A Autoionização da água diz que uma molécula de água doa um próton para outra de acordo com a reação abaixo:
H2 O(I)+H2 O(l) rightarrows H3 O^+(aq)+OH^-(aq)
A partir disso responda:
b) Descreva como esse experimento determina a constante da água.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre a Autoionização da água, que é quando uma molécula de água (H₂O) doa um próton para outra, formando H₃O⁺ e OH⁻. O conteúdo que vamos usar aqui é Química, mais especificamente sobre equilíbrio químico e a Constante da água (Kw). Para resolver, vamos precisar entender como medir as concentrações de H₃O⁺ e OH⁻ nesse equilíbrio.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que na autoionização da água a reação é:
2 H2O rightarrows H3O^+ + OH^-
Esse equilíbrio nos diz que, em água pura, as concentrações de H₃O⁺ e OH⁻ são iguais.

Passo 3

Para determinar a constante da água (Kw), precisamos medir as concentrações desses íons. Em um experimento, isso pode ser feito usando um medidor de pH para encontrar a concentração de H₃O⁺ e um medidor de pOH para a de OH⁻.

Passo 4

A constante da água é definida pela expressão:
Kw = [H3O^+][OH^-]
Ou, simplificando,
Kw = [H^+][OH^-]
Isso significa que multiplicamos as concentrações dos dois íons para encontrar Kw.

Passo 5

No experimento, após medir as concentrações de H₃O⁺ e OH⁻, substituímos esses valores na fórmula de Kw. Por exemplo, se encontrarmos que:
[H3O^+] = 1,0 times 10^-7 , mol/L
e
[OH^-] = 1,0 times 10^-7 , mol/L

Passo 6

Então, calculamos Kw:
Kw = (1,0 times 10^-7)(1,0 times 10^-7) = 1,0 times 10^-14
Esse valor é a constante da água a 25°C, mostrando o equilíbrio entre H₃O⁺ e OH⁻ na água pura.

Resposta

O experimento mede as concentrações de H₃O⁺ e OH⁻ na água pura e multiplica esses valores para determinar a constante da água, Kw, que resulta em $ K_w = 1,0 \times 10^{-14} $ a 25°C.

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