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Lexikon der Chemie: Ionenprodukt

Ionenprodukt, das Produkt der Aktivitäten (bzw. Konzentrationen) der bei einem Dissoziationsvorgang resultierenden Ionen als spezieller Ausdruck des Massenwirkungsgesetzes für den Fall, daß die Aktivität der undissoziierten Komponente konstant ist (z. B. bei schwerlöslichen Stoffen Löslichkeitsprodukt). Von spezieller Bedeutung ist das I. des Wassers. Für das Autoprotolysegleichgewicht des Wassers entsprechend H2O + H2O

H3O+ + OH- gilt: aH3O+ · aOH- = KW.

KW, das I. des Wassers, ist eine temperaturabhängige Konstante, die durch Leitfähigkeitsmessungen bestimmt werden kann. Wird durch Zugabe von Säure oder Base das I. des Wassers gestört, erfolgt durch Dissoziation von H2O-Molekülen oder durch Vereinigung von OH- und H3O+-Ionen zu Wasser eine Neueinstellung des Gleichgewichtes. KW ist stets konstant. Zur einfacheren Handhabung bedient man sich häufig des negativen dekadischen Logarithmus von KW, des pKW. Für folgende Temperaturen hat dieser die Werte:

bei  10 °C: KW = 0,36·10-14; pKW = 14,45

 22 °C: KW = 1,00·10-14; pKW= 14,00

 100 °C: KW = 74·10-14; pKW= 12,13

Zur Charakterisierung einer wäßrigen Lösung ist die Kenntnis der Hydronium-Ionenaktivität außerordentlich wichtig. Man gibt diese jedoch seltener in der direkten Form, sondern als deren negativen dekadischen Logarithmus, den Protonenaktivitätskoeffizienten, den pH-Wert, an: pH = -lg aH3O+. Bei analoger Definition des pOH-Wertes gemäß pOH = -lg aOH- ergibt sich: pH + pOH = pKW.

Die angegebenen Beziehungen gestatten es, bei Kenntnis der Aktivität der H3O+ oder OH--Ionen die Aktivität der jeweils anderen Komponente, damit also den pH- oder pOH-Wert zu bestimmen. Dabei kann für verd. Lösungen anstelle der Aktivitäten auch mit den molaren Konzentrationen gerechnet werden.

Für eine neutrale wäßrige Lösung, die dadurch charakterisiert ist, daß cH3O+ = cOH-, ergibt sich damit cH3O+ = KW = 10-7 (bei 22 °C); pH = 7 (Neutralpunkt). Sind die H3O+- und OH--Konzentrationen unterschiedlich, charakterisiert man als saure Lösungen cH3O+ > 10-1 mol/l; pH < 7, als basische Lösungen cH3O+ < 10-7 mol/l; pH > 7.

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