Autoprotolýza

Autoprotolýza je chemická reakce, při které mezi dvěma stejnými molekulami rozpouštědla dochází k výměně protonu. Jedna molekula reaguje jako Brønstedova-Lowryho kyselina a druhá jako Brønstedova-Lowryho zásada. Tato reakce probíhá do rovnováhy, a proto je to reakce rovnovážná. Nejznámější je autoprotolýza (autoionizace) vody. Je to chemická reakce, během níž se dvě molekuly vody přemění na hydroxoniový kation H3O+ a hydroxidový anion OH−.

Stejně lze popsat i další polární rozpouštědla. Každé rozpouštědlo, které obsahuje vodík schopný disociovat a volné elektronové páry, které jsou schopné jej přijmout, může podstoupit autoprotolýzu.

Autoprotolýza vody

Při autoprotolýze vody se dvě molekuly vody přemění na hydroxoniový kation H3O+ a hydroxidový anion OH−:

: 2H2O H3O+ + OH-

Tato rovnice probíhá do rovnováhy popsané rovnovážnou konstantou, která se nazývá iontový součin vody Kw:

: Kw = [H3O+][OH−],

kde

: [H3O+] je molární koncentrace hydroxoniových iontů : [OH−] je molární koncentrace hydroxidových iontů

Za standardních podmínek při 25 °C je u čisté vody Kw = 10−14, kdy koncentrace [H3O+] a [OH−] jsou stejné a rovnají se10−7. Čistá voda je tedy neutrální, neboť koncentrace 10−7 odpovídá hodnotě pH=7. +more Hodnota Kw je citlivá na teplotu a tlak, zvyšuje se s nárůstem obou těchto veličin. Autoprotolýza vody je důvodem, proč i chemicky čistá voda má alespoň nízkou elektrickou vodivost.

Autoprotolýza dalších sloučenin

Autoprotolýze podléhají i jiné anorganické i organické sloučeniny, které jsou dostatečně polární a schopné výměny protonu mezi stejnými molekulami.

Například autoprotolýza kapalného amoniaku probíhá podle reakce:

\mathrm{2\ NH_3\ \rightleftharpoons\ NH_4^+\ +\ NH_2^-}

Iontový součin = 10−32

Autoprotolýza koncentrované kyseliny sírové:

\mathrm{2\ H_2SO_4\ \rightleftharpoons\ H_3SO_4^+\ +\ HSO_4^-}

Iontový součin = 10−4

Autoprotolýza fluorovodíku:

\mathrm{3\ HF\ \rightleftharpoons\ H_2F^+\ +\ HF_2^-}

Iontový součin = 10−10,7 (0 °C)

Autoprotolýza kyseliny octové:

2CH3COOH CH3COO- + CH3COOH2+

Reference

Kategorie:Chemické reakce

Autoprotolyse Autoprotolyse Autoprotolyse