학문
물의 이온곱상수가 온도에 따라서 달라지는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 물은 스스로 양성자를 주고받으면서 하나는 산 하나는 염기로 반응하여 자동 이온화 반응을 유발할 수 있습니다. 이때 물의 이온곱상수가 온도에 따라서 달라지는 이유가 무엇인가요?
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안녕하세요. 질문해주신 것과 같이 물이 자동이온화 반응을 진행하여 반응을 일으킬 때, 이 평형의 세기를 나타내는 값이 바로 물의 이온곱상수, Kw인데요, 이 값은 온도에 따라 달라지는데, 그 이유는 물의 자동 이온화 반응이 흡열 반응이기 때문입니다. 자동 이온화 과정에서 물 분자의 수소 결합이 부분적으로 깨지고, 새로운 이온 종(H₃O⁺, OH⁻)이 형성되는데, 이 과정은 에너지를 필요로 하기 때문에 즉, 온도를 높이면 반응에 필요한 에너지를 더 쉽게 공급할 수 있어서 평형이 이온 생성 쪽으로 이동하게 되는 것입니다. 이를 화학 평형의 일반 원리인 르샤틀리에의 원리로 설명하면, 흡열 반응은 온도가 증가할수록 정반응 즉, 이온 생성이 유리해지고, 결과적으로 이온 농도가 커지면서 Kw값이 증가한다고 보셔도 됩니다. 감사합니다.