Un caso speciale di dissociazione (processo di decadimentoparticelle più grandi di una sostanza - molecole di ioni o radicali - in particelle di dimensioni inferiori) è la dissociazione elettrolitica, in cui molecole neutre di una sostanza chiamata elettrolita in una soluzione (a seguito dell'esposizione a molecole di un solvente polare) si decompongono in particelle cariche: cationi e anioni. Questo spiega la capacità delle soluzioni elettrolitiche di condurre corrente.
È consuetudine dividere tutti gli elettroliti in due gruppi:debole e forte. L'acqua appartiene a elettroliti deboli, la dissociazione dell'acqua è caratterizzata da un piccolo numero di molecole dissociate, poiché sono abbastanza stabili e praticamente non si decompongono in ioni. L'acqua pura (senza impurità) conduce debolmente corrente elettrica. Ciò è dovuto alla natura chimica della molecola stessa, quando gli atomi di idrogeno polarizzati positivamente vengono introdotti nel guscio elettronico di un atomo di ossigeno relativamente piccolo, che è polarizzato negativamente.
La forza e la debolezza degli elettroliti è caratterizzata dail grado di dissociazione (indicato da α, spesso questo valore è espresso in% da 0 a 100 o in frazioni di un'unità da 0 a 1) - la capacità di decadere in ioni, cioè il rapporto tra il numero di particelle cariate e il numero di particelle prima della carie. Sostanze come acidi, sali e basi sotto l'azione delle molecole di acqua polare decadono completamente in ioni. La dissociazione dell'acqua è accompagnata dalla decomposizione delle molecole Н2О nel protone Н + e nel gruppo idrossile ОН-. Se rappresentiamo l'equazione di dissociazione dell'elettrolita nella forma: M = K ++ A-, la dissociazione dell'acqua può essere espressa dall'equazione: Н2О↔Н ++ ОН- e l'equazione con cui viene calcolato il grado di dissociazione dell'acqua può essere rappresentata in due forme (attraverso concentrazione di protoni formati o concentrazione di gruppi ossidrilici formati): α = [Н +] / [Н2О] o α = [ОН -] / [Н2О]. Poiché il valore di α è influenzato non solo dalla natura chimica della sostanza, ma anche dalla concentrazione della soluzione o dalla sua temperatura, è consuetudine parlare dell'apparente (immaginario) grado di dissociazione.
Propensione di molecole di elettroliti deboli, inclusoacqua, si decompone in ioni in misura maggiore caratterizzata da una costante di dissociazione (un caso speciale della costante di equilibrio), che di solito è indicato come CD. Per calcolare questa quantità, viene applicata la legge delle masse agenti, che stabilisce il rapporto tra le masse dei materiali ottenuti e di partenza. La dissociazione elettrolitica dell'acqua è la decomposizione delle molecole d'acqua iniziali in protoni dell'idrogeno e un gruppo ossidrilico, pertanto la costante di dissociazione è espressa dall'equazione: Kd = [H +] • [OH -] / [H2O]. Questo valore per l'acqua è costante e dipende solo dalla temperatura, a una temperatura pari a 25 ° C, Cd = 1,86 • 10-16.
Зная молярную массу воды (18 грамм/моль), а также trascurando la concentrazione di molecole dissociate e prendendo la massa di 1 dm3 di acqua per 1000 g, possiamo calcolare la concentrazione di molecole non dissociate in 1 dm3 di acqua: [Н2О] = 1000 / 18.0153 = 55.51 mol / dm3. Quindi dall'equazione della costante di dissociazione è possibile trovare il prodotto delle concentrazioni di protoni e gruppi ossidrilici: [H +] • [OH -] = 1.86 • 10-16 • 55.51 = 1 • 10-14. Quando si estrae la radice quadrata del valore ottenuto, si ottiene la concentrazione di protoni (ioni idrogeno), che determina l'acidità della soluzione ed è uguale alla concentrazione di gruppi ossidrilici: [H +] = [OH -] = 1 • 10-7.
Ma in natura non esiste acqua di tale purezza.a causa della presenza di gas disciolti in essa o dell'inquinamento delle acque da parte di altre sostanze (in effetti, l'acqua è una soluzione di vari elettroliti), quindi, a 25 ° C la concentrazione di protoni dell'idrogeno o la concentrazione di gruppi ossidrilici differisce da 1 • 10-7. Cioè, l'acidità dell'acqua è dovuta al corso di un processo non solo come la dissociazione dell'acqua. L'indice di idrogeno è il logaritmo negativo della concentrazione di ioni idrogeno (pH), è stato introdotto per valutare l'acidità o l'alcalinità dell'acqua e delle soluzioni acquose, poiché è difficile usare numeri con gradi negativi. Per l'acqua pura, pH = 7, ma poiché non esiste acqua pura in natura e la dissociazione dell'acqua procede insieme alla decomposizione di altri elettroliti disciolti, il pH può essere inferiore o maggiore di 7, cioè per l'acqua, quasi pH ≠ 7.
