Sự điện li của nước — H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻
Các phân tử H₂O chuyển động trong nước, một số ít điện li thành H⁺ và OH⁻ rồi tái hợp. Thêm acid/base hoặc đun nóng để quan sát cân bằng điện li chuyển dịch (hiệu ứng ion chung).
Sự tự ion hoá của nước
H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻ (ΔH > 0) · Kw = [H⁺][OH⁻] = 10⁻¹⁴ ở 25 °C
H₂O nước
H⁺ / H₃O⁺ ion acid
OH⁻ ion base
×10⁷ — bên trong cốc nước
25 °C
Diễn biến
Nước tinh khiết ở cân bằng động — mỗi thời điểm chỉ một phần rất nhỏ phân tử H₂O bị ion hoá, với số H⁺ và OH⁻ bằng nhau. Chú ý những tia chớp điện li hiếm hoi.
Tác động lên cân bằng
Nhiệt độ25 °C
0 °C · lạnh ❄25 °Cnóng 🔥 · 100 °C
Số hạt (trong khung nhìn)
220
H₂O
4
H₃O⁺
4
OH⁻
Ion chỉ chiếm thiểu số — trong nước thật ở 25 °C chỉ khoảng 1 trên 550 triệu phân tử bị ion hoá.
[H⁺]
1.0 × 10⁻⁷ M
[OH⁻]
1.0 × 10⁻⁷ M
Kw = [H⁺]·[OH⁻]
1.0 × 10⁻¹⁴
≈ 10⁻¹⁴ ở 25 °C — không đổi khi nhiệt độ cố định
pH 7.0
TRUNG TÍNH
Trung tính ≠ pH 7. Nước tinh khiết luôn trung tính ([H⁺] = [OH⁻]) kể cả khi đun nóng — nhưng vì điện li thu nhiệt, đun nóng làm Kw tăng, nên pH của nước nóng trung tính giảm xuống dưới 7 (≈ 6 ở 100 °C). Trung tính nghĩa là số ion bằng nhau, không phải "pH đúng bằng 7".