Диссоциация воды

Исключительно важную роль в биологических процессах играет вода, являющаяся обязательной составной частью (от 58 до 97%) всех клеток и тканей человека, животных, растений и простейших организмов Вода- это среда, в которой протекают самые разнообразные биохимические процессы.

Вода обладает хорошей растворяющей способностью и вызывает электролитическую диссоциацию многих растворенных в ней веществ.

Процесс диссоциации воды согласно теории Бренстеда протекает по уравнению:

Н₂0+Н₂0 Н₃О⁺ + ОН^-; ΔН дис = +56,5 КДж/моль

Т.е. одна молекула воды отдает, а другая - присоединяет протон, происходит автоионизация воды:

Н₂0 Н⁺ + ОН^- - реакция депротонирования

Н₂0 + Н⁺ Н₃О⁺ - реакция протонирования

Константа диссоциации водыпри 298°К, определенная методом электрической проводимости равна:

а(Н⁺) - активность ионов Н⁺ (для краткости вместо НзО⁺пишут Н⁺);

а(ОН^-) - активность ионов ОН^-;

а(Н₂0)- активность воды;

Степень диссоциации воды очень мала, поэтому активность водород - и гидроксид - ионов в чистой воде практически равны их концентрациям. Концентрация воды является постоянной величиной и равна 55,6 моль.

(1000г: 18г/моль= 55,6 моль)

Подставляя в выражение для константы диссоциации Кд(Н₂0) это значение, а вместо активностей водород - и гидроксид - ионов их концентрации, получают новое выражение:

К(Н₂0)=С(Н⁺)×С(ОН^-)=10^-14 мол²/л² при 298К,

Более точно К(Н₂0)= а(Н⁺)×а(ОН^-)= 10^-14 моль²л²-

К(Н₂0) называют ионным произведением воды или константой автоионизации.

В чистой воде или любом водном растворе при постоянной температуре произведение концентраций (активностей) водород - и гидроксид - ионов есть величина постоянная, называемая ионным произведением воды.

Константа К(Н₂0) зависит от температуры. При повышении температуры она увеличивается, т.к. процесс диссоциации воды - эндотермический. В чистой воде или водных растворах разных веществ при 298К активности (концентрации) водород - и гидроксид - ионов будут составлять:

а(Н⁺)=а(ОН^-)= К(Н₂0) = 10^-14 =10^-7 моль/л.

В кислых или щелочных растворах эти концентрации уже не будут равны друг другу, но изменяться будут сопряжено: при увеличении одной из них соответственно будет уменьшаться другая и наоборот, например,

а(Н⁺)=10^-4, а(ОН^-)=10^-10, их произведение всегда составляет 10^-14