Ionenprodukt

Das Ionenprodukt ist das Produkt der Stoffmengenkonzentrationen (oder genauer die Aktivitäten) aller in einem Medium (z. B. Wasser) durch elektrolytische Dissoziation gelösten Ionen. Handelt es sich um eine gesättigte Lösung, so entspricht das Ionenprodukt dem Löslichkeitsprodukt. Sind in einem System lediglich durch Autoprotolyse entstandene Ionen vorhanden, so entspricht das Ionenprodukt der Autoprotolysekonstante des Systems.

Ionenprodukt des Wassers

Wichtig ist vor allem das Ionenprodukt des reinen Wassers (K_W). Wasser enthält durch Autoprotolyse Oxonium- (H₃O⁺) und Hydroxidionen (OH^-):

$ \mathrm {H_{2}O+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+OH^{-}} $

Für das Ionenprodukt K_W gilt:

$ K_{\mathrm {W} }=c(\mathrm {H_{3}O^{+}} )\cdot c(\mathrm {OH^{-}} )\ $ bzw. $ K_{\mathrm {W} }=a(\mathrm {H_{3}O^{+}} )\cdot a(\mathrm {OH^{-}} ) $

Dabei betragen die Konzentrationen (genauer die Aktivitäten) der beiden Ionensorten bei 25 °C jeweils 1,004 · 10⁻⁷ mol/l, das Ionenprodukt also 1,008 · 10⁻¹⁴ mol²/l².

$ K_{\mathrm {W} }=10^{-7}\ \mathrm {\frac {mol}{l}} \cdot 10^{-7}\ \mathrm {\frac {mol}{l}} \ ={10^{-14}}\ \mathrm {\frac {mol^{2}}{l^{2}}} $

Durch diese Größen wird die Skala und der neutrale Wert des pH-Wertes bestimmt, der dem negativen dekadischen Logarithmus der Oxoniumionen-Konzentration entspricht.

$ \mathrm {pH} =-\lg c\mathrm {(H_{3}O^{+})} =\!\ 7 $

Literatur

• Ionenprodukt. In: Römpp Chemie-Lexikon. Thieme Verlag, Stand März 2002.
• Peter W. Atkins, Julio de Paula: Physikalische Chemie. 4. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim 2006, ISBN 978-3-527-31546-8, S. 264.