1 Autoprotolyse (Eigenprotolyse) des Wassers und pH-Wert

1.1 Das Ionenprodukt des Wassers

Destilliertes Wasser besitzt eine geringe Leitfähigkeit (Hinweis auf Ionen). Diese Ionen sind durch eine Protolyse-Reaktion entstanden. 

Hinweis: Bei der Aufstellung des MWG steht das Oxonium-Ion in der Regel im Zähler.



Überlegungen:
• 1 mol Wasser hat die Masse 18,0 g
• 1 L (1000 ml) Wasser besitzt bei 25 °C die Masse 997 g;

Wie viel H₂O-Moleküle enthält 1 L Wasser?

Dichte: 

 
Stoffmenge:

Konzentration:

(= 55,4 * 6,022*10²³ Wassermoleküle!)
Die H₂O -Konzentration in Wasser beträgt also 55,4 mol/l.

Z. B. durch Leitfähigkeitsmessung kann die Ionenkonzentration ermittelt werden: Bei 25°C:



Diese Werte in das MWG einsetzen:




K_c ist extrem klein, das GG liegt weitgehend auf der linken Seite ⇨ Die Konzentration von H₂O ist daher auch bei GG-Verschiebungen praktisch konstant; sie kann mit der GG-Konstanten K zu einer neuen Konstanten K_W (Ionenprodukt des Wassers vereinigt werden) 

K • c²(H₂O) = KW = c(H₃O⁺) • c(OH⁻) = 1,00 • 10^-14 mol²/l²

Die Konstante KW ist das Ionenprodukt des Wassers:

K_W= c(H₃O⁺) • c(OH⁻) = 1,00 • 10^-14 mol²/l² bei 25 °C

  = c(H₃O⁺) = c(OH⁻) = (1,00 • 10^-14 mol²/l²)^½ = 1,00 • 10^-7 mol/l 

Achtung: In reinem Wasser und in neutralen wässrigen Lösungen beträgt die Konzentration der Hydroxonium-Ionen der der Hydroxid-Ionen: 10^-7 mol/l.

Es haben also nur 2 Wasser-Moleküle von einer Milliarde zu einem Oxonium-Ion und eine Hydroxid-Ion reagiert.