Μια ειδική περίπτωση της διάστασης (η διαδικασία της αποσύνθεσηςμεγαλύτερα σωματίδια μιας ουσίας - μόρια ιόντων ή ριζών - σε μικρότερα σωματίδια) είναι ηλεκτρολυτική διάσταση, στην οποία ουδέτερα μόρια μιας ουσίας, που ονομάζονται ηλεκτρολύτες, σε διάλυμα (ως αποτέλεσμα της δράσης πολικών μορίων διαλύτη) διασπώνται σε φορτισμένα σωματίδια: κατιόντα και ανιόντα. Αυτό εξηγεί την ικανότητα των ηλεκτρολυτικών λύσεων να διεξάγουν ρεύμα.
Είναι κοινή η κατανομή όλων των ηλεκτρολυτών σε δύο ομάδες:αδύναμη και ισχυρή. Το νερό ανήκει σε αδύναμους ηλεκτρολύτες, ο διαχωρισμός του νερού χαρακτηρίζεται από μικρό αριθμό αποσυνδεδεμένων μορίων, επειδή είναι μάλλον σταθερά και πρακτικά δεν διασπώνται σε ιόντα. Το καθαρό (χωρίς προσμείξεις) νερό ασκεί ασθενώς ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό οφείλεται στη χημική φύση του ίδιου του μορίου, όταν θετικά πολωμένα άτομα υδρογόνου εισάγονται στο κέλυφος ηλεκτρονίων ενός σχετικά μικρού ατόμου οξυγόνου, το οποίο είναι αρνητικά πολωμένο.
Сила и слабость электролитов характеризуется ο βαθμός διάστασης (που υποδηλώνεται με α, συχνά αυτή η τιμή εκφράζεται σε% από 0 έως 100 ή σε κλάσματα μιας μονάδας από 0 έως 1) - η ικανότητα να αποσυντεθεί σε ιόντα, δηλαδή η αναλογία του αριθμού των αποσυντιθέμενων σωματιδίων προς τον αριθμό των σωματιδίων πριν την αποσύνθεση. Ουσίες όπως τα οξέα, τα άλατα και οι βάσεις υπό τη δράση πολικών μορίων νερού διασπώνται πλήρως στα ιόντα. Η διάσπαση του νερού συνοδεύεται από την αποσύνθεση μορίων Η2Ο στο πρωτόνιο Η + και την υδροξυλομάδα ΟΗ-. Εάν παρουσιάσουμε την εξίσωση διάστασης ηλεκτρολύτη με τη μορφή: M = K ++ A-, τότε η διάσταση του νερού μπορεί να εκφραστεί από την εξίσωση: H2O↔H ++ OH- και η εξίσωση με την οποία υπολογίζεται ο βαθμός διαχωρισμού νερού μπορεί να αναπαρασταθεί σε δύο τύπους η συγκέντρωση των σχηματισμένων πρωτονίων ή η συγκέντρωση των σχηματισμένων υδροξυλομάδων): α = [Η +] / [Η2Ο] ή α = [ΟΗ -] / [Η2Ο]. Δεδομένου ότι η τιμή του α επηρεάζεται όχι μόνο από τη χημική φύση της ουσίας, αλλά και από τη συγκέντρωση του διαλύματος ή τη θερμοκρασία του, είναι συνηθισμένο να μιλάμε για τον εμφανή (φανταστικό) βαθμό της διάστασης.
Η τάση των μορίων ασθενών ηλεκτρολυτών, συμπεριλαμβανομένωννερό, η αποσύνθεση στα ιόντα χαρακτηρίζεται περισσότερο από τη σταθερά διαχωρισμού (μια ειδική περίπτωση της σταθεράς ισορροπίας), η οποία συνήθως δηλώνεται ως Kd. Για τον υπολογισμό αυτής της τιμής, εφαρμόζεται ο νόμος των αποτελεσματικών μαζών, ο οποίος καθορίζει την αναλογία μεταξύ των μαζών των ληφθέντων και των αρχικών ουσιών. Η ηλεκτρολυτική διάσπαση του νερού είναι η αποσύνθεση των αρχικών μορίων νερού σε πρωτόνια υδρογόνου και μια ομάδα υδροξυλίου, επομένως η σταθερά διαχωρισμού εκφράζεται με την εξίσωση: Kd = [H +] • [OH -] / [H2O]. Αυτή η τιμή για το νερό είναι σταθερή και εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία, σε θερμοκρασία ίση με 25 ° C, Kd = 1,86 • 10-16.
Γνωρίζοντας τη μοριακή μάζα νερού (18 γραμμάρια / γραμμομόριο), καιαγνοώντας τη συγκέντρωση των διαχωρισμένων μορίων και λαμβάνοντας τη μάζα 1 dm3 νερού ανά 1000 g, είναι δυνατόν να υπολογιστεί η συγκέντρωση των μη διαχωρισμένων μορίων σε 1 dm3 νερού: [H2O] = 1000 / 18.0153 = 55,51 mol / dm3. Στη συνέχεια, από την εξίσωση της σταθεράς διαχωρισμού, μπορείτε να βρείτε το προϊόν των συγκεντρώσεων των πρωτονίων και των ομάδων υδροξυλίου: [H +] • [OH -] = 1,86 • 10-16 • 55,51 = 1 • 10-14. Όταν η τετραγωνική ρίζα εξάγεται από την ληφθείσα τιμή, λαμβάνεται η συγκέντρωση των πρωτονίων (ιόντα υδρογόνου), η οποία καθορίζει την οξύτητα του διαλύματος και είναι ίση με τη συγκέντρωση των ομάδων υδροξυλίου: [H +] = [OH -] = 1 • 10-7.
Αλλά στη φύση, δεν υπάρχει νερό τέτοιας αγνότηταςΛόγω της παρουσίας διαλυμένων αερίων σε αυτό ή της ρύπανσης του νερού με άλλες ουσίες (στην πραγματικότητα, το νερό είναι ένα διάλυμα διαφόρων ηλεκτρολυτών), επομένως, στους 25 ° C, η συγκέντρωση των πρωτονίων υδρογόνου ή η συγκέντρωση των ομάδων υδροξυλίου διαφέρει από την τιμή 1 • 10-7. Δηλαδή, η οξύτητα του νερού οφείλεται στη ροή όχι μόνο μιας διαδικασίας όπως η αποσύνδεση του νερού. Ο εκθέτης υδρογόνου είναι ο αρνητικός λογάριθμος της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου (ρΗ) · εισήχθη για την αξιολόγηση της οξύτητας ή της αλκαλικότητας του νερού και των υδατικών διαλυμάτων, καθώς είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθούν αριθμοί με αρνητικές δυνάμεις. Για καθαρό νερό, pH = 7, αλλά επειδή δεν υπάρχει καθαρό νερό στη φύση, και η διάσταση του νερού συμβαίνει μαζί με την αποσύνθεση άλλων διαλυμένων ηλεκτρολυτών, η τιμή του pH μπορεί να είναι μικρότερη ή μεγαλύτερη από 7, δηλαδή, για το νερό, στην πράξη, pH ≠ 7.
