การแตกตัวของน้ำบริสุทธิ์ิิ์เป็นอย่างไร
น้ำเป็นอิเล็กโทรไลต์ที่ี่อ่อนมาก
แตกตัวได้น้อยมาก
ดังนั้น การนำไฟฟ้าของน้ำจะน้อย
จนไม่สามารถตรวจสอบได้ด้วยการนำไฟฟ้าผ่านหลอดไฟ
แต่ตรวจได้ด้วยเครื่องวัดกระแส
(เป็นแอมมิเตอร์) อาจอนุโลมได้ว่าน้ำบริสุทธิ์เป็นสารนอนอิเล็กโทรไลต์
ตัวอย่างการวัดการนำไฟฟ้าของน้ำชนิดต่างๆ
ได้แก่ น้ำกลั่นที่ี่อุณหภูมิห้อง
น้ำกลั่นที่ี่อุณหภูมิ
60 - 70 องศาเซลเซียส
น้ำคลอง น้ำประปา
และน้ำฝน จะได้ผลดังตาราง
ตารางตัวอย่างการนำไฟฟ้าของน้ำชนิดต่างๆ
น้ำชนิดต่าง ๆ |
เครื่องตรวจการนำไฟฟ้า |
วัดด้วยแอมมิเตอร์ |
น้ำกลั่นที่อุณหภูมิห้อง
น้ำกลั่นที่อุณหภูมิ 60-70 0C
น้ำคลอง
น้ำประปา
น้ำฝน |
หลอดไฟไม่สว่าง
หลอดไฟไม่สว่าง
หลอดไฟไม่สว่าง
หลอดไฟไม่สว่าง
หลอดไฟไม่สว่าง |
40
80
90
85
80 |
ตามทฤษฎีของเบรินสเตตและลาวรี
น้ำทำหน้าที่ี่เป็นทั้งกรดและเบส
ไอออนที่ี่เกิดขึ้นจากการแตกตัวของน้ำ
และมีการถ่ายเทโปรตอนกันเองได้
( ออโตไอออนไนเซชัน)
โมเลกุลของน้ำที่ี่เสีย
H+ จะเปลี่ยนเป็น
OH- ซึ่งมีประจุลบและโมเลกุลของน้ำที่ได้รับ
H+ จะเปลี่ยนเป็น
H3O+ ซึ่งมีประจุบวก
เราอาจเขียนสมการกรด-
เบส ได้ง่ายๆ
ดังนี้
H2O (l) + H2O (l)
H3O+ (aq) + OH-(aq)
เนื่องจากระบบนี้อยู่ในภาวะสมดุล
สามารถเขียนสมการค่าคงที่สมดุลของ
H2O ได้ดังนี้
Kw คือค่าคงที่การแตกตัวของน้ำ
มีค่าเท่ากับ
1 x 10-14ที่ 250C เนื่องจากน้ำบริสุทธิ์แตกตัวเป็นไอออนจะให้ความเข้มข้นของ
H3O+ และ OH-
เท่ากัน
ดังนั้น
น้ำบริสุทธิ์จึงมีสภาพเป็นกลางเนื่องจากปริมาณ
H3O+ เท่ากับ
OH- ค่าคงที่ี่สมดุลของน้ำมีค่าเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ
แสดงดังตารางต่อไปนี้
ตารางค่า
Kw ของน้ำที่ี่อุณหภูมิต่างๆ
อุณหภูมิ(0C) |
Kw
|
0
10
20
25
30
40
50
60 |
0.114 x 10-14
0.296 x 10-14
0.681 x 10-14
1.010 x 10-14
1.470 x 10-14
2.920 x 10-14
5.470 x 10-14
9.610 x 10-14
|
::กลับด้านบน:: |