Autoionizzazione dell’acqua: costanti di equilibrio
L’autoionizzazione o autoprotolisi dell’acqua è un processo in cui due molecole di acqua reagiscono per formare H3O+ e OH-. L’acqua è considerata anfotera poiché può agire sia da acido che da base.
Nell’acqua pura una molecola di acqua può agire come base accettando uno ione H+ da una seconda molecola di acqua che agisce da acido con formazione di uno ione H3O+ e di uno ione OH-. Questa autoionizzazione è rappresentata dall’equilibrio 2 H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + OH-(aq).
La costante di equilibrio dell’autoionizzazione dell’acqua, indicata con il simbolo Kw, ha un valore di 1.00 ∙ 10^-14 a 25°C. Poiché [H3O+]=[OH-], a 25°C il pH dell’acqua e il pOH assumono entrambi valore pari a 7.00.
La costante di equilibrio varia al variare della temperatura. Sono stati ottenuti i valori di Kw a diverse temperature come indicato nella tabella:
| T°C | Kw (mol2/dm3) |
|—–|—————|
| 0 | 1.14 ∙ 10^-15 |
| 10 | 2.93 ∙ 10^-15 |
| 20 | 6.81 ∙ 10^-15 |
| 25 | 1.00 ∙ 10^-14 |
| 30 | 1.47 ∙ 10^-14 |
| 40 | 2.92 ∙ 10^-14 |
| 50 | 5.48 ∙ 10^-14 |
| 100 | 5.13 ∙ 10^-13 |
Secondo i dati riportati in tabella a 100 °C si ha Kw = 5.13 ∙ 10^-13. Da cui [H3O+]=[OH-] = 7.16 ∙ 10^-7 M e pH = 6.14.