Costanti di equilibrio e variazioni di temperatura nell’autoionizzazione dell’acqua
L’autoionizzazione dell’acqua è un processo fondamentale in chimica che porta alla formazione degli ioni H3O+ e OH-. Questa reazione è bilanciata e rappresentata dall’equilibrio 2 H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + OH-(aq), dove una molecola di acqua funge da acido e l’altra da base.
La costante di equilibrio per questo processo è chiamata Kw e ha un valore di 1.00 ∙ 10^-14 a 25°C. A questa temperatura, il pH e il pOH dell’acqua pura sono entrambi uguali a 7.00 poiché [H3O+]=[OH-].
Tuttavia, la costante di equilibrio Kw varia al variare della temperatura. Con il cambiare dei valori di temperatura, il Kw cambia, come evidenziato nella tabella seguente:
– 0 °C: 1.14 ∙ 10^-15
– 10 °C: 2.93 ∙ 10^-15
– 20 °C: 6.81 ∙ 10^-15
– 25 °C: 1.00 ∙ 10^-14
– 30 °C: 1.47 ∙ 10^-14
– 40 °C: 2.92 ∙ 10^-14
– 50 °C: 5.48 ∙ 10^-14
– 100 °C: 5.13 ∙ 10^-13
Ad esempio, a 100 °C, il valore di Kw è 5.13 ∙ 10^-13. Di conseguenza, la concentrazione di [H3O+] = [OH-] è di 7.16 ∙ 10^-7 M e il pH dell’acqua è di 6.14.
La variazione della costante di equilibrio con la temperatura è un fenomeno importante da considerare in applicazioni chimiche e fisiche che coinvolgono l’acqua e le sue proprietà di ionizzazione.
