Habilidade: Reconhecer a condutibilidade elétrica da água, no nível microscópico, utilizando o processo de autoionização da água pura.
O cientista Friedrich Kohlrausch (1840-1910) foi o primeiro a propor que a água pura conduz eletricidade, ainda que em pequena escala. Isso ocorre porque a água se comporta de modo anfótero; isto é, em determinadas ocasiões ela age como ácido, doando prótons (H⁺); e em outras se comporta como base, recebendo prótons.
Isso significa que a água realiza a sua própria ionização, conforme a equação química representada a seguir:
Esse processo é denominado autoionização da água e ocorre em escala muito pequena, ou seja, a água é um eletrólito muito fraco, com valores baixos de grau de ionização e de constante de ionização no equilíbrio (Kc). É exatamente por isso que a água possui condutividade tão baixa.
Para se ter uma ideia, na temperatura ambiente de 25ºC é possível determinar que as concentrações dos íons hidróxido e hidrônio produzidos na autoionização da água pura são iguais a 1 . 10⁻⁷ mol . L⁻¹. Isso quer dizer que de um bilhão de moléculas de água, somente duas se ionizam.
A constante do equilíbrio iônico da água é denominada constante de dissociação da água, constante de autoprotólise ou produto iônico da água. Essa constante é representada por Kw, porque o w se refere à palavra water, que em inglês significa água.
Seu cálculo é feito da mesma forma que as outras constantes de equilíbrio, lembrando que, conforme dito no texto “Constantes de Equilíbrio Kc e Kp”, nesse caso, somente os produtos irão aparecer na expressão, porque a água no estado líquido tem atividade igual a 1. Substâncias líquidas puras ou sólidas não são colocadas na expressão da constante de dissociação porque elas não sofrem variação. Colocam-se apenas soluções aquosas e gasosas. Assim, temos:
Kw = [H3O⁺] . [OH⁻]
Kw = (1 . 10⁻⁷) . (1 . 10⁻⁷)
Kw = 10⁻¹⁴
Assim como as outras constantes de equilíbrio, o Kw só se altera com a mudança de temperatura. À medida que a temperatura da água aumenta, a sua ionização também cresce, o que significa que a autoionização da água é um processo endotérmico, isto é, que absorve calor.
Isso pode ser visto nos valores do produto iônico da água (Kw) dados na tabela abaixo em diferentes temperaturas:
O produto iônico da água sempre terá um valor fixo em cada uma das temperaturas, seja em água pura ou em solução. Mesmo se a solução apresentar concentrações dos íons H3O⁺ e OH⁻ diferentes, o produto entre eles permanecerá constante.
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