今回のテーマは、「水のイオン積」です。

みなさんは、電離平衡について学習してきました。
酢酸やアンモニアなどを例に考えてきましたよね。
今回、注目するのは、 水の電離平衡 です。

水の電離と言われても、ピンとこないかもしれませんね。
しかし、実は、水もわずかに電離を起こしているのです。

図のように、３つのビーカーが並んでいます。

まずは、 左 のビーカーに注目しましょう。
水素イオンが３つ、水酸化物イオンが１つ入っています。
このように、 [H⁺]>[OH^-] の状態を、 「酸性」 といいます。

次に、 真ん中 のビーカーです。
水素イオンと水酸化物イオンが２つずつ入っています。
このように、 [H⁺]=[OH^-] の状態を、 「中性」 といいます。

最後に、 右 のビーカーを見てください。
水素イオンが１つ、水酸化物イオンが３つ入っています。
このように、 [H⁺]<[OH^-] の状態を、 「塩基性」 といいます。

それでは、電離平衡の話に戻りましょう。
水の電離は、次のような反応式で表されます。
　 H₂O⇄H⁺+OH^-

平衡定数 は、次のようになりますね。
　 K=[H⁺][OH^-]/[H₂O]
このとき、両辺に[H₂O]をかけると、次のようになります。
　K[H₂O]=[H⁺][OH^-]

ここで、K[H₂O]を K_w とすると、次の式が成り立ちます。
　 K_w＝[H⁺][OH^-]

そして、温度が 25℃ のとき、次の値になります。
　K_w= 1.0×10^-14[(mol/L)²]
このときの、K_wを、 水のイオン積 といいます。

つまり、[H⁺]か[OH^-]の片方がわかっていれば、もう一方を求めることができるわけです。