sagt der Wert der Gleichgewichtskonstanten K etwas über die Gleichgewichtslage einer Reaktion aus. Das Massenwirkungsgesetz (MWG) für die Autoprotolyse von Wasser ist in Abbildung 7 dargestellt. Die eckigen Klammern in der Formel ([…]) stellen Konzentrationsklammern dar, wobei immer die Gleichgewichtskonzentrationen gemeint sind (siehe dazu Thema „Chemisches Gleichgewicht“). Konzentrationen werden in der Regel in mol/L (gesprochen: Mol pro Liter) angegeben.

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Abbildung 7: Die Gleichgewichtskonstante K bzw. der Massenwirkungsquotient der Autoprotolyse des Wassers

Stellen wir uns einen Behälter mit mehrfach destilliertem Wasser vor. In diesem Behälter stellt sich innerhalb kürzester Zeit das Autoprotolysegleichgewicht ein, wobei es stark links liegt. Das Gleichwicht liegt zwar vor, aber die Anzahl der Wasserteilchen, d.h. die Konzentration von Wasser in diesem Behälter, hat sich nicht merklich verändert. Somit kann die Konzentration von Wasser in der Abbildung 8 als konstant angesehen werden und wird daher auf die Seite der Konstante K verschoben. Es ergibt sich eine neue Konstante KW, die als Ionenprodukt des Wassers bezeichnet wird.

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Abbildung 8: Herleitung des Ionenprodukts von Wasser KW

Dabei ist die Temperaturabhängigkeit des Wertes zu beachten. Der Wert von 1*10-14 mol2/L2 gilt nur bei 25 °C. Da sich das Ionenprodukt des Wassers aus dem Autoprotolysegleichgewicht von Wasser ergibt, ist dieses genauso wie jedes andere Gleichgewicht u.a. temperaturabhängig. Der Wert 1*10-14 mol2/L2 gilt für alle verdünnten wässrigen Lösungen und damit für alle Lösungen, die wir hier betrachten.

Merke

Merke: Für alle verdünnten wässrigen Lösungen gilt: KW = 1*10-14 mol2/L2 (bei 25 °C).

Das Ionenprodukt des Wassers ist die Grundlage zur Herleitung des pH-Wertes. Aus dem Wert in Abbildung 8 ergeben sich für die Konzentrationen der Oxoniumionen ([H3O+]) bzw. der Hydroxidionen ([OH-]) folgende Werte:

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Abbildung 9: Hydroxidionenkonzentration und Oxoniumionenkonzentrationen hergeleitet aus dem Ionenprodukt des Wassers KW
Multiple-Choice
Für welche Lösung gilt das Ionenprodukt des Wassers KW?
0/0
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Hinweis:

Bitte kreuzen Sie die richtigen Aussagen an. Es können auch mehrere Aussagen richtig oder alle falsch sein. Nur wenn alle richtigen Aussagen angekreuzt und alle falschen Aussagen nicht angekreuzt wurden, ist die Aufgabe erfolgreich gelöst.

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