Özel bir ayrışma durumu (bozulma sürecibir maddenin daha büyük parçacıkları - iyon veya radikal molekülleri - daha küçük parçacıklara) elektrolit olarak adlandırılan bir maddenin nötr moleküllerinin (polar çözücü moleküllerinin etkisinin bir sonucu olarak) (parçacıkların ve anyonların) yüklü parçacıklar halinde parçalandığı elektrolittir. Bu, elektrolit çözümlerinin akımı yürütme yeteneğini açıklar.
Tüm elektrolitleri iki gruba ayırmak yaygındır:zayıf ve güçlü. Su zayıf elektrolitlere aittir, suyun ayrışması az sayıda ayrışmış molekül ile karakterize edilir, çünkü bunlar oldukça stabildir ve pratik olarak iyonlara ayrılmazlar. Saf (kirliliksiz) su, elektrik akımını zayıf bir şekilde iletir. Bu, pozitif polarize hidrojen atomlarının, negatif polarize olan nispeten küçük bir oksijen atomunun elektron kabuğuna sokulduğu zaman, molekülün kendisinin kimyasal doğasından kaynaklanır.
Сила и слабость электролитов характеризуется ayrışma derecesi (a ile gösterilir, bu değer genellikle 0 ila 100 arasında ya da 0 ila 1 arasında bir birimin fraksiyonları olarak ifade edilir) - iyonlara ayrılma kabiliyeti, yani çürüyen parçacıkların sayısının çürümeden önce parçacıkların sayısına oranıdır. Kutupsal su moleküllerinin etkisi altındaki asitler, tuzlar ve bazlar gibi maddeler tamamen iyonlara ayrışır. Suyun ayrışmasına H2O moleküllerinin proton H + ve hidroksil grubu OH- 'ye ayrışması eşlik eder. Elektrolit ayrışma denklemini aşağıdaki formda gösterirsek: M = K ++ A-, sonra su ayrışımı denklemle ifade edilebilir: H2O HH + OH OH- ve su ayrışmasının derecesinin hesaplandığı denklem iki biçimde temsil edilebilir ( oluşturulan protonların konsantrasyonu veya oluşan hidroksil gruplarının konsantrasyonu): a = [H +] / [H20] veya a = [OH -] / [H20]. Α'nın değeri sadece maddenin kimyasal yapısıyla değil, aynı zamanda çözeltinin ya da sıcaklığının konsantrasyonuyla da etkilendiği için, görünürdeki (hayali) ayrılma derecesi hakkında konuşmak gelenekseldir.
Zayıf elektrolit moleküllerinin eğilimi de dahil olmak üzereDaha büyük bir dereceye kadar iyonlara ayrışan su, genellikle Cd olarak gösterilen bir ayrılma sabiti (denge sabitinin özel bir durumu) ile karakterize edilir. Bu değeri hesaplamak için, elde edilen ve başlangıç maddelerinin kütleleri arasındaki oranı belirleyen etkili kütlelerin yasası uygulanır. Suyun elektrolitik ayrışması, başlangıç su moleküllerinin hidrojen protonları ve bir hidroksil gruba ayrıştırılmasıdır, bu nedenle ayrışma sabiti, denklem tarafından ifade edilir: CD = [H +] • [OH -] / [H2O]. Su için bu değer sabittir ve sadece sıcaklığa bağlıdır, 25 ° C sıcaklıkta, Kd = 1.86 • 10-16.
Suyun mol kütlesini (18 gram / mol) ve ayrıcaayrışmış moleküllerin konsantrasyonunu ihmal ederek ve 1000 g başına 1 dm3 su kütlesini alarak, 1 dm3 su içinde ayrılmamış moleküllerin konsantrasyonunu hesaplayabiliriz: [Н2О] = 1000 / 18.0153 = 55.51 mol / dm3. Sonra ayrışma sabiti denkleminden proton ve hidroksil gruplarının konsantrasyonlarının çarpımını bulabilirsiniz: [H +] • [OH -] = 1.86 • 10-16 • 55.51 = 1 • 10-14. Elde edilen değerden kare kök çıkarılırken, çözeltinin asitliğini belirleyen ve hidroksil gruplarının konsantrasyonuna eşit olan protonların (hidrojen iyonları) konsantrasyonu elde edilir: [H +] = [OH -] = 1 • 10-7.
Ancak doğada, bu tür saflıkta su yoktur.içinde çözünmüş gazların bulunması veya suyun diğer maddelerle kirlenmesi nedeniyle (aslında su, çeşitli elektrolitlerin bir çözeltisidir), bu nedenle 25 ° C'de hidrojen protonlarının konsantrasyonu veya hidroksil gruplarının konsantrasyonu 1 - 10-7 arasında değişir. Yani, suyun asiditesi sadece suyun ayrışması gibi bir işlemin seyrinden kaynaklanmaz. Hidrojen indeksi, hidrojen iyonlarının (pH) konsantrasyonunun negatif logaritmasıdır, negatif derecelerde sayıların kullanılması zor olduğundan su ve sulu çözeltilerin asitliğini veya alkalinitesini değerlendirmek için tanıtıldı. Saf su için pH = 7, ancak doğada saf su olmadığından ve suyun ayrışması diğer çözünmüş elektrolitlerin ayrışmasıyla birlikte ilerlediğinden, pH 7'den az veya daha fazla, yani su için neredeyse pH ≠ 7 olabilir.
