Un caz special de disociere (proces de descompunere)Particulele mai mari ale unei substanțe - molecule de ioni sau radicali - în particule mai mici) sunt disocierea electrolitică, în care moleculele neutre ale unei substanțe numite electrolit într-o soluție (ca urmare a expunerii la moleculele unui solvent polar) se descompun în particule încărcate: cationi și anioni. Acest lucru explică capacitatea soluțiilor de electroliți de a conduce curent.
Se obișnuiește împărțirea tuturor electroliților în două grupuri:slab și puternic. Apa aparține electroliților slabi, disocierea apei se caracterizează printr-un număr mic de molecule disociate, deoarece acestea sunt destul de stabile și practic nu se descompun în ioni. Apa pură (fără impurități) conduce slab la curent electric. Acest lucru se datorează naturii chimice a moleculei în sine, când atomii de hidrogen polarizați pozitiv sunt introduși în carcasa electronică a unui atom de oxigen relativ mic, care este polarizat negativ.
Puterea și slăbiciunea electroliților se caracterizează pringradul de disociere (notat cu α, adesea această valoare este exprimată în% de la 0 la 100 sau în fracțiuni ale unei unități de la 0 la 1) - capacitatea de a se descompune în ioni, adică raportul dintre numărul de particule descompuse și numărul de particule înainte de descompunere. Substanțe precum acizi, săruri și baze sub acțiunea moleculelor polare de apă se descompun complet în ioni. Disocierea apei este însoțită de descompunerea moleculelor Н2О în protonul + + și grupul hidroxil ОН-. Dacă reprezentăm ecuația de disociere a electrolitelor sub forma: M = K ++ A-, atunci disocierea apei poate fi exprimată prin ecuația: Н2О↔Н ++ ОН-, iar ecuația prin care se calculează gradul de disociere a apei poate fi reprezentată în două forme (prin concentrația protonilor formați sau concentrația grupărilor hidroxil formate): α = [Н +] / [Н2О] sau α = [ОН -] / [Н2О]. Întrucât valoarea α este afectată nu numai de natura chimică a substanței, ci și de concentrația soluției sau de temperatura acesteia, se obișnuiește să vorbim despre gradul de disociere aparent (imaginar).
Propensitatea moleculelor slabe de electrolit, inclusivapă, se descompun în ioni într-o măsură mai mare caracterizată printr-o constantă de disociere (un caz special al constantei de echilibru), care este de obicei notată ca CD. Pentru a calcula această cantitate, se aplică legea maselor care acționează, care stabilește raportul dintre masele materialelor obținute și cele de pornire. Disocierea electrolitică a apei este descompunerea moleculelor de apă originale în protoni de hidrogen și o grupare hidroxil, prin urmare, constanta de disociere este exprimată prin ecuația: Kd = [H +] • [OH -] / [H2O]. Această valoare pentru apă este constantă și depinde doar de temperatură, la o temperatură egală cu 25 ° C, Cd = 1,86 • 10-16.
Зная молярную массу воды (18 грамм/моль), а также neglijând concentrația moleculelor disociate și luând masa de 1 dm3 de apă la 1000 g, putem calcula concentrația moleculelor nedisociate în 1 dm3 de apă: [Н2О] = 1000 / 18.0153 = 55,51 mol / dm3. Apoi din ecuația constantei de disociere puteți găsi produsul concentrațiilor de protoni și grupări hidroxil: [H +] • [OH -] = 1,86 • 10-16 • 55,51 = 1 • 10-14. La extragerea rădăcinii pătrate a valorii obținute, se obține concentrația de protoni (ioni de hidrogen), care determină aciditatea soluției și este egală cu concentrația grupărilor hidroxil: [H +] = [OH -] = 1 • 10-7.
Но в природе воды такой чистоты не существует datorită prezenței în ea a gazelor dizolvate sau a poluării apei de către alte substanțe (de fapt, apa este o soluție de diverși electroliți), prin urmare, la 25 ° C concentrația protonilor de hidrogen sau concentrația grupărilor hidroxil diferă de 1 • 10-7. Adică, aciditatea apei se datorează nu numai unui astfel de proces ca disocierea apei. Indicele de hidrogen este logaritmul negativ al concentrației ionilor de hidrogen (pH), a fost introdus pentru a evalua aciditatea sau alcalinitatea apei și a soluțiilor apoase, deoarece este dificil de utilizat numere cu grade negative. Pentru apa pură, pH = 7, dar întrucât nu există apă pură în natură, iar disocierea apei are loc odată cu descompunerea altor electroliți dizolvați, pH-ul poate fi mai mic sau mai mare decât 7, adică pentru apă, practic pH ≠7.
