Czym jest dysocjacja wody?

Szczególny przypadek dysocjacji (proces rozpaduWiększe cząstki materii - jony molekularne lub rodnikami - na mniejsze cząstki) jest dysocjacji elektrolitycznej, przy czym cząsteczki obojętnej znanych elektrolitów w roztworze (przez oddziaływania molekuł polarnych rozpuszczalnikach) rozpadają się na naładowane cząstki: kationów i anionów. To tłumaczy zdolność roztworów elektrolitów do przewodzenia prądu.

Przyjmuje się podział wszystkich elektrolitów na dwie grupy: słaby i silny. Woda odnosi się do słabych elektrolitów, dysocjacja wody charakteryzuje się niewielką ilością zdysocjowanych cząsteczek, ponieważ są one dość trwałe i praktycznie nie rozkładają się na jony. Czysta (bez zanieczyszczeń) woda przewodzi słaby prąd elektryczny. Wynika to z chemicznej natury samej cząsteczki, gdy dodatnio spolaryzowane atomy wodoru są osadzone w powłoce elektronów stosunkowo małego atomu tlenu, który jest spolaryzowany negatywnie.

Moc i słabość elektrolitów charakteryzuje sięstopień dysocjacji (oznaczone przez a, ilość ta jest często wyrażone jako% od 0 do 100, lub w ułamkach jednostki od 0 do 1) - zdolność do rozpadu na jony, to znaczy stosunek ilość oderwanych cząstek między cząstkami upadku. Substancje takie jak kwasy, sole i zasady pod wpływem cząsteczek wody polarnej rozpadają się całkowicie na jony. Dysocjacja cząsteczek wody H2O, a następnie rozdrabniania do protonu H + lub hydroksylową grupę OH-. Jeśli dysocjacji elektrolitem w postaci równania: M = k ++ A, a następnie oddzielenie wody można wyrazić równaniem: O N2O↔N ++ i równania, w którym obliczona stopnia dysocjacji wody może być przedstawiona w dwóch postaciach (przez otrzymane stężenia protonów lub grup hydroksylowych Uzyskane stężenie): α = [H +] / [H2O] lub α = [OH -] / [H2O]. Ponieważ ilość α wpływa nie tylko ze względu na charakter chemiczny związku, ale stężenia roztworu i temperatury, to jest w zwyczaju mówić o pozornej (wyobrażonej) stopnia dysocjacji.

Tendencja molekuł słabych elektrolitów, w tymwoda, rozpad pod wpływem jonów, charakteryzuje się bardziej stałą dysocjacji (szczególny przypadek stałej równowagi), którą powszechnie określa się mianem Kd. Aby obliczyć tę wartość, stosuje się prawo o masach roboczych, które ustala stosunek między masami otrzymanych i początkowych substancji. Dysocjacja elektrolityczna wody polega na rozpadzie pierwotnych cząsteczek wody na protony wodorowe i grupę hydroksylową, a zatem stała dysocjacji wyrażona jest równaniem: Kd = [H +] • [OH -] / [H2O]. Ta wartość dla wody jest stała i zależy tylko od temperatury, w temperaturze równej 25 ° C, Kd = 1,86 • 10-16.

Znając masę molową wody (18 g / mol), a takżeignorując stężenie dysocjacji cząsteczek biorąc masę 1 dm3 wody na 1000 g można obliczyć stężenia cząsteczki niezdysocjowanego w 1 dm3 wody [H2O] = 1000 / 18.0153 = 55,51 mol / dm3. Następnie w równaniu wartości stałej dysocjacji znajduje się stężenie produktu protonów i grup hydroksylowych, [H +] • [OH -] = 1,86 • 10-16 • 55,51 = 1 • 10-14. Podczas ekstrakcji pierwiastek uzyskanej wartości stężenia uzyskuje protonów (jonów wodoru), który określa kwasowość roztworu, a stężenie grup hydroksylowych wynosi: [H +] = [OH -] = 1 • 10-7.

Ale w naturze wody takiej czystości nie maz powodu obecności w nim rozpuszczonych gazów lub zanieczyszczenia wody innymi substancjami (w rzeczywistości woda jest roztworem różnych elektrolitów), zatem w 25oC stężenie protonów wodoru lub stężenie grup hydroksylowych jest różne od 1 • 10-7. Oznacza to, że kwasowość wody wynika z przepływu nie tylko procesu, takiego jak dysocjacja wody. Indeks wodoru jest logarytmem ujemnym stężenia jonów wodorowych (pH), wprowadzany w celu oceny kwasowości lub zasadowości wody i roztworów wodnych, ponieważ trudno jest stosować liczby o ujemnym stopni. W przypadku czystej wody, pH = 7, ale ponieważ nie ma czystej wody w przyrodzie, a dysocjacja wody przebiega wraz z rozpuszczaniem innych rozpuszczonych elektrolitów, wskaźnik wodoru może być mniejszy lub większy niż 7, to jest, w praktyce, w wodzie, pH ≠ 7.