解析水的离子积Kw和水的电离平衡常数K的关系

根据选修四上的表达式Kw=c(H+)* c(OH)=K* c(H2O),水作为纯液体,浓度为常数——则可以得到Kw=K,这是错误的答案。

由于常温下1L水仅有10-7mol发生电离,所以电离出的c(H+)= c(OH)=10-7mol/L

所以根据水的离子积表达式可得Kw=c(H+)* c(OH)=10-7mol/L *10-7mol/L=10-14 mol2/L2

而水的电离平衡常数K=c(H+)* c(OH)/ c(H2O),在该表达式中,

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相对比两种解释,阿柯更倾向第一种。

2 条评论

  • 刘远帆 2018 年 7 月 11 日 回复

    阿柯老师我认为如此解释更好。
    1.化学平衡常数与电离平衡常数不同,物质的电离不是化学反应。化学反应:旧化学键断裂和新化学键形成的过程。物质的电离无新化学键的形成。
    2.在化学平衡常数中水浓度变化极小,可作为常数归到平衡常数中去。当反应中有固体物质参加时,分子间的碰撞只能在固体表面进行,固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响,因此,固体的“浓度”作为常数,亦归入化学平衡常数。所以在化学平衡常数中无固体和溶剂的浓度(如H2O)的相关计算。
    3.在电离平衡常数中,电离的物质的浓度作为分母带入计算。
    4.水的离子积,是溶液中氢离子和氢氧根离子的物质的量浓度的乘积。也可以是 k=c(H+)(OH-)/55.6=1.8×10的-16次方,两边都乘以55.6,得Kw=1×10的-14次方。这样把水的电离平衡常数中水的浓度归入K得到新的Kw=1×10的-14次方。因为水的电离程度极小所以 可以像化学平衡常数中对于溶剂的处理一样把水的浓度归入K。而中学阶段的其他电解能力强于水的弱酸,弱碱则不适用离子积的表示。
    5.学生因为对概念的理解不够深刻和一些老师贪图方便快捷(教学生“对于固体和纯液体浓度认为是1”)而导致之后学生深入思考此类问题时百思不得其解。在计算水的电离平衡常数时把水的浓度当成1。(实际上水的浓度和固体的浓度都不能当成1,水和固体的浓度归入K)
    6.高考其实也不会这样考,把液体和固体的浓度当成1也可以解决绝大部分问题了。对于为了应试而读书的学生这么解释或许是最好的选择,但对于为读书而读书的学生,教师真的应该静下心来好好讲解。理解和掌握相关的定义是很好的学习方法。很多学生背熟了公式就去刷题,问他怎么写他能流畅的分析,但是问他为什么这么写,就懵了。知其然而不知其所以然。
    7.高考真的很让人无奈,差距太大,压力太大。有的学校一年百来个清华,教学生用竞赛的方法解题,有的学校教学生做到压轴就放,学生不想读,老师教不好。我所在的学校即使是重点班,化学老师也是要求每大题拿五分,选修3—3死记硬背拿十三分。学校只求个一本升学率。每年上重点的少的可怜。给学生灌输的思想是你上个一本就ok。在这样的环境下,即使再怎么努力,机会也不大吧。
    8.我觉得老师你厉害在对于离子浓度之类的问题,都可以用数学计算来证明,理科就是需要这么严谨的嘛。而我这的老师对于离子浓度的解释则是“瘦死的骆驼比马大”之类看似形象,很好理解但实际非常笼统的解释。最让我震惊的是学生也就这样接受了,不求甚解?这不是一个合格的理科生吧。

    • 阿柯 2018 年 7 月 13 日 回复

      不同阶段的学习,有它该有的层次,有些问题,我认为我们老师自己要有正确的判断,然后梳理出一个通俗易懂、能应用的结论给学生,就足够了。所有的问题,全盘都塞给学生,也不见得是好事。毕竟,应试教育阶段,懂得取舍很重要。看得出,在教学上,你也和我一样,犟得很。肯花心思在这些问题上的人,不多了。谢谢你能分享你的见解,学习了。

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