Vad är dissociation av vatten?

Ett särskilt fall av dissociation (sönderfallsprocessen större partiklar av materia - molekylära joner eller radikaler - till mindre partiklar) är en elektrolytisk dissociation, varigenom den neutral molekyl känd elektrolyt i lösning (genom inverkan av molekylerna i det polära lösningsmedlet) bryts upp till laddade partiklar: katjoner och anjoner. Detta förklarar förmågan hos elektrolytlösningar att leda elektricitet.

Det beslutade att dela alla elektrolyter i två grupper: svaga och starka. Vatten hänvisar till svaga elektrolyter, dissociation av vatten kännetecknas av en liten mängd av dissocierade molekyler, eftersom de är tillräckligt motståndskraftiga och praktiskt taget inget dissociera till joner. Ren (rent) vatten leder dåligt elektrisk ström. Detta beror på den kemiska naturen hos själva molekylen, när positivt polariserade väteatomer införes i en elektronisk kuvert relativt liten syreatom som är negativt polariserad.

Styrkan och svagheten i elektrolyten kännetecknas av en grad av dissociation (anges med α, är denna kvantitet ofta uttryckt som en% av 0 till 100, eller delar av en enhet från 0 till 1) - förmågan att sönderdelas till joner, dvs förhållandet mellan antalet brutna partiklar bland partiklarna att kollapsa. Substanser, såsom syra- och bassalter genom inverkan av de polära vattenmolekylerna dissociera till joner helt. Dissociationen av vattenmolekyler H2O följt av sönderdelning till en proton H * eller hydroxylgrupp OH-. Om dissociation av elektrolyten närvarande i form av ekvationen: M = K ++ A-, sedan vatten dissociation kan uttryckas genom ekvationen: OH N2O↔N ++, och ekvationen genom vilken den beräknade graden av vatten dissociation kan representeras i två former (genom den resulterande koncentrationen av protoner eller hydroxylgrupper den resulterande koncentration): α = [H +] / [H2O] eller α = [OH -] / [H2O]. Eftersom mängden α påverkas inte bara genom den kemiska naturen hos föreningen, men lösningskoncentrationen eller temperaturen, är det vanligt att tala om den skenbara (imaginära) graden av dissociation.

Benägenheten molekyler svaga elektrolyter, inklusive vatten, dissociera till joner till stor del kännetecknas av en dissociationskonstant (särskilt fall jämviktskonstanten), som kan betecknas som Kd. För att beräkna detta värde, lagen om massverkan, som ställer in förhållandet mellan massorna erhållna från utgångsmaterialen. En elektrolytisk dissociation av vatten - en sönderdelning som börjar vattenmolekyler in i väteprotoner och hydroxylgrupp, dock dissociationskonstanten uttrycks av ekvationen: Kd = [H ^] • [OH -] / [H2O]. Denna mängd vatten är konstant och beror endast på temperaturen, vid en temperatur av 25C, Kd = 1,86 • 10-16.

Känna till den molmassa av vatten (18 g / mol), och försummar koncentrationen av dissocierade molekyler och ta massan av 1 dm3 vatten per 1000 g, kan beräkna koncentrationen av icke dissocierade molekyler i en dm3 vatten [H2O] = 1000 / 18,0153 = 55,51 mol / dm3. Sedan, från ekvationen för dissociationskonstanten kan hittas produktkoncentration av protoner och hydroxylgrupper: [H ^] • [OH -] = 1,86 • 10-16 • 55,51 = 1 • 10-14. Vid extrahering kvadratroten av det resulterande värdet som erhålls koncentrationen av protoner (vätejoner), som bestämmer surheten i lösningen och koncentrationen av hydroxylgrupper som är lika med: [H +] = [OH -] = 1 • 10-7.

Men i naturen inte existerar sådan renhet vatten på grund av närvaron däri av lösta gaser eller vattenförorening av andra substanser (i själva verket vatten - denna lösning olika elektrolyter), så att koncentrationen av väte vid 25 ° C är koncentrationen av protoner eller hydroxylgrupper skiljer sig från värden av 1 • 10-7. Det vill säga, surheten hos vatten på grund av förekomsten av inte bara en process såsom dissociation av vatten. Väteindex är den negativa logaritmen av vätejonkoncentrationen (pH) är det införs för utvärdering av surhet eller alkalinitet av vatten och vattenlösningar, som tal med negativa krafter använder svårt. För rent vatten pH 7, men som naturligtvis rent vatten är inte, och dissociation av vattnet strömmar längs med kollapsen av andra upplösta elektrolyter, kan pH-värdet vara mindre än eller större än 7, d v s för vatten, praktiskt taget ≠ pH 7.