Ионное произведение воды

Вода является одним из наиболее распространенных в природе веществ. Молекула воды имеет угловое строение (рисунок 5).

Рис. 5. Строение молекулы воды

В молекуле воды связь между атомами водорода и кислорода является полярной. При указанном расположении атомов в молекуле это приводит к асимметрии в распределении электрических зарядов, к ее полярности (дипольный момент ).

Высокая полярность молекулы – одна из важнейших причин высокой активности воды при многих химических взаимодействиях. Полярность является причиной электролитической диссоциации в воде солей, кислот, оснований, с ней связана растворимость электролитов в воде, гидролизуемость соединений и т.д.

Способность молекул воды к образованию водородных и донорно-акцепторных связей оказывает сильное влияние на состояние и свойства растворов.

Упрощенное уравнение, отражающее процесс электролитической диссоциации воды:

Запишем выражение для константы ионизации воды:

(73)

где – константа электролитической диссоциации воды.

Пусть , тогда молярная концентрация составит (моль/л) (т.к. при н.у. , т.е. ).

Следовательно,

Þ .

Согласно полученного уравнения для воды и водных растворов различных веществ при определенной температуре произведение концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов есть величина постоянная, которая называется ионным произведением воды ( ).

Таким образом, при 25 °С (74),

а .

Величина ионного произведения воды возрастает с повышением температуры, так как при этом увеличивается степень электролитической диссоциации воды, и возрастают концентрации протонов водорода и гидроксид-ионов.