물의 이온화상수곱 왜 안바뀔까요?

Question

다른 내용은 다 두 물질이 있다면 합차관계로 나타나니

관계도 설명가능하고 시각자료를 만들 방법이 나오는데

이온화상수곱이 일정하다는 것은 수소이온농도와 수산화이온농도가 반비례관계라는 건데

왜 이런 관계가 성립하는지 모르니겠네요.

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왜 이온화상수곱은 산이나 염기가 들어와도 일정하게 유지가 되나요?

Answer 1

"물의 이온화 상수"는 물이 이온으로 분해될 때 생성되는 수소 이온 (H+)과 수산화 이온 (OH-)의 농도를 나타내는 값으로, 화학적으로는 "Kw"라는 상수로 표현됩니다. 이 값은 물의 온도에 따라 약간 변할 수 있지만, 보통 일정한 값으로 간주됩니다. 그 이유는 물의 분자 구조와 수소 이온 및 수산화 이온의 생성 과정이 상대적으로 미세한 온도 변화에 민감하지 않기 때문입니다.

Kw는 다음과 같은 화학 반응의 평형 상수입니다:

H2O ↔ H+ + OH-

이 반응은 물 분자가 수소 이온과 수산화 이온으로 분해되는 것을 나타내며, 물 분자의 자동 이온화로 발생합니다. Kw의 값은 일반적으로 25°C에서 약 1.0 x 10^-14입니다. 이 온도에서 수소 이온과 수산화 이온의 농도는 상대적으로 안정하게 유지됩니다.

물의 이온화 상수 Kw 값이 변하지 않는 이유는 물 분자의 분해와 재결합 과정이 서로 균형을 이루며 물 분자가 자동으로 이온화되고 중성을 유지하게 되기 때문입니다. 따라서 온도가 조금씩 변하더라도 수소 이온과 수산화 이온의 농도는 그에 따라 조금씩 조절되어 물의 pH가 상대적으로 안정하게 유지되는 것입니다.

다만, 높은 온도나 약품 등에 의해 물의 화학적 성질이 변화할 수 있으며, 그런 경우에는 Kw 값이 변할 수 있을 수 있습니다. 하지만 일반적인 조건에서는 Kw가 상수로 간주되어 변하지 않는 것이 일반적입니다.