Warum ist pH + pOH = 14?

Antworten:

Denn Wasser unterliegt einem messbaren Gleichgewicht bei $298*K$ .

Erläuterung:

Wir können das Gleichgewicht wie folgt schreiben:

$2H_2OrightleftharpoonsH_3O^+ + HO^-$

Und, $K_w$ $=$ $[H_3O^+][HO^-]$ . Dieses Gleichgewicht wurde sorgfältig (durch Leitfähigkeitsexperimente) über einen Temperaturbereich gemessen. $[H_2O]$ erscheint nicht im Gleichgewicht, weil seine Konzentration effektiv konstant ist.

At $298*K$ Wir wissen das $K_w = 10^-14.$ Woher wissen wir das? Durch sorgfältige und wiederholte Messungen der Leitfähigkeit des Wasserlösungsmittels.

So $K_w = [H_3O^+][HO^-]=10^-14.$

Dies ist ein arithmetischer Ausdruck, den wir dividieren, multiplizieren, addieren und subtrahieren können, vorausgesetzt, wir tun dies auf beiden Seiten der Gleichung. Wir können nehmen $log_10$ von beiden Seiten zu geben:

$log_10K_w = log_10[H_3O^+]+ log_10[HO^-]=log_10(10^-14)$

Aber per Definition von Logarithmen, wenn $a^b=c$ , $log_(a)c=b$ , dann $log_10(10^-14)=-14$ , und somit,

$log_10K_w = log_10[H_3O^+]+ log_10[HO^-]=-14$

Aber per definitionem $-log_10[H_3O^+]=pH$ , und $-log_10[HO^-]=pOH$

$pK_w = pH+ pOH=14$ nach Bedarf.

In Anbetracht der Tatsache, dass es sich um eine Bindungsbruchreaktion handelt, wie würde sich das Gleichgewicht bei Temperaturen von über entwickeln? $298K$ ? Würde $pH$ erhöhen oder verringern?