|

การแตกตัวของน้ำบริสุทธิ์

ที่มา : http://www.zuxzix.com/article/article_print.php?artID=384&artPage=1

     น้ำเป็นอิเล็กทรอไลต์ที่อ่อนมาก แตกตัวได้น้อยมาก ดังนั้น การนำไฟฟ้าของน้ำจะน้อย จนไม่สามารถตรวจสอบได้ด้วยการนำไฟฟ้าผ่านหลอดไฟ แต่ตรวจได้ด้วยเครื่องวัดกระแส (แอมมิเตอร์)

     ตัวอย่างการวัดการนำไฟฟ้าของน้ำชนิดต่างๆ ได้แก่ น้ำกลั่นที่อุณหภูมิห้อง น้ำกลั่นที่อุณหภูมิ 60 - 70 องศาเซลเซียส น้ำคลอง น้ำประปา และน้ำฝน จะได้ผลดังตาราง

ตารางตัวอย่างการนำไฟฟ้าของน้ำชนิดต่างๆ

ตามทฤษฎีของเบรินสเตตและเลาว์รี น้ำทำหน้าที่เป็นทั้งกรดและเบส ไอออนที่เกิดขึ้นจากการแตกตัวของน้ำ และมีการถ่ายเทโปรตอนกันเองได้ ( ออโตไอออนไนเซชัน)

โมเลกุลของน้ำที่เสีย H⁺ จะเปลี่ยนเป็น OH^- ซึ่งมีประจุลบและโมเลกุลของน้ำที่ได้รับ H⁺ จะเปลี่ยนเป็น H₃O⁺ ซึ่งมีประจุบวก เราอาจเขียนสมการกรด- เบส ได้ง่ายๆ ดังนี้

H₂O (l) + H₂O (l) H₃O⁺ (aq) + OH^-(aq)

เนื่องจากระบบนี้อยู่ในภาวะสมดุล สามารถเขียนสมการค่าคงที่สมดุลของ H₂O ได้ดังนี้

K_w คือค่าคงที่การแตกตัวของน้ำ มีค่าเท่ากับ 1 x 10^-14 ที่ 25^oC เนื่องจากน้ำบริสุทธิ์แตกตัวเป็นไอออนจะให้ความเข้มข้นของ H₃O⁺ และ OH^- เท่ากัน

ดังนั้น น้ำบริสุทธิ์จึงมีสภาพเป็นกลางเนื่องจากปริมาณ H₃O⁺ เท่ากับ OH^- ค่าคงที่สมดุลของน้ำมีค่าเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ แสดงดังตารางต่อไปนี้

ตารางค่า K_w ของน้ำที่อุณหภูมิต่างๆ

  แบบฝึกหัด

   หน่วยที่ 2 : เรื่องการแตกตัวของกรด เบส และน้ำ