background image

 

82

в  форме  стишовита,  где  атомы Al и Si имеют  одинаковые  координационные  числа, 
равные 6. Из  таблиц 1, 3 и 4 следует,  что  атом  О  больше  атомов Li, Be, B и C, но 
атом  О  меньше  атомов 3-го  периода  и  всех  остальных  атомов  периодической 
системы элементов. 

Рассмотрим  теорию  электролитической  диссоциации  с  точки  зрения 

кристаллического  строения  атома  и  электромагнитной  природы  химической  связи 
изложенной выше и в [1, 5]. 

10.1. Ионное произведение воды. 

Одним  из  самых  главных  свойств  молекулы  воды  является  её  способность  к 

автодиссоциации  на  атом  Н  и  полярную,  но  электронейтральную  группу 

(-)

ОН,  и  то 

что  эта  молекула  создана  из  двух  атомов  О  и  Н  с  практически  равными 
потенциалами ионизации, что придаёт ей свойства исключительного растворителя. 

Близкие  величины  ПИ  атома  Н  и  группы 

( - )

ОН  свидетельствуют  об  одинаковой 

энергетике  этих  частиц  или  их  энергетической  равноценности.  Это  качество 
(свойство)  имеет  очень  большое  или  точнее  определяющее  значение  во  всех 
реакциях, в которых принимает участие молекула НОН в состоянии диссоциации. 

Считается,  что  способность  к  автоионизации  есть  общее  свойство  всех 

химических  соединений,  в  том  числе  и  воды.  Значения  известных  констант 
автоионизации  имеет  очень  малые  величины,  так,  например,  вода  имеет  величину 
1х10

- 1 4

, метиловый спирт – 2х10

- 1 7

, жидкий аммиак – 3х10

- 3 3

 и т.д. 

Относительно количества автодиссоциированных молекул воды, то есть частиц 

Н  и  ОН,  можно  привести  некоторые  цифры,  взятые  из [7]. Известно,  что  в 
нейтральной  водной  среде  величина  рН  составляет 7 единиц,  и  число  ионов  Н

+

 

равняется  числу  ионов  ОН

-

.  Каково  же  само  число  этих  ионов?  Диссоциация  воды 

проходила согласно уравнению: 

 

Н

2

О + Н

2

О = Н

3

О

+

 + ОН

-

 

 

В  соответствии  с  Авогадро,  грамм-ион  содержит 6,02х10

2 3

  ионов.  С  учетом 

рН=7 число ионов Н (и ОН) в одном литре воды равно: 

 

6,02 х 10

2 3

 х 10

- 7

 = 6,02 х 10

1 6

 

 

В одном кубическом мм воды содержится, следовательно: 

 

6,02 х 10

1 6

/(100 х 100 х 100) = 6,02 х 10

1 6

 х 10

- 6

 = 6,02 х 10

1 0

 

 

или примерно 60 миллиардов ионов Н

+

Далее, зная, что в литре содержится: 

 

1000/18 = 55,56 грамм-молекул воды, 

 

то  есть 55,56 х 6,02 х 10

2 3

 = 335 х 10

2 3

  молекул,  из  соотношения 335 х 10

2 3

/(6,02  х 

10

1 6

) = 556 х 10

6

  находим,  что  в  состоянии  распада  на  ионы  на  каждые 556 

миллионов  молекул  воды  находится  только  одна.  Таким  образом,  содержание 
ионов  в  чистой  воде  при 20-25 ºС  и  громадно  (абсолютно),  и  ничтожно  мало 
(относительно),  при  этом  считалось,  что  вода  диссоциирует  на  катион  Н

+

  и  анион 

ОН

-

.  С  нашей  точки  зрения,  вода  диссоциирует  на  атом  Н,  или  полярный 

электронейтральный  комплекс  Н

2

ОН

( + )

 – кислоту,  и  электронейтральную  полярную 

группу 

( - )

ОН-основание.  Из  цифр,  приведённых  выше,  следует,  что  в  малом  объёме 

воды  при  нормальных  условиях  имеется  достаточно  большое  количество 
свободных атомов Н и основных ОН-групп. 

Как  же  влияет  температура  на  диссоциацию  молекул  воды?  В  таблице 14 

приведены  справочные  данные,  а  на  рис. 17. графически  показана  зависимость 
степени диссоциации молекул воды от температуры.