Што такое дысацыяцыя вады?

Прыватным выпадкам дысацыяцыі (працэсу распаду больш буйных часціц рэчыва - малекул іёнаў або радыкалаў - на часціцы меншага памеру) з'яўляецца электралітычная дысацыяцыя, пры якой нейтральныя малекулы рэчыва, званага электралітам, у растворы (у выніку ўздзеяння малекул палярнага растваральніка) распадаюцца на зараджаныя часціцы: катыёны і аніёны. Гэтым тлумачыцца здольнасць раствораў электралітаў праводзіць ток.

Прынята дзяліць ўсе электраліты на дзве групы: слабыя і моцныя. Вада ставіцца да слабых электраліта, дысацыяцыя вады характарызуецца невялікай колькасцю диссоциированных малекул, так як яны досыць устойлівыя і практычна не распадаюцца на іёны. Чыстая (без прымешак) вада слаба праводзіць электрычны ток. Гэта абумоўлена хімічнай прыродай самой малекулы, калі станоўча палярызаваныя атамы вадароду ўкаранёны ў электронную абалонку параўнальна невялікага атама кіслароду, які палярызаванае адмоўна.

Сіла і слабасць электралітаў характарызуецца ступенню дысацыяцыі (пазначаецца α, часта гэтая велічыня выяўляецца ў% ад 0 да 100 або ў долях адзінкі ад 0 да 1) - здольнасцю распадацца на іёны, то ёсць стаўленнем колькасці разводаў часціц да ліку часціц да распаду. Такія рэчывы, як кіслоты, солі і падставы пад дзеяннем палярных малекул вады распадаюцца на іёны цалкам. Дысацыяцыя вады суправаджаецца распадам малекул Н2О на пратон Н + і гидроксильную групу ЁН-. Калі ўявіць раўнанне дысацыяцыі электраліта ў выглядзе: М = Да ++ А-, тады дысацыяцыя вады можа быць выказана раўнаннем: Н2О↔Н ++ ЁН-, а раўнанне, з дапамогай якога разлічваецца ступень дысацыяцыі вады, можна прадставіць у двух відах (праз канцэнтрацыю ўтварыліся пратонаў або канцэнтрацыю ўтварыліся гидроксильных груп): α = [Н +] / [Н2О] або α = [ЁН -] / [Н2О]. Бо на велічыню α ўплывае не толькі хімічная прырода рэчывы, але і канцэнтрацыя раствора або яго тэмпература, то прынята казаць аб уяўнай (уяўнай) ступені дысацыяцыі.

Схільнасць малекул слабых электралітаў, уключаючы ваду, распадацца на іёны ў большай ступені характарызуецца канстантай дысацыяцыі (прыватны выпадак канстанты раўнавагі), якую прынята пазначаць, як Кд. Для разліку гэтай велічыні ўжываецца закон дзеючых мас, які ўсталёўвае суадносіны паміж масамі атрыманых і зыходных рэчываў. Электралітычная дысацыяцыя вады - гэта распад зыходных малекул вады на пратоны вадароду і гидроксильную групу, таму канстанта дысацыяцыі выяўляецца раўнаннем: Кд = [Н +] • [ЁН -] / [Н2О]. Гэтая велічыня для вады з'яўляецца пастаяннай і залежыць толькі ад тэмпературы, пры тэмпературы, роўнай 25оС, Кд = 1.86 • 10-16.

Ведаючы малярная маса вады (18 грам / моль), а таксама грэбуючы канцэнтрацыяй диссоциированных малекул і прымаючы масу 1 дм3 вады за 1000 г, можна разлічыць канцэнтрацыю недиссоциированных малекул у 1 дм3 вады: [Н2О] = 1000 / 18,0153 = 55,51 моль / дм3. Тады з раўнання канстанты дысацыяцыі можна знайсці твор канцэнтрацый пратонаў і гидроксильных груп: [Н +] • [ЁН -] = 1,86 • 10-16 • 55,51 = 1 • 10-14. Пры выманні квадратнага кораня з атрыманай велічыні атрымліваюць канцэнтрацыю пратонаў (іёнаў вадароду), якая вызначае кіслотнасць раствора і роўную канцэнтрацыі гидроксильных груп: [Н +] = [ЁН -] = 1 • 10-7.

Але ў прыродзе вады такой чысціні не існуе з-за прысутнасці ў ёй раствораных газаў або забруджвання вады іншымі рэчывамі (фактычна вада - гэта раствор розных электралітаў), таму пры 25оС канцэнтрацыя пратонаў вадароду або канцэнтрацыя гидроксильных груп адрозніваецца ад велічыні 1 • 10-7. Гэта значыць кіслотнасць вады абумоўлена праходжаннем не толькі такога працэсу, як дысацыяцыя вады. Вадародны паказчык з'яўляецца адмоўным лагарыфм канцэнтрацыі вадародных іёнаў (рн), ён уведзены для ацэнкі кіслотнасці або шчолачнасць вады і водных раствораў, так як лікамі з адмоўнымі ступенямі карыстацца цяжка. Для чыстай вады рн = 7, але так як у прыродзе чыстай вады няма, і дысацыяцыя вады працякае разам з распадам іншых раствораных электралітаў, то вадародны паказчык можа быць менш або больш 7, гэта значыць для вады, практычна, рн ≠ 7.