Самоионизация воды (или автопротолиз)

возьмем две молекулы воды обычно молекулы воды из-за своей полярности сталкиваясь друг с другом образуют водородные связи мы об этом много уже говорили также существует очень много различных типов взаимодействия между частицами так как они постоянно движутся и сталкиваются друг с другом кроме того электроны постоянно перемещается как правило электроны больше времени проводят со стороны кислорода образуют он частичный отрицательный заряд водородов частично положительный потому что кислород притягивает их электроны поэтому в воде образуются водородные связи но в действительности все постоянно меняется электроны бегают в разные стороны их местоположение можно узнать лишь с определенной вероятностью и может так случиться что этот кислород это молекула воды так заденет вот эту молекулу воды что вот эти электроны окажется так близко и что захватят водород но стоит сказать что они захватят не весь водород не ядро вместе с электроном ведь в этом и водорода есть ядро которая состоит из протона самый распространенный изотоп водорода не имеет нейтронов в его ядре всего один протон и вокруг него летает электрон здесь у нас положительный заряд давайте нарисую немного по-другому положительный протон и отрицательный электрон вокруг него летает отрицательный электрон вернее это скорее орбиталь и где-то на ней находится электрон его электрон вот в этой ковалентной связи уже находится ближе к кислороду потому что здесь и появился частичный отрицательный заряд а здесь частичный положительный и электронной 2 молекулы воды будут притягиваться к частично положительному заряду водорода напомню здесь тоже частичный отрицательный заряд он образует водородную связь и он может оказаться около водорода в тот момент когда оба электрона в этой связи включая тот который раньше принадлежал водороду находится у кислорода и в такой ситуации причем я не говорю что это происходит постоянно но при определенных условиях такое может случиться и в результате вместо нейтральные молекулы воды получится вот что тут у нас кислород но у него не только два привычных водорода у него теперь есть 3 водород у него теперь три водорода здесь 2 ковалентные связи здесь свободная пара а вот эта свободная пара которую я обвёл голубым теперь стала общей встретим водородом его собственный электрон остался вот этого кислорода и теперь образовалась новая ковалентная связь вот у этой молекулы все электроны остались на месте но потерялся протон эта молекула теперь выглядит вот так это у нее кислород но он теперь связан только с одним водородом здесь по-прежнему две свободные электронные пары и еще у него оба электроны из этой ковалентной связи оба электрона он оставил себе теперь у него еще одна свободная пара и так вот эта молекула получила протон но не получила электронов это значит что вся молекула теперь имеет положительный заряд вот эта молекула я потеряла протон оставив себе электроны теперь она заряжена отрицательно и вместо двух нейтральных молекул у нас теперь два иона и вот этот и он слева это теперь h3o и он имеет положительный заряд это называется ион гидроксония а вот этот ваш с минусом называется гидроксиды он и поскольку он отрицательный ток гидроксид-анион я напишу просто гидроксид итак молекула воды повторюсь это происходит не с каждой молекулой воды для этого нужны определенные условия и тогда одна молекула воды может это брать водород у другой молекулы воды у которой останутся электроны и получится два иона а не сама ионизируется это явление называется авто про то ризом воды давайте запишем это длинное слово авто про то ль из воды я еще раз поясню что происходит вот этот водород он был когда-то протоном и электронам в стандартном изотопе водорода нет нейтронов электрон убежал он был частью вот этой связи но полностью перешел к кислороду тут остался один протон этот протон сбежал в другой молекуле воды даффи положительный заряд у вас может возникнуть вопрос как часто попадаются в воде ионы гидроксония давайте я нарисую сосуд с водой пусть в нем будет литр воды концентрация гидроксония в обычной воде концентрация h3o квадратными скобками мы обозначаем концентрацию и так концентрация один на десять в минус седьмой степени моль на литр это то же самое что один на десять в минус седьмой степени моль на литр и чтобы сразу пояснить что такое моль это некое количество все равно что сказать например десяток только больше десяток это 10 единиц чего-то а моль примерно равняется я запишу моль приблизительно равно 6,02 на 10 в 23 степени и может возникнуть вопрос некое количество что это как правило это количество молекул моль вещества это приблизительно 6 целых , 0 22 и так далее на 10 в 23 степени молекул этого вещества так давайте приблизительно посчитаем один на десять в минус седьмой моля на литр умножить на напишу просто 6 посчитаем примерно приблизительно равно 6 на 10 в 23 молекул в моле моли сокращаются перемножим теперь числа получится 6 так 10 в минус 7 на 10 в 23 получится 10 в 16-ой степени молекул на литр и у нас получилось 6 на 10 в 16-ой степени ионов гидроксония но вы не забывайте кроме них там еще очень много молекул воды в одном литре h2o содержится примерно 50 6 молей молекул h 2 o и можно сказать что в литре воды запишу вот здесь у нас есть один на десять в минус седьмой молей h3o на каждые 50 6 молей h2o и посмотрите на соотношение что такое один на десять в минус седьмой k-56 давайте ниже запишу это все равно что давайте умножим числитель и знаменатель на 10 в 7 и тогда это будет все равно что единица доля гидроксония в обычной воде единица на если умножить 56 на 10 в 7 получится 5 6 а дальше 7 нулей и так 1 2 3 4 5 6 7 доля гидроксония в обычной воде один на 560 миллионов вы должны понимать что на каждую молекулу гидроксония в литре воды приходится примерно пятьсот шестьдесят миллионов молекул h 2 o то есть это достаточно редкое явление обычные молекулы встречаются гораздо чаще чем вот такая ситуация если обозначать стрелками положения равновесия то она гораздо больше сдвинута влево поэтому нижняя стрелка должна быть больше а кроме того это показывает сколько молекул находится в одном литре воды мы уже об этом говорили также существует много различных типов взаимодействия между частицами так как они постоянно движутся и сталкиваются друг с другом кроме того электроны постоянно перемещаются спасибо что подписывайтесь на наш канал нам очень важно знать ваше мнение если у вас возникают вопросы касательно данного видеоролика то не стесняйтесь задавать их в комментариях мы с удовольствием на них ответим