La formación de iones de hidrógeno (iones de hidroxonio) e iones de hidróxido a partir del agua es un proceso endotérmico. Usando la versión más simple del equilibrio:
H2O (l) ⇌H + (aq) + OH- (aq) [matemáticas] H2O (l) ⇌H (aq) ++ OH (aq) – [/ math]
Por lo tanto, la reacción directa, tal como está escrita, absorbe calor.
De acuerdo con el Principio de Le Châtelier, si cambias las condiciones de una reacción en equilibrio dinámico, la posición de equilibrio se mueve para contrarrestar el cambio que has realizado. Por lo tanto, si aumenta la temperatura del agua, el equilibrio se moverá para bajar la temperatura nuevamente. Hará eso al absorber el calor extra. Eso significa que se favorecerá la reacción directa, y se formarán más iones de hidrógeno e iones de hidróxido. El efecto de eso es aumentar el valor de Kw a medida que aumenta la temperatura.
Puede ver que el pH del agua pura disminuye a medida que aumenta la temperatura. Curiosamente, el pOH también disminuye.
¡Una palabra de advertencia!
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Si el pH disminuye a medida que aumenta la temperatura, esto no significa que el agua se vuelva más ácida a temperaturas más altas. Una solución es ácida si hay un exceso de iones de hidrógeno sobre iones de hidróxido (es decir, pH <pOH). En el caso del agua pura, siempre existe la misma concentración de iones de hidrógeno e iones de hidróxido y, por lo tanto, el agua sigue siendo neutra (pH = pOH), incluso si cambia su pH.
El problema es que todos conocemos que 7 es el pH del agua pura, que cualquier otra cosa se siente realmente extraña. Recuerde que para calcular el valor neutral del pH de Kw [math] Kw [/ math]. Si eso cambia, entonces el valor neutral para el pH también cambia.
- A 100 ° C, el pH del agua pura es 6.14, que es “neutral” en la escala de pH a esta temperatura más alta. Una solución con un pH de 7 a esta temperatura es ligeramente alcalina porque su pH es un poco más alto que el valor neutral de 6.14.
- De manera similar, puede argumentar que una solución con un pH de 7 a 0 ° C es ligeramente ácida, porque su pH es un poco más bajo que el valor neutral de 7.47 a esta temperatura.
Colaboradores
Jim Clark (Chemguide.co.uk)
Consulte-
Temperatura dependiente del pH del agua pura
