Вода как протонный растворитель

Кислоты и основания проявляют свои свойства во взаимодействии. В растворах роль второго партнера играет растворитель. В качестве протонного растворителя особенно важна вода. Она играет роль основания по отношению к кислотам, и роль кислоты по отношению к основаниям.

При выводе констант равновесия понадобится знать концентрацию воды. Она в разбавленных водных растворах может считаться постоянной, благодаря большому избытку воды, и равной

с(Н₂О) = = 55,3 моль/л

В воде устанавливается равновесие аутоионизации при концентрациях ионов с(Н₃О⁺) = с(ОН^-) = 1×10^–7 моль/л.

Н₂О + Н₂О Н₃О⁺ + ОН^- или упрощенно

Н₂О Н⁺ + ОН^-.

(пояснение: 3,2·10^–18×55,3 = 1,8×10^–16)

(298,15°С) (пояснение: 1,8×10^–16 ×55,3 = 1×10^–14)

Последняя константа, называемая ионным произведением воды, используется наиболее часто. Приходится учитывать зависимость K_w от температуры:

	Норм условия	Станд условия	Физиолог условия
T	273,15 К (0°С)	298,15 К (25°С)	310,15 К (37°С)
Kw	1,1×10^–^15	1×10^–^14	2,4×10^–^14
pKw	14,96		13,62

Ионизацией воды обусловлено присутствие ионов гидроксония (ионов водорода, как говорят упрощенно) в водных растворах веществ любых классов, включая основания. Кислоты и основания смещают равновесие ионизации. В растворах кислот низка концентрация ОН^–, в растворах оснований – низка концентрация Н₃О⁺, но оба вида ионов всегда присутствуют одновременно, причем произведение их концентраций постоянно. Всякий раствор можно охарактеризовать как водородным показателем рН = –lg с (Н⁺), так и гидроксидным показателем рОН = = –lg с (ОН^–).

рН + рОН = 14

Практически широко применяется только водородный показатель рН.

Вода хороший ионизирующий растворитель. Молекула воды легко связывает протон, но может и отдавать свой протон. Азотная кислота в вводом растворе ведет себя как сильная, а в уксусной кислоте – слабая.

Дата добавления: 2013-12-13