Qual è la dissociazione dell'acqua?

Un caso speciale di dissociazione (il processo di decadenzagrandi particelle di materia - ioni molecolari o radicali - a particelle più piccole) è una dissociazione elettrolitica, per cui la molecola nota elettrolita neutro in soluzione (dall'impatto delle molecole di solvente polare) spezzare in particelle cariche: cationi e anioni. Questo spiega la capacità delle soluzioni elettrolitiche di condurre corrente.

È accettato dividere tutti gli elettroliti in due gruppi: debole e forte. L'acqua si riferisce a elettroliti deboli, la dissociazione dell'acqua è caratterizzata da una piccola quantità di molecole dissociate, poiché sono abbastanza persistenti e praticamente non si decompongono in ioni. Un'acqua pura (senza impurità) conduce una debole corrente elettrica. Ciò è dovuto alla natura chimica della molecola stessa, quando gli atomi di idrogeno polarizzati positivamente sono incorporati nel guscio dell'elettrone di un atomo di ossigeno relativamente piccolo, che è polarizzato negativamente.

La forza e la debolezza degli elettroliti sono caratterizzati dail grado di dissociazione (indicato da α, questa quantità è spesso espressa in% da 0 a 100, o in frazioni di unità da 0 a 1) - la capacità di disintegrarsi in ioni, cioè rapporto tra il numero di particelle rotte tra le particelle al collasso. Sostanze come acidi, sali e basi sotto l'influenza di molecole d'acqua polari si rompono completamente in ioni. La dissociazione dell'acqua è accompagnata dalla decomposizione delle molecole di H2O nel protone H + e dal gruppo ossidrile OH-. Se dissociazione dell'elettrolita presente nella forma di equazione: M = K ++ A-, quindi dissociazione dell'acqua può essere espresso dall'equazione: OH N2O↔N ++, e l'equazione cui il grado calcolato di dissociazione dell'acqua può essere rappresentato in due forme (tramite la risultante concentrazione di protoni o gruppi idrossilici la concentrazione risultante): α = [H +] / [H2O] o α = [OH -] / [H2O]. Poiché la quantità α è influenzato non solo dalla natura chimica del composto, ma la concentrazione della soluzione o la temperatura, si è soliti parlare della apparente (immaginaria) il grado di dissociazione.

La tendenza di molecole di elettroliti deboli, inclusol'acqua, il decadimento in ioni è più caratterizzato dalla costante di dissociazione (un caso particolare della costante di equilibrio), che viene comunemente indicato come Kd. Per calcolare questo valore, viene applicata la legge delle masse agenti, che stabilisce il rapporto tra le masse delle sostanze ottenute e quelle iniziali. La dissociazione elettrolitica dell'acqua è la decomposizione delle molecole d'acqua originali in protoni di idrogeno e un gruppo ossidrile, quindi la costante di dissociazione è espressa dall'equazione: Kd = [H +] • [OH -] / [H2O]. Questo valore per l'acqua è costante e dipende solo dalla temperatura, ad una temperatura pari a 25 ° C, Kd = 1,86 • 10-16.

Conoscere la massa molare di acqua (18 g / mol), e ancheignorando concentrazione di molecole dissociate e prendendo la massa di 1 dm3 di acqua per 1000 g, possiamo calcolare la concentrazione di molecole indissociate in 1 dm3 di acqua [H2O] = 1000 / 18,0153 = 55.51 mol / dm3. concentrazione prodotto allora, dall'equazione della costante di dissociazione si trovano di protoni e gruppi idrossilici: [H +] • [OH -] = 1,86 • 10-16 • 55,51 = 1 • 10-14. Quando si estrae la radice quadrata del valore ottenuto concentrazione risultante di protoni (ioni idrogeno), che determina l'acidità della soluzione e la concentrazione di gruppi di ossidrile pari a: [H +] = [OH -] = 1 • 10-7.

Ma nella natura dell'acqua di tale purezza non esistea causa della presenza di gas disciolti in essa o della contaminazione dell'acqua da parte di altre sostanze (infatti, l'acqua è una soluzione di vari elettroliti), quindi a 25 ° C la concentrazione di protoni di idrogeno o la concentrazione di gruppi ossidrile è diversa da 1 • 10-7. Cioè, l'acidità dell'acqua è dovuta al flusso non solo di un processo come la dissociazione dell'acqua. L'indice di idrogeno è il logaritmo negativo della concentrazione di ioni idrogeno (pH), viene introdotto per valutare l'acidità o l'alcalinità dell'acqua e delle soluzioni acquose, poiché è difficile utilizzare numeri con gradi negativi. Per acqua pura, pH = 7, ma poiché non c'è acqua pura in natura e la dissociazione dell'acqua procede insieme alla dissoluzione di altri elettroliti disciolti, l'indice di idrogeno può essere inferiore o superiore a 7, cioè, per l'acqua, nella pratica, pH ≠ 7.