1。水のイオン化
*水自体はわずかなイオン化を受け、ハイドロニウムイオン(h₃o⁺)と水酸化物イオン(OH⁻)を形成します。
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2h₂o(l)⇌h₃o⁺(aq) +oh⁻(aq)
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*この平衡は吸熱です 、それが熱を吸収することを意味します。
*温度の上昇は、平衡を右にシフトし、より多くのイオンの形成を好む 、h₃o⁺の濃度が高くなり、pH 。
2。酸と塩基の解離
*多くの酸と塩基は弱い電解質です。つまり、溶液中に部分的にしか解離しません。
*弱酸と塩基の解離もしばしば吸熱 。
*水と同様に、温度の上昇は、均衡を解離に向けてシフトします 、より高い濃度のh⁺(またはoh⁻)イオン 下(またはそれ以上)pH 、酸またはベースに応じて。
3。ガスの溶解度
*二酸化炭素(CO₂)のような一部のガスは酸性であり、水に溶解して炭酸(H₂CO₃)を形成します。
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co₂(g) +h₂o(l)
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*この平衡は発熱です 、それが熱を放出することを意味します。
*温度の上昇は、平衡を左にシフトし、溶液からのCo₂の放出を好む 。これによりh⁺イオンの濃度が減少し、pH が増加します 。
例:
* 水: 25°Cでは、純水のpHは7です。温度が上昇すると、pHはわずかに減少します(たとえば、50°Cで約6.5)。
* 酸: 酢酸(Ch₃COOH)のような弱酸の場合、温度を上げるとH⁺イオンの濃度が増加し、pHが低くなります。
* ベース: アンモニア(nh₃)のような弱い塩基の場合、温度を上げると、OHイオンの濃度が増加し、pHが高くなります。
重要な注意:
* 温度によるpH変化の方向は、特定の酸、ベース、または溶液に依存します。
* 他の要因 酸や塩基の濃度と同様に、緩衝液の存在、および圧力もpHの変化に影響を与える可能性があります。
要約すると、温度変化は、酸と塩基を含む化学反応の平衡に影響を与えることにより、pHに大きな影響を与える可能性があります。 pH変化の方向は、特定の反応と、吸熱性または発熱性に依存します。