Standardreaktionsarbeit & Gleichgewichtskonstante - warum eine neutrale Lösung nicht immmer pH 7 hat
Für die Autoprotolyse von Wasser (\mathrm{2 H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + OH^-}) gilt nach dem Massenwirkungsgesetz:
K = \frac{a(\mathrm{H_3O^+})\cdot a(\mathrm{OH^-})}{a(\mathrm{H_2O})^2}
Unter der Annahme, dass Wasser im deutlichen Überschuss vorliegt und dass in einer neutralen Lösung die Aktivität der Oxonium- und Hydroxid-Ionen gleich ist, gilt:
a(\mathrm{H_3O^+}) = \sqrt{K}
Die Gleichgewichtskonstante K, und damit auch der pH-Wert einer neutralen Lösung, hängen von der Standardreaktionsarbeit \Delta G_m^* und der Temperatur T ab:
K = e^{-\frac{\Delta G_m^*}{RT}}