Apă (moleculă)

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Acest articol se concentrează asupra apei ca substanţă chimică şi conţine toate informaţiile privind structura, compoziţia şi proprietăţile apei pure (H₂O, denumită în chimie şi oxid de hidrogen). Pentru studiul apei aşa cum o percepem în viaţa de zi cu zi, ca substanţă chimică lichidă indispensabilă vieţii, vedeţi articolul Apă.

Apa este substanţa chimică anorganică, formată din molecule obţinute prin combinarea a doi atomi de hidrogen şi un atom de oxigen.

[modifică] Ionizarea apei

$H-Cl + H-\begin{matrix}..\\O\\..\end{matrix}-H \longrightarrow \left [\begin{matrix} &..&\\:&Cl&:\\&..&\end{matrix}\right ]^-+\left [ H_3O\right ]^+$

$\begin{matrix} & & .. & & \\ H & - & N & - & H \\ & & | & & \\ & & H & & \end{matrix} + H\rightarrow \begin{matrix}..\\O\\..\end{matrix}\leftarrow H \longrightarrow \begin{bmatrix} & & H & & \\ & & | & & \\ H & - & N & - & H \\ & & | & & \\ & & H & & \end{bmatrix}^++HO^-$

Din reacţiile de mai sus, rezultă că apa poate funcţiona şi ca acid (în prima), şi ca bază (în a doua). Asemenea substanţe, care se comportă ca acizi faţă de baze şi ca baze faţă de acizi se numesc substanţe amfotere sau amfoliţi. Deci apa este un amfolit.

Datorită acestei proprietăţi, producerea reacţiei dintre două molecule de apă este posibilă, ea fiind reversibilă.

Reacţia de mai sus se numeşte reacţia de ionizare a apei, pentru că moleculele se transformă în ioni. Deoarece este o reacţie reversibilă, avem constanta de echilibru

$K_c=\frac {\left [HO^-\right]\cdot\left [ H_3O^+\right ]}{\left [H_2O\right ]^2}$

Apa este un acid şi o bază foarte slabă, de aceea echilibrul reacţiei de ionizare este mult deplasat spre stânga. Cantitatea de apă are valoare mare şi se poate introduce în K_c, obţinându-se astfel o constantă nouă, K_w, care se numeşte produsul ionic al apei.

$K_c\cdot\left [H_2O\right ]^2=K_w=\left [ HO^-\right ]\cdot\left [ H_3O^+\right]$

La o temperatură t=25°C, $K_w=ct=10^{-14}\left (mol/l\right )^2 \,$ . În cazul apei distilate, $\left [H_3O^+\right ]=\left [HO^-\right ]=10^{-7}mol/l$ .

În funcţie de concetraţiile ionilor de hidroniu dintr-o soluţie, ele se împart în:

soluţii acide, unde $\left [H_3O^+\right ]>\left [HO^-\right ] \Rightarrow \left [H_3O^+\right ]>10^{-7}$ ;
soluţii bazice, unde $\left [H_3O^+\right ]<\left [HO^-\right ] \Rightarrow \left [H_3O^+\right ]<10^{-7}$ ;
soluţii neutre, unde $\left [H_3O^+\right ]=\left [HO^-\right ] \Rightarrow \left [H_3O^+\right ]=10^{-7}$ .