pHとpOHの関係
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/11/12 01:21 UTC 版)
「水素イオン指数」の記事における「pHとpOHの関係」の解説
質量作用の法則により、温度、圧力が一定であれば、水の自己解離 H 2 O ↽ − − ⇀ H + + OH − {\displaystyle {\ce {H2O <=> H+ + OH^-}}} の熱力学的平衡定数 aH+·aOH−/aH2O は、溶質の種類や濃度によらない一定値になる。H2O の活量 aH2O を1と近似できるような希薄水溶液では K w = a H + a O H − m o l 2 / L 2 {\displaystyle K_{\text{w}}=a_{\mathrm {H^{+}} }a_{\mathrm {OH^{-}} }\,\mathrm {mol^{2}/L^{2}} } で定義される水のイオン積 Kw が、溶質の種類や濃度によらない一定値になる。25℃では Kw = 1.008×10−14 mol2/L2 であるから、これを上式に代入して対数をとると次の関係式が導かれる。 14.00 = p H + p O H {\displaystyle 14.00={\rm {pH+pOH}}} 水溶液は、pH < pOH のときに酸性を、pOH < pH のときにアルカリ性をそれぞれ示す。pH = pOH のときは中性である。よって25℃では pH < 7.00 のとき酸性 pH = 7.00 のとき中性 pH > 7.00 のときアルカリ性 である。水のイオン積 Kw が温度によって変わるので、7.00という数字は温度により変わる。25℃で成り立つ 14.00 = pH + pOH という関係式は、一般には p K w = p H + p O H {\displaystyle \mathrm {p} K_{\text{w}}=\mathrm {pH+pOH} } と表される。ただし pKw = −log10Kw/mol2/L2 である。中性のpHは、pH = pOH のときのpHだから、pKw/2 に等しい。
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